Pultrusão
Fibras puxadas por resina e por uma matriz aquecida, sem parar
A pultrusão puxa fibras contínuas por um banho de resina e depois por uma matriz quente, onde a resina endurece em volta delas. Sai uma barra, tubo ou viga sem fim, com a mesma seção transversal em todo o comprimento, cortada na medida durante o processo. Longarinas de escadas de fibra de vidro, grades de passarela e eletrocalhas são feitas assim.
Como funciona
Alimente as fibras. Os rovings (feixes de fibra contínua sem torção) saem de uma gaiola de bobinas (creel), um suporte de carretéis. Mantas ou tecidos tramados costumam ser adicionados para o perfil também ser resistente no sentido da largura.
Embeba-as em resina. As fibras passam por um banho aberto de resina, ou a resina é injetada direto na matriz. Poliéster, éster vinílico e epóxi são escolhas comuns.
Reúna a forma. Placas-guia chamadas pré-formadores espremem o excesso de resina e aproximam as fibras úmidas da seção transversal final.
Cure na matriz aquecida. Uma matriz de aço, geralmente com cerca de 0,5–1,5 m de comprimento, dá a forma exata. Um calor de cerca de 100–200 °C faz a resina endurecer antes de o perfil sair da matriz.
Puxe continuamente. Esteiras de lagarta, ou duas garras que se revezam, seguram o perfil curado e puxam toda a linha. É essa puxada que dá nome ao processo (pull + extrusion, puxar + extrusão).
Corte na medida. Uma serra voadora, que acompanha o perfil enquanto corta, serra as peças no comprimento sem parar a linha.
Dados-chave
- Materiais
- Principalmente fibra de vidro, também carbono ou basalto; resina de poliéster, éster vinílico, epóxi ou poliuretano
- Peças típicas
- Barras, tubos, vigas I, perfis U, cantoneiras, barras chatas, longarinas de escada, barras de grade, eletrocalhas
- Tamanho da peça
- Seções transversais de alguns milímetros a cerca de 1 m de largura; qualquer comprimento, cortado conforme a necessidade
- Precisão
- Seção transversal geralmente dentro de cerca de ±0,2–0,5 mm, dependendo do tamanho
- Acabamento superficial
- Lisa e rica em resina; muitas vezes coberta por um véu de superfície (um tecido fino de fibras) para resistir ao tempo
- Tamanho de lote adequado
- Longas séries de um mesmo perfil, muitas vezes de quilômetros
- Custo de ferramental e máquinas
- Matrizes: de cerca de US$ 5.000 a mais de US$ 100.000 cada; linhas completas: de cerca de US$ 100.000 a mais de US$ 1 milhão
- Velocidade
- Geralmente cerca de 0,2–3 m por minuto, 24 horas por dia
Pontos fortes e limites
Pontos fortes
- Contínuo e automatizado: baixo custo por metro, pouco desperdício
- Muito resistente e rígido no sentido do comprimento, muitas vezes com 60–70 % de fibra em peso
- Perfis de fibra de vidro não enferrujam, são leves e não conduzem eletricidade
- Qualquer comprimento em uma peça só, cortado durante o processo
Limites
- Apenas perfis retos com uma seção transversal constante
- Muito mais fraco no sentido da largura, a menos que se adicionem mantas ou tecidos
- Cada nova seção transversal precisa de sua própria matriz, e as trocas levam tempo
- Perfis termofixos curados são difíceis de reciclar
Onde é usado
- Construção civilGrades de passarela, corrimãos, perfis de janelas e portas, vergalhão de fibra
- ElétricaEletrocalhas, longarinas de escadas, hastes e postes isolantes
- InfraestruturaPassarelas, tabuleiros de pontes, estruturas de torres de resfriamento
- EnergiaTiras de carbono para longarinas de pás eólicas, postes de utilidade pública
- Itens do dia a diaVaretas de barraca, cabos de ferramentas, estacas para plantas
Como reconhecê-lo
- Uma peça longa com exatamente a mesma seção transversal em todo lugar, com pontas cortadas a serra.
- Finas estrias de fibra no sentido do comprimento na superfície, às vezes sob um véu fino parecido com tecido.
- Em uma ponta cortada, uma massa densa de pontos de fibra: os rovings vistos de frente.
- Aparência clássica: grades, longarinas de escada e corrimãos de fibra de vidro amarelos, cinza ou verdes.
Compare com
Assista
Strongwell MC · A ideia da pultrusão, segundo um grande fabricante de perfis
Strongwell MC · Cada estação: gaiola de fibras, banho de resina, matriz aquecida, puxador e serra
Liberty Pultrusions · Uma visita de fábrica a linhas de pultrusão reais
Strongwell MC · Barras pultrudadas montadas em grade de passarela
Veja fotos reais
- Wikipédia: Pultrusão — visão geral com um diagrama da linha e fotos de perfis
- Busca de fotos no Wikimedia Commons
Lembre-se
- A pultrusão puxa fibras por resina e por uma matriz quente, sem parar.
- Ela faz perfis retos sem fim, com uma seção transversal constante.
- O resultado é muito resistente no sentido do comprimento, não enferruja e é barato por metro.
Mais em Compósitos
Todos os 100 processos
10.1Laminação manual e cura em autoclaveCamadas de pré-impregnado empilhadas em um molde, ensacadas a vácuo e curadas sob calor e pressãoAbrir a lição
10.2Moldagem por transferência de resina (RTM) e infusãoFibra seca em um molde; resina líquida empurrada (RTM) ou puxada a vácuo (infusão)Abrir a lição
10.4Enrolamento de filamento (filament winding)Fibra molhada em resina enrolada em um mandril giratórioAbrir a liçãoExperimente
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