Le processus de pultrusion :fabrication de polymères renforcés de fibres

Le processus de pultrusion*

La pultrusion est un procédé de moulage en continu utilisant un renfort de fibres en polyester ou autre  matrices en résine thermodurcissable. Des matériaux de renforcement présélectionnés, tels que des mèches en fibre de verre, un tapis ou un tissu, sont tirés à travers un bain de résine dans lequel tout le matériau est soigneusement imprégné d'une résine thermodurcissable liquide. La fibre mouillée est formée à la forme géométrique souhaitée et tirée dans une matrice en acier chauffée. Une fois à l'intérieur de la matrice, le durcissement de la résine est initié en contrôlant des températures élevées précises. Le stratifié se solidifie dans la forme exacte de la cavité de la matrice, car il est continuellement tiré par la machine de pultrusion.

Avantages du processus

Le processus offre une flexibilité maximale dans la conception de profilés polymères renforcés de fibres pultrudées. Étant donné que le processus est continu, les variations de longueur sont limitées aux capacités d'expédition. Des caractéristiques de résistance spécifiques peuvent être intégrées au composite, optimisant les performances du stratifié pour une application particulière par le placement stratégique de renforts haute performance. La couleur est uniforme sur toute la section transversale du profilé, éliminant ainsi le besoin de nombreuses exigences de peinture. Les capacités de traitement incluent la production de profils à la fois simples et complexes, éliminant ainsi le besoin de nombreux assemblages de post-production de composants.

Matières premières utilisées 

1)      Résine

Des résines polyester hautes performances sélectionnées sont combinées avec des charges, des catalyseurs, des inhibiteurs d'UV et des pigments appropriés pour formuler la matrice résineuse, liant les fibres ensemble et fournissant la résistance à la corrosion structurelle et d'autres propriétés requises. Chaque mélange de résine est formulé avec soin pour répondre aux exigences de l'application. Les mèches et les tapis sont d'une importance majeure dans la détermination des propriétés physiques.

2)      Itinérance

Les mèches en fibre de verre offrent la résistance longitudinale élevée des produits pultrudés. La quantité et l'emplacement de ces renforts peuvent être déterminés au stade de la conception et peuvent modifier les propriétés physiques ultérieures du produit fini. Le mèche fournit également la résistance à la traction nécessaire pour tirer les autres renforts à travers la matrice; par conséquent, c'est un ingrédient nécessaire dans la conception du profil.

3)       Tapis

Le mat à fils continus fournit la méthode la plus économique pour obtenir un degré élevé de propriétés physiques transversales. Les tapis sont recouverts de mèches ; ce processus forme la composition de base trouvée dans la plupart des polymères renforcés de fibres pultrudés. Le rapport mat/mèche détermine la relation entre les propriétés physiques transversales et longitudinales.

4)       Voile

La pultrusion étant un procédé à basse pression, les renforts en fibre de verre apparaissent normalement près de la surface du produit. Ceux-ci peuvent affecter l'apparence, la résistance à la corrosion ou la manipulation des produits. Des voiles de surface peuvent être ajoutés à la construction stratifiée pour déplacer le renforcement de la surface en ajoutant une finition riche en résine au profil. Les deux voiles les plus couramment utilisés sont le verre A et le polyester.

5)      Tissu tissé et cousu

Lorsque le mélange de propriétés physiques requises n'est pas satisfait par la construction de mèches de tapis classiques, des tissus sélectionnés peuvent être utilisés pour répondre aux exigences d'utilisation finale. Des variétés de ces produits peuvent être utilisées seules ou en conjonction avec la construction standard de mèches de tapis pour obtenir les résultats nécessaires. Les tissus en fibre de verre sont disponibles dans une construction équilibrée, longitudinale élevée, transversale élevée ou multiplis à ± 45°. Ces matériaux étant plus coûteux, les composites utilisant ces renforts sont plus chers que la pultrusion de construction standard.

6)      Autre matériau de renforcement

Les fibres de carbone et d'aramide sont également utilisées dans ce processus sous forme de mèches, de tissus tissés ou en combinaison avec de la fibre de verre. Ces fibres à module élevé ajoutent une rigidité considérable au composite. Des précautions doivent être prises lors de la conception de profilés avec des matériaux en fibre de carbone et d'aramide, car ils sont plus coûteux. Le composite doit être conçu pour des performances optimales.

*Ce billet de blog est extrait de ce manuel de conception.

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