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【NMG Tecnologia】Preimpregnati termoplastico rinforzato con fibra continua - Operazione

2020-05-18 16:46:26 NMG Composites Co.,Ltd. leggere

        I compositi termoplastici rinforzati con fibre continue (CFRTP) si distinguono dai compositi rinforzati con fibre corte e da quelli rinforzati con fibre lunghe. Solitamente chiamata fibra corta rinforzata (SFT) tra 0,5-1mm di lunghezza della fibra nei materiali compositi, la lunghezza della fibra tra 1-10mm è chiamata fibra lunga rinforzata (LFT), ma questo è un modo di parlare popolare, non c'è una regolamentazione specifica. I compositi rinforzati con fibre continue sono compositi in cui le fibre di rinforzo sono continue.

Figura 1 Tipi di materiali compositi termoplastici

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        I compositi termoplastici rinforzati con fibre continue (CFRTP) sono compositi in cui le fibre di rinforzo sono continue e la matrice resinosa è termoplastica. I rinforzi comuni e la matrice di resina sono mostrati nella figura sottostante:

Figura 2 Componenti in composito termoplastico

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        Il CFRTP ha fibre continue e un contenuto di fibre più elevato rispetto a SFT e LFT, con conseguente aumento delle proprietà meccaniche del materiale. Può essere utilizzato nel settore aerospaziale, oceanico, nelle condotte ad alta pressione, ecc. che richiedono una maggiore resistenza meccanica. La resina termoplastica è solitamente una particella solida a temperatura ambiente, ma durante la preparazione del CFRTP, la resina termoplastica deve essere trasformata da uno stato granulare ad uno stato fuso (stato di flusso viscoso), principalmente riscaldando la resina al di sopra del suo punto di fusione. Poiché la preparazione del CFRTP richiede l'impregnazione completa della resina nel fascio di fibre, che richiede un'elevata viscosità della resina, il prodotto viene prodotto ad una temperatura leggermente superiore rispetto ad altri processi. I principali processi di preparazione per il CFRTP sono i seguenti:

        1. Impregnazione per fusione: le fibre vengono impregnate di resina attraverso la zona della resina fusa e poi raffreddate nello stampo di impregnazione. Vantaggi: Velocità di stampaggio veloce, materiali completamente riciclabili, ecc. Svantaggi: apparecchiature complesse, elevati requisiti per la fusione della resina. Questo metodo è ampiamente utilizzato e occupa una quota di mercato importante. Principalmente suddivisi in: sistema di controllo della tensione, sistema di spalmatura e dispersione, sistema di impregnazione delle fibre, sistema di raffreddamento e modellatura, sistema di presa.

Figura 3 Preparazione di preimpregnati termoplastici rinforzati con fibre continue con il metodo della fusione

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        2.Il preimpregnare può essere fatto facendo passare il tow di fibra attraverso il serbatoio della soluzione con la resina, dopo che la fibra e la resina sono completamente impregnate, il solvente sarà evaporato e poi asciugato. I vantaggi di questo metodo di preparazione sono: semplice attrezzatura, sufficiente impregnazione delle fibre con resina, ecc; Svantaggi: i solventi termoplastici sono difficili da trovare, i solventi possono rimanere nel preimpregnati e influire sulle prestazioni, i solventi contaminano l'ambiente, ecc. Non ci sono ancora prodotti maturi sul mercato.

Figura 4 Preparazione di preimpregnati termoplastici rinforzati con fibre continue con il metodo della soluzione

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        3.Metodo delle fibre miste: la resina termoplastica viene trasformata in fibre sottili e poi le fibre di resina vengono miscelate e tessute con fibre di rinforzo per formare un tessuto che può essere utilizzato direttamente nella preparazione di prodotti compositi. Vantaggi del processo: il contenuto di fibre a volume controllato, può essere tessuto in varie forme di tessuto; Svantaggio: i diametri delle fibre di resina termoplastica non sono facili da controllare, elevate esigenze di trafilatura della resina. Applicazioni attuali del mercato: produzione su piccola scala di resine specifiche.

Figura 5 Preparazione di preimpregnati termoplastici rinforzati con fibre continue con metodo a fibre miste

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        4.Impregnazione con polvere: i fasci di fibre vengono fatti passare attraverso un letto fluido riempito di polvere di resina, che aderisce alla superficie della fibra sotto l'azione delle correnti d'aria e delle cariche elettrostatiche, dopo di che l'impregnazione viene riscaldata per produrre un preimpregnato. Vantaggi del processo: privo di solventi, può essere utilizzato per resine ad alto contenuto di fusibile per le dita, facile da usare; Svantaggi: attrezzature complesse, alto costo delle materie prime per le resine in polvere. Applicazione attuale del mercato: la tecnologia straniera è più matura, mentre l'applicazione nazionale è appena agli inizi.

Figura 6 Preparazione di preimpregnati termoplastici a fibra continua rinforzati con il metodo della polvere

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