用于制造纤维增强塑料的方法

文档序号:1894408 发布日期:2021-11-26 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 用于制造纤维增强塑料的方法 (Method for producing fiber-reinforced plastics ) 是由 S·福禄贝尔 B·基利安 B·拉菲尔 D·布鲁宁 于 2020-04-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于制造纤维增强塑料型材的拉挤方法,该拉挤方法的执行通过计算机辅助仿真和合适的基础的热力学模型来改进。(The invention relates to a pultrusion method for producing fiber-reinforced plastic profiles, the execution of which is improved by computer-aided simulation and a suitable underlying thermodynamic model.)

用于制造纤维增强塑料的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维增强塑料的拉挤方法,所述方法的执行通过计算机辅助仿真和合适的基础的热力学模型来改进。

背景技术

生产率在拉挤过程中鉴于该方法的经济性起着突出的作用。通过提高生产速度,可以实现每时间单位更高的产量,使得生产成本降低。因此,为了优化该过程,绝对有必要理解:如何能够提高生产速度,并为此识别和实现关于化学、技术或过程的相应措施。

在拉挤过程中连续地制造具有热固性基质的纤维增强型材。为此,单向纤维束、即所谓的粗纱和有时由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维制成的附加的增强纺织品、如无序纤维垫(Wirrfasermatten)或织物从辊拉出并且首先被牵拉穿过注射箱或树脂浴,在所述注射箱或树脂浴中所述纤维用未反应的液体反应混合物浸湿。接着,将浸湿的纤维束牵拉穿过被加热的模具,在所述模具中在强制成型(Formzwang)的情况下进行反应混合物的硬化。通过拉出装置来保证纤维束或型材的连续运动。

纤维的浸湿已经可以关于生产速度是限制性的。EP 0 712 716 A1和EP 3 466659 A1涉及改进纤维的浸湿的拉挤方法。

与此不同,在下文中考虑反应混合物在拉挤模具中的硬化和生产速度的影响。

拉挤模具通常在整个长度上具有相同的成型横截面,典型地为约1m长,并且在拉挤方向上具有3至6个加热区,在所述加热区中温度可以单独地被调节。加热区例如由板状的电阻加热元件组成,所述电阻加热元件在上方和在下方并且如果需要的话也侧向地被压到模具上。由加热板将热流传递到模具中,并且从那里又传递到被移动的和被浸湿的纤维束中。纤维束中提高的温度加速基质树脂的化学反应。目标是在拉挤模具的末端达到足够高的硬化程度,以便型材是稳定的。不过,随着生产速度升高,纤维束在被加热的模具中的停留时间降低,使得更少的时间可用于反应并且按趋势在模具的末端处达到更低的硬化程度。因此,根据生产速度适配加热板的温度(越快则越热),以补偿较短的停留时间。然而,由于纤维束之内的比较低的热传导和大份额的同样必须被加热的增强纤维,所以温度和因此还有硬化程度在纤维束或塑料型材的横截面中是局部不同的。这尤其在厚壁的型材的情况下明显。纤维束中的温度分布和反应转化分布越不均匀,则出现组件缺陷、如翘曲或裂纹的概率就越大。这种影响由于更高的外部模具温度还被放大。此外,不允许超过基质中的确定温度,以便不分解该基质。此外,对于过程的稳定性而言,例如关于拉出力的水平,所谓的凝胶区的长度以及位置是重要的。这两个标准同样受拉挤速度以及模具温度影响。因此,在一方面生产速度与另一方面产品或过程质量之间存在目标冲突。

该目标冲突通常通过如下方式来应付,即在生产试验中的迭代过程中改变拉挤速度和模具温度,直到找到令人满意的过程点。这种处理方式与相当大的时间和材料耗费相关联,并且必须针对每个新化学系统、每个型材几何形状和每个模具配置重新被执行。此外,根据所要求的组件质量找到拉挤速度的上限是困难的。此外,一些组件缺陷在生产之后的一段时间才显示出,使得可能发生提高的废品。

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