Con lo sviluppo della società,profilo di pultrusionel'industria ha iniziato ad acquisire importanza grazie all'espansione dell'uso diprofilo di pultrusioneprodotti di processo in settori quali edilizia e infrastrutture. Questo articolo vi accompagnerà attraverso la storia delprofilo di pultrusioneprocesso.

1. In cosa consiste il processo di profilatura pultrusione?

In breve, il processo di profilatura pultrusione è un processo di fabbricazione che crea polimeri rinforzati con fibre con una sezione trasversale continua. In termini quotidiani, è un modo per realizzare cose come aste in fibra di vetro che sembrerebbero uguali se si tagliasse un pezzo in qualsiasi punto della loro lunghezza.

Il nome suona come una combinazione di "trazione" ed "estrusione". Potresti sapere che l'estrusione è il processo di spinta del materiale in una matrice per formare una sezione trasversale uniforme. Al contrario, il processo di profilo di pultrusione tira i fasci di fibre attraverso un dispositivo che li lega a un qualche tipo di polimero (o plastica). Il suo vantaggio principale è che crea un materiale rinforzato con fibre uniforme in modo efficiente.

2. L'ambiente giusto per l'innovazione.

Se studi la storia, noterai che quando vengono sviluppate alcune innovazioni importanti, spesso accade che molte persone lavorino contemporaneamente sullo stesso problema. Si potrebbe dire che è giunto il momento per l'invenzione. Questo era certamente il caso quando è stato sviluppato il processo di profilatura pultrusione. Diversi recenti progressi chiave nella produzione hanno aperto la strada.

Negli anni '30, i dipendenti diOwens-Illinoisa Toledo, Ohio, ha sviluppato una nuova tecnologia per produrre grandi quantità di fibra di vetro a basso costo. Ci si è resi conto immediatamente che una delle applicazioni delle fibre di vetro a basso costo potrebbe essere quella di rinforzare un qualche tipo di materiale composito.

Più o meno nello stesso periodo, si verificò un'importante innovazione nei polimeri.Società americana di cianamidha prodotto una resina poliestere che poteva essere indurita a temperatura ambiente utilizzando additivi indurenti. Durante la seconda guerra mondiale, combinando queste due invenzioni, le persone hanno iniziato a sperimentare con le fibre di vetro per creare un materiale composito costituito da una matrice polimerica rinforzata con fibre di vetro.

Di conseguenza, i produttori hanno iniziato a realizzare profili di pultrusione. Sebbene fossero già molto utili in alcune applicazioni, c'erano alcune limitazioni che avrebbero presto stimolato un ulteriore sviluppo.

3. Problemi da superare.

Uno dei primi utilizzi dei profili pultrusione è stato quello di realizzare scafi per navi. Applicazioni come questa comportavano la fabbricazione di forme personalizzate e non continue, utilizzando una tecnica in cui il materiale in fibra di vetro (solitamente in un tappetino) veniva posizionato su uno stampo e poi rivestito con resina. Questa tecnica ha funzionato molto bene per tali applicazioni ed è ancora ampiamente utilizzata.

Ma ci sono altri usi per i profili di pultrusione, e questa tecnica ha seri svantaggi. Innanzitutto, se si vogliono creare piccoli componenti su larga scala, la tecnica di stampaggio descritta sopra richiede troppo tempo. Ad esempio, immagina di realizzare una canna da pesca in questo modo. Ogni canna di dimensioni diverse richiederebbe il suo stampo, e ogni canna dovrebbe essere posata a mano.

Un altro problema riguarda le fibre incorporate nell'FRP. La fabbricazione delle barre richiede uno stampo che possa circondare completamente l'assemblaggio per indurire la forma cilindrica completa. Ma è difficile allineare tutte le fibre nel modo desiderato e poi trattenerle durante l'incapsulamento nello stampo. Ciò significa che non è possibile realizzare il pieno potenziale dell'effetto di rinforzo delle fibre.

Era quindi necessario un processo di produzione che consentisse ai produttori di produrre in serie profili di pultrusione di forme continue (ad esempio barre) con fibre allineate con precisione.

4. La nascita del processo di profilatura pultrusione.

Come abbiamo già detto, lo sviluppo dello stampaggio per pultrusione ha coinvolto molte persone diverse, ognuna delle quali ha contribuito alla creazione del processo che utilizziamo oggi.

Il primo passo importante fu l'idea di impregnare le catene di fibre con resina in un processo continuo. Nel 1944, J.H. Watson, un inglese, fece domanda di brevetto per questo processo. Secondo il brevetto, la sua invenzione era un metodo per "fare corde o simili". Descrive l'infusione di spago di carta con una resina termoindurente e il suo successivo passaggio attraverso uno stampo riscaldato per indurire la resina. Elenca i vantaggi dello spago risultante come maggiore resistenza, buona flessibilità e resistenza all'umidità, agli insetti e alla muffa.

Sebbene Watson non avesse in mente materiali FRP come la fibra di vetro, il cuore dello stampaggio per pultrusione è la continua estrazione delle fibre attraverso apparecchiature che le ricoprono di resina e poi le induriscono.

Nel 1950, Melvin Meek fece domanda di brevetto per un "metodo per realizzare bacchette di vetro". Notò che il metodo attuale richiedeva la creazione di stampi specifici per ogni dimensione di barra e affermò che il suo metodo consentiva la produzione continua di qualsiasi dimensione desiderata di barra. Il suo processo è molto simile a quello di Watson, sebbene abbia anche sviluppato un metodo per allineare con precisione molti fasci di fibre individuali mantenendoli alla tensione ottimale durante tutto il processo.

A questo punto, la forma del processo di profilatura pultrusione viene polimerizzata una sezione alla volta in una matrice riscaldata. Di conseguenza, la lunghezza del prodotto finito è limitata alla lunghezza dello stampo, poiché vengono introdotte incongruenze di materiale alla fine di ogni sezione polimerizzata. Roger White ha risolto parzialmente questo problema nel 1952 apportando alcune modifiche al processo standard.

Tuttavia, l'anno seguente, William Goldsworthy brevettò tecniche più recenti che ci portarono finalmente al processo che stiamo ancora ampiamente utilizzando. La sua innovazione più importante fu lo sviluppo di un sistema di polimerizzazione continua che manteneva il materiale in movimento in modo che l'intero processo procedesse senza intoppi e in modo continuo. Il risultato è un profilo di pultrusione finito con una sezione trasversale uniforme e la lunghezza desiderata.

5. Innovazione continua.

Sebbene gli elementi di base del moderno processo di stampaggio a pultrusione siano associati ai contributi di Goldsworthy, l'innovazione non si è certamente fermata. Nuove fibre, nuove resine e nuove tecnologie vengono continuamente create, consentendo la produzione di più tipi di FRP per applicazioni specifiche.

Questa è la storia dello sviluppo del processo di profilatura pultrusione. Se hai bisogno di informazioni più dettagliate, non esitare a contattarci!