I. Préparation des matières premières de base
Matériau de renforcement : Faisceaux continus de fibres de verre sans alcali-, qui offrent une résistance axiale élevée. La densité linéaire et l'uniformité de la tension doivent être strictement contrôlées.
Matériau de la matrice: Résine époxy (ou résine vinylester) mélangée à un agent de durcissement, un accélérateur et un agent de démoulage interne. Le rapport doit être formulé avec précision pour garantir la vitesse de durcissement et les propriétés mécaniques.
Matériaux auxiliaires : Agent de couplage silane (pour améliorer la liaison à l'interface fibre--résine), adhésif (pour combinaison ultérieure avec la gaine et les raccords) et caoutchouc de silicone (pour la gaine).
II. Moulage par pultrusion (fabrication du corps de tige de noyau)
Imprégnation des fibres: Les faisceaux continus de fibres de verre sont aplatis à travers un cantre et entièrement immergés dans un adhésif à base de résine époxy dans un réservoir de résine, avec une teneur en résine uniforme contrôlée.
Préformage et disposition des fils: Les faisceaux de fibres imprégnés passent à travers une filière de préformage pour éliminer les bulles d'air et organiser la direction des fibres, assurant un alignement axial parallèle.
Chauffage, durcissement et pultrusion: Les faisceaux de fibres entrent dans un moule chauffant (120-160 degrés). Entraînée par une machine de traction continue, la résine subit une réticulation et un durcissement rapides pour former une tige dense en fibre de verre époxy. Le moule calibre le diamètre pour garantir la tolérance du diamètre extérieur de la tige centrale (généralement ± 0,1 mm).
Découpe et inspection initiale: La tige est coupée à la longueur conçue, suivie d'inspections de l'apparence, du diamètre, de la rectitude et des propriétés mécaniques de base (par exemple, résistance à la flexion, résistance à la traction).
III. Traitement de surface de la tige centrale (assurant la liaison de l'interface)
Meulage/Sablage: Le meulage mécanique ou le sablage est utilisé pour éliminer les résidus de résine et les bavures de surface, augmentant ainsi la rugosité de la surface (Ra contrôlé entre 1,6 et 3,2 μm).
Nettoyage et séchage: La surface est nettoyée avec de l'alcool ou de l'eau déionisée pour éliminer les taches d'huile et la poussière, puis séchée à 80-100 degrés pendant 30-60 minutes pour éliminer complètement l'humidité.
Revêtement d'agent de couplage: Un agent de couplage silane (par exemple, KH-550) est appliqué uniformément, puis séché à l'air à température ambiante ou cuit à basse température pour former une couche de transition chimique, améliorant la force de liaison entre la tige centrale et le caoutchouc de silicone.
IV. Composition de gaine (isolation et protection)
| Processus | Couler | Scénario d'application |
|---|---|---|
| Vulcanisation par injection | La tige centrale est placée dans un moule et du caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température (HTV) est injecté, suivi d'une vulcanisation à 160 - 180 degrés pendant 10 à 20 minutes pour mouler intégralement la gaine et les hangars. | Production de masse, structures complexes (par exemple, grand diamètre de hangar, conception à plusieurs-hangars) |
| Vulcanisation par extrusion | Le caoutchouc de silicone mélangé est enduit sur la tige centrale via une extrudeuse, puis entre en continu dans un tube de vulcanisation (180 à 200 degrés) pour la vulcanisation, et les hangars sont ensuite traités. | Type de tige longue-, forme de foule simple, adapté à la production continue-sur de longues distances |
V. Post-traitement et contrôle qualité
Terminer le traitement: La gaine aux deux extrémités est dénudée pour exposer la tige centrale pour le sertissage avec les raccords, garantissant ainsi que la surface de sertissage est propre et exempte de taches d'huile.
Connexion du raccord: Les raccords en acier galvanisé ou en alliage d'aluminium sont fermement connectés aux deux extrémités de la tige centrale via un sertissage hydraulique, et la force de sertissage et l'étanchéité de l'interface sont testées.
Inspection finale:
Performances mécaniques: Des tests de traction, de flexion et de torsion sont effectués pour garantir que les performances atteignent ou dépassent la charge de conception (par exemple supérieure ou égale à 600 MPa).
Performances électriques: Des tests de tension de tenue à la fréquence industrielle, de décharge partielle et de perte diélectrique sont effectués pour éliminer les défauts internes.
Inspection des interfaces: Une détection des défauts par ultrasons ou une inspection aux rayons X-est effectuée pour confirmer l'absence de décollement ou de délaminage entre la tige centrale et la gaine, ainsi qu'entre la tige centrale et les raccords.
Points clés du processus
Paramètres de pultrusion: Le gradient de température du moule, la vitesse de traction (0,5 à 2 m/min) et la viscosité de la résine doivent être parfaitement adaptés pour éviter la porosité et le glissement des fibres.
Contrôle de liaison: L'uniformité du revêtement de l'agent de couplage, de la température de séchage et du temps de séchage affectent directement la fiabilité de l'interface, qui est au cœur de la prévention des pannes internes.
Processus de vulcanisation : Le degré de vulcanisation du caoutchouc de silicone doit être supérieur ou égal à 90 % pour éviter une résistance au vieillissement et des performances d'isolation réduites causées par une sous-vulcanisation.
Problèmes courants et solutions
Décollage d'interface: Optimisez la rugosité du sablage, sélectionnez un agent de couplage approprié et contrôlez strictement le séchage et l'élimination de l'humidité.
Cintrage de tige de noyau: Garantit une tension uniforme des fibres, une température de moule symétrique et une vitesse de traction stable pendant la pultrusion.
Bulles d'air internes: Assurer un dégazage complet de la résine, une évacuation d'air suffisante pendant le préformage et réduire la vitesse de pultrusion.