- Fördersystem für verstärkte Materialien: wie Garnrahmen, Filzverlegevorrichtung, Garnloch usw.
- Harzimprägnierung: Die am häufigsten verwendete Methode ist die direkte Rillenimprägnierung. Die Fasern und Filze sollten während des gesamten Imprägnierungsprozesses sehr ordentlich angeordnet sein.
- Preforming: Die imprägnierten Verstärkungsmaterialien werden durch eine Preforming-Vorrichtung behutsam und kontinuierlich übertragen, um ihre relative Position zu gewährleisten. Sie nähern sich allmählich der endgültigen Form des Produkts, extrudieren das überschüssige Harz und gelangen dann in die Form, um es zu formen und zu härten.
- Die Form: Die Form wird unter vorgegebenen Bedingungen konstruiert. Entsprechend der Härtungswärmefreisetzungskurve des Harzes und den Reibungseigenschaften des Materials und der Form wird die Form in drei verschiedene Heizzonen unterteilt, und ihre Temperatur wird durch die Leistung des Harzsystems bestimmt. Die Form ist der kritischste Teil des Pultrusionsprozesses und hat einen typischen Längenbereich von 0,6 bis 1,2 Metern.
- Zugvorrichtung: Die Zugvorrichtung selbst kann ein Raupentraktor oder zwei hin- und hergehende Spannvorrichtungen sein, um eine kontinuierliche Bewegung zu gewährleisten.
- Schneideeinheit: Das Profil wird durch automatisches synchrones Bewegen der Schneidesäge auf die gewünschte Länge geschnitten.
Die Funktion des Formwerkzeugs besteht darin, das Verdichten, Formen und Aushärten des Rohlings zu erreichen. Die Querschnittsabmessungen der Form sollten die Formschrumpfung des Harzes berücksichtigen. Die Formlänge hängt mit der Aushärtungsgeschwindigkeit, der Formtemperatur, der Produktgröße, der Extrusionsgeschwindigkeit und den Eigenschaften des verstärkten Materials zusammen. , im Allgemeinen zwischen 600-1200 mm.
Die Oberflächenbeschaffenheit des Formhohlraums sollte hoch sein, um die Reibung zu verringern, die Lebensdauer zu verlängern und das Entformen zu erleichtern. In der Regel wird elektrisch beheizt, Hochleistungsverbundwerkstoffe werden mit Mikrowellen Am Formeneingang sollte eine Kühlvorrichtung vorhanden sein, um ein vorzeitiges Erstarren des Klebstoffs zu verhindern.
Der Imprägnierungsprozess steuert hauptsächlich die relative Dichte (Viskosität) und die Imprägnierungszeit des Klebstoffs. Die Anforderungen und Einflussfaktoren sind die gleichen wie bei Prepregs.
Der Härtungsformprozess steuert hauptsächlich die Formtemperatur, die Formtemperaturverteilung und die Zeit, in der das Material die Form passiert (Pultrusionsgeschwindigkeit). Dies ist ein Schlüsselprozess im Pultrusionsprozess. Während des Pultrusionsverfahrens tritt beim Durchlaufen des Prepregs eine Reihe physikalischer, chemischer und physikalisch-chemischer Kompositänderungen auf, die derzeit nicht klar sind.
Im Allgemeinen kann die Form in drei Bereiche unterteilt werden, abhängig vom Zustand, in dem das Prepreg die Form durchläuft. Das Verstärkungsmaterial durchläuft die Form mit konstanter Geschwindigkeit, während das Harz anders ist. Am Formeneingang verhält sich das Harz wie eine Newtonsche Flüssigkeit. Der viskose Widerstand zwischen dem Harz und der inneren Oberfläche der Form verlangsamt die Vorwärtsgeschwindigkeit des Harzes und kehrt allmählich auf das Niveau der Fasern zurück, wenn der Abstand von der inneren Oberfläche der Form zunimmt.
Während des Prozesses, in dem das Harz die Form passiert, tritt eine Vernetzungsreaktion aufgrund der Erwärmung auf, die Viskosität nimmt ab, der Viskositätswiderstand nimmt zu, die Gelierung beginnt und tritt in die Gelzone ein. Es härtet allmählich aus, schrumpft und löst sich von der Form. Harz und Fasern bewegen sich gleichmäßig mit der gleichen Geschwindigkeit. In der Härtungszone härtet es unter Erwärmung weiter aus, wodurch sichergestellt wird, dass der definierte Härtungsgrad beim Austritt aus der Form erreicht wird. Die Härtungstemperatur ist in der Regel höher als die Spitze des exothermen Peaks des Klebstoffs und passt sich der Temperatur, der Gelierzeit und der Traktionsgeschwindigkeit an. Die Temperatur in der Vorwärmzone sollte niedrig sein, die Temperaturverteilung sollte so gesteuert werden, dass der erstarrte exotherme Peak in der Mitte und im hinteren Teil der Form auftritt, und der Entformungspunkt sollte in der Mitte der Form gesteuert werden.
Die Temperaturdifferenz zwischen den drei Bereichen sollte auf 20 bis 30 ° C eingestellt werden, und der Temperaturgradient sollte nicht zu groß sein. Auch der Einfluss exothermer Reaktionen während der Aushärtung ist zu berücksichtigen. In der Regel werden drei Paare von Heizsystemen verwendet, um die Temperatur in jedem Bereich zu steuern.
Traktion ist der Schlüssel zur reibungslosen Entformung des Produkts. Die Größe der Zugkraft hängt von der Grenzflächenscherspannung zwischen Produkt und Werkzeug ab. Die Scherspannung der Form nimmt mit zunehmender Zuggeschwindigkeit ab, und am Einlass, in der Mitte und am Auslass der Form treten drei Spitzen auf.
Der Peak am Eingang wird durch den viskosen Widerstand des Harzes an diesem Punkt erzeugt. Seine Größe hängt von der Art des viskosen Fluids des Harzes, der Temperatur am Einlass und dem Füllstoffgehalt ab. Mit zunehmender Formtemperatur nimmt die Viskosität des Harzes ab und die Scherspannung nimmt ab. Mit fortschreitender Härtungsreaktion nehmen Viskosität und Scherbeanspruchung zu. Der zweite Spitzenwert entspricht dem Freigabepunkt und nimmt mit zunehmender Zuggeschwindigkeit deutlich ab. Der dritte Peak, der sich am Auslauf befindet und durch die Reibung zwischen dem ausgehärteten Produkt und der Kokilleninnenwand erzeugt wird, hat einen relativ geringen Wert.
Traktion ist ein wichtiger Bestandteil der Prozesssteuerung. Um eine glatte Produktoberfläche zu erhalten, ist es erforderlich, dass die Scherbeanspruchung am Entformungspunkt (zweiter Peak) gering ist und das Produkt so früh wie möglich aus der Form entformt wird. Die Änderung der Zugkraft spiegelt den Reaktionszustand des Produkts in der Form wider und hängt vom Fasergehalt, der Form und Größe des Produkts, dem Trennmittel, der Temperatur, der Zuggeschwindigkeit usw. ab.