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拉挤工艺前沿方向,纤维增强热塑性复合材料

拉挤成型工艺(pulling extrusion,pultrusion)是将预浸纱在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的中空、异型制品。


若需要得到长而薄的门窗型材或混凝土钢筋,就到了拉挤工艺粉墨登场的时候了。拉挤型材中的纤维与载荷方向完全一致,令到成品在材料和重量方面特别的优秀。


2017年,KraussMaffei率先推出了拉挤交钥匙成套系统 - 艾谱iPul(图5),并在建筑、风能和汽车行业持续地产生出浓厚的兴趣。


艾谱系统整合了树脂注射与型材牵引线,可以将玻璃纤维和碳纤维实现拉挤成型工艺的全过程控制,助力复合材料型材生产提升效率,降低成本。


iPul系统带有模具、计量机器和各种附件,可达到3米/分钟的高生产速度。与材料合作伙伴Covestro(科思创)、Huntsman(亨斯迈)和Evonik(赢创)的密切合作,使得对高反应性基体材料的处理成为可能。


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图片图5


热塑性复合材料拉挤专家——法国CQFD公司开发了原位拉挤工艺,即纤维纱或织物在外力牵引下,浸润己内酰胺单体和引发剂后,在定型模具内成型和加热聚合,最终制成产品。


该工艺成型的制品的纤维体积分数可以达到70%,纤维方向上拉伸模量可以达到60 GPa(增强纤维为玻璃纤维),具有优良的比强度和比模量。


这一工艺应用于CQFD公司与彼欧公司、现代汽车一同开发的FRTP防撞梁,其主体成型采用原位拉挤工艺,材质为连续玻璃纤维增强PA6(商品名为C-SHOCK®),随后通过包覆注塑工艺,引入防撞梁的安装点,整个方案相比金属梁方案减重43%(3.7 kg)。


随着未来几年碳纤维的成本有可能降低,这一突破性概念将有助于汽车行业的减重目标,以达到节能目标(图6)。


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图 6 


(出处:节选自《一文了解纤维增强热塑性复合材料的成型》作者:冯大勇,荣格-《国际塑料商情》)


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