풀루션

Pultrusion

Pultrusion은 일정한 단면을 가진 섬유보강 플라스틱 제조를 위한 연속 공정이다. 이 용어는 '풀'과 '추출'을 합친 포만토어다. 물질을 밀어내는 압출과는 반대로, 풀트루션은 물질을 끌어당긴다.

역사

J.H. 왓슨에 의해 1944년에 초기의 풀루션형 특허가 출원되었다. M.J. 멕의 1950년 파일럿이 그 뒤를 이었다. 최초의 상업용 풀루션은 1952년 로저 B가 출원한 특허에 따라 오하이오주 클리블랜드의 글래스틱 컴퍼니에 의해 제공되었다. 화이트. 1959년 W. B. Goldsworth에 발행된 특허는 산업 내에서의 홍보와 지식 확산에 도움을 주었다. W. Brandt Goldsworth는 풀트루션의 발명가로 널리 알려져 있다.[1]

불포화 폴리에스테르 수지에 자신의 작품을 집중시킨 골즈워시의 작업과 병행하여, 독일의 에른스트 귄은 1954년에 에폭시 수지를 기반으로 한 상당히 유사한 공정을 개발했다.

특허발명, 개발, 특허발급은 오늘날까지 계속된다. 이후 이 분야의 혁신은 Thomas GmbH + Co에 의해 개발되고 특허를 얻었다. 2008년 독일의 Technik + Innovation KG이며 아래에 설명되어 있다.

과정

풀루션 프로세스의 다이어그램.
  1. 보강섬유/부직섬유매트의 연속 롤링
  2. 텐션롤러
  3. 수지 난공기
  4. 수지 적신 섬유
  5. 다이 및 열원
  6. 당김 메커니즘
  7. 경화섬유보강중합체마감

표준 풀루션 공정에서 섬유나 직조 또는 땋은 가닥과 같은 철근 재료는 수지를 함침하여 별도의 프리포밍 시스템을 따르고 수지가 중합되는 가열된 고정 다이(Die)를 통해 당길 수 있다. 침윤은 욕조를 통해 보강재를 당기는 방식이나 주사실에 수지를 주입하는 방식으로 이루어지며, 주사실은 일반적으로 다이와 연결되어 있다. 폴리에스테르, 폴리우레탄, 빈니레스터에폭시를 포함한 많은 수지 유형을 풀루션에 사용할 수 있다. 수지는 화재로부터의 안전성에 더해 환경에 대한 저항성(즉, 부식 저항성, UV 저항성, 충격 저항성 등)을 제공하고 유리는 강도를 제공한다.

또한 표면 베일을 추가하여 침식이나 "섬유화"를 방지하고 부식 저항성과 자외선 저항성을 제공할 수 있다. [2]

이 기술은 보온성 고분자에만 국한되지 않는다. 더 최근에는, 폴리우틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 열가소성 플라스틱 매트릭스(열가소성 매트릭스)의 분말 침강이나 그것을 열가소성 매트릭스의 시트 재료로 둘러싸는 것에 의해, 플루루션은 성공적으로 사용되어 왔다.

열경화 레진 베이스의 합성물과 대조적으로 제조된 제품의 생태학적 청결성은 자원 고갈 후 재활용(처리)의 사실상 무한한 가능성이 강화된 열가소성 플라스틱을 지지하는 강제적인 주장으로 보인다. 이러한 이유로 고도로 산업화된 국가에서 주어진 재료의 산업 생산과 사용은 최근 수십 년 동안 매년 8-10%씩 증가했다. 직선뿐만 아니라 곡선 프로파일 제조를 가능하게 하는 새로운 개발(프로세스 수정 참조)은 실제로 자동차 분야 특히 이 기술에 대한 수요를 밀어내고 있다.

폴리머 매트릭스를 가진 섬유복합재료를 제조하는 풀루션 기술은 에너지 효율성과 자원 절약 효과가 있는 것으로 보인다.

경제적, 환경적 요인은 열가소성 매트릭스의 사용을 선호하지만 용해도가 높기 때문에 높은 생산성과 높은 품질의 섬유소 매립을 이러한 매트릭스로 달성하는 것은 어렵다.

이 기술에 의해 제조된 제품은 다음 산업에서 널리 사용된다.

  • 축산시설, 화학공장 등의 건설에 사용되는 강도특성이 강화된 공격형 매체 슬래트 바닥판 내 화학적 내성 제조를 위한 농업 및 화학공업
  • 유리섬유 보강재, 프로파일, 카커스, PVC창용 보강 철근 등의 생산을 위한 건설업종
  • 항공기의 구조 구성요소 제조를 위한 항공우주 산업.
  • 스키, 스키 폴, 골프장 깃대, 텐트 및 호벨 공사 등 강화된 강도 특성을 보이는 장비의 제조를 위한 스포츠 및 관광 산업
  • 유전체 구조물의 제조를 위한 전력 공학에서, 복합 절연체에 사용되는 섬유 유리 막대 및 신호 블록 요소의 지지 구조로 사용되는 섬유 유리 막대 및 변압기와 전기 모터의 제조에 사용되는 섬유 유리 프로필.
  • 상업적 생산에서, 강도 및 화학적 특성이 강화된 구조물과 제품의 후속 제조를 위한 원료로 롱 섬유 몰딩 재료(LLM)의 곡물을 사용한다.
  • 강성, 강성 및 경량성이 강화된 차량의 구조 및 복잡한 부품의 생산을 위한 자동차 산업.
  • 그리고 많은 다른 산업과 공장에서는 높은 화학 표준, 유전체 및 강도 안정성을 충족하는 메커니즘, 구조 및 재료를 사용한다.

공정수정

재료가 표준 풀루션 공정에서 다이(die)를 통해 당겨지기 때문에 공정은 직선 프로파일 제조에만 적합하다.

최근 개발된 공정 변경으로, Thomas GmbH + Co에 의해 개발되고 특허가 취득되었다. Technik + Innovation KG, 다이(Die)는 더 이상 정지하지 않고 제조할 프로필을 따라 앞뒤로 움직인다. "Radius-Pultrusion"으로 알려진 이 수정된 공정은 2차원 및 3차원 곡선 종단도 제작할 수 있다. 또한 선형 공정에서 특히 왜곡률이 낮은 상당히 복잡한 섬유 보강재가 필요한 경우 다수의 작업에 대해 수혜자가 된다.

유연한 풀트루드 3D 프로필

Process Steps Radius-Pultrusion

장비

풀루션 기계의 설계는 다양하다. 자주 사용되는 두 가지 유형은 왕복(핸드오버)과 연속(캣 트랙)이다.

반지름 풀루션 프로세스의 경우, 기계의 레이아웃은 핸드오버 핸드 풀링 장치와 유사한 두 개의 이동 단계를 가지지만, 프로세스가 간헐적이기 때문에 한 개의 풀러와 다른 한 개의 스테이지에 장착된 몰드로만 구성된다. 단계가 선형 또는 원형으로 이동하는지 여부는 제조되는 프로필 유형에 따라 달라진다. 회전 단계가 있는 선형 기계의 최소 반경은 약 2m이다. 더 작은 반경의 경우 몰드와 그리퍼 단계의 원형 이동이 필요하다.

참조

  1. ^ "Brandt Goldsworth: Composites Visionary"
  2. ^ "Pultrusion Process Pultrusion Manufacturing Liberty Pultrusions".