1 玻璃纖維的發展歷程及其基本性能
    玻璃纖維在復合材料領域具有極其重要的作用，很早就引起人們的關注，20世紀30年代末，自玻璃纖維問世并且出現環氧樹脂和不飽和聚酯以來，形成了無機材料與有機材料相結合而形成的具有新型功能的復合材料時代，為玻璃纖維氣層壓材料和玻璃纖維增強塑料(FRP)的發展奠定了基礎。
    通常，玻璃纖維外表呈光滑的圓柱狀，其截面呈完整的圓形。近20年來，國外已研究出異形的玻璃纖維。
    玻璃纖維密度一般在2.50~2.70g/cm³左右，主要取決于玻璃成分。
    3~9μm玻璃纖維拉伸強度為1470~4800MPa，遠遠超過其它天然纖維、合成纖維及各種合金材料。
    根據胡克定律原理拉伸纖維，測出纖維的斷裂伸長，計算出彈性模量為E=0.098?C²?p/g。
    由于玻璃纖維具有良好的電絕緣性能和介電性能，故可作各種絕緣材料、雷達罩、透波材料等。
    玻璃纖維在自然條件下，經過陽光、風、雨和水氣或其它氣體的長期作用，會發生老化現象，強度也會逐漸喪失或產生其它的物理化學變化。
    玻璃纖維具有很高的耐熱性，其軟化溫度為550~750℃。
    對細纖維而言，如長期處于張力作用下，就會在很大程度上“疲勞”。
    由于玻璃纖維是脆性材料，斷裂伸長很小，故其柔性較小或脆性較大，這是玻璃纖維的主要特點。
    玻璃纖維的吸水作用比天然纖維和人造纖維小得多。
    玻璃纖維在復合材料中起增加強度的作用。
2 玻璃鋼復合材料的應用
    自從1953年上部FRP汽車-GM Corvette制造成功以后，玻璃鋼／復合材料即成為汽車工業的一支生力軍。傳統的手糊成型工藝只適用于小批量生產，無法滿足汽車工業不斷發展的需要。從20世紀70年代開始，由于SMC材料的成功開發和機械化模壓技術以及模內涂層技術的應用，促使玻璃鋼／復合材料在汽車應用領域的年增長速度達到25％，形成汽車玻璃鋼制品發展的個快速發展時期。
    的復合材料發展起始于1958年，先用于軍工制品，而后逐漸擴展到民用。1958年以手糊工藝研制了玻璃鋼艇，以層壓和卷制工藝研制玻璃鋼板、管；1962年引進不飽和聚酯樹脂，噴射成型和蜂窩夾層結構成型技術，并制造了玻璃鋼的直升機螺旋槳葉和風洞葉片，同年開始纖維纏繞工藝研究并生產出一批氧氣瓶等壓力容器。
3 項目研究的背景、目的及意義
    無機玻璃鋼通風管（又稱玻璃纖維氯氧鎂水泥通風管）是以氯氧鎂水泥為膠結料，中堿玻璃纖維為增強材料、加入填充材料和改性劑等所制成的一種管材，無機玻璃鋼通風管道是繼樹脂基玻璃鋼通風管道和鐵皮通風管道之后出現的新一代通風管道,現在已成為工程通風中的選產品。它具有不燃燒,屬不燃材料A級、耐腐蝕、強度高和重量輕等特點。在建筑工程、地下工程以及工業廠房的通風中，它也已經完全取代了不耐燃的有機玻璃鋼通風管，并在逐步取代防腐性能差的鍍鋅鐵皮通風管。尤其是在濕度大的地下工程和長江以南地區，它的優越性更為顯著。
    隨著我國經濟的持續高速發展，工業、民用建筑采用集中式空調通風的范圍越來越廣泛，而無機玻璃鋼通風管道作為其主要末端設備，因為其有耐腐蝕、防潮性、成本低等特點，所以它的主要應用包括紡織、化工、印染、發電、大型超市、商場、辦公樓等諸多領域。德州市在改革開放中,已成為大的玻璃鋼產品基地，僅此一項年產值約3億元，發展前景十分廣闊?？照{及末端產品已成為我市的支柱產業之一。
    當前無機玻璃鋼風道生產一直采用木制模具制作，其缺點是①該模具為一次性使用，用完后即拆，雖然大規格模具也可改為小規格模具繼續使用，但仍造成很大的木材浪費，在我國木材資源日益緊張的環境下，這一點顯得尤為重要；②由于無機玻璃鋼原料在化學反應過程中釋放出大量的熱量，易使木制模具發生變形，從而使風管的平面垂直度產生一度的偏差；③木制模具表面存在許多小的凹陷，這樣會使風管的內表面的光潔度受到影響，使摩擦阻力系數增加；④機械化程度低，增加勞動力成本。
    組合式玻璃鋼通風管道模具設計的目的，主要是使模具由固定型式改為拆裝組合式，即各模面為板式緊固結構，不同規格的模板可自由組合，從而達到各種不同規格的模具可重復利用的功效。同時由于輕型鋼板的耐熱性較強，故不會出現變形，減小了平面度偏差，也提高了產品內表面光潔度，減小了磨擦阻力系數，加上附屬設備的配套使用，提高了勞動生產率、降低了勞動生產成本，對進一步提升該產品在同行業的競爭力，提高我市在該領域的經濟效益  具有十分重要的意義。
4 設計原理及研制過程[-page-]
4.1 設計原理
    本模具主要依據機械設計、機械制造理論和機械制造工藝，結合無機玻璃鋼通風管道的生產工藝，進行設計制作。
    無機玻璃鋼通風管道均為矩形，將四個模具板面均設為活動型式，每個板面的兩端均設置四個套管，兩端的法蘭盤的四角均設置四個插銷，因此和四個模板面連接固定，管腔內部采用拉緊條，對整個模具進行拉緊加固。
4.2 研制概述
    該項目的設計理念為結構簡單、緊湊，輕便實用且精確度要高。玻璃鋼的固化反應是一個放熱反應，玻璃鋼模具在固化成型后會產生一定的收縮，并且由于玻璃纖維鋪置方法不同，收縮率也不一致，因而會產生許多微裂紋。同時，由于樹脂噴涂、攪拌過程中帶進的氣泡在模具固化后會留下許多微孔。針對這些情況，再根據多年來翻制玻璃鋼模具的經驗體會，我們在選用放熱峰低的樹脂基礎上，要嚴格控制模具的放熱峰溫度，盡量減少由此而產生的固化收縮，即采取分次糊制的辦法，每次糊制的厚度控制在2~3mm范圍內。為了嚴格控制模具的幾何形狀和尺寸精度，采用角鋼、方鋼、木材等進行加強，來提高玻璃鋼模具的整體強度和剛度，防止使用過程中出現變形，影響模具的使用壽命。
    (1)模具主要材料的選擇
    用于模板的材料我們采用2500×1250×0.95mm的冷軋鋼板，其特點是強度高、重量輕、剛性好;用于法蘭盤的角鋼，采用25×25×4mm的熱軋等邊角鋼。
    (2)加工設備的選擇
    主要設備有SINVMERIK801數控機度;QC12Y多功能剪板車床;線性切割機床;ZX7GBT逆變式直流手工電焊機等。
4.3 模具材料的選擇
    用料規格為角鋼，25×25×4mm(實選為25×25×2mm)，熱軋等邊角鋼；圓管，φ＝20mm，h＝2mm，焊管兩端有等角；薄鐵板,2500×1250×0.95mm,采用冷軋鋼板，其強度高，剛性好；法蘭盤框架,25×25×2mm的角鐵,法蘭盤外圍鐵條(端部定位鐵板里側均厚2mm);風管內導向斜鐵板，厚2mm加緊螺旋，采用梯形螺紋φ18mm,鐵管φ50/φ42mm
    模具規格為管長2000mm；管寬1000mm；管高630mm；管壁厚5mm；法蘭盤寬×厚為40×6mm；尺寸按1000×630mm計算。
    底面俯視圖、端面視圖及法蘭正面圖分別見圖1、2、3。

          
    頭部螺母均采用φ10的普通螺紋螺母(螺母D＝19.6mm,H＝8mm)，螺釘做軸，螺釘用平頭10×50mm普通粗牙螺釘。
5 存在問題和進一步打算
    目前存在的問題是模具的模板材料重量還稍重，強度還不夠，模板連接處的縫隙稍大。今后應繼續完善工藝及技術水平，進一步減輕模板重量，進一步加固結構。在提高產品質量的同時，盡快批量生產該模具，以滿足市場日益擴大的需要。
6 結束語
    在近幾年內，我國的玻璃鋼業及住宅產業的飛速發展為玻璃鋼通風管道提供了廣闊的市場。玻璃鋼通風管道市場有非常大的潛力,在剛剛開發的玻璃鋼通風管道市場競爭激烈,而這種競爭主要是質量的競爭。而高質、高檔的玻璃鋼通風管道才能具有競爭力，這其中模具設計是關鍵。因此，玻璃鋼通風管道模具的設計具有重要意義。
    實踐證明，通過以上工藝處理，生產出的玻璃鋼通風管道能達到鏡面效果，大大提高了手糊玻璃鋼制品的內外觀質量。組合式玻璃鋼通風管道模具特別適合于大批量的玻璃鋼通風管道的生產,能反復多次使用,省時、省工，是目前理想的玻璃鋼通風管道模具之一。用它生產的玻璃鋼通風管道表面凹槽及小孔都被填平，使表面光潔平滑。
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