玻璃鋼樹脂制作工藝開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題 目: 玻璃鋼樹脂制作工藝研究 院系名稱： 理學(xué)院 專業(yè)班級：應(yīng)用物理學(xué)1101 學(xué)生姓名： 潘炳鑫 學(xué) 號：201121020133 指導(dǎo)教師： 馬興科 教師職稱： 教授 2015 年 3 月 29 日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫5000字左右的文獻(xiàn)綜述：玻璃鋼別名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱FRP（FiberReinforcedPlastics），即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10m以下，缺陷較少又較小，斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi)，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕?；w相對于纖維來說，強(qiáng)度、模量都要低很多，但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。以玻璃鋼為原料加工而成的產(chǎn)品，是國外20世紀(jì)初開發(fā)的一種新型復(fù)合材料，主要包括以下幾類產(chǎn)品：1、玻璃鋼儲罐：鹽酸儲罐、化工儲罐、防腐罐、壓力罐、發(fā)酵罐、食品罐、運(yùn)輸罐、攪拌罐等；2、玻璃鋼管道：玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼頂管、玻璃鋼風(fēng)管、電纜保護(hù)管等；3、玻璃鋼水箱：磁性方箱、T型槽方箱、萬能方箱、劃線方箱、檢驗(yàn)方箱等；4、環(huán)?；ぴO(shè)備：脫硫塔、干燥塔、洗滌塔、污水處理設(shè)備、市政供水管道等。生產(chǎn)方法如按工藝特點(diǎn)來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。目前世界上使用最多的成型方法有以下四種。手糊法：主要使用國家有挪威、日本、英國、丹麥等。手糊法的應(yīng)用產(chǎn)品有玻璃鋼風(fēng)機(jī)等噴射法：主要使用國家有瑞典、美國、挪威等。模壓法：主要使用國家有德國等。RTM法（樹脂傳遞模塑）：主要使用國家有歐美各國、日本。還有：纖維纏繞成型法、拉擠成型法和熱壓灌成型法等等。我國有90%以上的FRP產(chǎn)品是手糊法生產(chǎn)的，其他有模壓法、纏繞法、層壓法等。日本的手糊法仍占50%。從世界各國來看，手糊法仍占相當(dāng)比重，說明它仍有生命力。手糊法的特點(diǎn)是用濕態(tài)樹脂成型，設(shè)備簡單，費(fèi)用少，一次能糊10m以上的整體產(chǎn)品。缺點(diǎn)是機(jī)械化程度低，生產(chǎn)周期長，質(zhì)量不穩(wěn)定。我國從國外引進(jìn)了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備，隨著FRP工業(yè)的發(fā)展，新的工藝方法將會不斷出現(xiàn)。手糊成型是最早使用的一種工藝方法。隨著玻璃鋼工業(yè)的迅速發(fā)展，盡管新的成型工藝不斷涌現(xiàn),但由于手糊成型具有投資少、無需復(fù)雜的專用設(shè)備和專門技術(shù);可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求合理布置增強(qiáng)材料的材質(zhì)、數(shù)量和方向,可以局部隨意加強(qiáng);不受產(chǎn)品幾何形狀和尺寸限制,適合于大型產(chǎn)品和批量不大的產(chǎn)品的生產(chǎn)等特點(diǎn),至于仍被國外普遍采用,在各國玻璃鋼工業(yè)生廠中仍占有重要地位。像我國這樣人口眾多的國家,在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),手糊成型仍將是發(fā)展玻璃鋼工業(yè)的一種主要成型方法。手糊成型法的制作工藝1. 手糊成型的準(zhǔn)備工作1.1 模具的選擇1.1.1 模具材料的選擇 手糊成型玻璃鋼模具材料種類很多,常用的有木材、金屬、玻璃鋼、石膏、石蠟、紅砂、硬質(zhì)泡沫塑料、水泥等等。1.1.2 模具結(jié)構(gòu)形式 形式大致分為陰模、陽模、對模三種。為了便于脫模,又往往將各類模具做成分解式的,即由幾塊拼合而成,用螺釘或夾具固定成整體,脫模時拆去螺釘和夾具,逐塊脫模。1.2 脫模劑的選擇和使用 脫模材料是玻璃鋼成型中重要的輔助材料之一,如果選用不當(dāng),不僅會給施工帶來困難,而且會使產(chǎn)品及模具受到損壞。脫模材料的品種很多,而且又因選用的粘接劑不同而各有所別。常用的脫模劑可歸納為三大類:即薄膜型脫模材料、混合溶液型脫模劑和油膏、蠟類脫模劑。1.3 基體樹脂的選擇 根據(jù)產(chǎn)品的不同要求,基體樹脂的種類亦各有所別,手糊成型則常選用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂作粘結(jié)劑。1.4 增強(qiáng)材料的選擇 玻璃鋼的增強(qiáng)材料是玻璃纖維及其制品(包括紗、氈、帶、布、絹等)。2手糊成型的制作工藝2.1 模子的準(zhǔn)備 新的金屬模要清除表面油污,洗凈烘干以后方可涂刷脫模劑。新的木質(zhì)模具要用泡立水等,把木材的毛細(xì)孔封閉,待干至不粘手時方可涂脫模劑。新的石膏模要烘去游離水分并用硝基漆等封閉毛細(xì)孔以后方可涂刷脫模劑。石蠟?zāi)Ｓ密洸疾凉饧纯墒褂谩２Ａт撃；蛩芰夏Ｇ逑锤蓛舨粮珊?即可涂脫模劑。所有模子均要待脫模劑干至不粘手時方可施工糊制。2.2 原材料的準(zhǔn)備2.2.1 增強(qiáng)材料的準(zhǔn)備 批量生產(chǎn)的中、小型制品可預(yù)先將增強(qiáng)材料裁剪好,備用。大型制品如車、船等可逐層將尺寸算好,列成表格,在施工前裁剪好,按順序編好號,以免混亂。2.2.2 粘結(jié)劑的準(zhǔn)備2.3 裝飾層的制造某些產(chǎn)品如果要求表面有保護(hù)層,表面光潔,或具有某種顏色,可將一定量的顏料糊加入膠衣樹脂或鋪層樹脂液內(nèi),攪拌均勻后加引發(fā)劑,再次攪拌后加促進(jìn)劑并充分?jǐn)嚢杈鶆?用毛刷或漆輥滾涂,也可用噴涂的方法,將加有顏料糊的膠衣樹脂均勻地涂在準(zhǔn)備好的模具上。在噴涂時,應(yīng)補(bǔ)加510%的苯乙烯調(diào)節(jié)粘度。膠衣層的厚度應(yīng)控制在0.250.4mm(即300一150g/m2),待其基本固化后再涂刷一層配有顏料的鋪層樹脂液,并且小心地鋪上一層短切纖維氈或較薄的方格布,有時也用表面氈和表面絹來增強(qiáng)膠衣層,注意應(yīng)將此層氈或布鋪放平整,使之緊密貼合,再往氈或布上涂刷一層加有顏料糊的鋪層樹脂液并把氣泡趕凈,然后再糊制其余層次。2.4 玻璃鋼層的制造 待裝飾層基本固化后，用毛刷，刮板或滾筒等手糊工具將鋪裝層樹脂液均勻地涂在裝飾層上。然后鋪上一層剪裁好的增強(qiáng)塑料(玻璃布或玻璃氈等)，并用成型工具將其刷平、壓緊,使之緊密貼合,注意把氣泡趕凈。如果產(chǎn)品幾何形狀復(fù)雜,某些地方玻璃布或氈鋪放不平整,氣抱不易消除時,可用剪刀將該處剪開再把氣泡趕掉,但每次開刀的部位應(yīng)錯開繼續(xù)上述操作,一直糊到所需厚度為止。如果產(chǎn)品某些部位受力比較大,可在該處適當(dāng)增厚(或加筋)直到能滿足使用要求時為止。2.5 骨材的糊制玻璃鋼制品的缺點(diǎn)是剛性較差,某些大型制品(如車身、船體等),單靠增加厚度顯然是不合理的。為了充分發(fā)揮玻璃鋼的優(yōu)點(diǎn),可以在制品上糊制骨架或者將制品本身采用凹凸筋的辦法來達(dá)到彌補(bǔ)剛性差的目的。2.6 金屬元件的嵌接玻璃鋼的另一缺點(diǎn)是不耐磨,因此不能在其上直接攻螺紋。如果需要有螺紋時,最好是將預(yù)先加工好的金屬元件或螺母預(yù)埋。制作時應(yīng)將金屬表面的油污和氧化物清除掉,并將金屬膠接面打毛才能嵌接。為了保證安裝尺寸準(zhǔn)確,也可將金屬片或塊事先嵌在玻璃鋼內(nèi),待其固化脫模后再攻螺紋或鉆孔。2.7 固化及熱處理手糊冷固化玻璃鋼制品,一般應(yīng)在模具上固化24小時以上方可脫模加工,為了保證固化完全,使其具有足夠的使用強(qiáng)度,制品脫模后,應(yīng)放置室內(nèi)兩個星期以上,或進(jìn)行后固化處理,才能交給用戶使用。2.8 脫模及加工制品經(jīng)一晝夜固化以后便可進(jìn)行脫模加工。脫模所用的工具最好是木制工具或銅制工具,以免損傷模具和產(chǎn)品。大型制品可借助機(jī)械裝置如千斤頂、吊車等進(jìn)行脫模。2.9 裝配及修飾為了方便施工,往往將大型制品分成幾部分成型,待脫模加工以后再進(jìn)行裝配。裝配時可根據(jù)具體粉扔己采用機(jī)械聯(lián)結(jié)或膠接,或二者結(jié)合的連接方式，后者較為可靠。2.10 產(chǎn)品的檢驗(yàn)噴射法的制作工藝真空吸塑成型一噴射法(下簡稱真空法)是利用真空泵所造成的負(fù)壓把加熱變軟的熱塑性塑料板平伏的吸附在模具上,而后把此成型的塑料制品用手糊或噴射的方法以玻璃布(紗)、樹脂增強(qiáng)。此法不同于真空袋壓法,真空袋壓法雖然也需要真空泵,但它是利用橡皮袋將真空所造成的負(fù)壓加到未固化的手糊玻璃鋼制品上,使制品結(jié)構(gòu)更加緊密的一種方法,二者有很大區(qū)別。1. 設(shè)備與材料1.1 模具真空法所用模具可以是石膏或水泥及低融金屬澆鑄的金屬模,上面打上細(xì)眼,使每個眼子與總氣路接通,眼子的直徑不影響制品外觀為宜,在使用中氣眼要始終保持暢通。1.2 設(shè)備真空泵通過緩沖缸用耐壓膠皮管與模具連接,在皮管上接上考克作真空的開啟用。為使成型好的塑料制品很快冷卻,上面加一風(fēng)扇或空氣機(jī)吹氣。 主要原材料雅克利板(或其它熱塑性塑料板)。2. 工藝 將塑料板放在模具上經(jīng)加熱至溫度為140200,開啟真空成型,若真空表指示下降表明漏氣,查明原因繼續(xù)抽真空直至與模具完全吻合后冷卻,冷卻到塑料軟化溫度以下,停止冷卻和釋放真空,制品脫模。表1 真空成型工藝條件取出的熱塑性塑料殼體經(jīng)表面處理后可用手枷或噴射方法增強(qiáng)即得到需要的例品。真空成型工藝參數(shù)參見表l。模壓法的制作工藝所謂玻璃鋼模壓成型工藝,是指模壓料在金屬對模中,受高溫、高壓作用,成型異型玻璃鋼制品的工藝過程,并且在成型時,模具在模壓料完全充滿模腔之前,一直處于非閉合狀態(tài)。玻璃鋼模壓成型工藝在制備玻璃鋼制品時,需要具備兩個最基本的條件。一是需要一套成型模具,二是成型時需施加一定的壓力。但并非所有使用模具和壓力成型玻璃鋼制品的工藝都屬于模壓成型工藝。如在手糊工藝中,也要用到木質(zhì)或石膏等材料制成的模具,間或也需對成型制品施以一定的低壓。與其它工藝相比,模壓成型法具有這樣一些特點(diǎn),即生產(chǎn)效率高,適于大批量生產(chǎn),多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型,制品尺寸精確,可有兩個精制表面,價格低廉,過程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等。但是,由于壓機(jī)、模具設(shè)計(jì)和制造比較復(fù)雜,因此初次投資較高,而且制品尺寸受設(shè)備所限,一般僅適于中、小型玻璃鋼制品的大批量生產(chǎn)。近幾年來,模壓成型工藝出現(xiàn)了許多工藝上的革新,老工藝不斷得到改良,新工藝,尤其是介于不同模壓法之間的邊緣工藝不斷涌現(xiàn)。產(chǎn)品系列越加豐富,性能愈加完善,應(yīng)用愈加廣泛。綜觀近幾年來國外在該領(lǐng)域的發(fā)展,其目標(biāo)大致為;1、降低成型壓力;2、降低成型溫度;3、縮短固化周期;4、采用廉價模具和壓機(jī);5、改善作業(yè)環(huán)境;6、使過程連續(xù)化、自動化;7、提高和完善制品的質(zhì)量和各項(xiàng)性能?？傊?隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,在設(shè)法滿足來自不同方面性能要求的同時,降低制品成本,簡化工藝過程。RTM法成型技術(shù)工藝樹脂傳遞模塑(簡稱RTM)成型是一種借助機(jī)械設(shè)備成型玻璃鋼制品的較為先進(jìn)的方法,在70年代歐美等國就已經(jīng)使用,而我國近年來才剛剛起步。我國應(yīng)用美國VENUS壓注設(shè)備成功地生產(chǎn)出軸流風(fēng)機(jī)整體葉輪、集風(fēng)器等產(chǎn)品。1. 模具玻璃鋼葉輪輪轂的形狀如圖1所示。在設(shè)計(jì)輪轂時,為了便于和單葉片組裝成整體葉輪,我們將輻板設(shè)計(jì)在輪轂的同一側(cè)。輪轂上有8個連接孔,用來組裝單葉片用。輪轂中心預(yù)埋有金屬嵌件(軸套),與電機(jī)軸連接。為了加強(qiáng)輪套的牢固性,在輻板上設(shè)計(jì)了加強(qiáng)筋。圖1 FRP風(fēng)機(jī)葉輪輪轂葉輪輪轂尺寸要求較精確,8個孔位置分度嚴(yán)格。風(fēng)機(jī)葉輪工作時高速旋轉(zhuǎn),輪轂是受力件,有一定的強(qiáng)度要求。葉輪輪轂尺寸要求較精確,8個孔位置分度嚴(yán)格。風(fēng)機(jī)葉輪工作時高速旋轉(zhuǎn),輪轂是受力件,有一定的強(qiáng)度要求。輪轂的成型模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。在設(shè)計(jì)模具時,我們通過定位螺栓來成型輪轂上的連接孔,保證了連接孔的分度位置要求。由于輻板都在輪轂的同一側(cè),使得輪轂的上模很簡單,僅為一個平板。在上模板設(shè)有手柄,供開啟模時使用。上下模采用三點(diǎn)定位:一點(diǎn)是用中心澆道口定位,使上下模在同一中心線上,保證輪轂的端跳和軸跳達(dá)到設(shè)計(jì)要求;另兩點(diǎn)是采用定位銷以確保合模準(zhǔn)確。在中心澆道口和下模芯塊上開有注膠孔和注膠槽,保證樹脂能充滿模腔。模具的冒膠日對稱分布在制件兩邊遠(yuǎn)點(diǎn),使得注射過程中模腔氣體順利排出,樹脂充滿模腔后才會溢出。取件采用二次脫模。首先通過模具下端的脫模裝置,使制件連同下模芯塊一起頂出,然后再用專用脫模架取下下模芯塊。圖2 FRP風(fēng)機(jī)葉輪輪轂成型模2. 成型2.1 成型設(shè)備FRP輪轂成型使用美國VENUS公司HSI樹脂注射機(jī)。此注射機(jī)是低壓無氣式內(nèi)混合系統(tǒng),通過壓縮空氣驅(qū)動。含促進(jìn)劑的樹脂和固化劑在注射槍頭通過靜態(tài)混合器均勻混合后,以一定的壓力注射到模中,注射完畢后用丙酮通過內(nèi)壓容器沖洗槍頭。樹脂與固化劑的配比范圍為100:0.53,注射量為15kg/min。2.2 原材料不飽和聚脂樹脂(含環(huán)烷酸鉆),粘度低于500cP;過氧化甲乙酮糊;中堿玻璃布CWR-200;中堿短切玻璃纖維氈,4505g/m2。2.3 成型工藝FRP輪轂成型,首先將增強(qiáng)材料輔設(shè)在模腔內(nèi),合模時將樹脂通過注射機(jī)注入模腔內(nèi),固化開模取件。工藝過程如下：2.3.1 將模具清理干凈,放上下模芯塊,定位螺栓旋出,均勻涂刷脫模劑一遍;2.3.2 放置中心澆道口和輪轂軸套;2.3.3 鋪層。緊貼下模塊鋪設(shè)兩層玻璃布,放入定位螺栓,緊密鋪設(shè)短切玻璃氈,特別在定位螺栓周圍的短切氈要充實(shí)。最后在模腔外壁鋪設(shè)兩層玻璃布。在鋪層的同時將注射機(jī)調(diào)至工作狀態(tài);2.3.4 合模。通過鎖模螺栓鎖緊上下模。注射樹脂至兩冒口出膠時停止注射,用冒膠口注塞堵住冒澆口;2.3.5待樹脂固化后,將定位螺栓旋出,開模取件。制件取出后稍作修整,即可使用。采用簡單的金屬模具,通過RTM法成型的玻璃鋼風(fēng)機(jī)葉輪輪轂表面光滑,結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確,代替金屬輪轂使用,降低了風(fēng)機(jī)的成本,提高了風(fēng)機(jī)的性能,取得了滿意的效果。參考文獻(xiàn)： 1 馬慎毅.玻璃鋼制品表面仿真處理及其藝術(shù)表現(xiàn)J.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009(02) 2 張淑琴.淺析玻璃鋼制品質(zhì)量控制J.施工技術(shù).2009(S1) 3 陳訪國.玻璃鋼制品表面處理新技術(shù)在廣東推廣應(yīng)用J.建材工業(yè)信息.1989(22) 4 趙鴻漢.高光澤“鏡面”玻璃鋼產(chǎn)品在吳江推出J.建材工業(yè)信息.1991(19) 5 陳艷娜;肖生苓;李琛.可降解木塑復(fù)合緩沖包裝襯墊材料的研究綜述J.森林工程.2014(02) 6 沃丁柱，等.復(fù)合材料大全M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001. 7 聞獲江，等.玻璃鋼原材料M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990. 8 李志良，玻璃鋼手糊工藝M.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1995. 9 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