接觸低壓成型工藝過程,是先將材料在陰模、陽模或?qū)δI现瞥稍O(shè)計(jì)形狀,再通過加熱或常溫固化,脫模后再經(jīng)過輔助加工而獲得制品。屬于這類成型工藝的有手糊成型、噴射成型、袋壓成型、樹脂傳遞模塑成型、熱壓罐成型和熱膨脹模塑成型(低壓成型)等。其中前兩種為接觸成型。
接觸低壓成型工藝中,手糊成型工藝是聚合物基復(fù)合材料生產(chǎn)中先發(fā)明的,適用范圍廣,其它方法都是手糊成型工藝的發(fā)展和改進(jìn)。接觸成型工藝的大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,適應(yīng)性廣,投資少,見效快。根據(jù)近年來的統(tǒng)計(jì),接觸低壓成型工藝在各國(guó)復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)中,仍占有很大比例,如美國(guó)占35%,西歐占25%,日本占42%,占75%。這說明了接觸低壓成型工藝在復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)中的重要性和不可替代性,它是一種永不衰落的工藝方法。但其大缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品重復(fù)性差等。
1、原材料
接觸低壓成型的原材料有增強(qiáng)材料、樹脂和輔助材料等。
(1)增強(qiáng)材料
接觸成型對(duì)增強(qiáng)材料的要求:①增強(qiáng)材料易于被樹脂浸透;②有足夠的形變性,能滿足制品復(fù)雜形狀的成型要求;③氣泡容易扣除;④能夠滿足制品使用條件的物理和化學(xué)性能要求;⑤價(jià)格合理(盡可能便宜),來源豐富。
用于接觸成型的增強(qiáng)材料有玻璃纖維及其織物,碳纖維及其織物,芳綸纖維及其織物等。
(2)基體材料
接觸低壓成型工藝對(duì)基體材料的要求:①在手糊條件下易浸透纖維增強(qiáng)材料,易排除氣泡,與纖維粘接力強(qiáng);②在室溫條件下能凝膠,固化,而且要求收縮小,揮發(fā)物少;③粘度適宜:一般為0.2~0.5Pa?s,不能產(chǎn)生流膠現(xiàn)象;④無毒或低毒;⑤價(jià)格合理,來源有保證。
生產(chǎn)中常用的樹脂有:不飽和聚酯樹脂,環(huán)氧樹脂,有進(jìn)也用酚醛樹脂,雙馬來酰亞胺樹脂,聚酰亞胺樹脂等。
幾種接觸成型工藝對(duì)樹脂的性能要求:
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成型方法 |
對(duì)樹脂性能要求 |
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膠衣制作 |
1、 成型時(shí)不流淌,易消泡 2、 色調(diào)均勻,不浮色 3、 固化快,不產(chǎn)生皺紋,與鋪層樹脂粘接性好 |
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手糊成型 |
1、 浸漬性好,易浸透纖維,易排除氣泡 2、 鋪敷后固化快,放熱少、收縮小 3、 易揮發(fā)物少,制品表面不發(fā)粘 4、 層間粘接性好 |
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噴射成型 |
1、 保證手糊成型的各項(xiàng)要求 2、 觸變性恢復(fù)更早 3、 溫度對(duì)樹脂粘度影響小 4、 樹脂適用期要長(zhǎng),加入促進(jìn)劑后,粘度不應(yīng)增大 |
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袋壓成型 |
1、 浸潤(rùn)性好,易浸透纖維,易排出氣泡 2、 固化快,固化放熱量要小 3、 不易流膠,層間粘接力強(qiáng) |
(3)輔助材料
接觸成型工藝中的輔助材料,主要是指填料和色料兩類,而固化劑、稀釋劑、增韌劑等,歸屬于樹脂基體體系。
2、模具及脫模劑
(1)模具
模具是各種接觸成型工藝中的主要設(shè)備。模具的好壞,直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本,必須精心設(shè)計(jì)制造。
設(shè)計(jì)模具時(shí),必須綜合考慮以下要求:①滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精度要求,模具尺寸精確、表面光滑;②要有足夠的強(qiáng)度和剛度;③脫模方便;④有足夠的熱穩(wěn)定性;⑤重量輕、材料來源充分及造價(jià)低。
模具構(gòu)造 接觸成型模具分為:陰模、陽模和對(duì)模三種,不論是哪種模具,都可以根據(jù)尺寸大小,成型要求,設(shè)計(jì)成整體或拼裝模。
模具材料 造反模具材料時(shí),應(yīng)滿足以下要求:①能夠滿足制品的尺寸精度,外觀質(zhì)量及使用壽命要求;②模具材料要有足夠的強(qiáng)度和剛度,保證模具在使用過程中不易變形和損壞;③不受樹脂侵蝕,不影響樹脂固化;④耐熱性好,制品固化和加熱固化時(shí),模具不變形;⑤容易制造,容易脫模;⑥晝減輕模具重量,方便生產(chǎn);⑦價(jià)格便宜,材料容易獲得。能用作手糊成型模具的材料有:木材,金屬,石膏,水泥,低熔點(diǎn)金屬,硬質(zhì)泡沫塑料及玻璃鋼等。
脫模劑基本要求:①不腐蝕模具,不影響樹脂固化,對(duì)樹脂粘接力小于0.01MPa;②成膜時(shí)間短,厚度均勻,表面光滑;③使用安全,無毒害作用;④耐熱、能以受加熱固化的溫度作用;⑤操作方便,價(jià)格便宜。
接觸成型工藝的脫模劑主要有薄膜型脫模劑、液體脫模劑和油膏、蠟類脫模劑。

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