玻璃鋼制品成型工藝

1、玻璃鋼制品成型工藝玻璃鋼制品的成型工藝方法有很多種。其中有最簡(jiǎn)單易學(xué)的手工糊制方法，也有比較容易建立的模壓工藝成型方法；也有必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)制造的纖維纏繞成型方法；更有一些綜合注射、真空、預(yù)成型增強(qiáng)材料或預(yù)設(shè)墊料的幾種模塑方法；以及為了達(dá)到制品高性能指標(biāo)而設(shè)計(jì)制造的，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的先進(jìn)的自動(dòng)化成型方法。 由此可見(jiàn)，玻璃鋼制品的制作成型方法有很多種，它們的技術(shù)水平要求相差很大，其對(duì)原材料、模具、設(shè)備投資等的要求，也各不相同，當(dāng)然它們所生產(chǎn)產(chǎn)品的批量和質(zhì)量，也不會(huì)相同。這里主要介紹玻璃鋼（FRP）模具制作工藝以及幾種常用的玻璃鋼制品成型工藝（手糊成型工藝、拉擠成型工藝、纏繞成型工藝、

2、模壓成型工藝）：（一）玻璃鋼（FRP）模具制作工藝FRP 模具制作工藝是：以液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂與有機(jī)或無(wú)機(jī)材料混合作為基體材料,并以原型為基準(zhǔn),手工逐層糊制模具的一種制模方法。手糊成型FRP 模具的具體工藝過(guò)程如下:(1) 分型面的設(shè)計(jì)分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)工藝操作難易程度、模具的糊制和制件質(zhì)量都有很大的影響。一般情況下，根據(jù)原型特征，在確保原型能順利脫模及模具上、下兩部分安裝精度的前提下，分型面的位置及形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。因此,要正確合理地選擇分型面和澆口的位置，嚴(yán)禁出現(xiàn)倒拔模斜度，以免無(wú)法脫模。沿分型面用光滑木板固定原型，以便進(jìn)行上下模的分開(kāi)糊制。在原型和分型面上涂刷脫模劑時(shí),一定要涂均勻、無(wú)遺

3、漏，須涂刷23 遍，待前一遍涂刷的脫模劑干燥后，方可進(jìn)行下一遍涂刷。(2) 涂刷膠衣層待脫模劑完全干燥后，將模具專(zhuān)用膠衣用毛刷分兩次涂刷,涂刷要均勻，待第一層初凝后再涂刷第二層。膠衣為黑色，膠衣層總厚度應(yīng)控制在016mm 左右。在這里要注意膠衣不能涂太厚,以防止表面裂紋和起皺。(3) 樹(shù)脂膠液配制根據(jù)常溫樹(shù)脂的粘度,可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。然后以100 份WSP6101 型環(huán)氧樹(shù)脂和810 份(質(zhì)量比) 丙酮(或環(huán)氧丙烷丁基醚) 混合于干凈的容器中,攪拌均勻后,再加入20 份25 份的固化劑(固化劑的加入量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度適當(dāng)增減) ,迅速攪拌,進(jìn)行真空脫泡1min3min ,以除去樹(shù)脂膠液中的氣

4、泡,即可使用。(4) 玻璃纖維逐層糊制待膠衣初凝,手感軟而不粘時(shí),將調(diào)配好的環(huán)氧樹(shù)脂膠液涂刷到膠凝的膠衣上,隨即鋪一層短切氈,用毛刷將布層壓實(shí),使含膠量均勻,排出氣泡。有些情況下,需要用尖狀物,將氣泡挑開(kāi)。第二層短切氈的鋪設(shè)必須在第一層樹(shù)脂膠液凝結(jié)后進(jìn)行。其后可采用一布一氈的形式進(jìn)行逐層糊制,每次糊制23 層后,要待樹(shù)脂固化放熱高峰過(guò)了之后(即樹(shù)脂膠液較粘稠時(shí),在20 一般60min 左右) ,方可進(jìn)行下一層的糊制,直到所需厚度。糊制時(shí)玻璃纖維布必須鋪覆平整,玻璃布之間的接縫應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi),盡量不要在棱角處搭接。要嚴(yán)格控制每層樹(shù)脂膠液的用量,要既能充分浸潤(rùn)纖維,又不能過(guò)多。含膠量高,氣泡不易排除,

5、而且固化放熱大,收縮率大。含膠量低,容易分層。第一片模具固化后,切除多余飛邊,清理模具及另一半原型表面上的雜物,即可打脫模劑,制作膠衣層,放置注射孔與排氣孔,進(jìn)行第二片模具的糊制。待第二片模具固化后,切除多余的飛邊。為保證模具有足夠的強(qiáng)度,避免模具變形。可適當(dāng)?shù)卣辰Y(jié)一些支撐件、緊固件、定位銷(xiāo)等以完善模具結(jié)構(gòu)。(5) 脫模修整在常溫(20左右) 下糊制好的模具,一般48h 基本固化定型,即能脫模。在脫模時(shí),嚴(yán)禁用硬物敲打模具,盡可能使用壓縮空氣斷續(xù)吹氣,以使模具和母模逐漸分離。脫模后視模具的使用要求,可在模具上做些鉆孔等機(jī)械加工,尤其是在澆注或注塑時(shí)材料不易充滿(mǎn)的死角處,在無(wú)預(yù)留氣孔的情況下,一

6、定要鉆些氣孔。然后進(jìn)行模具后處理,一般用400 # 1200 # 水砂紙依次打磨模具表面,使用拋光機(jī)對(duì)模具進(jìn)行表面拋光。所有的工序完成之后模具即可交付使用。需要注意的幾點(diǎn)，一，母模要光滑，第二，脫模劑要均勻，第三，做第一層的時(shí)候不能有氣泡，第四，要仔細(xì)打磨，當(dāng)然中間還有很多細(xì)節(jié)的東西，不可能一一列舉  （二）手糊成型工藝    1手糊成型法原理    手糊成型工藝又稱(chēng)接觸成型，是樹(shù)脂基復(fù)合材料生產(chǎn)中最早使用和應(yīng)用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹(shù)脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強(qiáng)材料，在涂有脫模劑的模

7、具上以手工鋪放結(jié)合，使二者粘接在一起，制造玻璃鋼制品的一種工藝方法?；w樹(shù)脂通常采用不飽和聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂，增強(qiáng)材料通常采用無(wú)堿或中堿玻璃纖維及其織物。在手糊成型工藝中，機(jī)械設(shè)備使用較少，它適于多品種、小批量制品的生產(chǎn)，而且不受制品種類(lèi)和形狀的限制。    2.成型工藝流程    手糊成型工藝的過(guò)程是：先在清理好或經(jīng)過(guò)表面處理好的模具成型面上涂脫模劑，待脫模劑充分干燥好后，將加有固化劑（引發(fā)劑）、促進(jìn)劑、顏料糊等助劑攪拌均勻的膠衣或樹(shù)脂混和料涂刷在模具成型面上，隨之在其上鋪放裁剪好的玻璃布（氈）等增強(qiáng)材料（如果涂刷的是膠衣，需等膠衣

8、固化后方可鋪放增強(qiáng)材料），并注意浸透樹(shù)脂、排除氣泡：如此重復(fù)上述鋪層操作直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，然后進(jìn)行固化脫模、后處理及檢驗(yàn)等。其工藝流程如圖1.1.圖1.1 手糊成型工藝流程示意圖3.成型設(shè)備    手糊成型工藝所用的設(shè)備較少，制作模型的設(shè)備有木工車(chē)床、木工刨床、木工圓鋸；脫模一般會(huì)用到空氣壓縮機(jī)、吊裝設(shè)備等。   （三）模壓成型法 1模壓成型法原理    熱固性模壓成型是將一定量的模壓料加入預(yù)熱的模具內(nèi)，經(jīng)加熱加壓固化成型塑料制品的方法。其基本過(guò)程是：將一定量經(jīng)一定預(yù)處理的模壓料放入預(yù)熱的模具內(nèi)，施加較高的壓力使模

9、壓料填充模腔。在一定的壓力和溫度下使模壓料逐漸固化，然后將制品從模具內(nèi)取出，再進(jìn)行必要的輔助加工即得產(chǎn)品。2.成型工藝流程圖    模壓成型工藝主要分為壓制前的準(zhǔn)備和壓制兩個(gè)階段，其工藝流程見(jiàn)圖1. 23.成型設(shè)備    (1)浸膠機(jī)    制備膠布的主要設(shè)備是浸膠機(jī)，由送布架、熱處理爐、浸膠槽、烘干箱和牽引輥等幾部分組成。根據(jù)熱處理爐和烘干箱放置的位置，可以分為臥式浸膠機(jī)和立式浸膠機(jī)兩種。    (2)預(yù)浸料機(jī)組    這一方法所用設(shè)備有切割機(jī)

10、、捏合機(jī)和撕松機(jī)。常用的切割機(jī)類(lèi)型有沖床式、砂輪片式、三輥式和單旋轉(zhuǎn)刀輥式。捏合機(jī)的作用是將樹(shù)脂系統(tǒng)與纖維系統(tǒng)充分混合均勻?；旌蠘话愣疾捎肸槳式結(jié)構(gòu)。在捏合過(guò)程中主要控制捏合時(shí)間和樹(shù)脂系統(tǒng)的粘度這兩個(gè)主要參數(shù)，有時(shí)在混料室結(jié)構(gòu)中裝有加冷熱水的夾套，以實(shí)現(xiàn)混合溫度的控制。混合時(shí)間愈長(zhǎng)，纖維強(qiáng)度損失愈大，在有些樹(shù)脂系統(tǒng)中，過(guò)長(zhǎng)的捏合時(shí)間還會(huì)導(dǎo)致明顯的熱效應(yīng)產(chǎn)生?；旌蠒r(shí)間過(guò)短，樹(shù)脂與纖維混合不均勻。樹(shù)脂粘度控制不當(dāng)，也影響樹(shù)脂對(duì)纖維的均勻浸潤(rùn)及滲透速度，而且也會(huì)對(duì)纖維強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響。    撕松機(jī)的主要作用是將捏合后的團(tuán)狀物料進(jìn)行蓬松。撕松機(jī)主要由進(jìn)料輥和一對(duì)撕松

11、輥組成，通過(guò)撕松輥的反向運(yùn)動(dòng)將送入的料團(tuán)撕松。    (3)片狀模塑料機(jī)組    一個(gè)完整的SMC機(jī)組，大體由機(jī)架、輸送系統(tǒng)、PE薄膜供給裝置、刮刀、玻璃纖維切割器、浸漬和壓實(shí)裝置、收卷裝置等7個(gè)主要部分和玻璃纖維紗架、樹(shù)脂糊的制備及喂入系統(tǒng)、靜電消除器等3個(gè)必備輔助系統(tǒng)組成。 (4)壓機(jī)    壓機(jī)是模壓成型的主要設(shè)備。壓機(jī)的作用是提供成型時(shí)所需要的壓力以及開(kāi)模脫出制品時(shí)所需的脫模力，現(xiàn)大多采用液壓機(jī)。    （四）纏繞成型法    1纏繞成型

12、法原理    纖維纏繞工藝是樹(shù)脂基復(fù)合材料的主要制造工藝之一。是一種在控制張力和預(yù)定線(xiàn)型的條件下，應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的纏繞設(shè)備將連續(xù)纖維或布帶浸漬樹(shù)脂膠液后連續(xù)、均勻且有規(guī)律地纏繞在芯?；騼?nèi)襯上，然后在一定溫度環(huán)境下使之固化，成為一定形狀制品的復(fù)合材料成型方法。    2.成型工藝流程圖    纖維纏繞成型工藝示意圖如圖1. 4所示：3.成型設(shè)備    纖維纏繞機(jī)是纖維纏繞技術(shù)的主要設(shè)備，纖維纏繞制品的設(shè)計(jì)和性能要通過(guò)纏繞機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。按控制形式纏繞機(jī)可分為機(jī)械式纏繞機(jī)、數(shù)字控制纏繞機(jī)、微

13、機(jī)控制纏繞機(jī)及計(jì)算機(jī)數(shù)控纏繞機(jī)，這實(shí)際上也是纏繞機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段。目前最常用的主要是機(jī)械式和計(jì)算機(jī)數(shù)控纏繞機(jī)。纖維纏繞機(jī)是纖維纏繞工藝的主要設(shè)備，通常由機(jī)身、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分組成。輔助設(shè)備包括浸膠裝置、張力測(cè)控系統(tǒng)、紗架、芯模加熱器、預(yù)浸紗加熱器及固化設(shè)備等。    （五）拉擠成型工藝    1拉擠成型原理    拉擠成型工藝是通過(guò)牽引裝置的連續(xù)牽引，使紗架上的無(wú)捻玻璃纖維粗紗、氈材等增強(qiáng)材料經(jīng)膠液浸漬，通過(guò)具有固定截面形狀的加熱模具后，在模具中固化成型，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)出模的一種自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。&#

14、160;   對(duì)于固定截面尺寸的玻璃鋼制品而言，拉擠工藝具有明顯的優(yōu)越性。首先，由于拉擠工藝是一種自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)工藝，與其它玻璃鋼生產(chǎn)工藝相比，拉擠工藝的生產(chǎn)效率最高；其次，拉擠制品的原材料利用率也是最高的，一般可在95以上。另外，拉擠制品的成本較低、性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、外表美觀。由于拉擠工藝具有這些優(yōu)點(diǎn)，其制品可取代金屬、塑料、木材、陶瓷等制品，廣泛地應(yīng)用于化工、石油、建筑、電力、交通、市政工程等領(lǐng)域。    2.成型工藝流程圖    增強(qiáng)材料（玻璃纖維無(wú)捻粗紗、玻璃纖維連續(xù)氈及玻璃纖維表面氈等）在拉擠設(shè)備牽引力的作用下，在浸膠槽充分浸漬膠液后，由一系列預(yù)成型模板合理導(dǎo)向，得到初步的定型，最后進(jìn)入被加熱了的金屬模具，模具高溫的作用下反應(yīng)固化，從而可以得到連續(xù)的、表面光潔、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度極高的玻璃鋼型材。拉擠成型工藝流程圖3成型設(shè)備 實(shí)現(xiàn)拉擠工藝的設(shè)備主要是拉擠機(jī)，拉擠機(jī)大體可分為臥式和立式兩類(lèi)。一般情況下，臥式拉擠機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)生產(chǎn)車(chē)間結(jié)構(gòu)沒(méi)有特殊的要求。而且臥式拉擠機(jī)可以采用各種固化成型方法（