Pultrusion
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Pultrusión
Pultrusion se utiliza para la producción continua de perfiles de sección transversal constante; implica tirar de un refuerzo impregnado de resina a través de un troquel calentado. Por lo general, el refuerzo se extrae a través de un baño de impregnación que contiene resina catalizada y luego se tira a través de la matriz calentada. En otra variante, el refuerzo, colocado con precisión y bajo tensión, se atraviesa el troquel, donde tiene lugar la impregnación de las fibras y el curado del sistema de resina. Los perfiles pultruidos tienen ventajas considerables en usos de ingeniería sobre extrusiones de aluminio y acero laminado en términos de peso, costo, resistencia a la corrosión y aislamiento eléctrico. Sin embargo, la pultrusión solo puede producir productos rectos de sección transversal constante (aunque, hasta cierto punto, se pueden hacer curvas u otras modificaciones formando mientras la sección aún está parcialmente curada. Además, el proceso es lento. Esto se puede aumentar mediante un control de temperatura adecuado. Algunos de estos problemas se pueden resolver mediante el uso de resinas termoplásticas, que permiten la formación posterior ser llevado a cabo. Estos pueden procesarse a aproximadamente 10 veces la velocidad de los termoestables. La pultrusión es lenta y costosa, y hasta la fecha se ha usado poco en la fabricación de automóviles. Los elementos del marco espacial pultruido han sido probados por varios fabricantes, pero aún no han alcanzado el uso comercial. Las pultrusiones se utilizan para reforzar las piezas S-RIM o RTM. El proceso de pultrusión también es de interés para la producción de gránulos que contienen fibras largas para moldeo por inyección.
La pultrusión es el proceso de hacer perfiles estructurales (varillas, tubos y formas estructurales de una sección transversal permanente) de forma continua a partir de plásticos reforzados. En el proceso de pultrusión, el vidrio u otra mecha se pasa a través de un tanque de inmersión de resina y se extrae a través de una matriz calentada para formar la sección transversal deseada y curar el material compuesto. Debido a que el proceso es continuo, no hay límite teórico en la longitud del producto. La figura muestra el proceso de forma esquemática. Hay dos procesos primarios de pultrusión. En un método, la pultrusión pasa a través de un horno o molde calentado largo para su curado. A esto se le llama proceso de horno túnel. En el segundo método, el material compuesto se cura con energía de radiofrecuencia. Esto provoca la curación en un período de tiempo mucho más corto. Las fibras de refuerzo que se utilizan determinan las propiedades físicas de un producto pultruido. Debido a su costo y propiedades físicas, generalmente se usa fibra de vidrio, especialmente vidrio E. Con fibra de vidrio, el producto tiene propiedades altamente direccionales. Las resistencias a la tracción y a la flexión en la dirección de la fibra son extremadamente altas, superando los 100.000 psi, mientras que las propiedades transversales son mucho menores. Las propiedades transversales se pueden mejorar un poco incorporando estera de vidrio, tela de vidrio o fibras cortadas, pero con la consiguiente reducción de la propiedad longitudinal. Poliéster, epoxis, acrílicos, ésteres de vinilo y siliconas se han utilizado en pultrusión, pero el mayor porcentaje de los productos son ésteres de vinilo y poliésteres debido a sus costos favorables, propiedades deseables y características de fácil manejo. Se utilizan sistemas líquidos con baja viscosidad para asegurar una rápida saturación de los haces de fibras. La resina determina la resistencia a la intemperie, la resistencia térmica, las características de combustión, la sensibilidad a la humedad, la resistencia química y la mayoría de las propiedades eléctricas. La velocidad de curado de la resina en la matriz calentada debe controlarse cuidadosamente. La mayoría de las resinas utilizadas son exotérmicas (desprenden calor durante el curado). Un curado demasiado rápido produce huecos y grietas; mientras que un curado demasiado lento produce un producto mal curado con malas propiedades físicas. Las matrices utilizadas en la pultrusión suelen ser bastante sencillas y económicas. Los troqueles se calientan eléctricamente o con generadores de radiofrecuencia (RF) de hasta 10 kW a 100 MHz. Cuando se utiliza calentamiento por RF, las matrices están hechas de teflón. Las aplicaciones de los productos pultrusionados incluyen escaleras, herrajes eléctricos, cuñas para motores eléctricos, cañas de pescar, arcos de tiro con arco, mangos de martillos y hachas, vigas en I y vigas en T. La pultrusión también se puede utilizar para la construcción in situ de estructuras arquitectónicas. Pulforming es una variación de la pultrusión. El proceso utiliza mecha continua, un baño de impregnación de resina y matrices de formación. Los troqueles son de dos piezas y son móviles. Se sujetan a la mecha y la curan a medida que se mueve. Este proceso se puede utilizar para formar secciones transversales cónicas como mangos de martillo.