Nowe technologie w budownictwie dynamicznie rozwijają się, wprowadzając innowacje i zmiany w sposób projektowania, budowy i zarządzania obiektami. Technologia FRP (włókno-wzmocniony polimer) to kompozytowy materiał o wyjątkowych właściwościach mechanicznych, które sprawiają, że jest idealnym wyborem do tworzenia podestów i pomostów roboczych w różnych sektorach przemysłowych.
FRP jest materiałem o wyjątkowych właściwościach mechanicznych, który łączy w sobie zalety zarówno polimerów, jak i włókien wzmacniających. Włókna służą do przenoszenia obciążeń, podczas gdy żywica pełni rolę matrycy, która chroni i utrzymuje włókna w odpowiedniej strukturze.
Włókna szklane, węglowe lub aramidowe są zazwyczaj impregnowane żywicą, a następnie formowane w odpowiedni kształt lub laminowane w warstwy. Po utwardzeniu żywicy powstaje wytrzymały, lekki i odporny na korozję materiał FRP.
Kratownice z żywic nienasyconych stanowią nowoczesne rozwiązanie konstrukcyjne, które zyskuje coraz większą popularność w różnych dziedzinach przemysłu. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, te lekkie, wytrzymałe i trwałe materiały oferują szereg zalet, które przyczyniają się do ich rosnącej popularności. W tym artykule omówimy zalety kratownic z żywic nienasyconych, proces produkcji oraz dlaczego są one postrzegane jako dobre rozwiązanie.
Żywice polimerowe są to związki różnych polimerów powstające na skutek złożonych reakcji (poliaddycja, polikondensacja, polimeryzacja). Przez obecność w ich budowie reaktywnych grup funkcyjnych, można zmieniać ich właściwości poprzez sieciowanie czy utwardzanie. Do najważniejszych pod względem przemysłowym żywic należą nienasycone żywice poliestrowe, żywice epoksydowe, żywice amino i fenolo – formaldehydowe.
Żywice to materiał syntetyczny który wypiera krok po kroku konstrukcje i wyroby stalowe. Podstawową przewagą tych pierwszych jest otrzymanie podobnych wytrzymałości na rozciąganie, pęknięcia, zerwanie przy zastosowaniu wyrobu o znacznie mniejszej wadze i przekroju, oraz mniej energooszczędnej obróbce. Oczywiście żywice te muszą być poddane „zezbrojeniu” najlepiej przy pomocy włókien szklanych.
Proces produkcji kratownic z żywic nienasyconych zazwyczaj obejmuje kilka kroków. Na początku, stosuje się matę wzmacniającą z włókien szklanych lub węglowych, która jest zalewana żywicą nienasyconą. Następnie forma jest używana do ukształtowania masy żywicznej i włókien w odpowiednią strukturę kratownicy. Po utwardzeniu żywicy, otrzymuje się gotowy produkt, który jest gotowy do dalszego wykorzystania.
Dlaczego kratownice z żywic nienasyconych są dobrym rozwiązaniem?
- Zrównoważone materiały: Kratownice z żywic nienasyconych są przyjazne dla środowiska, ponieważ w ich produkcji zużywa się mniejszą ilość energii w porównaniu do tradycyjnych materiałów, takich jak stal czy beton. Ponadto, mogą być one poddane recyklingowi i odzyskiwaniu, co dodatkowo przyczynia się do zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko.
- Wyższa wydajność: Kratownice z żywic nienasyconych oferują wyższą wydajność w porównaniu do tradycyjnych materiałów. Ich lekkość pozwala na zmniejszenie obciążenia konstrukcji, co skutkuje mniejszymi wymaganiami dotyczącymi fundamentów i struktur nośnych. Ponadto, wyższa odporność na korozję eliminuje konieczność częstej konserwacji, co prowadzi do oszczędności czasu i kosztów.
- Estetyka i innowacja: Kratownice z żywic nienasyconych dają możliwość tworzenia niestandardowych kształtów i konstrukcji, co przyczynia się do estetycznego i innowacyjnego wzornictwa. Mogą być one stosowane w różnych dziedzinach, takich jak budownictwo, motoryzacja, przemysł morski i wiele innych, otwierając nowe perspektywy dla projektantów i architektów.
Maszyna FRP Technology
Maszyna do produkcji krat pomostowych z żywic poliestrowych posiada wiele cech, dzięki którym uzyskuje przewagę nad obecnie stosowanym sposobem wykonywania krat w sposób ręczny. Zaletami maszyny są między innymi:
- Minimalizacja udziału czynnika ludzkiego w procesie produkcyjnym
- Zwiększenie wydajności produkcji
- Zwiększenie jakości produktu
Maszyna charakteryzuje się automatycznym rozkładaniem włókna szklanego, dozowaniem żywicy do formy, posiada hydrauliczny mechanizm wypychania kraty z formy oraz układ wymiany ciepła.
Etap rozkładania włókna skrócono do minimum poprzez rozprowadzenie wszystkich rowingów (sznurków włókna szklanego) w jednym kierunku na całej formie kraty w tej samej chwili. Odbywa się to dzięki przejezdnej bramie, która przeciąga nad formą kraty rowingi z położenia początkowego do końcowego. Na bramie maszyny został zamontowany mechanizm rozciągania rowingów który pozwala na odpowiednie rozmieszczenie sznurków włókna szklanego, zachowując zadane odległości od sąsiednich sznurków. Rowingi rozprowadza się w dwóch kierunkach formy kratownicy co powoduje uzyskanie odpowiedniego stosunku obu komponentów materiału kompozytowego tj. sznurków włókna szklanego oraz żywicy poliestrowej.
Rozprowadzenie sznurków włókna szklanego w drugim kierunku poprzedzone jest obrotem formy kraty o 90°. Zastosowanie takiej techniki rozkładania rowingów pozwala zastosowanie w maszynie jednej bramy przejezdnej z którą związane są mechanizmy rozciągania rowingów, zespoły napędowe oraz prowadnice liniowe bram, a także elementy automatyki w postaci czujników oraz enkoderów będącymi nieodzowną częścią wyposażenia maszyny.
Po Etapie rozłożenia włókna szklanego w formie kraty, maszyna wykonuje etap dozowania żywicy do formy. Dozowanie żywicy odbywa się przy użyciu bramy przejezdnej, która dodatkowo wyposażona jest w mechanizm dozowania. Mechanizm zakończony jest kolektorem z dyszami dozującymi, które dozują żywicę poliestrową do formy wykonywanej kraty pomostowej. Kolektor z dyszami dozującymi odpowiada szerokości formy kraty, której efektem jest zalewanie całej szerokości formy kraty w jednym czasie co zapewnia jednorodną strukturę lepiszcza poprzez kaskadowe sieciowanie żywicy poliestrowej, co ogranicza powstawanie obszarów niejednorodności jak na przykład przylepień lepiszcza.
W celu przyspieszenia procesu utwardzania żywicy poliestrowej wykorzystano układ wymiany ciepła, który zamontowany jest pod płytą główną formy kratownicy. Rozprowadzony przewód grzewczy pod płytą na skutek przenikania ciepła przekazuje temperaturę pomiędzy obiektami.
Ostatnim krokiem podczas wykonywania kraty pomostowej jest jej usunięcie z formy. Wykorzystuje się do tej czynności hydrauliczny mechanizm wyposażony w krzywkowo – toczny mechanizm, który zapewnia uzyskanie dużej siły działania oraz precyzję ruchu. Mechanizm jest uruchamiany przy pomocy cylindra hydraulicznego, którego wysuw powoduje przesunięcie suwaków, a tym samym ruch pionowy płyty oporowej formy kratownicy. Płyta oporowa zaś bezpośrednio współpracuje z wypychaczami znajdującymi się w płycie głównej formy, co prowadzi do wypychania gotowej kraty z formy.
Dzięki wykorzystaniu maszyny FRP Technology możliwe będzie usprawnienie procesu produkcji lekkich, wytrzymałych i odpornych na czynniki zewnętrzne podestów, które zastąpią najczęściej wykorzystywane stalowe odpowiedniki. Ich wszechstronne zastosowanie
i możliwość tworzenia niestandardowych konstrukcji sprawiają, że kratownice z żywic nienasyconych są dobrym wyborem dla projektów o wysokich wymaganiach technicznych i estetycznych. Dzięki wykorzystaniu maszyny FRP Technology możliwe będzie usprawnienie procesu produkcji lekkich, wytrzymałych i odpornych na czynniki zewnętrzne podestów, które zastąpią najczęściej wykorzystywane stalowe odpowiedniki.
Artykuł w ramach projektu „Innowacyjna w skali międzynarodowej maszyna do produkcji podestów z nienasyconych żywic poliestrowych” (numer projektu: Projekt POPW.01.01.02-18-0097/20) FRP Technology Sp. z o.o. Projekt dofinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Polska Wschodnia na lata 2014-2020, Oś priorytetowa 1 Przedsiębiorcza Polska Wschodnia, Działanie 1.1 Platformy startowe dla nowych pomysłów, Poddziałanie 1.1.2 Rozwój startupów w Polsce Wschodniej.
