Nouveaux produits :plastique renforcé de fibre de verre pultrudé (FRP)

FRP signifie plastique renforcé de fibres ou polymère renforcé de fibres. Le FRP est composé d'un polymère désigné qui a été renforcé avec des fibres. Les compositions de fibres sont généralement à base de verre, de carbone ou d'aramide, tandis que le polymère est généralement un époxy, un ester vinylique ou un polyester thermodurcissable. Le FRP utilise spécifiquement le matériau fibreux pour améliorer mécaniquement la résistance de la résine d'origine (également appelée matrice). La mesure dans laquelle la résistance est atteinte dans les plastiques renforcés de fibres dépend des propriétés mécaniques des deux fibre et la matrice, leurs concentrations les unes par rapport aux autres, ainsi que la longueur et l'orientation/la direction des fibres dans la matrice.

Il existe une variété de procédés de formage par lesquels un matériau fibreux de renforcement est combiné avec la matrice afin de produire une forme de plastique renforcé de fibres (PRF). De tels procédés comprennent le moulage de la vessie, le moulage par compression, l'autoclave/sac sous vide, l'emballage sur mandrin, le drapage humide, le pistolet hacheur, l'enroulement filamentaire et la pultrusion. La pultrusion sera au centre de cet article car elle est devenue la méthode de fabrication de choix pour les plastiques renforcés de fibres ici chez Craftech Industries.

Qu'est-ce que la pultrusion ?

En termes simples, la pultrusion est un processus de formage par lequel un matériau fibreux de renforcement tel qu'une mèche, un tapis ou un tissu en fibre de verre est aspiré à travers un bain humide de résine (généralement du polyester ou d'autres matrices de résine thermodurcissable) dans lequel tout le matériau est complètement imprégné de la résine liquide. La fibre mouillée résultante est formée à la forme souhaitée et « tirée » à travers une filière en acier chauffée. À l'intérieur de la matrice, le processus de durcissement commence par un contrôle précis des températures élevées. Le stratifié se solidifie dans la forme exacte de la cavité de la matrice utilisée lorsqu'il est continuellement « tiré » à travers l'appareil de pultrusion. Voir la vidéo ci-dessous.

Les mèches en fibre de verre offrent la haute résistance longitudinale des produits pultrudés. De plus, la mèche fournit la résistance à la traction requise pour tirer les autres renforts (tels que le tapis) à travers la matrice. Le mat à fils continus fournit le degré élevé de propriétés physiques transversales observées dans les produits pultrudés. Il est important de noter que la pultrusion étant un procédé à basse pression, les renforts en fibre de verre apparaîtront normalement près de la surface du produit. Cela peut affecter l'apparence, les propriétés de résistance ou la manipulation des produits en plastique renforcé de fibres. Des voiles de surface peuvent être ajoutés à la construction stratifiée pour déplacer les fibres de la surface en ajoutant une finition riche en résine.

Pourquoi utiliser des plastiques renforcés de fibres pultrudées ?

Les plastiques renforcés de fibres ont de nombreuses qualités souhaitables, en particulier en ce qui concerne la résistance et la résistance chimique. De nombreux ingénieurs de conception choisissent le processus de pultrusion car il donne des produits qui résolvent de nombreux problèmes modernes grâce à leurs propriétés de haute résistance, légères et sans entretien.

CARACTÉRISTIQUES	DESCRIPTION	AVANTAGES
Force	La résistance unitaire en traction, flexion et compression est environ 20 fois supérieure à celle de l'acier lorsque les propriétés sont combinées sur la base de la densité unitaire.	Capacités de conception structurelle Force facultative dans les directions souhaitées Résistance aux chocs exceptionnellement élevée
Léger	La densité du FRP est d'environ 20 % d'acier et 60 % d'aluminium.	Des performances supérieures pour un poids moindre Coûts liés au fret réduits Réduction des besoins énergétiques opérationnels Réduction des frais de main-d'œuvre pour les installations Facile à manipuler/Facilité d'installation
Résistance à la corrosion	Le PRF n'est pas affecté par un large éventail de produits chimiques et d'environnements corrosifs.	Coûts de maintenance minimes Sécurité à long terme Durée de vie de l'installation et durée de vie accrue Capacités de stockage extérieur Ratio de performance à moindre coût
Isolation électrique	La résistance et la rigidité structurelles sont fournies avec un matériau diélectrique.	Moins de composants pour les assemblages Non magnétique Valeurs d'isolation prévisibles
Consolidation de pièces	De nombreux composants individuels peuvent être combinés en un seul profil plus grand.	Coûts d'assemblage réduits Inventaire réduit requis Surfaces aérodynamiques lisses Fiabilité améliorée
Stabilité dimensionnelle	Résistant à l'étirement, à la déformation et au gonflement sur une large plage de températures et de contraintes physiques.	Réduction des dommages aux assemblages de structure Tolérances étroites
Isolation Thermique	Faible cote de conductivité thermique de 1/250 d'aluminium ; 1/60 d'acier	Exigences d'épaisseur d'isolation réduites Exigences d'exploitation énergétique réduites Aucun problème de condensation

Ces propriétés attrayantes font du FRP le choix préféré de matériau composite pour de nombreuses utilisations dans des secteurs tels que la construction/industrie, l'automobile, la consommation, le traitement des eaux usées, l'électricité et la marine, pour n'en nommer que quelques-uns. Certaines applications spécifiques trouvées dans ces industries sont les suivantes :

Construction/Industriel

• Ponts
• Cadres de cloison
• Chemins de câbles
• Systèmes de construction complets
• Composants de la tour de refroidissement
• Supports de plancher
• Supports de tuyaux
• Passerelles, plates-formes et systèmes de mains courantes préfabriqués
• Fermes et solives
• Pales à vent
• Cadres de fenêtre

Automobile

• Ressorts automobiles
• Ressorts à lames et pare-chocs automobiles
• Composants de bus
• Supports de loquet de fenêtre de bus
• Barres de calage
• Portes à enroulement/Panneaux de portes à enroulement
• Pare-chocs à ressort
• Supports de réservoir
• Poteaux muraux pour camions/remorques

Consommateur

• Echelles
• Pôles d'éclairage
• Manches de vadrouille, balai et brosse
• Perches d'élagage
• Poignées de râteau/pelle

Traitement des eaux usées

• Partitions de cellules
• Composants de l'épurateur
• Écrans d'eau mobiles
• Vols de boues de traitement des eaux/eaux usées

Électrique

• Poteaux utilitaires composites
• Crossarms
• Bras de la porte de franchissement
• Boîtiers électriques
• Éliminateurs de brume
• Supports de montage et panneaux arrière
• Composants de l'équipement de commutation
• Panneaux de recouvrement pour le troisième rail
• Jambages de porte de réfrigération de plain-pied

Marine

• Postes d'alimentation pour quai de bateau
• Les pilotis de garde-boue
• Parois
• Conception de la digue/pylône

De nombreux produits en plastique renforcé de fibres sont disponibles. Choisissez parmi le polyester standard, le polyester ignifuge ou l'ester vinylique ignifuge pour des exigences de performances encore plus élevées. Grâce à la polyvalence du processus de pultrusion, les mélanges de résines, la teneur en renfort et leur combinaison peuvent être augmentés pour obtenir des propriétés spécifiques dans un profil.

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