Polimero rinforzato con fibre (FRP) è una plastica composita realizzata con una matrice o un adesivo rinforzato con materiale fibroso. Pertanto, il processo FRP richiede due fasi: fabbricazione di materiali in fibra e incollaggio di materiali in plastica polimerica.

Fabbricazione a partire da fibre
Le preforme in fibra sono realizzate tessendo, tessendo, cucendo e lavorando a maglia. La tessitura è utilizzata per la fabbricazione di fibre 2D e 3D ed è adatta per la fabbricazione di prodotti di alto valore e stretti. Tuttavia, ha anche dei difetti. Innanzitutto, la tessitura di fibre multistrato richiede tempo e denaro. Inoltre, è difficile fabbricare tessuti con fibre orientate ad angoli diversi dai 90 gradi.

La tessitura è molto meglio in questo senso perché consente alle fibre di allinearsi l'una con l'altra con un angolo di 45 gradi. Con la tessitura in due fasi, il produttore può realizzare preforme di quasi tutte le forme.

La maglieria di solito produce tessuti 2D, ma i tessuti multistrato possono anche essere prodotti utilizzando macchine dotate di più letti ad ago.

La cucitura è probabilmente la tecnica più diretta per la produzione di preforme ed è molto apprezzata per la sua applicabilità nelle cuciture preimpregnate e tessute a secco.

Processo di formatura
Legame di fibre e materie plastiche polimeriche è la seconda e più critica parte della produzione di FRP. Può essere ottenuto attraverso una varietà di processi, tra cui stampaggio a compressione, formatura di airbag, laminazione a umido, formatura di mandrini, pistola chopper, autoclave e sacchi sottovuoto, avvolgimento di filamenti e pultrusione.

Ci concentriamo sulla pultrusione, che è probabilmente il metodo di produzione FRP più popolare.

Cos'è la pultrusione?
La pultrusione è una tecnica di produzione che produce forme continue di strutture in FRP senza modificare la sezione trasversale.

Tipicamente, la pultrusione comporta l'estrazione di materie prime (rivestimenti superficiali polimerici, fibre di rinforzo tessili, formulazioni di resina, ecc.) Su stampi metallici riscaldati.

I materiali di rinforzo sono generalmente in forma continua, come roving da alberi cavi o roving in fibra di vetro, o cuscinetti a trefoli continui.

Le miscele resinose vengono utilizzate per impregnare materiali rinforzati, impregnando materiali formati e riscaldati attraverso stampi in acciaio. Calore avvia una reazione catalitica che indurisce la resina in modo che abbia un profilo rigido che simula la forma della cavità.

La pultrusione FRP è utilizzata in una vasta gamma di applicazioni in vari settori industriali perché può essere manipolata per imitare proprietà utili ignorando le proprietà inferiori dei materiali tradizionali.

Esistono diverse varianti del processo di pultrusione, dall'uso di tiranti alternativi a tiranti cingolati, ma i concetti di base di tutti i processi sono sostanzialmente gli stessi.

Guasto del processo di pultrusione
Primo stadio: bagnatura della resina
Materiale rinforzato con fibre viene posizionato in una rastrelliera a tampone continuo (CSM) e consegnato in rotoli suddivisi nella larghezza desiderata. Lavoro delle rastrelliere CSM consiste principalmente nel classificare le barre di acciaio prima che vengano alimentate nelle piastre guida.

D'altra parte, la piastra guida posiziona il roving e il tappetino di diffusione prima che il roving e il tappetino di diffusione entrino nel bagno di resina liquida. Bagno di resina è una miscela di resina, catalizzatore, riempitivo, agente bagnante e pigmento.

L'interno del serbatoio di resina pultrusa è costruito per ottimizzare la bagnatura migliorata. La bagnatura può essere ulteriormente ottimizzata mantenendo il materiale di rinforzo separato nel bagno di resina.

Quando il materiale di rinforzo bagnato lascia il bagno, vengono formati come tamponi piatti prima di essere posizionati nella preforma.

Secondo stadio: preformatura
Nella preformatrice, il tampone di rinforzo e il roving vengono riformati per avvicinarsi il più possibile alla cavità. Questo è il lavoro principale della preformatrice: formare il materiale in acciaio prima che entri.