Cos’è la pultrusione?

La pultrusione, chiamata anche “processo di estrusione” è un processo automatizzato per la produzione continua di profili rinforzati in fibra di carbonio e in fibra di vetro.

Quali vantaggi offre la pultrusione?

La pultrusione offre la massima libertà di istallazione e i profili FRP  hanno alcuni vantaggi, non solo economici, rispetto a materiali plastici, alluminio, acciaio o acciaio inossidabile.

Quali proprietà hanno i profili? 

I profili sono per esempio particolarmente leggeri ed estremamente resistenti, resistenti alla corrosione, non richiedono manutenzione e sono indeformabili. Offrono alta stabilità e rigidità.

Come viene prodotto un profilo tramite il procedimento?

In questo procedimento, una massa flessibile e temprabile viene continuamente pressata all’interno di un’apertura che le dà forma e dopo viene indurita. Allo stesso tempo avviene la sintesi del componente FRP all’interno di uno stampo.

Per quali quantità è adatto il processo?

Il vantaggio di prezzo nel processo di pultrusione deriva dalla quantità. Per garantire la qualità, lo stampo per la pultrusione deve essere configurato con precisione. Fatto ciò, si può produrre praticamente illimitatamente profili FRP di qualità costante.

Per garantire il più alto livello di qualità attraverso la produzione di profili FRP, Saimex srl produce i profili FRP tramite il processo di pultrusione.

Nell’industria, la pultrusione viene chiamata anche “estrusione”.
Il nome inglese “pultrusion” deriva da “to pull”- tirare e “extrusion” – far passare.

Si tratta di un processo automatizzato per la continua produzione di profili CRP e FRP (anche detti profili pultrusi), o anche profili rafforzati in fibra di vetro e fibra di carbonio. La produzione offre il massimo per quanto riguarda la libertà di installazione e genera profili pultrusi personalizzati.

A seconda della richiesta dei profili, questi hanno specifiche caratteristiche chimiche, antiincendio, meccaniche o elettriche.

 

Peso leggero, buona plasticità e massima libertà di installazione. Questo rende i materiali compositi in fibra FRP altrettanto di valore per l’industria della costruzione così come nei settori dei trasporti e della mobilità, edifici e edilizia del soprassuolo, settore chimico e petrolifero, così come nella costruzione di finestre e facciate.

 

Domande che sorgono in relazione ai materiali FRP e alla pultrusione:

 

Quali profili vengono prodotti più spesso?        
I profili FRP possono essere normali profili a T o a U, come pure profili tondi come tubi, ma offrono la massima libertà di installazione. Saimex srl produce profili FRP speciali per caratteristiche e forma secondo desiderio del cliente. I vantaggi dei profili pultrusi li rendono elementi costruttivi estremamente richiesti e versatili.

Come funziona la pultrusione?
Nel processo di pultrusione una massa temprabile viene continuamente spinta in un’apertura che le dona forma. Allo stesso tempo avviene la sintesi del componente FRP (rinforzi in fibra e resine, così come additivi) all’interno di uno stampo.

Attraverso questo procedimento si formano i profili FRP che, per le loro particolari caratteristiche, offrono spesso vantaggi rispetto ai profili in alluminio, materiale plastico, acciaio o acciaio inossidabile. Soprattutto la velocità della produzione, unita ad un alto grado di automatizzazione, rende i profili FRP prodotti con il processo di pultrusione, molto economici.

Si distingue nel processo il processo vasca, il processo pull-through e il processo di iniezione, di cui parleremo più avanti.

Le fibre per il rafforzamento vengono indirizzate con cura in uno stampo preformato secondo le richieste a cui il profilo pultruso dovrà in seguito rispondere. Le fibre verranno impregnate in una vasca e alla fine compresse in una forma. Oppure le fibre possono venire direttamente impregnate in uno stampo chiuso con il sistema dell’iniezione diretta.

Lo stampo viene controllato da computer. La velocità di avanzamento e anche il processo di indurimento del materiale pultruso vengono tenuti sotto controllo. Dopo aver lasciato lo stampo, il profilo può essere tagliato.

 

Cos’è la matrice?
I materiali compositi in fibra di vetro consistono in un materiale rinforzato che viene inserito in una matrice. Per fare ciò possono venire utilizzati polimeri termoindurenti o termoplastici.
I termoindurenti sono materiali sintetici, che dopo il rafforzamento non possono più essere deformati. I termoplastici si lasciano ancora deformare a una determinata temperatura.

Come matrice termoindurente si usano resine epossidiche, resine ibride specifiche, resine di poliesteri o resine vinilestere (resine Ve, anche chiamate resine Phenacrylat). Sono resine sintetiche che in materiali plastici termoindurenti allo stato indurito generano una più alta stabilità e resistenza chimica ed elettrica.

 

Cos’è l’armatura?
I profili FRP vengono prodotti nel processo di pultrusione dall’armatura (fibra di vetro o di carbonio) e dalla matrice (queste sono le resine e, a seconda delle richieste, anche diversi additivi)

 

Cos’è l’iniezione e a cosa serve?
Saimex srl
impiega il processo di iniezione. Questo offre maggiore velocità nella pultrusione: invece dei soliti bagni aperti di resine (processo vasca) viene iniettato direttamente il mix di materiali. Questo aumenta considerevolmente il tempo nella produzione. Persino nel caso di profili incurvati. L’iniezione rende possibile una direzione più precisa dell’armatura. Anche un cambio dello stampo e della matrice sarebbe più veloce in caso di necessità.

Quali vantaggi hanno i profili continui?

Se la macchina per la pultrusione viene installata correttamente, possono essere prodotti profili lunghi a volontà. Fortunatamente ci sono poche limitazioni riguardo la forma, i colori e la lunghezza. Il processo di pultrusione è davvero economico e duraturo.

 

Come la resina arriva attraverso la stuoia?
La fase di lavorazione di unione della resina con la matrice è particolarmente impegnativa. Si deve usare abbastanza polimero termoindurente o termoplastico per rivestire completamente le fibre di vetro. Se tuttavia viene utilizzato troppa resina, si compromette la stabilità del profilo.

 

Nella produzione di profili FRP si distinguono tre procedimenti:

Processo della vasca

In questo vengono estratte le fibre prima dell’inserimento nella matrice attraverso una vasca di resine plastiche:

  • termoindurenti o
  • polimeri termoplastici.

Questa è il procedimento più semplice e conveniente, tuttavia non è molto preciso.

 

Processo pull-through

Con questo le fibre vengono imbevute sempre con resine dopo ogni passaggio della matrice.

  • il processo è adatto per processi di filatura a più fasi.
  • le resine plastiche in eccesso vengono tolte, raccolte e riutilizzate.

Il procedimento è inoltre molto economico.

 

Processo di iniezione
Questo procedimento sopra descritto è laboriosamente tecnico. Allo stesso tempo è un processo molto duraturo, perché poco della resina entra nella superficie.

Il processo di iniezione è adatto per prodotti FRP complessi come

  • scatole e
  • profili pultrusi personalizzati

Inoltre, nel processo di iniezione il grado di impregnazione è molto superiore, cosa che si riflette in modo positivo sulla stabilità e la durabilità del profilo FRP.

 

A cosa serve un agente distaccante nel processo?
Per una separazione liscia e pulita dei profili FRP dalla forma, viene inserito un agente distaccante per resine acriliche, resine poliestere e resine epossidiche nella pultrusione. Se le condizioni di pultrusione sono ottimali, l’inserimento viene limitato al minimo.

I pezzi terminati possono venire lavorati senza ulteriori fasi di lavoro (come la pulizia dei profili). Le caratteristiche chimiche e fisiche della resina non vengono influenzate.

 

A cosa serve lo stampo della pultrusione?

Lo stampo offre la precisione necessaria nella produzione dei profili FRP. Durante la pultrusione le fibre di vetro e la stuoia di fibre di vetro vengono inserite nello stampo. Le fibre imbevute con la resina vengono infine indurite nello stampo tramite il calore e le radiazioni UV e ugualmente tirate dallo stampo.

 

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Architetti e ingegneri ritrovano nel materiale FRP il materiale composito in fibra ideale

 

Il materiale composito rinforzato in fibra di vetro (FRP) è:

  • leggero ed estremamente resistente, ha un alto allungamento a rottura
  • resistente alla corrosione di vento e maltempo, liquidi, liscivia e agenti chimici
  • realizzabile quasi in ogni forma immaginabile
  • un materiale altamente resistente
  • fedele alla sua forma anche sotto un grande carico

 

Peso leggero, buona plasmabilità, massima libertà di realizzazione. Questo rende il materiale composito FRP piuttosto interessante negli ambiti di applicazione dell’industria edile, così come nel settore dei trasporti e della mobilità (sito), edilizia del soprassuolo (sito), chimica e petrolifera (sito), così come nella costruzione di finestre e facciate (sito).

 

Tutto quello che si può fare con la fibra di vetro

I materiali rinforzati in fibra di vetro (materiali FRP) sono colloquialmente conosciuti sotto il nome di fibra di vetro. Chiunque abbia figli conosce il materiale termoindurente delle altalene e degli scivoli nei parchi giochi e fuori dalle piscine.

Ma il materiale composito in fibre può molto di più. È più leggero dell’acciaio e possiede solo il 25% della sua densità, ma allo stesso tempo è altrettanto solido. Attraverso il rafforzamento delle fibre, questo materiale è anche più robusto dei materiali normali. La resistenza meccanica del materiale composito in fibra è decisamente alta e mantiene un’alta resistenza anche alla corrente elettrica.

I materiali FRP possono essere lavorati in maniera eccezionale, realizzati in quasi ogni forma e di conseguenza lavorati con seghe, trapani, smerigliatrici o frese. Queste caratteristiche hanno fatto apprezzare la fibra di vetro non solo nel settore dell’industria automobilistica e aereonautica. Anche nell’industria edile i materiali compositi rinforzati in fibra stanno avanzando.

Sul campo il materiale FRP ha il vantaggio, rispetto all’acciaio, di essere resistente alla corrosione e perciò duraturo. Anche il trasporto di agenti chimici o generi alimentari è più sicuro in cisterne in materiale FRP che non in cisterne di acciaio. La produzione necessita di minor energia ed è a basso impatto ambientale. Il materiale FRP non ha problemi legati alla manutenzione ed è naturalmente anche riciclabile.

I prodotti FRP (sito) sono per esempio:

  • sistemi di pavimentazione resistenti al fuoco e grigliati (sito)
  • profili di porte e finestre (sito)
  • infissi (sito)
  • facciate (sito)
  • palancole (sito)
  • pale delle turbine eoliche
  • carrozzerie
  • modellismo
  • recipienti per la costruzione di impianti (sito)
  • Profili pultrusi e piccoli accessori (sito)

Con pultrusione (sito) si intende il continuo processo di lavorazione di materiali compositi come il materiale FRP. Il processo di estrusione della pultrusione si conosce dalla fusione dei metalli. Quando si tratta di materiali FRP, la pultrusione è un po’ più complessa: le fibre di vetro vengono tirate attraverso un bagno con resine termoindurenti, allo stesso tempo il materiale FRP viene guidato attraverso una matrice. Con il calore o l’irradiazione con luce UV la resina liquida si indurisce. Così nascono i profili che possiedono non solo vantaggi economici ma anche vantaggi predominanti nei confronti dei profili in acciaio e acciaio inossidabile.

 

Componenti dei materiali rinforzati in fibra di vetro (Materiali FRP)

Materiale sintetico: resina epossidica, resina di poliestere e poliammide, così come fibre di vetro/fibre continue corte o lunghe.

Quando si tratta di buona plasmabilità e assenza di manutenzione, si scelgono materiali costruttivi rinforzarti con fibre corte. Se si tratta di risparmio sul peso come nell’ambito delle costruzioni leggere – per esempio nell’industria aereonautica, nella costruzione di veicoli o nella costruzione navale, nella costruzione di ponti e impianti eolici – allora si punta su materiali costruttivi rafforzati in fibre continue.

Gli ambiti di applicazione dei materiali FRP sono in realtà poliedrici. I materiali compositi in fibra sono dei veri jolly nell’industria, nella produzione, nella costruzione e anche nel settore del tempo libero.

In maniera simile al legno, i materiali FRP si lasciano trasformare facilmente. Questi operano isolando, anche elettricamente, riducendo le difficoltà con la messa a terra.

Per una buona costruzione duratura l’FRP si adatta particolarmente bene. Anche a contatto con il calcestruzzo e liquidi di ogni tipo, con vento e maltempo, il materiale FRP si mostra più resistente dell’acciaio. È atossico. I profili e gli elementi costruttivi sono leggeri, addirittura più leggeri dell’alluminio, si lasciano muovere bene e sono perciò facilmente maneggiabili e inoltre particolarmente durevoli.

Non sono solo le ragioni economiche a rendere i materiali FRP interessanti. Conviene anche per il bene dell’ambiente conoscere più da vicino questi materiali compositi testati dal 1935.

 

 

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