Qual è la funzione dei nastri unidirezionali in fibra di vetro

Nastro unidirezionale in fibra di vetroè un materiale di rinforzo in cui le fibre sono altamente orientate lungo un'unica direzione. La sua funzione principale è fornire resistenza, rigidità e rinforzo strutturale estremamente elevati in una direzione specifica, ottenendo allo stesso tempo leggerezza e funzionalizzazione. È ampiamente utilizzato in settori quali l’edilizia, le nuove energie e il trasporto ferroviario. La sua funzione può essere divisa in due dimensioni: funzione strutturale centrale e funzione funzionale della scena segmentata, come segue:

1、 Funzione della struttura centrale (funzione di base)

Potenziamento mirato ad alta intensità

Le fibre di fibra di vetro sono disposte parallelamente tra loro in un'unica direzione senza perdita di tessitura trasversale. Le proprietà meccaniche sono altamente concentrate lungo la direzione delle fibre e la resistenza alla trazione e il modulo elastico sono molto più elevati di quelli del tessuto in fibra di vetro. Può fornire un rinforzo mirato alla direzione della sollecitazione del componente, risolvere il problema dell'insufficiente resistenza locale o complessiva e ottenere eccellenti prestazioni di resistenza per unità di peso, ottenendo l'effetto rinforzante di "sostituire il peso con la luce".

Controllo preciso delle proprietà meccaniche

In base alle caratteristiche di sollecitazione del componente (come tensione uniassiale, resistenza alla flessione e alla torsione), la direzione di posa, il numero di strati e lo spessore del nastro in fibra di vetro possono essere selezionati in modo flessibile per controllare accuratamente le proprietà meccaniche del componente in diverse direzioni, evitare sprechi di materiale in direzioni non sollecitate e ottimizzare l'efficienza della progettazione strutturale.

Alternative leggere ai materiali tradizionali

La densità è molto inferiore a quella dei materiali metallici come acciaio e leghe di alluminio. A parità di requisiti di resistenza, il peso dei componenti compositi rinforzati con strisce di fibra di vetro unidirezionali può essere ridotto dal 30% al 70%, mantenendo o addirittura migliorando le prestazioni strutturali. È uno dei materiali fondamentali per il design leggero.

Stabilità dimensionale e resistenza alla deformazione

La stessa fibra di vetro ha un coefficiente di dilatazione termica estremamente basso. La struttura di disposizione unidirezionale riduce ulteriormente la deformazione anisotropa del materiale, sopprimendo efficacemente la deformazione e la deformazione a trazione del componente sotto variazioni di temperatura e forze esterne, garantendo l'accuratezza dimensionale e la stabilità a lungo termine del componente.

2、 Il ruolo funzionale specifico della segmentazione degli scenari

1. Settore della produzione industriale e dei materiali compositi

Rinforzo di pale di turbine eoliche/componenti fotovoltaici: utilizzato per il rinforzo strutturale di travi principali di pale di turbine eoliche, piastre d'anima, telai fotovoltaici e staffe, per migliorare la resistenza al carico del vento e la resistenza alla deformazione, riducendo al contempo il peso complessivo delle pale e dei moduli fotovoltaici e adattandosi alla tendenza di grandi dimensioni e leggerezza.

Alleggerimento per il settore automobilistico/ferroviario: applicato ai gusci dei pacchi batteria dei veicoli a nuova energia, al telaio del veicolo, agli interni delle cabine del trasporto ferroviario/ai componenti strutturali, soddisfacendo al tempo stesso i requisiti di intensità di collisione e vibrazione, riducendo il peso del veicolo per migliorare l'autonomia e ridurre il consumo di energia.

Prevenzione della corrosione e rinforzo di condutture/serbatoi di stoccaggio: avvolto attorno alle pareti esterne di oleodotti e gasdotti e serbatoi di stoccaggio di prodotti chimici, fornisce supporto strutturale e utilizza la resistenza alla corrosione della fibra di vetro per prevenire la corrosione e le perdite delle tubazioni, prolungare la durata di servizio e sostituire i tradizionali strati di rinforzo metallici.

2. Ambito del consolidamento e del restauro edilizio

Rinforzo della struttura in calcestruzzo: incollato sulla zona tesa di travi, solette, colonne e pareti di taglio, sostituendo la tradizionale tecnologia di rinforzo con incollaggio dell'acciaio, migliorando la resistenza alla flessione, al taglio e sismica dei componenti in calcestruzzo, costruzione conveniente e non aumentando il peso proprio eccessivo dei componenti, adatto per il rinforzo e la ristrutturazione di vecchi edifici e ponti.

Rinforzo della struttura in muratura: utilizzato per il rinforzo sismico di pareti in mattoni e pareti in blocchi, migliorando l'integrità complessiva e la resistenza alle crepe del muro e riducendo il rischio di collasso del muro sotto forze esterne come i terremoti.

3. Campo elettrico e di isolamento

Isolamento elettrico ad alta tensione: utilizzando le eccellenti proprietà isolanti della fibra di vetro come materiale di rinforzo isolante per cavi ad alta tensione, trasformatori e quadri, la struttura di disposizione unidirezionale può adattarsi al processo di stampaggio degli avvolgimenti dei cavi e dei componenti isolanti del trasformatore, migliorando al contempo la resistenza meccanica della struttura isolante e prevenendo danni allo strato isolante.

Rinforzo del substrato elettronico: utilizzato come strato di rinforzo per laminati e pannelli isolanti rivestiti in rame di fascia alta, garantendo la stabilità dimensionale e la resistenza meccanica del substrato e adattandosi alla lavorazione di precisione e all'uso a lungo termine dei componenti elettronici.

4. Settore aerospaziale e delle apparecchiature di fascia alta

Miglioramento della leggerezza dei componenti aeronautici: applicato agli interni degli aeromobili, alle strutture portanti secondarie, ai corpi/ali dei droni, riducendo significativamente il peso delle apparecchiature e migliorando le prestazioni di volo e la capacità di carico, soddisfacendo al contempo i requisiti di resistenza e ritardanti di fiamma di tipo aeronautico.

Attrezzatura sportiva di fascia alta: utilizzata per il rinforzo direzionale di canne da pesca, mazze da golf, archi compositi in fibra di carbonio, ecc., fornendo la massima resistenza e tenacità lungo la direzione della forza, garantendo al contempo la leggerezza e la manovrabilità dell'attrezzatura.

5. Altre applicazioni funzionali

Resistenza alle crepe e anti-infiltrazioni: utilizzato per migliorare la resistenza alle crepe degli strati di base impermeabili su superfici stradali, impalcati di ponti e tetti, sopprimendo l'estensione delle crepe dello strato di base e migliorando le capacità anti-infiltrazioni con rivestimenti impermeabili; Può essere utilizzato anche per sigillare e rinforzare le interfacce delle tubazioni e per costruire giunti di dilatazione.

Protezione termica e mantenimento delle dimensioni: in condizioni di alta temperatura (come rivestimenti di forni industriali e componenti di isolamento del motore), una struttura di protezione termica viene formata combinandosi con il materiale di base, facendo affidamento su un basso coefficiente di espansione per mantenere le dimensioni del componente ed evitare deformazioni e guasti alle alte temperature.