Просмотры: 0 Автор: Редактор сайта Публикация Время: 2025-05-16 Происхождение: Сайт
Пластик с волокном ( FRP ) (также коррективный полимер с волокном ) представляет собой композитный материал, изготовленный из полимерной матрицы, усиленного волокнами. Волокна обычно состоит из стекла, углерода, арамида или базальта. Редко использовались другие волокна, такие как бумага или древесина или асбест. Полимер обычно представляет собой эпоксидную, виниловую или полиэфирную терморезорный пластик; Фенол формальдегидные смолы все еще используются.
FRP обычно используются в аэрокосмической, автомобильной, морской и строительной промышленности. Они обычно встречаются и в баллистических доспехах.
Полимер обычно производится путем полимеризации или добавления полимеризации. В сочетании с различными агентами для улучшения или какого -либо изменения в качестве материалов полимеров результат называется пластиковым пластиком. Пластмассы с волокнами представляют собой категорию композитных пластиков, в которой конкретно используются волокнистые материалы для механического повышения прочности и эластичности пластмасс. Оригинальный пластиковый материал без армирования волокна известен как «Тематрикс» или «Связывающий агент». Матрица - это жесткий, но относительно слабый пластик, который усиливается более крепкими более жесткими усиливающими нитями или волокнами. Степень того, что прочность и эластичность усиливаются в пластиковом пластике с волокном, зависит от механических свойств как волокна, так и матрицы, их объема относительно друг друга, а также длины волокна и ориентации внутри матрицы. [1] Усиление матрицы происходит по определению, когда материал FRP демонстрирует повышенную силу или эластичность относительно силы и эластичности только матрицы. [2]
Бакелит был первым, армированным волокном пластиком. Доктор Лео Бэкеленд изначально намеревался найти замену Shellac (сделанную из экскреции Lac Tackles). Химики начали осознавать, что многие природные смолы и волокна были полимерами, и Бэкленд исследовал реакции фенола и формальдегида. Сначала он произвел растворимый фенолформальдегид Sellac под названием «Новолак», который никогда не стал рыночным успехом, а затем обратился к разработке связующего для асбеста, который в то время был сформирован резиной. Контролируя давление и температуру, применяемые к фенолу и формальдегиду, он обнаружил, что в 1905 году он мог создать свой мечтающий о твердом размышлении (первый в мире синтетический пластик): бакелит. [3] [4] Он объявил о своем изобретении на собрании Американского химического общества 5 февраля 1909 года. [5]
Разработка пластикового пластика с волокном для коммерческого использования проводилась в 1930-х годах. В Великобритании были проведены значительные исследования, такие как Норман де Брюйн. Это было особенно интересно для авиационной промышленности. [6]
Массовое производство стеклянных пряди было обнаружено в 1932 году, когда Games Slayter, исследователь Owens-Illinois, случайно направил реактивную реактивную реакцию сжатого воздуха в потоке расплавленного стекла и произведенных волокна. Впервые в 1933 году был применен патент на этот метод производства стеклянной шерсти .
Подходящая смола для объединения 'Fibreglas ' с пластиком для производства композитного материала была разработана в 1936 году Du Pont. Первым предком современных полиэфирных смол является смола Cyanamid 1942 года. К тому времени использовались системы отверждения пероксида. [8] С комбинацией фибреглас и смолы содержание газа в материале было заменено пластиком. Это сводится к изоляционным свойствам до значений, типичных для пластика, но теперь впервые композит показал большую силу и обещание как структурный и строительный материал. Смущающе, многие композиты стеклянных волокон по-прежнему назывались 'стекловолокно ' (как общее название), и название также использовалось для стеклянной шерсти с низкой плотностью, содержащим газ вместо пластика.
Рэю Грин из Owens Corning приписывают создание первой композитной лодки в 1937 году, но в то время не продолжался из -за хрупкой природы используемого пластика. Сообщалось, что в 1939 году Россия построила пассажирскую лодку пластиковых материалов, а Соединенные Штаты - фюзеляж и крылья самолета. [9] Первой машиной, имеющей корпус из стекловолокна, был стаучный скараб 1946 года. Только одна из этой модели была построена. [10] Прототип Ford 1941 года мог быть первым пластиковым автомобилем, но вскоре после этого возникает некоторая неопределенность, поскольку он был уничтожен. [11] [12]
Первым пластиковым самолетом, получавшим волокно, был либо Fairchild F-46, впервые пролетавший 12 мая 1937 года, либо калифорнийский пластиковый самолет Bennett. [13] Фузеляж из стекловолокна использовался на модифицированном Vultee BT-13A, обозначенном на основе XBT-16 на поле Wright в конце 1942 года. [ ] В 1943 году. Дальнейшие эксперименты были предприняты для строительных конструкционных частей самолетов из составных материалов, приводящих к первой плоскости, Avulteee BT-15, с GFRP-FuseLage, проектировал XBT-1944 14 . [17] Значительное развитие инструментов для компонентов GFRP была сделана Республиканской авиационной корпорацией в 1943 году. [18]
Производство углеродного волокна началось в конце 1950 -х годов и использовалось, хотя и не широко, в британской промышленности, начиная с начала 1960 -х годов. Примерно в это время производились арамидные волокна, впервые появляющиеся под торговым названием Nomex от Dupont. Сегодня каждое из этих волокон широко используется в промышленности для любых приложений, которые требуют пластмасс с особыми силами или упругими качествами. Стеклянные волокна являются наиболее распространенными во всех отраслях, хотя композиты из углеродного волокна и углеродисто-волокна широко встречаются в аэрокосмических, автомобильных и спортивных хороших применениях. [2] Эти три (стекло, углерод, андарамида) по -прежнему остаются важными категориями волокна, используемых в FRP.
Глобальное производство полимеров в масштабе, представленном сегодня, началось в середине 20 -го века, когда низкие затраты на материалы и производство, новые производственные технологии и новые категории продуктов объединены для того, чтобы сделать производство полимера экономичным. Промышленность, наконец, созрела в конце 1970 -х годов, когда мировое производство полимеров превзошла сталь, что сделало полимеры вездесущим материалом, которым он является сегодня. Пластмассы с волокнами были важным аспектом этой отрасли с самого начала.
FRP включает в себя два различных процесса, первым является процесс, при котором волокнистый материал изготовлен и сформирован, вторым является процесс, в котором волокнистые материалы связаны с матрицей во время литья. [2]
Усиление волокна производится как в двумерной, так и в трехмерной ориентации
Двухмерный полимер с волокнами характеризуется ламинированной структурой, в которой волокна выровнены только вдоль плоскости в направлении X и Y-направление материала. Это означает, что никакие волокны не выровнены в толщине через толщину или направление Z, это отсутствие выравнивания в толщине может создать недостаток в стоимости и обработке. Затраты и увеличение труда, поскольку обычные методы обработки, используемые для изготовления композитов, таких как мокрый слой рук, автоклав и передача смоля, требуют большого количества квалифицированного труда для сокращения, укладки и консолидации в предварительно сформированный компонент.
Трехмерные полимерные композиты с волокнами, переосмысленные волокнисты, представляют собой материалы с трехмерными структурами волокна, которые включают волокна в направление X, направление Y и Z-направление. Разработка трехмерной ориентации возникла из-за необходимости промышленности в снижении затрат на изготовление, увеличению механических свойств по толщине и повышению устойчивости к воздействию ущерба; Все они были проблемами, связанными с двухмерными полимерами с обработкой волокна.
Преформы волокна - это то, как волокна изготавливаются до того, как их связаны с матрицей. Преформы волокна часто производятся в листах, непрерывных ковриках или в качестве непрерывных филаментов для применений для распыления. Четыре основных способа изготовления волоконной преформы - это методы текстильной обработки, вязание, вязание, плетение и строчки.
Плетение может быть выполнено обычным образом для производства двумерных волокон, а также в многослойном ткачестве, которое может создать трехмерные волокна. Тем не менее, многослойное ткачество необходимо для того, чтобы иметь несколько слоев деформационной пряжи для создания волокон в направлении Z-направления, создавая несколько недостатков в производстве, а именно время для установки всей пряжи основы на ткацком станке. Следовательно, большинство многослойных ткацких знаков в настоящее время используется для производства относительно узкой ширины продуктов или продуктов с высокой стоимостью, где стоимость производства преформы приемлема. Еще одна из основных задач, стоящих перед использованием многослойных тканых тканей, - это трудность в создании ткани, которая содержит волокна, ориентированные на углах, отличные от 0 'и 90 ' друг для друга соответственно.
Второй основной способ производства волокна - плетение. Плетение подходит для производства узкой ширины плоской или трубной ткани и не так способна, как ткачество в производстве больших объемов широких тканей. Плетение выполняется поверх мандрелей, которые варьируются по форме поперечного сечения или размеру по их длине. Плетение ограничено объектами по размеру кирпича. В отличие от стандартного ткачества, плетение может производить ткань, которая содержит волокна под углом 45 градусов друг к другу. Плеточные трехмерные волокна могут быть выполнены с использованием четырехэтапного, двухэтапного или многослойного переплета. Плетение. Плава или пятно строки и столбца использует плоскую кровать, содержащую ряды и колонны носителей пряжи, которые формируют форму желаемой преформы. Дополнительные носители добавляются на внешнюю часть массива, точное местоположение и количество которых зависит от точной формы и структуры, требуемой. Существует четыре отдельных последовательностей движения строк и столбцов, которые действуют для переключения пряжи и создают плетенный преформ. Пятницы механически привязываются к структуре между каждым шагом для консолидации структуры в аналогичном процессе использования тростника в ткани. Двухступенчатое плетение отличается от четырехэтапного процесса, потому что двухэтапный включает в себя большое количество пряжи, закрепленных в осевом направлении и меньшем количестве плетеная пряжи. Процесс состоит из двух этапов, в которых перемешивающие носители полностью перемещаются через структуру между осевыми носителями. Эта относительно простая последовательность движений способна формировать преформы по существу любой формы, включая круглые и полые формы. В отличие от четырехэтапного процесса, двухэтапный процесс не требует механического уплотнения, которые движения, связанные с процессом, позволяют плотно натягивать оплетку только натяжением пряжи. Последний тип плетения-многослойное переплетенное плетение, которое состоит из ряда стандартных круглых пейлеров, соединенных вместе, чтобы сформировать цилиндрическую раму плетения. Эта рама имеет ряд параллельных плетений вокруг окружности цилиндра, но механизм позволяет переносить пряжи между соседними дорожками, образующими многослойную плетеная ткань с пряжкой, взаимодействующей с соседними слоями. Многослойная переключательная оплетка отличается как от четырех шага, так и двухэтапных опток тем, что взаимосвязанные пряжи в основном находятся в плоскости структуры и, следовательно, не снижают свойства в плоскости преформы. Четырехэтапные и двухэтапные процессы дают большую степень взаимосвязанного мыши, поскольку плетеная пряжа проходит через толщину преформы, но, следовательно, вносит меньший вклад в производительность в плоскости. Недостатком многослойного оборудования блокировки состоит в том, что из -за обычного синусоидального движения носителей пряжи для формирования преформы оборудование не может иметь плотность пряжи, которая возможна с двумя шагами и четырьмя шагами.
Вязаные волокно-преформы могут быть выполнены с помощью традиционных методов деформации и вязания [утка], а полученная ткань часто рассматривается многими двумерной тканью, но машины с двумя или более иглами способны производить многослойные ткани с ямсами, которые проходят между слоями. Разработки в области электронных контролей для выбора иглы и переноса вязаной петли, а также в сложных механизмах, которые позволяют удерживать определенные области ткани и контролируются их движением. Это позволило ткани обращаться в требуемую трехмерную форму преформы с минимумом потери материала.
Сшивание, возможно, является самым простым из четырех основных методов производства текстиля, которые могут быть выполнены с наименьшими инвестициями в специализированную машину. В основном строчки состоит из вставки иглы, несущего нить стежка через стопку слоев ткани, чтобы сформировать трехмерную структуру. Преимущества сшивания состоит в том, что можно сшить как сухой, так и преподобной ткань, хотя притяжение преподрета затрудняет процесс и, как правило, создает больше повреждений в материале преподрета, чем в сухой ткани. Сшивание также использует стандартные двумерные ткани, которые обычно используются в композитной отрасли, поэтому существует ощущение знакомства, касающегося материальных систем. Использование стандартной ткани также обеспечивает большую степень гибкости в укладке ткани компонента, чем возможно, с другими текстильными процессами, которые имеют ограничения на ориентации волокна, которые могут быть произведены. [19]
Жесткая структура обычно используется для установления формы компонентов FRP. Части можно положить на плоскую поверхность, называемую как 'Кольцо ' или на цилиндрическую структуру, называемую 'Mandrel '. Однако большинство пластиковых деталей, армированных волокнами, создаются с помощью плесени или ».
Процессы формования пластиков FRP начинаются с размещения волоконной преформы на или в плесени. Предварительная форма волокна может быть сухим волокном или волокном, которое уже содержит измеренное количество смолы, называемое 'properg '. Сухие волокна - смачиваемые »со смолой вручную, либо смола впрыскивается в закрытую форму. Затем часть вылечивается, оставляя матрицу и волокна в форме, созданной плесенью. Тепло и/или давление иногда используются для излечения смолы и улучшения качества конечной части. Различные методы формирования перечислены ниже.
Индивидуальные листы материала препреги заложены и помещают в женскую плесень вместе с воздушным мочевым пузырем. Плесень закрыта и помещена в нагретый пресс. Наконец, мочевой пузырь подвергается давлению, принуждая слои материала к стенам плесени.
Когда сырье (пластиковый блок, резиновый блок, пластиковый лист или гранулы) содержит армирующие волокна, сжатие формованная деталь квалифицируется как пластик с применением волокна. Более обычно пластиковая преформа, используемая в литье сжатия, не содержит армирующих волокон. В формовом сжатия A 'Preform ' или 'Заряд ', SMC, BMC помещается в полость формы. Плесень закрыта, а материал образуется и вылечивается внутри давлением и теплом. Компрессионное формование предлагает отличную детализацию для геометрических фигур, начиная от рисунка и детализации рельефа до сложных кривых и творческих форм, до точной инженерии в течение максимального времени отверждения 20 минут. [20]
Индивидуальные листы материала препреги заложены и помещаются в открытую форму. Материал покрыт выпущенной пленкой, Bleeder/Breater Material и вакуумной сумкой. Вакуум вытягивается в части, а вся плесень помещается в автоклав (сосуд с нагретым давлением). Часть вылечивается с непрерывным вакуумом для извлечения захваченных газ из ламината. Это очень распространенный процесс в аэрокосмической промышленности, потому что он обеспечивает точный контроль над формированием из -за длинного, медленного цикла лечения, который составляет от одного до нескольких часов. [21] Этот точный контроль создает точные геометрические формы ламината, необходимые для обеспечения силы и безопасности в аэрокосмической промышленности, но он также медленный и трудоемкий, что означает, что затраты часто ограничивают его аэрокосмической промышленностью. [20]
Листы материала PREPREG обернуты вокруг стальной или алюминиевой оправки. Материал препарата уплотнения с помощью нейлоновой или полипропиленовой категории. Части, как правило, вылечены партией путем вакуумного пакета и висят в духовке. После лечения виолончель и оправку удаляются, оставляя полную углеродную трубку. Этот процесс создает прочные и надежные углеродные трубки.
Формирование влажного укладки сочетает в себе усиление волокна и матрицу, когда они помещаются на инструмент формирования. [2] Усиливающие слои волокна помещаются в открытую форму, а затем насыщаются влажной смолой, заливая его на ткань и превращая ее в ткань. Затем плесень остается так, чтобы смола была вылечить, обычно при комнатной температуре, хотя тепло иногда используется для обеспечения правильного лекарства. Иногда вакуумный пакет используется для сжатия влажного прокладки. Стеклянные волокна чаще всего используются для этого процесса, результаты широко известны как стекловолокно и используются для изготовления общих продуктов, таких как лыжи, каноэ, каяки и доски для серфинга. [20]
Непрерывные пряди из стекловолокна проталкиваются через ручной пистолет, который оба рубают пряди и объединяют их с катализированной смолой, такой как полиэфир. Пропитанное нарезанное стекло снимается на поверхности плесени в любой толщине и конструкции, которую, как считает человеческий оператор, является подходящим. Этот процесс хорош для крупных производственных прогонов в экономических затратах, но производит геометрические формы с меньшей прочностью, чем другие процессы формования, и имеет плохую толерантность к размерным. [20]
Машины тянет клетчатки через влажную ванну смолы, а намотайте на вращающуюся стальную оправку в определенных частях ориентации, вылетают либо комнатную температуру, либо повышенные температуры. Mandrel извлечен, оставляя окончательную геометрическую форму, но в некоторых случаях может быть оставлена. [20]
Клетчатые пучки и щель ткани протягиваются через влажную ванну смолы и образуются в грубую форму. Насыщенный материал экструдируется из нагретого закрытого отверждения, когда его постоянно протягивают через матрицу. Некоторые из конечных продуктов пультрузии - это структурные формы, то есть пучок, угол, канал и плоский лист. Эти материалы могут использоваться для создания всевозможных структур из стекловолокна, таких как лестницы, платформы, резервуары для систем поручни, трубные и насосные опоры. [20]
Также называется инфузия смолы . Ткани помещаются в форму, в которую затем вводится влажная смола. Смола, как правило, под давлением и вынуждена в полости, которая находится под вакуумом в литье переноса смолы. Смола полностью втягивается в полость под вакуумом в формовании переноса смолы с помощью вакуума. Этот процесс литья допускает точные допуски и детализированную форму, но иногда может не полностью насытить ткань, ведущую к слабым пятнам в конечной форме. [20]
FRP позволяет выравнивать стеклянные волокна термопластов в соответствии с конкретными проектными программами. Определение ориентации армирующих волокон может увеличить прочность и устойчивость к деформации полимера. Стекло -армированные полимеры являются самыми сильными и устойчивыми к деформирующим силам, когда волокна полимеров параллельны с силой, оказываемой, и являются самыми слабыми, когда волокна перпендикулярны. Таким образом, эта способность одновременно является как преимуществом, так и ограничением в зависимости от контекста использования. Слабые пятна перпендикулярных волокон могут использоваться для естественных петли и соединений, но также могут привести к сбою материала, когда производственные процессы не могут должным образом ориентироваться на волокна, параллельные ожидаемым силам. Когда силы оказываются перпендикулярно ориентации волокон, сила и эластичность полимера меньше, чем только матрица. В литых смоляных компонентах, изготовленных из стеклянных полимеров, таких как UP и EP, ориентация волокон может быть ориентирована на двумерные и трехмерные плетения. Это означает, что когда силы, возможно, перпендикулярны одной ориентации, они параллельны другой ориентации; Это устраняет потенциал для слабых мест в полимере.
Структурная сбой может произойти в материалах FRP, когда:
Растягивающие силы растягивают матрицу больше, чем волокна, заставляя материал сдвиг на границе раздела между матрицей и волокнами.
Растягивающие силы в конце волокон превышают допуски матрицы, отделяя волокна от матрицы.
Растягивающие силы также могут превышать допуски волокон, заставляя волокна самим переломам, приводящим к материальному отказу. [2]
Материал матрицы терморекосовой полимера или материал термопластичной полимерной матрицы инженерного класса должен соответствовать определенным требованиям, чтобы сначала подходить для FRP и обеспечить успешное подкрепление. Матрица должна быть в состоянии правильно насыщать и предпочтительно химически связываться с усилением волокна для максимальной адгезии в течение подходящего периода отверждения. Матрица также должна полностью охватывать волокна, чтобы защитить их от разреза и выемки, которые уменьшили бы их силу, и передавать силы в волокна. Волокна также должны храниться отдельно друг от друга, так что, если произойдет сбой, она локализована как можно больше, и если произойдет неудача, матрица также должна отказаться от волокна по аналогичным причинам. Наконец, матрица должна быть из пластика, который остается химически и физически стабильным во время и после процессов усиления и формования. Чтобы быть подходящим в качестве армирования, волокнистые добавки должны увеличить прочность на растяжение и модуль эластичности матрицы и соответствовать следующим условиям; Волокна должны превышать критическое содержание волокна; Сила и жесткость волокна сами по себе должны превышать силу и жесткость только матрицы; и должна быть оптимальная связь между волокнами и матрицей
'Служко стеклопластика пластмассы ' или FRPS (обычно называемые просто стекловолокном). Используют стеклянные волокна текстиля. Эти текстильные волокна отличаются от других форм стеклянных волокон, используемых для преднамеренного ловушки воздуха, для изоляционных применений (см. Стекло из шерсти). Текстильные стеклянные волокна начинаются как различные комбинации SIO 2, Al 2O 3, B 2O 3, CaO или MGO в виде порошка. Эти смеси затем нагревают через прямое плавление до температуры около 1300 градусов по Цельсию, после чего умирают для выдавливания нитей в диаметре стеклянного волокна в диаметре от 9 до 17 мкм. Затем эти нити ранируются в более крупные резьбы и развернуты на шпобах для транспортировки и дальнейшей обработки. Стеклянное волокно, безусловно, является самым популярным способом для укрепления пластика и, следовательно, имеет множество производственных процессов, некоторые из которых применимы к арамидам и углеродным волокнам, а также благодаря их общим волокнистым качествам.
Ровинг - это процесс, в котором нити развернуты в потоках большего диаметра. Затем эти нити обычно используются для тканых арматурных стеклянных тканей и ковриков, а также в приложениях для распыления.
Волокновые ткани-это материал, усиливающий ткани, который имеет направления варпа и утка. Волокновые коврики-это нетканые коврики из стеклянных волокон. Коврики изготавливаются в размерных размерах с нарезанными волокнами или в непрерывных матах с использованием непрерывных волокон. Нарезанное стекло из волокна используется в процессах, где длина стеклянных нитей разрезаются от 3 до 26 мм, нити затем используются в пластмассовых, наиболее часто предназначенных для процессов литья. Короткие нити стеклянных волокна имеют короткие 0,2–0,3 мм нити стеклянных волокон, которые используются для усиления термопластиков, чаще всего для литья под давлением.
Углеродные волокна создаются, когда полиакрилонитрильные волокна (PAN), высота смолы илиины карбонизируются (посредством окисления и термического пиролиза) при высоких температурах. Благодаря дальнейшим процессам графитизации или растяжения волокон прочность или эластичность может быть улучшена соответственно. Углеродные волокна изготавливаются по диаметрам, аналогичным стеклянным волокнам с диаметрами в диапазоне от 4 до 17 мкм. Эти волокна ранились в более крупные нити для транспортировки и дальнейших производственных процессов. [2] Дальнейшие производственные процессы включают в себя ткачество или плетение в углеродные ткани, ткани и маты, аналогичные тем, которые описаны для стекла, которые затем можно использовать в реальных подкреплениях. [1]
Арамидные волокна чаще всего известны как кевлар, Nomex и Technora. Арамиды обычно получают реакцией между аминной группой и галогенидной группой карбоновой кислоты (Aramid); [1] Обычно это происходит, когда ароматический полиамид вращается из концентрации жидкости серной кислоты в кристаллизованное волокно. [2] Затем волокна прокручиваются в более крупные нити, чтобы вплетать в большие веревки или тканые ткани (арамид). [1] Арамидные волокна изготавливаются с различными оценками, основанными на различных качествах для прочности и жесткости, так что материал может быть в некоторой степени адаптирован к конкретным требованиям дизайна, такими как разрезание жесткого материала во время производства. [2]
| усиливающих материал [2] | наиболее распространенные матричные материалы | улучшены |
|---|---|---|
| Стеклянные волокна | Up, ep, pa, pm, pom, pp, pbt, ve | Сила, эластичность, теплостойкость |
| Деревянные волокна | PE, PP, ABS, HDPE, PLA | Прочность на изгиб, модуль растяжения, прочность на растяжение |
| Волокна углерода и арамида | Ep, up, ve, pa | Эластичность, прочность на растяжение, прочность на сжатие, электрическая прочность. |
| Неорганические частицы | Полукристаллические термопластики, вверх | Изотропная усадка, истирание, прочность на сжатие |
Пластмассы с волокнами лучше всего подходят для любой программы проектирования, которая требует экономии веса, точной инженерии, конечных допусков и упрощения деталей как в производстве, так и в эксплуатации. Формованный полимерный артефакт дешевле, быстрее и легче изготавливать, чем литой алюминиевый или стальный артефакт, и поддерживает сходные, а иногда и лучшие допуски и прочность на материал.
Руль Airbus A310
Преимущества по сравнению с традиционным рулем из листового алюминия:
Снижение веса на 25%
Снижение компонентов на 95% путем объединения деталей и образуется в более простые литые детали.
Общее снижение производственных и эксплуатационных затрат, экономия деталей приводит к снижению производственных затрат, а экономия веса создает экономию топлива, что снижает эксплуатационные затраты на полеты на самолет.
Впускные коллекторы двигателя изготовлены из армированного стекловолокна PA 66.
Преимущества, которые имеют алюминиевые коллекторы, являются:
До 60% снижения веса
Улучшение качества поверхности и аэродинамики
Сокращение компонентов путем объединения деталей и образуется в более простые формованные формы.
Педали автомобильного газа и сцепления, сделанные из армированного стекловолокна PA 66 (DWP 12–13)
Преимущества по сравнению с штампованным алюминием:
Педали могут быть сформированы как отдельные единицы, объединяющие как педали, так и механические связи, упрощающие производство и работу проекта.
Волокна могут быть ориентированы на подкрепление к определенным напряжениям, увеличивая долговечность и безопасность.
Алюминиевые окна, двери и фасады получают термически изолированную, используя теплоизоляционные пластмассы, изготовленные из армированного стекловолокно -полиамидом. В 1977 году Ensinger GmbH создал первый профиль изоляции для оконных систем.
FRP может быть применен для укрепления лучей, колонн и плит зданий и мостов. Можно увеличить силу структурных элементов даже после того, как они были сильно повреждены из -за условий нагрузки. В случае поврежденных железобетонных элементов, это сначала потребует ремонта члена путем удаления свободного мусора и заполнения полостей и трещин с помощью раствора или эпоксидной смолы. Как только член отремонтируется, укрепление может быть достигнуто за счет влажного, вручную пропитать листы волокон с помощью эпоксидной смолы, а затем применить их к очищенным и подготовленным поверхностям члена.
Обычно применяются два метода для укрепления балок, связанных с желаемым повышением прочности: укрепление изгиба или укрепление сдвига. Во многих случаях может потребоваться обеспечить оба усиления силы. Для укрепления изгиба луча листы FRP или пластины применяются на поверхность натяжения элемента (нижняя поверхность для просто поддерживаемого элемента с примененной верхней нагрузкой или гравитационной нагрузкой). Основные растягивающие волокна ориентированы на продольную ось луча, аналогичную ее внутреннему армированию изгибной стали. Это увеличивает прочность луча и его жесткость (нагрузка, необходимую для протяжения единицы), однако уменьшает пропускную способность и пластичность.
Для укрепления сдвига луча FRP наносится на веб -интернет (стороны) элемента с волокнами, ориентированными поперечными к продольной оси луча. Сопротивление сил сдвига достигается так же, как и внутренние стальные стремицы, путем соединения сдвиговых трещин, которые образуются при приложенной нагрузке. FRP может быть применен в нескольких конфигурациях, в зависимости от открытых лиц члена и степени укрепления желаемой, это включает в себя: боковое соединение, U-WRAPS (U-Jackets) и закрытые обертки (полные обертки). Боковое соединение включает в себя нанесение FRP только на стороны луча. Он обеспечивает наименьшее количество укрепления сдвига из-за сбоев, вызванных разбивкой с бетонной поверхности на свободных краях FRP. Для u-wraps FRP непрерывно наносится в форме «U» вокруг боковых и нижних (натяжения) поверхности луча. Если все лица луча доступны, использование закрытых обертков желательно, поскольку они обеспечивают наибольшее повышение прочности. Закрытая упаковка включает в себя применение FRP по всему периметру элемента, так что нет свободных концов, а типичным режимом отказа является разрыв волокна. Для всех конфигураций обертывания FRP может применяться вдоль длины элемента в качестве непрерывного листа или в виде дискретных полос, имеющих предопределенную минимальную ширину и расстояние.
Плиты могут быть укреплены путем нанесения полос FRP на их нижней (натяжной) лицо. Это приведет к лучшей гибкой производительности, так как сопротивление растягиванию плит дополняется прочностью растяжения FRP. В случае балок и плитов эффективность укрепления FRP зависит от производительности смолы, выбранной для связи. Это особенно проблема для укрепления сдвига с использованием боковой связи или U-wraps. Колонны обычно обернуты FRP по их периметру, как при закрытой или полной упаковке. Это не только приводит к более высокой сопротивлении сдвига, но и более важным для конструкции столбца, это приводит к увеличению прочности сжатия при осевой нагрузке. Обертка FRP работает, ограничивая боковое расширение колонны, что может усилить ограничение так же, как и спиральное усиление для ядра колонны.
В июне 2013 года компания Kone Lietator объявила UltraRope для использования в качестве замены стальных кабелей в лифтах. Он герметизирует углеродные волокна в полимере с высоким содержанием фаркции. В отличие от стального кабеля, UltraRope был разработан для зданий, для которых требуется до 1000 метров лифта. Стальные лифты достигают 500 метров. Компания подсчитала, что в здании высотой 500 метров лифт будет использовать на 15 процентов меньше электрической мощности, чем версия для стальных каментов. По состоянию на июнь 2013 года продукт прошел все сертификационные тесты Европейского Союза и США. [22]
FRP используется в конструкциях, которые требуют показателя прочности или модуля эластичности, которые неармируют пластмассы и другие варианты материала, либо плохо подходят для механического или экономического или экономического. Это означает, что основной конструктивный соображение для использования FRP заключается в том, чтобы гарантировать, что материал используется экономически и таким образом, чтобы конкретно использует его структурные улучшения. Это, однако, не всегда так, ориентация волокон также создает материальную слабость, перпендикулярную волокнам. Таким образом, использование усиления волокна и их ориентации влияют на силу, жесткость и эластичность окончательной формы и, следовательно, на работу самого конечного продукта. Ориентация направления волокон, однонаправленной, 2-мерной или трехмерной во время производства влияет на степень силы, гибкости и эластичности конечного продукта. Волокна, ориентированные в направлении сил, демонстрируют большее сопротивление искажениям от этих сил и наоборот, таким образом, области продукта, которые должны выдерживать силы, будут усилены волокнами в том же направлении, а области, которые требуют гибкости, таких как естественные шарниры, будут использовать волокна в перпендикулярном направлении к силам. Использование большего количества измерений позволяет избежать этого или сценария и создает объекты, которые стремятся избежать каких -либо конкретных слабых точек из -за однонаправленной ориентации волокон. Свойства прочности, гибкости и эластичности также могут быть увеличены или уменьшены за счет геометрической формы и конструкции конечного продукта. К ним относятся такие конструктивные рассмотрения, как обеспечение правильной толщины стенки и создание многофункциональных геометрических фигур, которые могут быть формированием в качестве отдельных кусочков, создавая формы, которые имеют больше материала и конструктивной целостности за счет уменьшения соединений, соединений и оборудования. [2]
В качестве подмножества пластмассовых пластиков несут ответственность за ряд проблем и проблем в утилизации и утилизации пластиковых отходов. Пластмассы представляют собой особую проблему при переработке, потому что они получены из полимеров и мономеров, которые часто не могут быть разделены и возвращаются в их штаты девственницы, по этой причине не все пластмассы могут быть переработаны для повторного использования, на самом деле некоторые оценки утверждают, что только от 20% до 30% пластиков могут быть переработаны вообще. Пластмассы с волокнами и их матрицы разделяют эти проблемы и экологические проблемы. В дополнение к этим проблемам, тот факт, что сами волокна трудно удалить из матрицы и сохранить для повторного использования, означает, что FRP усиливает эти проблемы. FRP по своей сути трудно разделить на базовые материалы, то есть к волокну и матрице, а матрицу - на отдельные полезные пластмассы, полимеры и мономеры. Все это опасения для экологически обоснованного дизайна сегодня. Пластмассы часто предлагают экономию в области энергетики и экономических сбережений по сравнению с другими материалами. Кроме того, с появлением новых более экологически чистых матриц, таких как биопластика и ультрафиолетовые пластики, FRP получит чувствительность к окружающей среде. [1]
Термопластика с длинным волокном
^ Прыгните до: A B C D E Smallman, Re и RJ Bishop. Современная физическая металлургия и материаловая инженерия. 6 -е изд. Оксфорд: Баттерворт-Хейнеманн, 1999.
^ Прыгайте до: A B C D E F G H I J Erhard, Gunter. Проектирование с пластиком. Транс. Мартин Томпсон. Мюнхен: Hanser Publishers, 2006.
Прыгайте вверх^ Амато, Иван (29 марта 1999 г.). 'Leo Baekeland '. Время 100 . ВРЕМЯ.
Прыгнуть вверх^ 'Лео Бэкеленд '. Пластмассы . Сайт истории Великобритании. 28 июня 2000 года.
Прыгнуть вверх^ 'Новое химическое вещество ' (PDF). New York Times. 6 февраля 1909 года.
Прыгайте вверх^ Синтетическая смола - Использование в авиационном строительстве, The Times, London England, понедельник, 5 октября 1936 г., стр. 14, выпуск 47497
Прыгните вверх^ Патент в США № 2133235: Метод и аппарат для изготовления стеклянной шерсти первой патент на шерсть, 1933.
Прыгните^ 50 лет армированных пластиковых лодок, Джордж Марш, 8 октября 2006 г., http://www.reinforcedplastics.com/view/1461/50-ы
Прыгните вверх^ Примечательный прогресс - использование пластмасс, Evening Post, Веллингтон, Новая Зеландия, том CXXVIII, выпуск 31, 5 августа 1939 г., стр. 28
Прыгните вверх по машине будущего в пластмассах, Меркурий (Хобарт, Тасмания), понедельник, 27 мая 1946 г., стр. 16
Прыгнуть вверх^ 'после войны автомобиль '. Bradford Daily Record . 28 марта 1941 г. с. 12. Получено 17 июня 2015 г. - через Newspapers.com. 
Прыгнуть вверх^ 'после войны автомобиль '. Корпус Кристи Таймс . 12 января 1942 г. с. 3. Получено 17 июня 2015 г. - через Newspapers.com.
Прыгните вверх^ 'Пластические плоскости из плесени - это план армии '. Greeley Daily Tribune . 24 июня 1938 г. с. 2. Получено 12 августа 2015 г. - через Newspapers.com.
Прыгайте вверх по американским военным автостранам Второй мировой войны, Дэвид Дональд, Aerospace Publishing Limited, 1995, страницы 251–252, ISBN 1-874023-72-7
Подпрыгните^ ускорение использования новых материалов, Комитета Национального исследовательского совета (США) по ускоренному использованию новых материалов, Вашингтон, Национальная академия наук - Национальная инженерная академия, Спрингфилд, Вирджиния, 1971, страницы 56–57 от WP Conrardy
Прыжок вверх по сэндвичам из формованного стеклянного волокна для самолета BT-15, Технический отчет ВВС армии 5159, 8 ноября 1944 г.
Прыгнуть вверх^ Усиленное руководство по пластмассам; Дональд В. Розато, Доминик В. Розато и Джон Мерфи; Elsevier; 2004; Страница 586
Подпрыгните^ История композитов, Тима Палака и Бернадетт Бенсауд-Винсент, http: //authors.library.caltech.edu/5456/1/hrst.mit.edu/hrs/materials/public/composites/composites_overview.htm
Прыгнуть вверх^ Тонг, L, Ap Mouritz и Mk Bannister. 3D-волоконно-армированные полимерные композиты. Оксфорд: Elsevier, 2002.
^ Прыгайте до: A B C D E F G Композитное литье
Прыгнуть вверх^ Доган, Фатих; Хадавиния, Хомаюн; Дончев, Тодор; Bhonge, Prasannakumar S. (5 августа 2012 г.). 'Распланирование воздействующих композитных структур с помощью элементов интерфейса сплоченной зоны и контакта с зарезок '. Центральный европейский журнал инженерии . 2(4): 612–626. doi: 10.2478/s13531-012-0018-0.
Прыгните вверх^ 'Ультрароп объявил, что один стоп увеличил высокие здания '. Phys.org. Получено 2013-06-13.
>>>>> Примечание: статья, полученная из https://en.wikipedia.org/wiki/fibre-reinforced_plastic <<<<