При изготовлении пултрузионного профиля нужно учитывать, какие нагрузки будет испытывать изделие. От этого зависит направление волокон и состав армирования.
Основу составляет ровинг — непрерывные продольные нити. В зависимости от нагрузок его используют вместе с материалами, в которых волокна расположены в других направлениях.
Стич-мат и лёгкие ткани
Стич-мат — прошитый мат.
Для продольных нагрузок нужны непрерывные волокна. Эту функцию в профиле выполняет ровинг.
С лёгкими тканями возникает другая проблема. Чтобы набрать необходимую толщину, требуется много слоёв. Это увеличивает количество операций, поэтому на практике возникает желание уменьшить число слоёв.
В результате армирования может оказаться меньше, чем требуется изделию.
Что дают разные направления волокон
В пултрузионном профиле используются разные направления армирования, влияние которых на прочность подробно разобрано в материале об ориентации волокон.
Поэтому для изделия, которое испытывает сложные нагрузки, одного направления волокон недостаточно. Используется сочетание ровинга и мультиаксиальных тканей с нужными направлениями волокон.
Почему нужно знать нагрузки на профиль
Одна из проблем при выборе армирования — отсутствие расчёта нагрузок, которые возникнут при монтаже и эксплуатации.
Нельзя выбирать схему армирования только потому, что похожий профиль уже кто-то производит. У изделий могут отличаться пролёты и нагрузки. Похожая логика — не переносить чужие параметры один в один — касается и настройки самой линии, о чём я писал в статье «Пултрузия без грабель».
Сначала нужно определить, какие нагрузки будет испытывать конкретное изделие, и уже под них выбирать направление армирования.
Когда важен внешний вид
Иногда лёгкую ткань выбирают из-за того, как она выглядит на поверхности изделия.
Если задача именно в поверхности, Владимир предлагает использовать тонкую финишную ткань — вуаль. Она закрывает основное армирование и позволяет получить более ровную поверхность.
Основное армирование при этом подбирается под нагрузки изделия.
Ровинг и мультиаксиальная ткань
Для изделий, рассчитанных на значительные нагрузки, Владимир предлагает использовать ровинг в сочетании с мультиаксиальной тканью. Состав, при котором одинаковое сочетание материалов может давать разную прочность в зависимости от их взаимного расположения, разобран в материале «Почему одинаковый состав стеклопластика может давать разную прочность».
Ровинг даёт продольное армирование. Волокна 90° добавляют поперечное, ±45° используются при сдвиговых и крутящих нагрузках.
Конкретная схема — 0/90, 0/90/±45 или другая — выбирается исходя из нагрузок на изделие.
О том, какие проблемы чаще всего возникают при запуске пултрузии в целом, я писал в статье «Почему не получается запустить пултрузию».