大型smc復合材料艇身整體模壓成型技術應用研究與開發
壓縮模由型腔、導向機構、側向分型抽芯機構、脫模機構、加熱系統等機構組成。其中型腔是直接成型塑件的部位，型腔與加料室共同起裝料的作用。導向機構用來保證上下模合模的對中性。保證推出機構上下運動平穩。在成型帶有側向凹凸或側孔的塑件時，模具必須設有各種側分型抽芯機構，塑件才能抽出。固定式壓縮模在模具上必須有脫模機構 (推出機構)。smc壓縮模設計的關鍵是其凸模與凹模配合結構形式，典型的包括溢式壓縮模，其凸、凹模無配合，凸、凹模接觸面應光滑平整，但不宜太大，設計成寬3～5mm環形面，但這樣環形面易損。不溢式結構其凸凹模配合間隙與配合高度要適當，太小則排氣困難，凸、凹模易擦傷，太大則溢料嚴重，飛邊難去除。半溢式結構其因帶有水平擠壓面，擠壓面寬度不應太小。為使余壓全部由擠壓面承受，必須設承壓塊?，F代產品成型工藝中因溢式壓縮模的固有缺陷，其應用較少。應用較多的是半溢式和不溢式兩種結構。
大型smc復合材料艇身整體模壓成型技術應用研究與開發
摩托艇艇身覆蓋件是目前國內大的smc模壓件，加上其外形結構復雜、鑲嵌件多、成型難度高、配合精度高、耐海水腐蝕等要求；同時承受著艇的各種運行工況作用，因而要求重量輕、比強度高。采用傳統的手糊成型工藝不僅產品質量差、技術含量低、一致性差，而且存在勞動強度高、生產效率低、制造成本高等缺陷。艇身采用smc片狀模塑料壓制成型，將填補國內采用此種方法成型全smc復合材料艇身的空白。采用鋼板拼焊整體模具設計制造，通過油循環加熱實現smc艇身的熱模壓，實現smc艇身的大批量無余量生產。smc模壓核心的主要依賴于模具的結構設計、模壓的時間、壓力溫度等工藝參數的合理制定、熱變形的校正措施等。
提供了基于專家系統的注塑模（mold wizard）、鈑金零件沖壓模（die engineer）、級進模（progressive die wizard）等模具設計功能，模具專家設計系統融入了模具設計師的經驗和系統開發師的智慧，使用它們可以加速模具設計速度，提高產品的設計質量。模具設計向導技術提供了基于優實踐基礎上的、逐步引導式進行構造的工作流程，使許多企業的模具設計過程實現了自動化。使得企業在模具設計制造（規劃、采購、詳細設計、電極設模具制造）的并行展開，因而縮短了交付時間。由于艇身smc熱成型壓縮模在模具的結構設計上與注塑模有相似的地方，因此在進行艇身熱壓模具設計時，充分利用注塑模（mold wizard）模具設計的相似性解決模具分模，模具結構設計方面的設計工作。
如圖3所示為對該艇身smc模壓成型的模具設計、模具數控加工編程以及模具實物。該模具結構為封閉式、油循環加熱成型艇身。此種結構較開放式、電加熱型模具，其產品重量可以嚴格控制、無飛邊、壁厚一致性好、加熱均勻、維修維護方便、模壓能耗低等多種優點。模具設計主要的為凸凹模凸凹模之間的接口配合設計對溢料飛邊的影響、加熱系統的設計、頂出機構與模具的表面光潔度與修配余量的控制。
艇身smc模壓成型工藝關鍵
壓縮模塑前的準備的工作包括模具調整、預壓。壓縮模塑過程中對于大的嵌件應預熱；關鍵是加料量應準確。凸模為接觸塑料前應快，接觸后要慢。排氣應安排在塑料未固化前，速度要快。固化速度和固化程度要適當，使制品性能好，生產效率高。要控制兩個參數是固化速度和固化程度。固化速度過快容易導致充模不滿；過慢則生產周期長，生產效率低。固化程度不足則導致力學強度、耐蠕變性、耐熱性、化學性能下降；固化過度則導致力學強度不高，脆性大，變色，表面有氣泡。脫模劑的選用在每件制品模壓前也起著重要的作用，同時在模具清理時可用銅刀或銅刷除殘留物，用壓縮空氣吹凈模具。
壓縮模塑成型的壓力在整個成型過程中，壓力的變化與壓縮模類型有關。成型壓力主要根據塑料種類、塑料形態、制品形狀及尺寸、成型溫度和壓縮模結構等確定。提高壓力，利于充模，但太高，易損壞嵌件與模具。成型時模具溫度，比熱塑性塑料模溫更重要。型腔內熱固性塑料高溫度大于模具溫度；熱塑性塑料低于模溫。模壓時間與成型溫度有關，成型溫度越高，時間越短。還與塑料種類、制品形狀及厚度、壓縮模結構、預壓和預熱、成型壓力等有關。模壓時間太長，會產生過熟，導致制品強度下降，過短，則欠熟。
艇身smc模壓過程中的關鍵要素分別為填料、加壓、溫度、保溫時間、起模、模具潤滑等。其中smc原材料對模壓的有著重要的影響，如s35/1039/1046三種不同的材料，其模壓的過程控制不同。如s35的材料，其綜合機械性能高，纖維含量高且纖維絲較長，樹脂含量低，其熱模壓時成型流動比較困難，因此在鋪料時要求鋪料要盡可能的均勻分布。1039則綜合機械性能較低，樹脂含量高，成型流動性好，但是脆性大。而1046這種類型的材料，綜合機械性能適中，樹脂含量和纖維含量適中，該材料的綜合機械性能與成型工藝性能介入s35與1039之間，是比較適合大型薄壁殼體的成型的。從上述分析來看，在選擇模壓工藝前，先要對纖維、樹脂的含量對成型工藝性、機械性能等方面分析，從而能夠比較好的確定其模壓工藝參數與過程控制。
艇身smc模壓常見的缺陷主要包括重量超標或者過小、表面出現裂紋、表面光潔度不夠、表面顏色不均勻且有些部位出現黃色、脫模不順暢有時出現粘模的現象。針對上述情況在試模時的填料在理論計算的基礎上通過工藝試驗驗證的方法進行合理的控制，同時配制樣板在smc板料的基礎上對填料進行控制下料稱重。模具表面溫度通過溫度測量計對多處關鍵點的溫度進行測量，根據溫度分布均勻的需要，對模具加溫和流道等進行合理的設計制造來保證，在設計初期可通過有限元模擬的方法對流道進行傳熱分析模擬優化設計，有效的保證了模壓時模具溫度的均勻一致性。針對模壓后，由于產品取出后為高溫達120o左右狀態，因此對脫模后的產品為保證產品的外形和減小冷卻過程中的變形，通過校形鋪放工裝有效的保證了產品的外觀尺寸精度一致性要求。如下圖所示為艇身模壓出的實物圖，經過裝配粘接與水上試驗，通過smc成型的方式，不僅有效的減輕了整艇的重量，同時有效的保證了產品的密封性、行駛的穩定性和使用強度與疲勞要求,如圖4所示為壓制成型合格后的實物。
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大型smc復合材料艇身整體模壓成型技術應用研究與開發
摩托艇艇身覆蓋件是目前國內大的smc模壓件，加上其外形結構復雜、鑲嵌件多、成型難度高、配合精度高、耐海水腐蝕等要求；同時承受著艇的各種運行工況作用，因而要求重量輕、比強度高。采用傳統的手糊成型工藝不僅產品質量差、技術含量低、一致性差，而且存在勞動強度高、生產效率低、制造成本高等缺陷。艇身采用smc片狀模塑料壓制成型，將填補國內采用此種方法成型全smc復合材料艇身的空白。采用鋼板拼焊整體模具設計制造，通過油循環加熱實現smc艇身的熱模壓，實現smc艇身的大批量無余量生產。smc模壓核心的主要依賴于模具的結構設計、模壓的時間、壓力溫度等工藝參數的合理制定、熱變形的校正措施等。
提供了基于專家系統的注塑模（mold wizard）、鈑金零件沖壓模（die engineer）、級進模（progressive die wizard）等模具設計功能，模具專家設計系統融入了模具設計師的經驗和系統開發師的智慧，使用它們可以加速模具設計速度，提高產品的設計質量。模具設計向導技術提供了基于優實踐基礎上的、逐步引導式進行構造的工作流程，使許多企業的模具設計過程實現了自動化。使得企業在模具設計制造（規劃、采購、詳細設計、電極設模具制造）的并行展開，因而縮短了交付時間。由于艇身smc熱成型壓縮模在模具的結構設計上與注塑模有相似的地方，因此在進行艇身熱壓模具設計時，充分利用注塑模（mold wizard）模具設計的相似性解決模具分模，模具結構設計方面的設計工作。
如圖3所示為對該艇身smc模壓成型的模具設計、模具數控加工編程以及模具實物。該模具結構為封閉式、油循環加熱成型艇身。此種結構較開放式、電加熱型模具，其產品重量可以嚴格控制、無飛邊、壁厚一致性好、加熱均勻、維修維護方便、模壓能耗低等多種優點。模具設計主要的為凸凹模凸凹模之間的接口配合設計對溢料飛邊的影響、加熱系統的設計、頂出機構與模具的表面光潔度與修配余量的控制。
艇身smc模壓成型工藝關鍵
壓縮模塑前的準備的工作包括模具調整、預壓。壓縮模塑過程中對于大的嵌件應預熱；關鍵是加料量應準確。凸模為接觸塑料前應快，接觸后要慢。排氣應安排在塑料未固化前，速度要快。固化速度和固化程度要適當，使制品性能好，生產效率高。要控制兩個參數是固化速度和固化程度。固化速度過快容易導致充模不滿；過慢則生產周期長，生產效率低。固化程度不足則導致力學強度、耐蠕變性、耐熱性、化學性能下降；固化過度則導致力學強度不高，脆性大，變色，表面有氣泡。脫模劑的選用在每件制品模壓前也起著重要的作用，同時在模具清理時可用銅刀或銅刷除殘留物，用壓縮空氣吹凈模具。
壓縮模塑成型的壓力在整個成型過程中，壓力的變化與壓縮模類型有關。成型壓力主要根據塑料種類、塑料形態、制品形狀及尺寸、成型溫度和壓縮模結構等確定。提高壓力，利于充模，但太高，易損壞嵌件與模具。成型時模具溫度，比熱塑性塑料模溫更重要。型腔內熱固性塑料高溫度大于模具溫度；熱塑性塑料低于模溫。模壓時間與成型溫度有關，成型溫度越高，時間越短。還與塑料種類、制品形狀及厚度、壓縮模結構、預壓和預熱、成型壓力等有關。模壓時間太長，會產生過熟，導致制品強度下降，過短，則欠熟。
艇身smc模壓過程中的關鍵要素分別為填料、加壓、溫度、保溫時間、起模、模具潤滑等。其中smc原材料對模壓的有著重要的影響，如s35/1039/1046三種不同的材料，其模壓的過程控制不同。如s35的材料，其綜合機械性能高，纖維含量高且纖維絲較長，樹脂含量低，其熱模壓時成型流動比較困難，因此在鋪料時要求鋪料要盡可能的均勻分布。1039則綜合機械性能較低，樹脂含量高，成型流動性好，但是脆性大。而1046這種類型的材料，綜合機械性能適中，樹脂含量和纖維含量適中，該材料的綜合機械性能與成型工藝性能介入s35與1039之間，是比較適合大型薄壁殼體的成型的。從上述分析來看，在選擇模壓工藝前，先要對纖維、樹脂的含量對成型工藝性、機械性能等方面分析，從而能夠比較好的確定其模壓工藝參數與過程控制。
艇身smc模壓常見的缺陷主要包括重量超標或者過小、表面出現裂紋、表面光潔度不夠、表面顏色不均勻且有些部位出現黃色、脫模不順暢有時出現粘模的現象。針對上述情況在試模時的填料在理論計算的基礎上通過工藝試驗驗證的方法進行合理的控制，同時配制樣板在smc板料的基礎上對填料進行控制下料稱重。模具表面溫度通過溫度測量計對多處關鍵點的溫度進行測量，根據溫度分布均勻的需要，對模具加溫和流道等進行合理的設計制造來保證，在設計初期可通過有限元模擬的方法對流道進行傳熱分析模擬優化設計，有效的保證了模壓時模具溫度的均勻一致性。針對模壓后，由于產品取出后為高溫達120o左右狀態，因此對脫模后的產品為保證產品的外形和減小冷卻過程中的變形，通過校形鋪放工裝有效的保證了產品的外觀尺寸精度一致性要求。如下圖所示為艇身模壓出的實物圖，經過裝配粘接與水上試驗，通過smc成型的方式，不僅有效的減輕了整艇的重量，同時有效的保證了產品的密封性、行駛的穩定性和使用強度與疲勞要求,如圖4所示為壓制成型合格后的實物。
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