Pultrusione

La pultrusione (dall’inglese pull + extrusion, ovvero “estrusione per trazione”) è un processo continuo utilizzato per produrre profilati polimerici rinforzati; è una tecnologia equivalente all’estrusione, applicata ai materiali compositi, idonea ad ottenere profili rettilinei a sezione costante senza limite di lunghezza. Il primo brevetto fu ad opera di W. Brandt Goldsworthy nel 1951.

Processo di pultrusione: caratteristiche e vantaggi

Il processo di pultrusione offre un elevato grado di libertà di progettazione e garantisce la personalizzazione e, in seguito, la ripetibilità e la perfetta riproducibilità di ogni manufatto. Il processo consente di produrre profili con proprietà individuali, come le proprietà meccaniche, elettriche, chimiche o ignifughe.

Normalmente un manufatto pultruso ha un tasso di rinforzo variabile tra il 50% e il 60% che è circa il doppio di quello che si può conseguire con tecniche di layout manuale; inoltre, il tasso di rinforzo conseguibile e, quindi, le prestazioni finali del composito, sono controllabili con estrema precisione; la combinazione di buone proprietà meccaniche (elevato modulo elastico e resistenza a trazione) con ottime proprietà di resistenza alla corrosione e in particolare ad agenti chimici inquinanti rende i pultrusi adatti ad impieghi in campo edilizio.

Le fasi del processo generalmente si svolgono come di seguito:

  1. Rinforzo in fibra: consiste nel convogliare le fibre di rinforzo, allineate secondo i requisiti richiesti, attraverso una stazione di impregnazione.
    • Fibre: fibre in vetro (GFK) o fibre di carbonio (CFK) sotto forma di fasci, stuoie, tessuti e complessi di vetro.
    • Rinforzo del fascio unidirezionale per un’elevata resistenza alla trazione/flessione.
    • Complessi di stuoie multidirezionali per un’elevata resistenza in direzione longitudinale e trasversale.
    • Combinazione: Stuoia/fascio/stuoia per elevate proprietà meccaniche.
  2. Vasca per impregnazione – sistema di resina: le fibre di rinforzo introdotte vengono impregnate di una matrice di resina in un’apposita vasca per l’impregnazione. In questa fase le fibre vengono a contatto con un bagno di matrice polimerica contenente la resina di base, gli additivi, i catalizzatori, i pigmenti e le cariche minerali, impregnandosi in profondità.
    • Matrice: resina poliestere (UP), resina vinilestere (VE), resina epossidica (EP), resina metacrilata (A) e resine poliuretaniche (PUR).
    • Additivi: sistemi di indurimento, agenti di separazione, additivi anti-ritiro, pigmenti coloranti, agenti ignifughi, ecc.
  3. Stampo: lo stampo viene riscaldato attraverso un sistema computerizzato che esegue anche il controllo del processo di polimerizzazione e monitora la velocità di avanzamento del pultruso; dunque, le fibre di rinforzo impregnate nel sistema di resina vengono riscaldate nello stampo e modellate nella forma del profilo desiderato (la reazione di polimerizzazione genera la transizione di fase della matrice polimerica dallo stato liquido a quello solido).
  4. Estrazione tandem: il profilo viene continuamente estratto dallo stampo. La velocità con cui viene eseguita questa operazione varia a seconda del tipo di resina e della sezione del profilo.
  5. Taglio: il profilo viene tagliato alla lunghezza desiderata.

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