그만큼풀트루전 공정이 방법은 복합재료 프로파일을 연속적으로 생산하는 방법으로, 꼬임이 없는 유리섬유 로빙 및 기타 연속 보강재, 폴리에스터 표면 매트 등을 함침시키고, 금형 내에서 경화시킨 후 연속적으로 금형에서 배출하여 인발 성형 제품의 자동화된 생산 공정을 구현합니다.
인발 성형 공법으로 생산된 제품은 일반 강철보다 인장 강도가 높습니다. 표면의 수지 함유층은 우수한 내식성을 제공하여 부식성 환경이 요구되는 프로젝트에서 강철을 대체할 수 있는 최적의 제품이며, 운송, 전기, 전기 절연, 화학 산업, 광업, 해양, 선박, 부식성 환경 및 생활, 다양한 토목 분야에 널리 사용됩니다.
인발 성형 공정
인발 성형 공정에는 여러 가지 형태가 있으며, 분류 방법 또한 다양합니다. 예를 들어 간헐식과 연속식, 수직식과 수평식, 습식과 건식, 크롤러 견인식과 클램핑 견인식, 금형 내 경화식과 금형 외부 겔 경화식 등이 있습니다. 가열 방식에는 전기 가열식, 적외선 가열식, 고주파 가열식, 마이크로파 가열식, 복합 가열식 등이 있습니다.
일반적인 압출 성형 공정 흐름은 다음과 같습니다.
유리섬유 로빙 배열 - 침지 - 예비 성형 - 압출 성형 및 경화 - 인발 - 절단 - 제품 생산
풀트루전 성형 장비의 구성
1. 보강재 이송 시스템: 크릴, 펠트 펼침 장치, 실구멍 등
2. 수지 함침: 탱크에 직접 수지를 함침하는 방식이 가장 일반적으로 사용됩니다. 함침 공정 전반에 걸쳐 섬유와 매트의 배열이 매우 정돈되어야 합니다.
3. 예비 성형: 함침된 보강재는 예비 성형 장치를 통과하면서 상대적인 위치를 확보하기 위해 연속적으로 조심스럽게 이동하며, 제품의 최종 형상에 점차 가까워지고 금형에 들어가기 전에 과도한 수지가 배출됩니다. 이후 성형 및 경화가 진행됩니다.
4. 금형: 금형은 시스템에 의해 결정된 조건에 따라 설계됩니다. 수지 경화 발열 곡선과 재료와 금형 사이의 마찰 성능에 따라 금형은 세 개의 서로 다른 가열 구역으로 나뉘며, 온도는 수지 시스템의 성능에 따라 결정됩니다. 금형은 풀트루전 공정에서 가장 중요한 부분이며, 일반적인 금형의 길이는 0.6m에서 1.2m 사이입니다.
5. 견인 장치: 견인 장치 자체는 연속적인 이동을 보장하기 위해 크롤러형 견인기 또는 두 개의 왕복식 클램핑 장치일 수 있습니다.
6. 절단 장치: 프로파일은 자동 동기 이동 절단 톱을 사용하여 필요한 길이로 절단됩니다.
성형 금형의 기능은 블랭크의 압축, 성형 및 경화를 실현하는 것입니다. 금형 단면 크기는 수지의 성형 수축률을 고려해야 합니다. 금형 길이는 경화 속도, 금형 온도, 제품 크기, 압출 속도, 보강재의 특성 등과 관련이 있으며, 일반적으로 600~1200mm입니다. 금형 캐비티의 평탄도는 마찰을 줄이고 수명을 연장하며 탈형을 용이하게 하기 위해 높아야 합니다. 일반적으로 전기 가열이 사용되며, 고성능 복합 재료의 경우 마이크로파 가열이 사용됩니다. 접착제의 조기 경화를 방지하기 위해 금형 입구에 냉각 장치가 필요합니다. 침지 공정은 주로 접착제의 상대 밀도(점도)와 침지 시간을 제어합니다. 이에 대한 요구 사항 및 영향 요인은 프리프레그와 동일합니다.
경화 성형 공정은 주로 성형 온도, 금형의 온도 분포, 그리고 재료가 금형을 통과하는 시간(인발 성형 속도)을 제어하는 데 중점을 두며, 이는 인발 성형 공정의 핵심 요소입니다. 인발 성형 공정 중 프리프레그가 금형을 통과할 때 일련의 복잡한 물리적, 화학적, 물리화학적 변화가 발생하는데, 이는 지금까지 완전히 이해되지 못했습니다. 일반적으로 금형은 프리프레그가 금형을 통과할 때의 상태에 따라 세 영역으로 나눌 수 있습니다. 보강재는 일정한 속도로 금형을 통과하는 반면, 수지는 그렇지 않습니다. 금형 입구에서 수지의 거동은 뉴턴 유체와 유사합니다. 수지와 금형 내벽 사이의 점성 저항은 수지의 전진 속도를 늦추고, 금형 내벽에서 멀어질수록 점차 섬유의 속도와 비슷한 수준으로 돌아갑니다.
프리프레그 성형 과정에서 수지는 가열 시 가교 반응을 일으켜 점도가 감소하고 점성 저항이 증가하며 겔화되기 시작하여 겔 영역에 진입합니다. 점차 경화되고 수축하여 금형에서 분리됩니다. 수지는 섬유와 동일한 속도로 고르게 이동하며, 경화 영역에서 열을 가해 경화를 지속하고 금형 분리 시 규정된 경화도를 달성해야 합니다. 경화 온도는 일반적으로 접착제의 발열 피크보다 높으며, 온도, 겔화 시간 및 인발 속도를 적절히 조절해야 합니다. 예열 영역의 온도는 낮게 유지하고, 경화 발열 피크가 금형 중앙에서 나타나고 분리 지점이 금형 중앙에서 제어되도록 온도 분포를 제어해야 합니다. 세 영역의 온도 차이는 20~30°C로 유지하고 온도 구배가 너무 크지 않도록 해야 합니다. 발열 경화 반응의 영향도 고려해야 합니다. 일반적으로 세 쌍의 난방 시스템을 사용하여 세 구역의 온도를 각각 조절합니다.
제품의 원활한 분리를 위해서는 견인력이 핵심입니다. 견인력의 크기는 제품과 금형 사이의 계면 전단 응력에 따라 달라집니다. 전단 응력은 인발 속도가 증가함에 따라 감소하며, 금형 입구, 중간, 출구에서 세 개의 피크가 나타납니다. 첫 번째 피크는 해당 부위에서 수지의 점성 저항에 의해 발생하며, 그 크기는 수지의 점성 특성, 입구 온도, 충전재 함량에 따라 달라집니다. 금형 내부에서 수지의 점도는 온도가 증가함에 따라 감소하고, 전단 응력도 감소합니다. 경화 반응이 진행됨에 따라 점도와 전단 응력은 다시 증가합니다. 두 번째 피크는 분리 지점에 해당하며, 견인 속도가 증가함에 따라 크게 감소합니다. 세 번째 피크는 출구에 나타나며, 경화 후 제품과 금형 내벽 사이의 마찰에 의해 발생하고, 그 값은 상대적으로 작습니다. 견인력은 공정 제어에 있어 중요한 요소입니다. 제품 표면을 매끄럽게 하려면 이탈 지점에서의 전단 응력(두 번째 피크 값)이 작아야 하며, 금형에서 최대한 빨리 분리되어야 합니다. 인장력의 변화는 금형 내 제품의 반응 상태를 반영하며, 섬유 함량, 제품 형상 및 크기, 이형제, 온도, 인장 속도 등과 관련이 있습니다.
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게시 시간: 2022년 12월 2일