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玻璃鋼生產(chǎn)工藝--接觸低壓成型工藝

  接觸低壓成型工藝的特點(diǎn)是以手工鋪放增強(qiáng)材料,浸清樹脂,或用簡(jiǎn)單的工具輔助鋪放增強(qiáng)材料和樹脂。接觸低壓成型工藝的另一特點(diǎn),是成型過程中不需要施加成型壓力(接觸成型),或者只施加較低成型壓力(接觸成型后施加0.01~0.7MPa壓力,大壓力不超過2.0MPa)。
  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:
成型方法
對(duì)樹脂性能要求
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
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
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
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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