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5聚合物基復(fù)合材料工藝半成品的制備熱塑性塑料粒料熱固性模塑料連續(xù)纖維預(yù)浸料增強(qiáng)熱塑性塑料片材復(fù)合材料成型工藝手糊工藝模壓成型工藝RTM成型工藝噴射成型工藝連續(xù)纏繞成型工藝?yán)瓟D成型工藝擠出成型工藝RRIM工藝模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)制品成型工藝復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5聚合物基復(fù)合材料工藝半熱塑性塑料粒料復(fù)手糊工藝模塑粉制品15.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑25.1.1顆粒填充熱塑性塑料粒料的制造方法
工藝流程:原料準(zhǔn)備初混合塑煉造粒粒料原料準(zhǔn)備
包括過(guò)濾、吸磁、干燥、研磨、稱(chēng)量、預(yù)熱等初混合
在聚合物熔融溫度以下、較緩和的剪切力作用,用捏合機(jī)、高速混合機(jī)等設(shè)備將物料按順序加入、混合均勻。塑煉
在高于樹(shù)脂熔融溫度和較大的剪切力作用下,在雙滾筒煉膠機(jī)、密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)等設(shè)備使物料熱熔、剪切混合達(dá)到適當(dāng)?shù)娜彳浂群涂伤苄?,同時(shí)除去揮發(fā)物。造粒5.1.1顆粒填充熱塑性塑料粒料的制造方法工藝流程:原35.1.1長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法普遍采用電纜包覆式生產(chǎn)工藝:樹(shù)脂干燥熔融擠出包覆機(jī)頭冷卻牽引成條送絲機(jī)構(gòu)切粒粒料干燥包裝優(yōu)點(diǎn):連續(xù)化生產(chǎn),速度快;粒料質(zhì)量高;勞動(dòng)保護(hù)好。缺點(diǎn):樹(shù)脂包覆不良,粒料硬度不高,僅適宜于螺桿式注射機(jī)成型。5.1.1長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法普遍采用電纜包4雙螺桿排氣式擠出機(jī)混合法1.計(jì)量帶式給料器;2.熱塑性塑料;3.玻璃纖維粗紗;4.排氣;5.條模;6.水??;7.條料切粒機(jī)雙螺桿排氣式擠出機(jī)混合法1.計(jì)量帶式給料器;2.熱塑性塑料;55.1.1短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法
優(yōu)點(diǎn):連續(xù)化生產(chǎn);外觀(guān)尚佳、質(zhì)地致密,成型加工性和表面平滑性好,用柱塞式和螺桿式注射成型機(jī)均可成型;勞動(dòng)保護(hù)好。
缺點(diǎn):
對(duì)設(shè)備及設(shè)備材質(zhì)要求高,噪音大。樹(shù)脂干燥纖維短切初混合擠出+切粒粒料干燥稱(chēng)量包裝
該法是為解決高熔融粘度樹(shù)脂的長(zhǎng)纖維粒料因纖維在樹(shù)脂中分散不好易引起制品性能和外觀(guān)不良而開(kāi)發(fā),其工藝流程如下:5.1.1短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法優(yōu)點(diǎn):樹(shù)脂干6“排氣回?cái)D造粒法”雙階排氣式擠出機(jī)1.料斗;2.料筒;3.螺桿;4.節(jié)流閥;5.排氣口;6.真空表;7.機(jī)頭;8.口模;9.柵板;10.真空泵;11.冷凝器“排氣回?cái)D造粒法”雙階排氣式擠出機(jī)1.料斗;2.料筒;3.螺75.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑8模塑粉的制造方法
由微粒添加劑與合成樹(shù)脂復(fù)合而成的粉狀熱固性塑料粉稱(chēng)為模塑粉,它包括壓塑粉和注塑粉。應(yīng)用最廣的是線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂壓塑粉(電木粉)。其制造方法通常有干法和濕法,其中干法輥壓工藝流程如下:原料準(zhǔn)備干混合粉碎熱輥壓并批包裝干混合:按加料順序加料,在球磨機(jī)、Z形捏合機(jī)、圓柱形轉(zhuǎn)筒等設(shè)備上混合。熱輥壓:關(guān)鍵工序,一般在雙輥機(jī)上進(jìn)行,輥壓溫度和時(shí)間是主要工藝控制指標(biāo)。如生產(chǎn)電木粉時(shí),低溫輥的溫度為70-110oC、
高溫輥的溫度為90-130oC。模塑粉的制造方法由微粒添加劑與合成樹(shù)9短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法
根據(jù)纖維和樹(shù)脂的不同,主要方法有預(yù)混法、預(yù)浸法、浸氈法和擠出法。配膠纖維預(yù)處理添加劑準(zhǔn)備浸漬與混合撕松烘干并批++
預(yù)混法工藝流程預(yù)浸法工藝流程粗紗準(zhǔn)備、熱處理樹(shù)脂配膠紗細(xì)浸漬切割烘干存放+
纖維松散、無(wú)定向,流動(dòng)性好,宜做復(fù)雜的小型模壓制品。但纖維強(qiáng)度損失較大,模塑料的質(zhì)量不均勻,勞動(dòng)條件差。
纖維緊密、成束狀,纖維強(qiáng)度損失較小,質(zhì)量均勻,可制造較復(fù)雜的高強(qiáng)度模壓制品,機(jī)械化程度較高,勞動(dòng)強(qiáng)度小。但日產(chǎn)量比預(yù)混法小,只適宜于連續(xù)纖維制品。短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法根據(jù)纖維10短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法浸氈法工藝流程紗線(xiàn)準(zhǔn)備切割蓬松樹(shù)脂配制烘干成品撒氈復(fù)合浸膠
該法與預(yù)浸法工藝大體相同,不同點(diǎn)在于:先將短切纖維均勻鋪灑在玻璃底布上,再用玻璃面布覆蓋,然后使夾層浸膠。擠出法用螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)玻璃纖維模塑料,克服了浸漬法使用大量有機(jī)溶劑的缺點(diǎn),改善了生產(chǎn)條件,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)自動(dòng)化程度高。不足的是纖維被磨損、剪斷的情況較嚴(yán)重。該法適用于生產(chǎn)過(guò)程中不需排放低分子揮發(fā)物的玻璃纖維模塑料。短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法浸氈法工藝流程紗線(xiàn)準(zhǔn)備切割蓬11
片狀模塑(壓)料(SMC)片狀模塑料(SMC)
樹(shù)脂糊浸漬纖維或短切纖維氈,兩邊覆蓋PE薄膜而成的片狀模塑料。
應(yīng)用最廣泛的成型材料之一。主要原料:不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、低收縮劑、填料等。SMC視用途和要求又發(fā)展出一系列新品種,如BMC、TMC、HMC等。團(tuán)狀模塑料(BMC)
組成與SMC相似,可用于模壓和擠出成型;纖維含量較低,纖維較短(6~18mm),填料含量大;制品強(qiáng)度比SMC低,適合于壓制小型制品,而SMC適合于大型薄壁制品。片狀模塑(壓)料(SMC)片狀模塑料(SMC12片狀模塑(壓)料(SMC)厚片狀模塑料(TMC)
組成和制作與SMC相似,厚達(dá)50mm。厚度大,玻璃纖維能隨機(jī)分布,改善了樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)性??梢圆捎米⑸浜蛡鬟f成型。高強(qiáng)度模塑料(HMC和XMC)
主要用于制造汽車(chē)部件。HMC中填料少,采用短切玻纖,65%左右,定向分布;具有極好的流動(dòng)性和成型表面,其制品強(qiáng)度約是SMC制品強(qiáng)度的3倍。XMC不含填料,采用定向連續(xù)纖維,含量達(dá)70%~80%。片狀模塑(壓)料(SMC)厚片狀模塑料(TMC)13片狀模塑料(SMC)的特點(diǎn)重現(xiàn)性好,不受操作者和外界條件的影響;操作處理方便,操作環(huán)境清潔、衛(wèi)生,改善了勞動(dòng)條件;流動(dòng)性好,可成型為異形制品;模壓工藝對(duì)溫度和壓力要求不高,可變范圍大,可大幅度降低設(shè)備和模具費(fèi)用;纖維長(zhǎng)度40~50mm,質(zhì)量均勻性好,適宜于壓制截面變化不大的大型薄壁制品;制品表面光潔度高,添加低收縮劑后,表面質(zhì)量更為理想;生產(chǎn)效率高,成型周期短,易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化操作,生產(chǎn)成本相對(duì)較低。片狀模塑料(SMC)的特點(diǎn)重現(xiàn)性好,不受操作者和外界條件的影14SMC制造的工藝流程
SMC生產(chǎn)主要包括樹(shù)脂糊制備、上糊操作、纖維切割沉降及浸漬、樹(shù)脂稠化等過(guò)程,其工藝流程圖如下:樹(shù)脂固化劑填料低收縮添加劑稠化包裝沉降浸漬收卷紗線(xiàn)切割樹(shù)脂糊制備薄膜其它增稠劑SMC成型機(jī)SMC制造的工藝流程SMC生產(chǎn)主要包括樹(shù)脂糊制備、上15片狀模塑料(SMC)的制造工藝樹(shù)脂糊的制備及上糊操作
間歇法:①將不飽和聚酯和苯乙烯倒入配料釜中,攪拌均勻;②加入引發(fā)劑,混勻;③加入增稠劑和脫模劑;④低速攪拌下加入填料和低收縮添加劑;⑤在各組分分散完后,停止攪拌,靜置待用。連續(xù)法:將SMC配方中的樹(shù)脂糊分為兩分,即增稠劑、脫模劑、部分填料和苯乙烯為一份,其余組分為另一份,分別計(jì)量,混勻后送入SMC機(jī)組上的相應(yīng)貯料容器內(nèi),由管路計(jì)量泵進(jìn)入靜態(tài)混合器,混勻后輸送到SMC機(jī)組的上糊區(qū),再涂布到聚乙烯薄膜上。片狀模塑料(SMC)的制造工藝樹(shù)脂糊的制備及上糊操作16片狀模塑料(SMC)的制造工藝浸漬和壓實(shí)
已涂布樹(shù)脂糊的下承載薄膜在機(jī)組牽引下進(jìn)入短切玻璃纖維沉降室,短切玻璃纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上,達(dá)到要求的沉降量后,隨傳動(dòng)裝置離開(kāi)沉降室,并和涂布有樹(shù)脂糊的上承載薄膜相疊合,然后經(jīng)過(guò)輥陣中,在張力和輥的作用下,下、上承載薄膜將樹(shù)脂糊和短切玻璃纖維緊緊壓在一起,經(jīng)過(guò)多次反復(fù),使短切玻璃纖維浸漬樹(shù)脂并趕走其中的氣泡,形成密實(shí)而均勻的連續(xù)SMC片料。片狀模塑料(SMC)的制造工藝浸漬和壓實(shí)17SMC成型設(shè)備玻璃纖維氈制片機(jī)帶式制片機(jī)組輥式制片機(jī)組鼓輪式制片機(jī)1234567891011低部PE薄膜頂部PE薄膜樹(shù)脂糊樹(shù)脂糊割刀割刀粗紗切割器粗紗壓緊輥中空鋼鼓輪SMC成品SMC成型設(shè)備玻璃纖維氈制片機(jī)1234567891011低部18SMC的典型配方類(lèi)型配方一般型耐腐蝕型低收縮型配比樹(shù)脂鄰苯二甲酸型100間苯二甲酸型100鄰苯二甲酸型10065~75%引發(fā)劑PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1低收縮劑熱塑性聚合物0-10-熱塑性聚合物25-40填料CaCO3
70-120BaSO460-80CaCO3120-180內(nèi)脫膜劑硬脂酸鉛1-2硬脂酸鉛1-2硬脂酸鉛1-2增稠劑MgO或Ca(OH)2
1-2MgO或Ca(OH)2
0.5-2MgO或Ca(OH)2
1-2顏料2-5--阻聚劑少量少量少量玻璃纖維
25~35%SMC的典型配方類(lèi)型一般型195.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑205.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造溶液浸漬法(如圖):
生產(chǎn)工藝:各組分溶解到溶劑+纖維→烘干(除溶劑)→按需切割熱熔浸漬法和膠膜輾壓法
熔融法:
熔融樹(shù)脂(加隔離紙)→涂于纖維上→纖維另一面附一層隔離紙→壓實(shí)輥→收卷。
膠膜法:與熔融法類(lèi)似,差別在于樹(shù)脂是形成膠膜,而非熔融流出。粉末法制備預(yù)浸料粉末靜電法:在連續(xù)纖維表面沉積帶電樹(shù)脂粉末,用輻射加熱方法使聚合物粉末永久的粘附在纖維上。
粉末懸浮法:
①水懸法:水中懸浮的樹(shù)脂顆粒粘附到連續(xù)運(yùn)動(dòng)的纖維上;
②氣懸浮:細(xì)度為10~20μm聚合物顆粒在硫化床中懸浮。5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造溶液浸漬法(如圖):
21連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造225.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑23增強(qiáng)熱塑性塑料片材(RTPS)
與熱固性復(fù)合材料相比,熱塑性復(fù)合材料以其良好韌性、快速成型和可回收利用的優(yōu)勢(shì)倍受重視。將增強(qiáng)材料和熱塑性樹(shù)脂預(yù)先制成半成品板材,再將它剪裁成坯料,模壓或沖壓成各種制品。這種半成品稱(chēng)為增強(qiáng)熱塑性塑料片材(ReinforcedThermoplasticsSheet,RTPS)。最常見(jiàn)的是玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性塑料(GlassMatReinforcedThermoplastics),即GMT,約占RTPS的90%。增強(qiáng)熱塑性塑料片材(RTPS)與熱固性復(fù)合材料相比24GMT及其特點(diǎn)
GMT概念
利用連續(xù)或短切玻璃纖維針刺氈和熱塑性樹(shù)脂(如聚丙烯)復(fù)合而成的一種高強(qiáng)、質(zhì)輕增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。可回收利用,節(jié)能、環(huán)保。
GMT特點(diǎn)與金屬板材比,質(zhì)輕、耐腐蝕、隔熱、隔音、絕緣性好。與SMC比,儲(chǔ)存期長(zhǎng)、成型周期短、回收利用、無(wú)污染、沖擊韌性高。與短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料比,GMT強(qiáng)度高,剛性好,抗蠕變性能好,使用壽命長(zhǎng),制品尺寸穩(wěn)定性好。GMT及其特點(diǎn)GMT概念25RTPS的制造方法懸浮沉積工藝
將玻璃纖維、熱塑性樹(shù)脂粉末、懸浮助劑和水一起攪拌形成均勻懸浮液,通過(guò)流漿箱、成形網(wǎng),濾出水后形成濕片,再經(jīng)干燥、粘結(jié)、壓軋成為增強(qiáng)熱塑片材。流態(tài)化床法
先將粉末樹(shù)脂放入孔床中,再通入空氣使粉末樹(shù)脂流態(tài)化。然后使分散的纖維從容器中通過(guò),于是玻纖周?chē)街勰?shù)脂。附著樹(shù)脂的玻纖通過(guò)切斷器被切成定長(zhǎng),降落在輸送網(wǎng)帶上,通過(guò)熱軋區(qū)和冷卻區(qū)后制成增強(qiáng)熱塑性片材。熔融浸漬工藝靜電吸附法RTPS的制造方法懸浮沉積工藝26熔融浸漬工藝制造GMT簡(jiǎn)圖PPPPPP熱固結(jié)玻纖氈玻纖氈熔融浸漬工藝制造GMT簡(jiǎn)圖PPPPPP熱固結(jié)玻纖氈玻纖氈27靜電吸附法制造RTPS簡(jiǎn)圖熱軋區(qū)冷卻區(qū)吸附玻纖薄膜卷材熱塑性樹(shù)脂薄膜1.靜電磨擦輥;2.玻璃纖維;3.靜電發(fā)生器1112223靜電吸附法制造RTPS簡(jiǎn)圖熱軋區(qū)冷卻區(qū)吸附玻纖薄膜卷材熱塑性28GMT產(chǎn)品及應(yīng)用
南京原絲無(wú)紡氈復(fù)合片材有限公司()GMT產(chǎn)品及應(yīng)用南京原絲無(wú)紡氈復(fù)合片材有限公司(http295.2復(fù)合材料制品成型工藝5.2.1手糊工藝5.2.2模壓成型工藝5.2.3RTM成型工藝5.2.4噴射成型工藝5.2.5連續(xù)纏繞成型工藝5.2.6拉擠成型工藝5.2.7擠出成型工藝5.2.8RRIM成型工藝5.2復(fù)合材料制品成型工藝5.2.1手糊工藝30手糊成型工藝—流程制品固化檢驗(yàn)增強(qiáng)材料準(zhǔn)備手糊成型脫膜模具準(zhǔn)備后處理樹(shù)脂膠液配制涂脫膜劑手糊成型工藝—流程制品固化檢驗(yàn)增強(qiáng)材手糊成型脫膜模具31手糊成型工藝—生產(chǎn)準(zhǔn)備
場(chǎng)地
要求清潔、干燥、通風(fēng)良好,空氣溫度保持在15~35℃之間,后加工整修段,要有抽風(fēng)除塵和噴水裝置。模具準(zhǔn)備
清理、組裝、涂脫模劑等。樹(shù)脂膠液配制防止膠液中混入氣泡;配膠量不能過(guò)多,每次配量要保證在樹(shù)脂凝膠前用完。增強(qiáng)材料準(zhǔn)備
按設(shè)計(jì)要求選擇增強(qiáng)材料的種類(lèi)和規(guī)格。手糊成型工藝—生產(chǎn)準(zhǔn)備場(chǎng)地32手糊成型工藝—糊制與固化鋪層糊制
①干法鋪層:先將預(yù)浸料裁剪成坯料,加熱軟化,一層一層緊貼在模具上,排除層間氣泡。此法多用于熱壓罐和袋壓成型。②濕法鋪層:直接在模具上將增強(qiáng)材料浸膠,一層一層緊貼在模具上,消除氣泡。一般手糊工藝多用此法鋪層。手糊工具
有羊毛輥、豬鬃輥、螺旋輥及電鋸、電鉆、打磨拋光機(jī)等。固化(硬化和熟化)
硬化:從凝膠到硬化一般要24h,固化度達(dá)50%~70%,可以脫模。熟化:室溫下固化1~2周才能使制品具有力學(xué)強(qiáng)度,固化度達(dá)85%以上。加熱可促進(jìn)熟化過(guò)程,聚酯玻璃鋼,80℃加熱3h。手糊成型工藝—糊制與固化鋪層糊制33手糊成型工藝—脫模和修整脫模
①頂出脫模在模具上預(yù)埋頂出裝置,脫模時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿,將制品頂出。②壓力脫模模具上留有壓縮空氣或水入口,脫模時(shí)將壓縮空氣或水(0.2MPa)壓入模具和制品之間,同時(shí)用木錘和橡膠錘敲打,使制品和模具分離。③大型制品脫模借助千斤頂、吊車(chē)和硬木楔等工具。④復(fù)雜制品脫模
在模具上糊制二三層玻璃鋼,待其固化后從模具上剝離,然后再放在模具上繼續(xù)糊制到設(shè)計(jì)厚度,固化后很容易脫下來(lái)。修整①尺寸修整成型后的制品,按設(shè)計(jì)尺寸切去多余部分;②缺陷修補(bǔ)包括穿孔修補(bǔ),氣泡、裂縫修補(bǔ),破孔補(bǔ)強(qiáng)等。手糊成型工藝—脫模和修整脫模34手糊成型工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、設(shè)備折舊費(fèi)低。工藝簡(jiǎn)便。易于滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,可在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ)增強(qiáng)材料。制品樹(shù)脂含量較高,耐腐蝕性好。缺點(diǎn)生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,勞動(dòng)衛(wèi)生條件差。產(chǎn)品質(zhì)量不易控制,性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。手糊成型工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)355.2.2模壓成型工藝流程模具預(yù)熱稱(chēng)模壓料預(yù)熱和預(yù)成型涂脫膜劑裝膜壓制脫膜輔助加工后處理檢驗(yàn)成品壓制前準(zhǔn)備壓制溫度和壓力是壓制階段的關(guān)鍵控制參數(shù),視制品厚度、物料稠度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等因素,SMC模塑料的成型溫度在120~170oC,壓力1.5~21.0MPa。5.2.2模壓成型工藝流程模具預(yù)熱稱(chēng)模壓料預(yù)熱和涂脫膜劑裝36模壓成型工藝特點(diǎn)將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi),經(jīng)加熱、加壓固化成型。主要優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高,便于實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn);產(chǎn)品尺寸精度高,重復(fù)性好;表面光潔,無(wú)需二次修飾;能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品;批量生產(chǎn),價(jià)格相對(duì)低廉。不足之處:模具制造復(fù)雜,投資較大,適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。隨著金屬加工技術(shù)、壓機(jī)制造水平及合成樹(shù)脂工藝性能的不斷改進(jìn),壓機(jī)噸位和臺(tái)面尺寸不斷增大,模壓料的成型溫度和壓力也相對(duì)降低,使模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展,目前已能生產(chǎn)大型汽車(chē)部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。模壓成型工藝特點(diǎn)將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi),經(jīng)加375.2.3
RTM成型工藝
樹(shù)脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)稱(chēng)RTM(ResinTransferMolding),是手糊成型工藝改進(jìn)的一種閉模成型技術(shù)。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)
制造兩面光潔制品;成型效率高,適合生產(chǎn)中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品;RTM為閉模操作,不污染環(huán)境,不損害工人健康;增強(qiáng)材料任意方向鋪放,容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況鋪放增強(qiáng)材料;原材料及能耗少;建廠(chǎng)投資少,上馬快。RTM技術(shù)適用范圍
廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域:汽車(chē)殼體及部件、螺旋漿、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片(8.5m長(zhǎng))、天線(xiàn)罩、機(jī)器罩、游泳池板、電話(huà)亭、電線(xiàn)桿、小型游艇等。5.2.3RTM成型工藝樹(shù)脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)稱(chēng)RTM(385.2.4噴射成型工藝將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的樹(shù)酯分別從噴槍外圍噴出,同時(shí)將切斷的玻纖粗紗,由噴槍中心噴出,使其與樹(shù)脂均勻混合,沉積到模具上,當(dāng)沉積到一定厚度時(shí),用輥輪壓實(shí),使纖維浸透樹(shù)脂,排除氣泡,固化成型。
優(yōu)點(diǎn)用玻纖粗紗代替織物,可降低材料成本;生產(chǎn)效率比手糊的高2~4倍;整體性好、無(wú)接縫,層間剪切強(qiáng)度高,樹(shù)脂含量高,耐腐蝕、滲漏;產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。
缺點(diǎn)樹(shù)脂含量高,制品強(qiáng)度低;產(chǎn)品只能做到單面光滑;污染環(huán)境,有害工人健康。5.2.4噴射成型工藝將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的樹(shù)酯分別從噴槍395.2.5連續(xù)纏繞成型工藝
纏繞成型工藝是將浸過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維(或布帶、預(yù)浸紗)按照一定規(guī)律纏繞到芯模上,然后經(jīng)固化、脫模,獲得制品。分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。干法纏繞
干法纏繞是采用經(jīng)過(guò)預(yù)浸膠處理的預(yù)浸紗或帶,在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。預(yù)浸紗、帶專(zhuān)業(yè)生產(chǎn),嚴(yán)格控制樹(shù)脂含量(2%以?xún)?nèi))、預(yù)浸紗質(zhì)量;能夠準(zhǔn)確地控制產(chǎn)品質(zhì)量;生產(chǎn)效率高,纏繞速度可達(dá)100~200m/min;纏繞機(jī)清潔,勞動(dòng)衛(wèi)生條件好。纏繞設(shè)備貴,需要增加預(yù)浸紗制造設(shè)備,投資較大;制品的層間剪切強(qiáng)度較低。5.2.5連續(xù)纏繞成型工藝?yán)p繞成型工藝是將浸過(guò)樹(shù)脂膠40連續(xù)纏繞成型工藝
濕法纏繞
將纖維集束(紗式帶)浸膠后,在張力控制下直接纏繞到芯模上。成本比干法纏繞低40%;產(chǎn)品氣密性好,因纏繞張力使多余樹(shù)脂膠液將氣泡擠出,填滿(mǎn)空隙;纖維排列平行度好;纖維上的樹(shù)脂膠液,可減少纖維磨損;生產(chǎn)效率高(達(dá)200m/min)。樹(shù)脂浪費(fèi)大,操作環(huán)境差;含膠量及成品質(zhì)量不易控制,可供濕法纏繞的樹(shù)脂品種較少。半干法纏繞
半干法纏繞是纖維浸膠后,在纏繞至芯模的途中,增加一套烘干設(shè)備,將浸膠紗中的溶劑除去。連續(xù)纏繞成型工藝濕法纏繞41連續(xù)纏繞成型工藝流程膠液配制芯膜制造縱、環(huán)向纏繞膠紗紗錠紗團(tuán)浸膠烘干張力控制固化加熱粘流縱、環(huán)向纏繞絡(luò)紗集束張力控制脫膜打磨、噴漆成品濕法纏繞干法纏繞連續(xù)纏繞成型工藝流程膠液配制芯膜制造縱、環(huán)膠紗紗錠紗團(tuán)浸膠烘42連續(xù)纏繞成型工藝優(yōu)、缺點(diǎn)纖維纏繞成型的優(yōu)點(diǎn)
①能夠按產(chǎn)品的受力狀況設(shè)計(jì)纏繞規(guī)律,能充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度;②比強(qiáng)度高:同等條件纖維纏繞壓力容器比鋼質(zhì)容器重量減輕40~60%;③可靠性高:纖維纏繞制品易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,精確;④生產(chǎn)效率高:自動(dòng)化生產(chǎn),操作工人少,纏繞速度快(200m/min);⑤成本低:在同一產(chǎn)品上,可合理配選若干種材料(包括樹(shù)脂、纖維和內(nèi)襯),使其再?gòu)?fù)合,達(dá)到最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。纏繞成型的缺點(diǎn)①纏繞成型適應(yīng)性小,不能纏任意結(jié)構(gòu)形式的制品;②纏繞成型需要有纏繞機(jī),芯模,固化加熱爐,脫模機(jī)及熟練的技術(shù)工人,需要的投資大,技術(shù)要求高,只有大批量生產(chǎn)時(shí)才能降低成本,才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。連續(xù)纏繞成型工藝優(yōu)、缺點(diǎn)纖維纏繞成型的優(yōu)點(diǎn)435.2.6拉擠成型工藝
將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)玻璃纖維束、帶或布等,在牽引力的作用下,通過(guò)擠壓模具成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的玻璃鋼型材。最適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材,如棒、管、實(shí)體型材(工字形、槽形、方形)和空腹型材(門(mén)窗、葉片)等。優(yōu)點(diǎn)①生產(chǎn)過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)效率高;②纖維含量可高達(dá)80%,能充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用,產(chǎn)品強(qiáng)度高;③制品縱、橫向強(qiáng)度可調(diào)整,可滿(mǎn)足不同力學(xué)性能制品的使用要求;④生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)邊角廢料,產(chǎn)品不需后加工,故省工,省料,省能耗;⑤制品質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好,長(zhǎng)度可任意切斷。缺點(diǎn)產(chǎn)品形狀單調(diào),只能生產(chǎn)線(xiàn)形型材,且橫向強(qiáng)度不高。
5.2.6拉擠成型工藝將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)玻璃纖維束、445.2.7擠出成型工藝
擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的工藝之一。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程連續(xù),生產(chǎn)效率高,設(shè)備簡(jiǎn)單,技術(shù)容易掌握等。擠出成型工藝主要用于生產(chǎn)管、棒、板及異型斷面型等產(chǎn)品。增強(qiáng)塑料管、玻纖增強(qiáng)門(mén)窗異型斷面型材,在我國(guó)有很大市場(chǎng)。其中FRTP管的擠出工藝流程如圖5-16(教材P117)5.2.7擠出成型工藝擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)455.2.8
RRIM成型工藝反應(yīng)注射成型
RIM(ReactionInjectionMoulding)
由低粘度高活性的原料,經(jīng)過(guò)高壓碰撞混合,在模腔中發(fā)生聚合反應(yīng),直接固化成型為塑件的特殊注射成型方法。因熱固性樹(shù)脂液態(tài)單體的聚合、聚合物的造型、定型在一個(gè)流程中完成,也稱(chēng)為“一步法”注射技術(shù)優(yōu)勢(shì)
成型工藝過(guò)程簡(jiǎn)化;液態(tài)物粘度低,充模壓力和鎖模壓力都很低,能源消耗低;塑件的性能可從硬性體到類(lèi)似橡膠狀的彈性制品;模具的再現(xiàn)性高,可清晰地呈現(xiàn)木紋和皮革紋等;塑件密度小,卻具有很高的力學(xué)強(qiáng)度;塑件有整體性表層結(jié)構(gòu),耐腐蝕,且可以著色;適合成型大面積、薄壁和形狀復(fù)雜的注射制品,表面無(wú)熔接縫;成型設(shè)備和摸具的造價(jià)低5.2.8RRIM成型工藝反應(yīng)注射成型RIM(Re46增強(qiáng)反應(yīng)注射成型(RRIM)工藝是利用高壓沖擊來(lái)混合兩種物料及短纖維增強(qiáng)材料,并將其注射到模腔內(nèi),經(jīng)快速固化反應(yīng)形成制品的一種成型方法?;觳AЮw維的多元醇漿料通過(guò)管路經(jīng)高壓量筒送入混合頭的一端;混有玻璃纖維的異氰酸酯漿料經(jīng)過(guò)另一管路和高壓量筒注入混合頭的另一端?;旌项^關(guān)鎖時(shí)兩種組分相互不接觸,分別在各自管路中循環(huán)?;旌项^一經(jīng)開(kāi)啟,兩種漿料各自通過(guò)一狹小噴嘴,以高速和高湍流度的射流狀噴出,同時(shí)發(fā)生碰撞接觸、均勻混合,并在瞬間注人模腔中。即兩種漿料碰撞混合后立即發(fā)生聚合反應(yīng),約在28s內(nèi)充滿(mǎn)模腔,
完成制品的注塑(包括注射、聚合、脫模及模具準(zhǔn)備在內(nèi)的整個(gè)生產(chǎn)周期約需要2min,其中模具準(zhǔn)備時(shí)間占一半以上)增強(qiáng)反應(yīng)注射成型(RRIM)工藝是利用高壓沖擊來(lái)混合475.3復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5.3.2蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5.3.3泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5.3.1制品結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)5.3復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5.3.2蜂窩夾層結(jié)構(gòu)485.3.1制品結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)
夾層結(jié)構(gòu):高強(qiáng)度面板和輕質(zhì)夾芯組成的一種結(jié)構(gòu)形式夾層結(jié)構(gòu)(按夾芯形式):蜂窩夾層、泡沫塑料夾層面板:金屬或非金屬及其任意復(fù)合蜂窩夾芯:玻璃布、絕緣紙、nomex紙、鋁箔等等泡沫塑料:PS、PVC、聚氨酯等等
夾層結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn):絕熱、隔音、抗震,良好的高頻介電性能;質(zhì)量輕,強(qiáng)度、剛度大。5.3.1制品結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)夾層結(jié)構(gòu):高強(qiáng)度495.3.2蜂窩結(jié)構(gòu)材料起源于仿生學(xué),應(yīng)航空航天科技的特殊需要發(fā)展起來(lái)。1974年,Boeing747率先使用非金屬的蜂窩復(fù)合板作為飛機(jī)地板。蜂窩復(fù)合材料已在飛機(jī)、火箭及太空飛船等航天器上得到廣泛使用。
蜂窩復(fù)合板材(由很薄的人造板、紙板與再生紙蜂窩芯粘結(jié)制成)作為裝飾材料大量使用。蜂窩紙板作為一種結(jié)構(gòu)優(yōu)良、價(jià)廉物美的新型“綠色包裝材料”,廣泛用于替代木制包裝材料和泡沫塑料緩沖材料,蜂窩芯材僅占實(shí)心材料重量的1~5%左右,例如使用1噸的紙蜂窩復(fù)合材料,可以替代使用30~50立方米的木材。5.3.2蜂窩結(jié)構(gòu)材料起源于仿生學(xué),應(yīng)航空航天科技的特殊需50蜂窩結(jié)構(gòu)材料示例蜂窩的強(qiáng)度由選用的原材料和蜂窩幾何形狀決定,根據(jù)平面投影幾何形狀,蜂窩夾芯材料可分為六邊形、菱形、矩形、正弦曲線(xiàn)形和有加強(qiáng)帶六邊形等。在這些蜂窩夾芯材料中,以加強(qiáng)帶六邊形強(qiáng)度最高,正方形蜂窩次之。由于正六邊形蜂窩制造簡(jiǎn)單,用料省,強(qiáng)度也較高,故應(yīng)用最廣。蜂窩結(jié)構(gòu)材料示例蜂窩的強(qiáng)度由選用的原材料和蜂窩幾何形狀決定,51紙蜂窩夾層板材和蜂窩紙板紙蜂窩夾層板材和蜂窩紙板52高性能芳綸紙(Nomex)蜂窩
采用聚間苯二甲胺纖維制成的仿生型蜂窩芯材,具有突出的比剛度(約為鋼的9倍);優(yōu)良的耐腐蝕性、自熄性、耐環(huán)境性和絕緣性;獨(dú)特的回彈性,可吸收振動(dòng)能量;良好的透電磁波性和高溫穩(wěn)定性;優(yōu)異的工藝性和修復(fù)性。它與復(fù)合材料蒙皮制成的夾層結(jié)構(gòu)在保持剛性的前提下,大大降低了結(jié)構(gòu)的重量,是目前國(guó)內(nèi)外飛機(jī)及雷達(dá)罩夾層結(jié)構(gòu)使用最多的夾芯材料。高性能芳綸紙(Nomex)蜂窩采用聚間苯二甲53蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
蜂窩夾芯制造
生產(chǎn)玻璃布夾芯材料時(shí),主要采用膠接拉伸法。其工藝過(guò)程是先在制造蜂窩芯材的玻璃布上涂膠條,然后重疊粘接成蜂窩疊塊,固化后按需要蜂窩高度切成蜂窩條,經(jīng)拉伸預(yù)成型,最后浸膠,固化定型成蜂窩芯材。涂膠條、重疊粘結(jié)固化切割拉伸蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)蜂窩夾芯制造涂膠條、重疊粘結(jié)固化切割54蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造(濕法和干法)
干法成型
先將蜂窩夾芯和面板作好,再將它們粘接成夾層結(jié)構(gòu)。為保證芯材和面板牢固粘接,在面板上鋪一層薄氈(浸過(guò)膠),鋪上蜂窩,加熱加壓,使之固化成一體。該法制造的夾層結(jié)構(gòu),蜂芯和面板的粘接強(qiáng)度可提高到3MPa以上。干法成型的產(chǎn)品表面光滑、平整,生產(chǎn)過(guò)程中每道工序都能及時(shí)檢查,產(chǎn)品質(zhì)量容易保證,但生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
濕法成型
將處于未固化狀態(tài)的面板和蜂窩夾芯,在模具上一次膠接成型。生產(chǎn)時(shí),先在模具上制好上、下面板,然后將蜂窩條浸膠拉開(kāi),放到上、下面板之間,加壓、固化,脫模后修整成產(chǎn)品。濕法成型的產(chǎn)品蜂窩和面板間粘接強(qiáng)度高,生產(chǎn)周期短,最適合于球面、殼體等異形結(jié)構(gòu)生產(chǎn),但產(chǎn)品表面質(zhì)量差,生產(chǎn)過(guò)程較難控制。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造(濕法和干法)555.3.3泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)原材料
面板材料主要是用玻璃布和樹(shù)脂制成的薄板。
粘接劑面板和夾芯材料的粘接劑取決于泡沫塑料種類(lèi)。
泡沫夾芯材料的優(yōu)勢(shì)
防寒、絕熱,隔音性好,質(zhì)量輕,與蒙面粘接面大,能均勻傳遞荷載,抗沖擊性能好等。泡沫塑料制造技術(shù)
生產(chǎn)泡沫塑料的發(fā)泡方法較多,有機(jī)械發(fā)泡法、惰性氣體混溶減壓發(fā)泡法、低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)發(fā)泡法、發(fā)泡劑分解放氣發(fā)泡法和原料組分相互反應(yīng)放氣發(fā)泡法等。5.3.3泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)原材料56泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)
預(yù)制粘接法
將蒙皮和泡沫塑料芯材分別制造,然后再將它們粘接成整體。預(yù)制粘結(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是能適用各種泡沫塑料,工藝簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜機(jī)械設(shè)備等。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低,質(zhì)量不易保證。
整體澆注成型法
先預(yù)制好夾層結(jié)構(gòu)的外殼,然后將混合均勻的泡沫料漿澆入殼體內(nèi),經(jīng)過(guò)發(fā)泡成型和固化處理,使泡沫漲滿(mǎn)腔體,并和殼體粘接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
連續(xù)成型法適用于生產(chǎn)泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)板材。
泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制造技術(shù)預(yù)制粘接法57GeneralSyntheticRoutetowardFunctional
HollowSphereswithDouble-ShelledStructuresThepotentialapplicationsofhollowspheres,
inparticularthosewithcomplexcore–shellstructures:controlleddeliverysystems,artificialcells,lightweightfillers,catalysis,andasvesselsforconfinedreactionsthesynthesisofsuchcomplexstructures:layer-by-layertemplatingtechniquewereportaone-stepapproachtothesynthesisofhollowsphereswithadouble-shelledcomplexstructurebyusingcommercialpolymerhollowspheresastemplatesM.Yang,J.Ma,C.Zhang.etal.Angew.Chem.Int.Ed.
2005,44,6727.GeneralSyntheticRoutetoward58One-stepapproachtothesynthesisofhollowsphereswithadouble-shelledcomplexstructureOne-stepapproachtothesynth59
Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspheresa)SEMandTEM(inset)imagesofunsulfonatedpolymerhollow-spheretemplates.b)SEMandTEM(inset)imagesofthesulfonatedS1(0.5h)templates.Morphologiesofrepresentativ60Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspheresc)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS1;theinsetshowsaTEMimageofthecorrespondingdouble-shelledtitaniahollowspheresaftertreatmentwithDMF.d)Cross-sectionalTEMimagesofultramicrotomedtitaniahollowspheresbeforeandafter(inset)treatmentwithDMF.Morphologiesofrepresentative61Morphologiesofrepresentativetemplatesandtitaniahollowspherese)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS2(2h);theinsetshowsacross-sectionalTEMimageofthecompositehollowspheresaftertreatmentwithDMF.f)SEMimageoftitaniacompositehollowspherestemplatedbyS3(4h);theinsetshowsaTEMimageofthecorrespondingtitaniahollowspheresaftertreatmentwithDMF.Morphologiesofrepresentative62InConclusionwehavedemonstratedaone-stepmethodforthesynthesisofdouble-shelledcompositehollowspheresbyusingsulfonatedhollowspheresastemplates.Controlledsulfonationallowsthesynthesisoftemplateswithtunablethicknessofthesulfonatedouterlayer,sulfonatedinnerlayer,andunsulfonatedmiddlelayer.Thesulfonationprocessgiveslayerswithsulfonicacidgroupsthatallowtheformationofawidevarietyoffunctionalcomposites.Thisresearchprovidesanovelandefficientapproachtothesynthesisofvariousdouble-shelledfunctionalspheresformanyimportantapplications.InConclusionwehavedemonstra63
MultiscaleNanopatternsTemplatedfromTwo-DimensionalAssembliesofPhotoresistParticlesPhotolithographypreciselytransfersmultiscalepatterns,thefeaturesizeofthesepatternsisrestrictedbydiffraction-limitedresolutionscales.Colloidallithography(CL)usesself-assembledarraysofcolloidalparticlesassacrificialmasks,andvariousfunctionalmaterialsaredepositedthroughtheinterstitialporesbetweentheparticles.AdirectmethodhasbeensuccessfullydemonstratedbyJiangetal.usingaselfassembledtemplateofsphericalcolloids,whichcontainsphotocrosslinkablemonomersattheinterstices,andasubsequentphotolithographicprocess.Here,wereportanalternativephotolithography-assistedCLwithphotocrosslinkablecolloidalparticles.S.-M.Yang,J.H.Moon,S.G.Jang,J.-M.Lim.Adv.Mater.2005,17,2562.MultiscaleNanopatternsTe64SchematicdiagramofCLusingphotoresistparticlesRIE:reactive-ionetchingSchematicdiagramofCLusing65OpticalmicroscopyandSEMimagesa)Opticalmicroscopeimageofa(gold-coated)patternednanoscaleholearrayfabricatedbycolloidallithographyandsubsequentsilicadeposition.b)SEMimageofthenanopatternedholearrays.c)SEMimageofasingledomainofnanometersizeholearrays.d)MagnifiedSEMimageofasingledomainofananopatternedholearray.Theinsetshowsacross-sectionalviewofthenanopatternedholearray.OpticalmicroscopyandSEMima66InConclusionThepresenttechniqueproducesaspatiallyorganizedmaskwithmultiplelengthscalesforcolloidallithography.Assuch,variousfunctionalmaterialscanbedepositedthroughthesemultiscalecolloidalmasks,fabricatingnanopatternedsubstrates,whichareofpracticalsignificanceinawiderangeofapplicationsfrombiosensorstooptoelectronicdevices.InConclusionThepresentte67第六次作業(yè)什么是分子復(fù)合材料(MolecularComposites)?請(qǐng)介紹其結(jié)構(gòu)特征、性能特點(diǎn)、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)。第六次作業(yè)什么是分子復(fù)合材料(MolecularCompo685聚合物基復(fù)合材料工藝半成品的制備熱塑性塑料粒料熱固性模塑料連續(xù)纖維預(yù)浸料增強(qiáng)熱塑性塑料片材復(fù)合材料成型工藝手糊工藝模壓成型工藝RTM成型工藝噴射成型工藝連續(xù)纏繞成型工藝?yán)瓟D成型工藝擠出成型工藝RRIM工藝模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)制品成型工藝復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)制品成型工藝5聚合物基復(fù)合材料工藝半熱塑性塑料粒料復(fù)手糊工藝模塑粉制品695.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑705.1.1顆粒填充熱塑性塑料粒料的制造方法
工藝流程:原料準(zhǔn)備初混合塑煉造粒粒料原料準(zhǔn)備
包括過(guò)濾、吸磁、干燥、研磨、稱(chēng)量、預(yù)熱等初混合
在聚合物熔融溫度以下、較緩和的剪切力作用,用捏合機(jī)、高速混合機(jī)等設(shè)備將物料按順序加入、混合均勻。塑煉
在高于樹(shù)脂熔融溫度和較大的剪切力作用下,在雙滾筒煉膠機(jī)、密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)等設(shè)備使物料熱熔、剪切混合達(dá)到適當(dāng)?shù)娜彳浂群涂伤苄裕瑫r(shí)除去揮發(fā)物。造粒5.1.1顆粒填充熱塑性塑料粒料的制造方法工藝流程:原715.1.1長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法普遍采用電纜包覆式生產(chǎn)工藝:樹(shù)脂干燥熔融擠出包覆機(jī)頭冷卻牽引成條送絲機(jī)構(gòu)切粒粒料干燥包裝優(yōu)點(diǎn):連續(xù)化生產(chǎn),速度快;粒料質(zhì)量高;勞動(dòng)保護(hù)好。缺點(diǎn):樹(shù)脂包覆不良,粒料硬度不高,僅適宜于螺桿式注射機(jī)成型。5.1.1長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法普遍采用電纜包72雙螺桿排氣式擠出機(jī)混合法1.計(jì)量帶式給料器;2.熱塑性塑料;3.玻璃纖維粗紗;4.排氣;5.條模;6.水??;7.條料切粒機(jī)雙螺桿排氣式擠出機(jī)混合法1.計(jì)量帶式給料器;2.熱塑性塑料;735.1.1短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法
優(yōu)點(diǎn):連續(xù)化生產(chǎn);外觀(guān)尚佳、質(zhì)地致密,成型加工性和表面平滑性好,用柱塞式和螺桿式注射成型機(jī)均可成型;勞動(dòng)保護(hù)好。
缺點(diǎn):
對(duì)設(shè)備及設(shè)備材質(zhì)要求高,噪音大。樹(shù)脂干燥纖維短切初混合擠出+切粒粒料干燥稱(chēng)量包裝
該法是為解決高熔融粘度樹(shù)脂的長(zhǎng)纖維粒料因纖維在樹(shù)脂中分散不好易引起制品性能和外觀(guān)不良而開(kāi)發(fā),其工藝流程如下:5.1.1短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料的制造方法優(yōu)點(diǎn):樹(shù)脂干74“排氣回?cái)D造粒法”雙階排氣式擠出機(jī)1.料斗;2.料筒;3.螺桿;4.節(jié)流閥;5.排氣口;6.真空表;7.機(jī)頭;8.口模;9.柵板;10.真空泵;11.冷凝器“排氣回?cái)D造粒法”雙階排氣式擠出機(jī)1.料斗;2.料筒;3.螺755.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑76模塑粉的制造方法
由微粒添加劑與合成樹(shù)脂復(fù)合而成的粉狀熱固性塑料粉稱(chēng)為模塑粉,它包括壓塑粉和注塑粉。應(yīng)用最廣的是線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂壓塑粉(電木粉)。其制造方法通常有干法和濕法,其中干法輥壓工藝流程如下:原料準(zhǔn)備干混合粉碎熱輥壓并批包裝干混合:按加料順序加料,在球磨機(jī)、Z形捏合機(jī)、圓柱形轉(zhuǎn)筒等設(shè)備上混合。熱輥壓:關(guān)鍵工序,一般在雙輥機(jī)上進(jìn)行,輥壓溫度和時(shí)間是主要工藝控制指標(biāo)。如生產(chǎn)電木粉時(shí),低溫輥的溫度為70-110oC、
高溫輥的溫度為90-130oC。模塑粉的制造方法由微粒添加劑與合成樹(shù)77短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法
根據(jù)纖維和樹(shù)脂的不同,主要方法有預(yù)混法、預(yù)浸法、浸氈法和擠出法。配膠纖維預(yù)處理添加劑準(zhǔn)備浸漬與混合撕松烘干并批++
預(yù)混法工藝流程預(yù)浸法工藝流程粗紗準(zhǔn)備、熱處理樹(shù)脂配膠紗細(xì)浸漬切割烘干存放+
纖維松散、無(wú)定向,流動(dòng)性好,宜做復(fù)雜的小型模壓制品。但纖維強(qiáng)度損失較大,模塑料的質(zhì)量不均勻,勞動(dòng)條件差。
纖維緊密、成束狀,纖維強(qiáng)度損失較小,質(zhì)量均勻,可制造較復(fù)雜的高強(qiáng)度模壓制品,機(jī)械化程度較高,勞動(dòng)強(qiáng)度小。但日產(chǎn)量比預(yù)混法小,只適宜于連續(xù)纖維制品。短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法根據(jù)纖維78短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法浸氈法工藝流程紗線(xiàn)準(zhǔn)備切割蓬松樹(shù)脂配制烘干成品撒氈復(fù)合浸膠
該法與預(yù)浸法工藝大體相同,不同點(diǎn)在于:先將短切纖維均勻鋪灑在玻璃底布上,再用玻璃面布覆蓋,然后使夾層浸膠。擠出法用螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)玻璃纖維模塑料,克服了浸漬法使用大量有機(jī)溶劑的缺點(diǎn),改善了生產(chǎn)條件,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)自動(dòng)化程度高。不足的是纖維被磨損、剪斷的情況較嚴(yán)重。該法適用于生產(chǎn)過(guò)程中不需排放低分子揮發(fā)物的玻璃纖維模塑料。短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料的制造方法浸氈法工藝流程紗線(xiàn)準(zhǔn)備切割蓬79
片狀模塑(壓)料(SMC)片狀模塑料(SMC)
樹(shù)脂糊浸漬纖維或短切纖維氈,兩邊覆蓋PE薄膜而成的片狀模塑料。
應(yīng)用最廣泛的成型材料之一。主要原料:不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、低收縮劑、填料等。SMC視用途和要求又發(fā)展出一系列新品種,如BMC、TMC、HMC等。團(tuán)狀模塑料(BMC)
組成與SMC相似,可用于模壓和擠出成型;纖維含量較低,纖維較短(6~18mm),填料含量大;制品強(qiáng)度比SMC低,適合于壓制小型制品,而SMC適合于大型薄壁制品。片狀模塑(壓)料(SMC)片狀模塑料(SMC80片狀模塑(壓)料(SMC)厚片狀模塑料(TMC)
組成和制作與SMC相似,厚達(dá)50mm。厚度大,玻璃纖維能隨機(jī)分布,改善了樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)性??梢圆捎米⑸浜蛡鬟f成型。高強(qiáng)度模塑料(HMC和XMC)
主要用于制造汽車(chē)部件。HMC中填料少,采用短切玻纖,65%左右,定向分布;具有極好的流動(dòng)性和成型表面,其制品強(qiáng)度約是SMC制品強(qiáng)度的3倍。XMC不含填料,采用定向連續(xù)纖維,含量達(dá)70%~80%。片狀模塑(壓)料(SMC)厚片狀模塑料(TMC)81片狀模塑料(SMC)的特點(diǎn)重現(xiàn)性好,不受操作者和外界條件的影響;操作處理方便,操作環(huán)境清潔、衛(wèi)生,改善了勞動(dòng)條件;流動(dòng)性好,可成型為異形制品;模壓工藝對(duì)溫度和壓力要求不高,可變范圍大,可大幅度降低設(shè)備和模具費(fèi)用;纖維長(zhǎng)度40~50mm,質(zhì)量均勻性好,適宜于壓制截面變化不大的大型薄壁制品;制品表面光潔度高,添加低收縮劑后,表面質(zhì)量更為理想;生產(chǎn)效率高,成型周期短,易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化操作,生產(chǎn)成本相對(duì)較低。片狀模塑料(SMC)的特點(diǎn)重現(xiàn)性好,不受操作者和外界條件的影82SMC制造的工藝流程
SMC生產(chǎn)主要包括樹(shù)脂糊制備、上糊操作、纖維切割沉降及浸漬、樹(shù)脂稠化等過(guò)程,其工藝流程圖如下:樹(shù)脂固化劑填料低收縮添加劑稠化包裝沉降浸漬收卷紗線(xiàn)切割樹(shù)脂糊制備薄膜其它增稠劑SMC成型機(jī)SMC制造的工藝流程SMC生產(chǎn)主要包括樹(shù)脂糊制備、上83片狀模塑料(SMC)的制造工藝樹(shù)脂糊的制備及上糊操作
間歇法:①將不飽和聚酯和苯乙烯倒入配料釜中,攪拌均勻;②加入引發(fā)劑,混勻;③加入增稠劑和脫模劑;④低速攪拌下加入填料和低收縮添加劑;⑤在各組分分散完后,停止攪拌,靜置待用。連續(xù)法:將SMC配方中的樹(shù)脂糊分為兩分,即增稠劑、脫模劑、部分填料和苯乙烯為一份,其余組分為另一份,分別計(jì)量,混勻后送入SMC機(jī)組上的相應(yīng)貯料容器內(nèi),由管路計(jì)量泵進(jìn)入靜態(tài)混合器,混勻后輸送到SMC機(jī)組的上糊區(qū),再涂布到聚乙烯薄膜上。片狀模塑料(SMC)的制造工藝樹(shù)脂糊的制備及上糊操作84片狀模塑料(SMC)的制造工藝浸漬和壓實(shí)
已涂布樹(shù)脂糊的下承載薄膜在機(jī)組牽引下進(jìn)入短切玻璃纖維沉降室,短切玻璃纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上,達(dá)到要求的沉降量后,隨傳動(dòng)裝置離開(kāi)沉降室,并和涂布有樹(shù)脂糊的上承載薄膜相疊合,然后經(jīng)過(guò)輥陣中,在張力和輥的作用下,下、上承載薄膜將樹(shù)脂糊和短切玻璃纖維緊緊壓在一起,經(jīng)過(guò)多次反復(fù),使短切玻璃纖維浸漬樹(shù)脂并趕走其中的氣泡,形成密實(shí)而均勻的連續(xù)SMC片料。片狀模塑料(SMC)的制造工藝浸漬和壓實(shí)85SMC成型設(shè)備玻璃纖維氈制片機(jī)帶式制片機(jī)組輥式制片機(jī)組鼓輪式制片機(jī)1234567891011低部PE薄膜頂部PE薄膜樹(shù)脂糊樹(shù)脂糊割刀割刀粗紗切割器粗紗壓緊輥中空鋼鼓輪SMC成品SMC成型設(shè)備玻璃纖維氈制片機(jī)1234567891011低部86SMC的典型配方類(lèi)型配方一般型耐腐蝕型低收縮型配比樹(shù)脂鄰苯二甲酸型100間苯二甲酸型100鄰苯二甲酸型10065~75%引發(fā)劑PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1PhCO3Bu-t1低收縮劑熱塑性聚合物0-10-熱塑性聚合物25-40填料CaCO3
70-120BaSO460-80CaCO3120-180內(nèi)脫膜劑硬脂酸鉛1-2硬脂酸鉛1-2硬脂酸鉛1-2增稠劑MgO或Ca(OH)2
1-2MgO或Ca(OH)2
0.5-2MgO或Ca(OH)2
1-2顏料2-5--阻聚劑少量少量少量玻璃纖維
25~35%SMC的典型配方類(lèi)型一般型875.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑885.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造溶液浸漬法(如圖):
生產(chǎn)工藝:各組分溶解到溶劑+纖維→烘干(除溶劑)→按需切割熱熔浸漬法和膠膜輾壓法
熔融法:
熔融樹(shù)脂(加隔離紙)→涂于纖維上→纖維另一面附一層隔離紙→壓實(shí)輥→收卷。
膠膜法:與熔融法類(lèi)似,差別在于樹(shù)脂是形成膠膜,而非熔融流出。粉末法制備預(yù)浸料粉末靜電法:在連續(xù)纖維表面沉積帶電樹(shù)脂粉末,用輻射加熱方法使聚合物粉末永久的粘附在纖維上。
粉末懸浮法:
①水懸法:水中懸浮的樹(shù)脂顆粒粘附到連續(xù)運(yùn)動(dòng)的纖維上;
②氣懸?。杭?xì)度為10~20μm聚合物顆粒在硫化床中懸浮。5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造溶液浸漬法(如圖):
89連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造連續(xù)纖維預(yù)浸料的制造905.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料5.1.2熱固性模塑料5.1.3連續(xù)纖維預(yù)浸料5.1.4增強(qiáng)熱塑性塑料片材模塑粉短纖維增強(qiáng)熱固性模塑料片狀模塑料(SMC)5.1復(fù)合材料半成品制造工藝5.1.1熱塑性塑料粒料模塑91增強(qiáng)熱塑性塑料片材(RTPS)
與熱固性復(fù)合材料相比,熱塑性復(fù)合材料以其良好韌性、快速成型和可回收利用的優(yōu)勢(shì)倍受重視。將增強(qiáng)材料和熱塑性樹(shù)脂預(yù)先制成半成品板材,再將它剪裁成坯料,模壓或沖壓成各種制品。這種半成品稱(chēng)為增強(qiáng)熱塑性塑料片材(ReinforcedThermoplasticsSheet,RTPS)。最常見(jiàn)的是玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性塑料(GlassMatReinforcedThermoplastics),即GMT,約占RTPS的90%。增強(qiáng)熱塑性塑料片材(RTPS)與熱固性復(fù)合材料相比92GMT及其特點(diǎn)
GMT概念
利用連續(xù)或短切玻璃纖維針刺氈和熱塑性樹(shù)脂(如聚丙烯)復(fù)合而成的一種高強(qiáng)、質(zhì)輕增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料??苫厥绽?,節(jié)能、環(huán)保。
GMT特點(diǎn)與金屬板材比,質(zhì)輕、耐腐蝕、隔熱、隔音、絕緣性好。與SMC比,儲(chǔ)存期長(zhǎng)、成型周期短、回收利用、無(wú)污染、沖擊韌性高。與短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料比,GMT強(qiáng)度高,剛性好,抗蠕變性能好,使用壽命長(zhǎng),制品尺寸穩(wěn)定性好。GMT及其特點(diǎn)GMT概念93RTPS的制造方法懸浮沉積工藝
將玻璃纖維、熱塑性樹(shù)脂粉末、懸浮助劑和水一起攪拌形成均勻懸浮液,通過(guò)流漿箱、成形網(wǎng),濾出水后形成濕片,再經(jīng)干燥、粘結(jié)、壓軋成為增強(qiáng)熱塑片材。流態(tài)化床法
先將粉末樹(shù)脂放入孔床中,再通入空氣使粉末樹(shù)脂流態(tài)化。然后使分散的纖維從容器中通過(guò),于是玻纖周?chē)街勰?shù)脂。附著樹(shù)脂的玻纖通過(guò)切斷器被切成定長(zhǎng),降落在輸送網(wǎng)帶上,通過(guò)熱軋區(qū)和冷卻區(qū)后制成增強(qiáng)熱塑性片材。熔融浸漬工藝靜電吸附法RTPS的制造方法懸浮沉積工藝94熔融浸漬工藝制造GMT簡(jiǎn)圖PPPPPP熱固結(jié)玻纖氈玻纖氈熔融浸漬工藝制造GMT簡(jiǎn)圖PPPPPP熱固結(jié)玻纖氈玻纖氈95靜電吸附法制造RTPS簡(jiǎn)圖熱軋區(qū)冷卻區(qū)吸附玻纖薄膜卷材熱塑性樹(shù)脂薄膜1.靜電磨擦輥;2.玻璃纖維;3.靜電發(fā)生器1112223靜電吸附法制造RTPS簡(jiǎn)圖熱軋區(qū)冷卻區(qū)吸附玻纖薄膜卷材熱塑性96GMT產(chǎn)品及應(yīng)用
南京原絲無(wú)紡氈復(fù)合片材有限公司()GMT產(chǎn)品及應(yīng)用南京原絲無(wú)紡氈復(fù)合片材有限公司(http975.2復(fù)合材料制品成型工藝5.2.1手糊工藝5.2.2模壓成型工藝5.2.3RTM成型工藝5.2.4噴射成型工藝5.2.5連續(xù)纏繞成型工藝5.2.6拉擠成型工藝5.2.7擠出成型工藝5.2.8RRIM成型工藝5.2復(fù)合材料制品成型工藝5.2.1手糊工藝98手糊成型工藝—流程制品固化檢驗(yàn)增強(qiáng)材料準(zhǔn)備手糊成型脫膜模具準(zhǔn)備后處理樹(shù)脂膠液配制涂脫膜劑手糊成型工藝—流程制品固化檢驗(yàn)增強(qiáng)材手糊成型脫膜模具99手糊成型工藝—生產(chǎn)準(zhǔn)備
場(chǎng)地
要求清潔、干燥、通風(fēng)良好,空氣溫度保持在15~35℃之間,后加工整修段,要有抽風(fēng)除塵和噴水裝置。模具準(zhǔn)備
清理、組裝、涂脫模劑等。樹(shù)脂膠液配制防止膠液中混入氣泡;配膠量不能過(guò)多,每次配量要保證在樹(shù)脂凝膠前用完。增強(qiáng)材料準(zhǔn)備
按設(shè)計(jì)要求選擇增強(qiáng)材料的種類(lèi)和規(guī)格。手糊成型工藝—生產(chǎn)準(zhǔn)備場(chǎng)地100手糊成型工藝—糊制與固化鋪層糊制
①干法鋪層:先將預(yù)浸料裁剪成坯料,加熱軟化,一層一層緊貼在模具上,排除層間氣泡。此法多用于熱壓罐和袋壓成型。②濕法鋪層:直接在模具上將增強(qiáng)材料浸膠,一層一層緊貼在模具上,消除氣泡。一般手糊工藝多用此法鋪層。手糊工具
有羊毛輥、豬鬃輥、螺旋輥及電鋸、電鉆、打磨拋光機(jī)等。固化(硬化和熟化)
硬化:從凝膠到硬化一般要24h,固化度達(dá)50%~70%,可以脫模。熟化:室溫下固化1~2周才能使制品具有力學(xué)強(qiáng)度,固化度達(dá)85%以上。加熱可促進(jìn)熟化過(guò)程,聚酯玻璃鋼,80℃加熱3h。手糊成型工藝—糊制與固化鋪層糊制101手糊成型工藝—脫模和修整脫模
①頂出脫模在模具上預(yù)埋頂出裝置,脫模時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿,將制品頂出。②壓力脫模模具上留有壓縮空氣或水入口,脫模時(shí)將壓縮空氣或水(0.2MPa)壓入模具和制品之間,同時(shí)用木錘和橡膠錘敲打,使制品和模具分離。③大型制品脫模借助千斤頂、吊車(chē)和硬木楔等工具。④復(fù)雜制品脫模
在模具上糊制二三層玻璃鋼,待其固化后從模具上剝離,然后再放在模具上繼續(xù)糊制到設(shè)計(jì)厚度,固化后很容易脫下來(lái)。修整①尺寸修整成型后的制品,按設(shè)計(jì)尺寸切去多余部分;②缺陷修補(bǔ)包括穿孔修補(bǔ),氣泡、裂縫修補(bǔ),破孔補(bǔ)強(qiáng)等。手糊成型工藝—脫模和修整脫模102手糊成型工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、設(shè)備折舊費(fèi)低。工藝簡(jiǎn)便。易于滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,可在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ)增強(qiáng)材料。制品樹(shù)脂含量較高,耐腐蝕性好。缺點(diǎn)生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,勞動(dòng)衛(wèi)生條件差。產(chǎn)品質(zhì)量不易控制,性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。手糊成型工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1035.2.2模壓成型工藝流程模具預(yù)熱稱(chēng)模壓料預(yù)熱和預(yù)成型涂脫膜劑裝膜壓制脫膜輔助加工后處理檢驗(yàn)成品壓制前準(zhǔn)備壓制溫度和壓力是壓制階段的關(guān)鍵控制參數(shù),視制品厚度、物料稠度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等因素,SMC模塑料的成型溫度在120~170oC,壓力1.5~21.0MPa。5.2.2模壓成型工藝流程模具預(yù)熱稱(chēng)模壓料預(yù)熱和涂脫膜劑裝104模壓成型工藝特點(diǎn)將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi),經(jīng)加熱、加壓固化成型。主要優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高,便于實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn);產(chǎn)品尺寸精度高,重復(fù)性好;表面光潔,無(wú)需二次修飾;能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品;批量生產(chǎn),價(jià)格相對(duì)低廉。不足之處:模具制造復(fù)雜,投資較大,適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。隨著金屬加工技術(shù)、壓機(jī)制造水平及合成樹(shù)脂工藝性能的不斷改進(jìn),壓機(jī)噸位和臺(tái)面尺寸不斷增大,模壓料的成型溫度和壓力也相對(duì)降低,使模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展,目前已能生產(chǎn)大型汽車(chē)部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。模壓成型工藝特點(diǎn)將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi),經(jīng)加1055.2.3
RTM成型工藝
樹(shù)脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)稱(chēng)RTM(ResinTransferMolding),是手糊成型工藝改進(jìn)的一種閉模成型技術(shù)。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)
制造兩面光潔制品;成型效率高,適合生產(chǎn)中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品;RTM為閉模操作,不污染環(huán)境,不損害工人健康;增強(qiáng)材料任意方向鋪放,容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況鋪放增強(qiáng)材料;原材料及能耗少;建廠(chǎng)投資少,上馬快。RTM技術(shù)適用范圍
廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域:汽車(chē)殼體及部件、螺旋漿、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片(8.5m長(zhǎng))、天線(xiàn)罩、機(jī)器罩、游泳池板、電話(huà)亭、電線(xiàn)桿、小型游艇等。5.2.3RTM成型工藝樹(shù)脂傳遞模塑成型簡(jiǎn)稱(chēng)RTM(1065.2.4噴射成型工藝將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的樹(shù)酯分別從噴槍外圍噴出,同時(shí)將切斷的玻纖粗紗,由噴槍中心噴出,使其與樹(shù)脂均勻混合,沉積到模具上,當(dāng)沉積到一定厚度時(shí),用輥輪壓實(shí),使纖維浸透樹(shù)脂,排除氣泡,固化成型。
優(yōu)點(diǎn)用玻纖粗紗代替織物,可降低材料成本;生產(chǎn)效率比手糊的高2~4倍;整體性好、無(wú)接縫,層間剪切強(qiáng)度高,樹(shù)脂含量高,耐腐蝕、滲漏;產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。
缺點(diǎn)樹(shù)脂含量高,制品強(qiáng)度低;產(chǎn)品只能做到單面光滑;污染環(huán)境,有害工人健康。5.2.4噴射成型工藝將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的樹(shù)酯分別從噴槍1075.2.5連續(xù)纏繞成型工藝
纏繞成型工藝是將浸過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維(或布帶、預(yù)浸紗)按照一定規(guī)律纏繞到芯模上,然后經(jīng)固化、脫模,獲得制品。分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。干法纏繞
干法纏繞是采用經(jīng)過(guò)預(yù)浸膠處理的預(yù)浸紗或帶,在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。預(yù)浸紗、帶專(zhuān)業(yè)生產(chǎn),嚴(yán)格控制樹(shù)脂含量(2%以?xún)?nèi))、預(yù)浸紗質(zhì)量;能夠準(zhǔn)確地控制產(chǎn)品質(zhì)量;生產(chǎn)效率高,纏繞速度可達(dá)100~200m/min;纏繞機(jī)清潔,勞動(dòng)衛(wèi)生條件好。纏繞設(shè)備貴,需要增加預(yù)浸紗制造設(shè)備,投資較大;制品的層間剪切強(qiáng)度較低。5.2.5連續(xù)纏繞成型工藝?yán)p繞成型工藝是將浸過(guò)樹(shù)脂膠108連續(xù)纏繞成型工藝
濕法纏繞
將纖維集束(紗式帶)浸膠后,在張力控制下直接纏繞到芯模上。成本比干法纏繞低40%;產(chǎn)品氣密性好,因纏繞張力使多余樹(shù)脂膠液將氣泡擠出,填滿(mǎn)空隙;纖維排列平行度好;纖維上的樹(shù)脂膠液,可減少纖維磨損;生產(chǎn)效率高(達(dá)200m/min)。樹(shù)脂浪費(fèi)大,操作環(huán)境差;含膠量及成品質(zhì)量不易控制,可供濕法纏繞的樹(shù)脂品種較少。半干法纏繞
半干法纏繞是纖維浸膠后,在纏繞至芯模的途中,增加一套烘干設(shè)備,將浸膠紗中的溶劑除去。連續(xù)纏繞成型工藝濕法纏繞109連續(xù)纏繞成型工藝流程膠液配制芯膜制造縱、環(huán)向纏繞膠紗紗錠紗團(tuán)浸膠烘干張力控制固化加熱粘流縱、環(huán)向纏繞絡(luò)紗集束
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