❶ 有哪位老兄知道玻璃钢的制作工艺和制作流程,请指点一二,谢谢!
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺
一、前言
相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以来发展很快。尽管产量小(据法国Vetrotex公司统计,2003年全球复合材料达700万吨),但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。
复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成:
增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP)中的树脂(本文谈到的环氧树脂)就是基体。 y
按基体材料不同,复合材料可分为三大类:
树脂复合材料
金属基复合材料
无机非金属基复合材料,如陶瓷基复合材料。
本文讨论环氧树脂基复合材料。
1、为什么采用环氧树脂做基体?
固化收缩率代低,仅1%-3%,而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%;
粘结力强;
有B阶段,有利于生产工艺;
可低压固化,挥发份甚低;
固化后力学性能、耐化学性佳,电绝缘性能良好。
值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳,然耐酸性差;固化后一般较脆,韧性较差。
2、环氧玻璃钢性能(按ASTM)
以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例,将其与钢比较。
表1 GF/EPR与钢的性能比较
玻璃含量 GF/EPR(玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢
相对密度 2.08 7.86 V
拉伸强度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸长率 1.6% 37.0%
弯曲强度 689.5MPa
弯曲模量 34.48GPa
压缩强度 310.3MPa 331.0MPa
悬臂冲击强度 2385J/m
燃烧性(UL-94) V-O
比热容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨胀系数 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
热变形温度 204ºC(1.82MPa)
热导率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介电强度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量
材料名称 密度g/cm3 拉伸强度×104MPa 弹性模量×106MPa 比强度×106cm 比模量×109cm
钢 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
铝 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
钛 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃钢 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纤维/环氧树脂 1.45 14.71 13.73
碳纤维/环氧树脂 1.6 1049 23.54
芳纶纤维/环氧树脂 1.4 13.73 7.85
硼纤维/环氧树脂 2.1 13.53 20.59
硼纤维/铝 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脱模剂
胶衣
一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)
一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
树脂 不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维 玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)优点
1)适合少量生产;
2)可室温成型,设备投资少,模具折旧费低;
3)可制造大型制品和型状复杂产品;
4)树脂和增强材料可自由组合,易进行材料设计;
5)可采用加强筋局部增强,可嵌入金属件;
6)可用胶衣层获得具有自由色彩和光泽的表面(如开模成型则一面不平滑);
7)玻纤含量较喷射成型高。
无捻粗纱布 50%左右
织物 35%-45%
短切原丝毡 30%-40%
(4)缺点
1)属于劳动密集型生产,产品质量由工人训练程度决定; ;
2)玻纤含量不可能太高;树脂需要粘度较低才易手工操作,溶剂/苯乙烯量高,力学与热性能受限制;
3)手糊用树脂分子量低;通常可能较分子量高的树脂有害于人的健康和安全。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM)
(1)概要
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。 为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材料 制作。若采用加热工艺。宜用钢模。
(2)原材料
树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国 Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)优点
1)制品纤维含量可较高,未被树脂浸得部分非常少;
2)闭模成型,生产环境好;
3)劳动强度低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低;
4)制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高;
5)成型周期较短;
6)产品可大型化;
7)强度可按设计要求具有方向性;
8)可与芯村、嵌件一体成型;
9)相对注射设备与模具成本较低。
(4)缺点
1)不易制作较小产品;
2)因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和复杂,价位也高一些;
3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
(5)典型产品
小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
3、纤维缠绕(FW)
(1)概要
通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。粗纱排列在纱架上。粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料
树脂:任意。环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。无捻粗纱、缝编和无纺织物。生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(3)优点
1)因为纤维迳直以合理的线形铺设,承担负荷,故复合材料制品的结构特性可非常高;
2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品;
3)可制造两端封闭的制品;
4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低;
5)可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制树脂含量;
6)可大理生产和自动化;
7)机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
(4)缺点
1)制品形状限于圆柱形或其它回转体;
2)纤维不易沿制品长度方向精确排列;
3)对于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不尽人意;
5)对于承受压力的制品,如选择树脂不合适或无内衬,就易发生渗漏。
(5)典型产品 '
管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反应注射成型)
(1)概要
将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa)混合后,即在低压(0.5-1.5MPa)下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯 。为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。用此法可得到高力学性能的制品。这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Molding-结构反应注射成型)。
(2)原材料
树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;
纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;
芯材:不用。
(3)优点
1)制造成本比热塑性塑料注射工艺低;
2)可制造大尺寸、开头复杂的产品;
3)固化快,适于快速生产。
(4)缺点
采用磨碎玻璃纤维增强原料费用高,荐用矿物复合材料取代之。
(5)主要产品
汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件。
5、拉挤成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纤维无捻粗纱(使用前预先放置在纱架上),它提供纵向(沿生产线方向)增强。
其它类型的增强有连续原丝毡、织物等,它们补充横向增强,表面毡则用于提高成品表面质量。树脂中可加入填料,改进型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉挤成型的程序是
1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂;
2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;
3)将型材按要求长度切断。 现在已有变截面的、长度方向呈弧型的拉挤制品成型技术。 拉挤成型将增强材料浸渍树脂有两种方式:
胶槽浸渍法:通常采用此法,即将增强材料通过树脂槽浸胶,然后进入模具。此法设备便宜作业性好,适于不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂。
注入浸渍法(图6):玻纤增强材料进入模具后,被注入模具内的树脂所浸渍。此法适于凝胶时间短、粘度高、生产附产物的树脂基体,如酚醛、环氧、双马来酰亚胺树脂。
(2)原材料
树脂:常用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂;
纤维:拉挤用玻璃纤维无捻粗纱、连续毡、缝编毡、缝编复合毡、织物、玻纤表面毡、聚酯纤维表面毡等;
芯材:一般不用,现有以PU发泡材料为芯材,外为连续拉挤框型型材,作为保温墙板的。
(3)优点
1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率较高,适于大批量生产,制造长尺寸制品;
2)树脂含量可精确控制;
3)由于纤维呈纵向,且体种比可较高(40%-80%),因而型材轴向结构特性可非常好;
4)主要用无捻粗纱增强,原材料成本低,多种增强材料组合使用,可调节制品力学性能;
5)制品质量稳定,外观平滑。
(4)缺点
1)模具费用较高;
2)一般限于生产恒定横截面的制品。
(5)典型产品
建筑屋顶横梁、椽子、门窗框架型材、墙板、石油开采抽油杆、帐篷竿、梯子、桥梁、工具把、手机微波站罩壳、汽车板簧、传动轴、电缆管、光纤光缆芯、钓鱼竿、隔栅、汽车空调器罩、扩轨罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法与喷射法的延伸。将手糊或喷射好的积层在树脂的A阶段与模具在一 起,在积层上覆以橡胶袋,周边密封,在后用真空泵抽真空,积层从而受到不大于1个气压的压力,而被压实、成型。
(2)原材料
树脂:主要采用环氧树脂、酚醛树脂。不饱和聚酯树脂与乙烯基酯树脂则因真空泵将树脂中的苯乙烯(交联剂)过度抽出,可能会造成问题,故一般不用;
纤维:同手糊法;
芯材:任意。
(3)优点
1)采用普通的湿法铺层技术,通常可获得高纤维含量的制品;
2)可制造大尺寸产品;
3)产品两面光;
4)较湿法铺层浸胶孔隙率低;
5)由于压力,树脂流经结构纤维,纤维得以较好地浸渍树脂;
6)有利于操作人员健康和安全;真空袋减少了固化时逸出的挥发性物质。
(4)缺点
1)额外的工艺过程增加了劳动力和袋材成本;
2)要求操作人员有较高的技术熟练水平;
3)树脂混合和含量控制基本上仍然取决于操作人员的技术;
4)生产效率不高。
(5)典型产品
艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵。
7、树脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
将干强物与树脂片(树脂片系放在一层脱模纸上提供)交替铺放在模具内。铺层被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,将干织物内空气抽出。然后加热,令树脂熔化并流浸已抽出空气的织物,然后经过一事实上时间即固化。
(2)原材料
树脂:一般仅用环氧树脂; ¬
纤维:任意;
芯材:许多种芯材都可以使用,由于工艺过程中温度高,对PVC泡沫需要专门处理,以免泡沫损坏。
(3)优点
1)空隙率低,可精确获得高的纤维含量;
2)铺层清洁,有利于健康和安全(似预浸);
3)可较预浸法成本低,此为主要的优点;
4)由于树脂仅能过织物厚度方向传递,故树脂未浸到白斑区可较SCRIMP(西曼复合材料公司树脂参入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺点
1)目前仅用于宇航工业,还未推广;
2)虽然宇航工业用高压釜系统产非总是需要,但加热室和真空袋系统对于复合材料固化,总是不可少的;
3)模具要求能经受树脂膜片的工艺温度(低温固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能经受工艺温度和压力;
(5)典型产品
飞机雷达罩、舰艇声纳整流罩。
8、预浸料(高压釜)成型
(1)概要
预先在加热、加压或使用溶剂的条件下,将织物和(或)纤维预先用预催化树脂预浸渍。固化剂大多能在环境温度下,让预浸材料贮存几周或几个月,仍能保质使用。当要延长保持期,材料须在冷冻条件下贮存。树脂通常在环境温度下呈临界固态。故触摸预浸材料时有轻微的黏附感,象胶带似的。制作单向预浸渍材料的纤维直接由纱架下来,与树脂结合。预浸渍材料用手或机械铺于模具表面,通过真空袋抽真空,并通常加热到120-180ºC。使树脂重新流动,并最终固化。盛开附加压力通常藉助高压釜(实际上是一座压力加热罐)提供,它能对铺层施加达5个大气压的压力。
(2)原材料
树脂:通常用环氧树脂,不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及高温树脂,如聚酰亚胺、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂等;
纤维:任意。虽然由于在工艺过程中,高温分对芯材有些影响,需要采用某些专门的泡沫芯材。
(3)优点
1)预浸材料制造人员可精确地调整树脂/固化剂水平和树脂在纤维中的含量;可以可靠地得到高纤维含量。
2)材料于操作人员十分安全,无碍健康,操作清洁;
3)单向带纤维成本最低,因为毋须将纤维预先转为织物的二次加工过程;
4)由于制造过程采用可渗透的高粘度树脂,树脂化学性能力学和热性能可以是最适宜的;
5)材料有效时间长(室温下可保质数月),这意味着可优化结构、复合材料易铺层;
6)可能实现自动化和节省劳动力。
(4)缺点
1)对于预浸织物,材料成本高;
2)通常要对高压釜固化复合材料制品,耗费大、作业慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作业温度;
4)芯材需要承受作业温度和压力。
(5)典型产品
飞机结构复合材料(如机翼和尾翼)、卫星与运载火箭结构件(太阳能电池基板、夹层结构板、卫星接口支架、火箭整流罩等)、赛车、运动器材(如网球拍、滑雪板等)。
9、低温 固化预浸料成型
(1)概要
低温固化预浸料完全按通常的预浸料方法制备,但树脂的化学性质使其得以在60-100ºC温度下固化。在60ºC时,材料可操作保持期可小到限于1个星期,但亦可延长到几个月。树脂系统的流动截面适于采用真空袋压力,避免采用高压釜。
(2)材料 |
树脂:一般仅采用环氧树脂;
纤维:任意,同通常的预浸料;
芯材:任意,虽然一般 的PVC泡沫需要特别注意。
(3)优点
1)具有传统预浸料法所具备的(1)-(6)条优点;
2)模具材料较便宜,如木材亦可用,因其固化温度较低故;
3)可容易地制造大型结构。因为仅需真空袋压力;固化温度低,可采用简单的热空气循环加热室(经常就地建造大于制品的加热室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作处理即可;
5)能耗低。
(4)缺点
1)材料成本仍高于预浸织物;
2)需加热室和真空袋系统,以固化制品;
3)模具需能经受高于环境温度的温度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于环境温度固化。
(5)典型产品
高性能风力发电机叶片、赛艇、救生艇、火车用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
图11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意图
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼复合材料公司树脂渗透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具树脂渗透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空辅助树脂传递成型)这三种工艺原理相似。
将织物作为干铺层材料入模内,如同RTM。然后覆以剥离保护层和缝编非结构织物。整个铺层用真空袋覆罩好。袋无渗漏后,让树脂流到积层。树脂很容易流经非结构织物而在整个铺层分布。SCRIMP法在真空袋与铺层之间可置加压模块,利于提高制作表观与结构密实度。
(2)材料
树脂:常和环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯基酯树脂;
纤维:任意种类普通织物。这些工艺方法缝编材料很好用,因其间隙使得树脂快速流动;
芯材:除蜂窝外,各种芯材均可用。
(3)优点
1)同RTM,但制品仅一面光,不似RTM两面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具仅需较低强度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸产品;
4)通常的湿法铺层工具可改进以用于这些成型法;
5)一次作业即可生产芯材结构。
(4)缺点
1)要完成好相对复杂的操作过程;
2)树脂粘度必须非常低,限制了制品的力学性能;
3)铺层未浸到树脂而造成的废品浪费甚大;
4) SCRIMP的一些工艺要素已被专利所限。
(5)典型产品
小艇半成品、列车和卡车车身面板。
❷ 玻璃钢的制作工艺是怎样的
模具修整-涂脱模剂-涂胶衣树脂-裁切玻璃织物-配胶-糊制-室温固化-按切割线去毛-封边-熟化-喷漆。
❸ 玻璃钢怎么制做
玻璃钢的制作基本上分两大类,即湿法接触型和干法加压成型。如按工艺特点来分,有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法。
我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的,其他有模压法、缠绕法、层压法等。日本的手糊法仍占50%。从世界各国来看,手糊法仍占相当比重,说明它仍有生命力。手糊法的特点是用湿态树脂成型,设备简单,费用少,一次能糊10m以上的整体产品。
(3)玻璃钢工艺自动化扩展阅读:
玻璃钢的应用有:
一、玻璃钢雕塑石膏模
石膏模特点是耐热、价廉、导热系数小、复印性好。一般用于制作母模。制造方便,适于大型制品。但是不耐用,怕冲击,干燥慢。多用于单一产品以及线型复杂的产品,如浮雕等。所用的石膏多为半水石膏即熟石膏。与水泥模一样,可用砖头、木材做骨架基础,再覆以石膏层造型。
二、玻璃钢雕塑橡胶模
橡胶模一般用硅橡胶、聚氨酯树脂制作,用于制作造型复杂的浮雕、圆雕及各种造型,并不单独使用,须与石膏套模等其他材料组成,通常用于模具中因线型倒入或重叠而不能直接脱模的某一部位,因它有一定软性。
三、玻璃钢雕塑石蜡膜
石蜡膜用于数量不多或者线型复杂、不易脱模的产品。比如,要制造一个整体式弯管,包括90°弯管,可用两个弯头哈夫作母模,在内90°腔注满石蜡后,脱去哈夫母模后,将石蜡模芯稍加修整,然后在外壁包覆玻璃钢,固化后加热,使石蜡熔化流出,即可得到一个整体的玻璃钢产品。
参考资料来源:网络—玻璃钢
❹ 玻璃钢制品的工艺有哪些
拉挤,模压,喷射,真空
❺ 玻璃钢型材制作工艺流程是怎样的
江苏林森解析:脱模后的玻璃钢型材,要经过后续加工:切割,车削,打磨,烘干,粘管子,固化,检测,表面涂装,包装,入库。
切割机前的毛管堆场:切割机前的毛管堆场应堆放一个台班卷制的管子,堆场间距一般为3—3.5m。宽度由管子长度或设备长度决定。
烘干:玻璃钢型材经过切削打磨之后,在粘结管接头之前,管子需要进行烘干处理,除去切割面上的水分,以利于粘结。在80度下烘干25~30min,基本达到烘干目的。切削的加工速度约为1.2min/根。
玻璃钢圆管接头的处理:玻璃钢圆管通常在管端粘上钢制管头来连接玻璃钢圆管。玻璃钢圆管需进行处理方可牢固粘接。
❻ 玻璃钢具体制作流程
玻璃钢制作步骤流程::
1.施工前的准备:
⑴纤维增强材料的准备: 手糊成型用的布或毡,要预先经过表面处理,尽可能选用经过前处理的纤维增强材料,不论何种纤维及制品,使用前一定要保持干燥,不沾油污。增强材料的剪裁设计很重要,一般应集中剪裁,以便提高效率和节约用布。
2.树脂胶液的制备:
树脂胶液的工艺指标包括:粘度、凝胶时间及固化程度三个指标。
①树脂粘度: 树脂粘度又称流动性,是手糊成型中的一个重要指标,粘度过高会造成涂胶困难,不易使增强材料浸透;粘度过低又会出现流胶现象,影响质量。
②凝胶时间: 树脂胶液配制好后,到开始发热、发粘和失去流动性的时间称凝胶时间。一般希望胶液在糊制完成后停一段时间再凝胶。如果凝胶时间过短,施工中会因胶液发粘浸不透纤维而影响质量。反之,长期不凝胶,会引起树脂胶液流失和交联剂挥发,使固化不完全,强度降低。
③固化程度:完全固化是保证产品质量的重要条件。从工艺角度考虑,固化程度分脱模温度和使用强度。前者是保证制品具有脱模强度,使制品从模具上无损坏取下来,后者则要求产品达到使用强度。
一般采用调整配方来控制生产过程中的固化度。对于手糊制品,希望能控制在24小时脱模,时间再长,会影响生产效率。在室温低于15℃时,应适当采取加热或保温措施。
3.胶衣糊准备:
胶衣糊是用来制作表面胶衣层的,其作用是提高制品的耐侯性、耐水性和耐化学侵蚀性,延长使用寿命。
因胶衣树脂有触变性,使用时要充分搅拌;涂层厚度应控制在0.25~0.4毫米左右;当胶衣层开始凝胶时,立即糊制玻璃钢,待完全固化后脱模;使用胶衣树脂层时,应防止胶衣层和玻璃钢之间有污染或渗进小气泡。
4.手糊成型工具的准备:
手糊成型工具最常用的有剪刀、毛刷、刮刀、刮板、圆磨机、抛光机、电钻等。
5.成型工艺路线制定:
正确的选择工艺路线,是按质完成任务的保证。在组织生产前,必需对产品性能、构造特点及施工条件等进行全面了解,并在分析研究的基础上制订切实可行的工艺路线,一般应从以下几方面来考虑:
①根据产品性能要求,合理地选择纤维种类、树脂配方及铺糊方法。
②根据产品形状、尺寸及强度要求,选择模具材料、成型方法。
③根据气候条件,任务情况,选择固化方式。15℃以上常温固化,要经过24小时才能脱模;任务紧迫时,可采用热固化工艺。
④根据含胶量控制的要求,选择成型方式。
⑤根据产品表面要求来确定成型方式。
6.铺糊施工:
铺糊是手糊成型的重要工序,必须精心操作。糊制前,先要检查模具是否漏涂。在有胶衣层时,则要检查胶衣层是否凝胶(要达到软而不粘手)等。检查合格后,在开始铺糊,要先刷胶,然后铺布,注意排出气泡,直到达到设计厚度。在铺第一、二层布时,树脂含量应高些,这样有利于浸透织物和排出气泡。 涂刮时要用力从一端(或从中间向两端)把气泡赶净,使玻璃布之间能紧密贴合,含胶量分布均匀。 糊制有嵌件的制品时,金属嵌件必须经过酸洗、去油,才能保证和制品牢固粘结,为了使金属嵌件的几何位置准确,需要先在模具上定位。
7.固化:
手糊制品常采用室温固化,正常固化过程分为凝胶、固化和熟化三个阶段。制品凝胶、固化到有一定强度时,才可以脱模。如聚酯玻璃钢制品,一般要成型后固化24小时才达到脱模强度。脱模后的制品并不能马上使用,而要在高于15℃的环境中继续固化一周,才能达到使用强度。但是聚酯玻璃钢的强度增长,往往需要一年后才能稳定。 判断玻璃钢的固化程度,除测强度外,尚可用巴柯尔硬度计来检验。一般情况下,当固化到巴柯尔硬度15时,便可脱模。
升高环境温度,固化速度加快,可提高生产效率,加速模具周转。手糊成型的最佳环境温度为25~30℃。对于暴露面积较大的聚酯玻璃钢制品,在树脂凝胶前不宜加热处理,否则会使交联剂挥发,造成永不固化。为了缩短玻璃钢制品的生产周期,也可采用后固化处理工艺。
8.脱模、修整及装配:
当制品固化到一定强度后,便可脱模最好用木制或铝制工具,要防止将模具及制品划伤。大型制品可借助千斤顶或吊车脱模,但要避免用力过猛或重力敲击。 对于某些尺寸较大,形状复杂的制品,可采用预脱模办法。
制品脱模后需及时进行加工,除去毛边和飞刺,修补表面和内部缺陷。
❼ 做玻璃钢可以实现自动化吗
如果产量比较大是可以的,比如自动传送,自动上料,自动下料,自动包装等。 但是产量小的话就要估算一下成本是否划算了。
❽ 玻璃钢的工艺有哪几种
玻璃钢的制作工艺有以下几种:
1、手糊制作方法:手糊成型工艺又称接触成型,是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体,以玻璃纤维及其织物为增强材料,在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合,使二者粘接在一起,制造玻璃钢制品的一种工艺方法。基体树脂通常采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂,增强材料通常采用无碱或中碱玻璃纤维及其织物。在手糊成型工艺中,机械设备使用较少,它适于多品种、小批量制品的生产,而且不受制品种类和形状的限制。
2、喷射成型方法: 一种借助于喷射机器的手工积层的方法。该方法具有效率高、成本低的特点,有逐步取代传统的手糊工艺的趋势。其产品的整体性强,没有搭接缝,且制品的几何尺寸基本上没有受到限制,成型工艺不复杂,材料配方能保持一定的准确性。 其不足之处,在于制品的质量在很大程度上,取决于操作工人的生产技能。另外,喷射所造成的污染,一般均大于其他的工艺方法。
3、纤维缠绕工艺方法: 将浸渍过树脂的连续纤维,按一定的规律缠绕到芯模上,层叠至所需的厚度固化后脱模,即成制品。该方法的特点,是可按产品承受应力情况来设计纤维的缠绕规律,使之充分发挥纤维的抗拉强度,并且容易实现机械化和自动化,产品质量较为稳定,若配用不同的树脂基体和纤维的有机复合,则可获得最佳的技术经济效果。可成功地应用于制作玻璃钢管道、贮罐、气瓶、风机叶片、撑高跳竿、电线竿、羽毛球拍等的制品。
4、模压成型工艺和模塑料成型工艺: 其压制工艺和设备条件基本相同,前者采用浸胶布作为模压料,而后者采用片状、团状、散状的模压料,首先将一定量的模压料置于金属对模中,而后在一定温度和压力下成型制得所需的玻璃钢制品。这种生产成型方法,所制得的产品尺寸精确,表面光洁,可一次成型生产效率较高,且产品质量较为稳定,适合于大批量制作各种小型玻璃钢制品。其不足之处是模具的设计和制造较为复杂,生产初期的投资较高,且制件受设备的限制较为突出。
5、拉挤成型方法:在牵引装置牵引下,使浸渍树脂的纤维增强材料,先在模具中预成型,并经加热使之固化成型,制成玻璃钢型材,最后切割成所需长度的玻璃钢制品。
目前国内主要采用手糊制作方法和纤维缠绕工艺方法,制作生产玻璃钢产品。
❾ 玻璃钢制品的制造工艺
玻璃钢制品一般有以下几种工艺
1、手糊制作方法;2、喷射成型方法;3、纤维缠绕工艺方法;4、模压成型工艺和模塑料成型工艺;5、拉挤成型方法。
,每一种技术均有其自身的特点。生产企业在选择确定采用何种工艺方法时,需根据企业的基本情况及生产产品的情况,如生产产品的批量及其质量要求,以及企业的技术基础和生产资金情况等因素进行综合考虑。
你可以到杭州中环化工设备有限公司网页中常见问题那看看,那边有详细介绍。
❿ 玻璃钢生产工艺与流程
FRP 模具制作工艺是以液态的环氧树脂与有机或
无机材料混合作为基体材料,并以原型为基准,手工逐
层糊制模具的一种制模方法。手糊成型FRP 模具的
具体工艺过程如下:
(1) 分型面的设计
分型面设计是否合理,对工艺操作难易程度、模具
的糊制和制件质量都有很大的影响。一般情况下,根
据原型特征,在确保原型能顺利脱模及模具上、下两部
分安装精度的前提下,分型面的位置及形状应尽可能
简单。因此,要正确合理地选择分型面和浇口的位置,
严禁出现倒拔模斜度,以免无法脱模。沿分型面用光
滑木板固定原型,以便进行上下模的分开糊制。在原
型和分型面上涂刷脱模剂时,一定要涂均匀、周到,须
涂刷2~3 遍,待前一遍涂刷的脱模剂干燥后,方可进
行下一遍涂刷。
(2) 涂刷胶衣层
待脱模剂完全干燥后,将模具专用胶衣用毛刷分
两次涂刷,涂刷要均匀,待第一层初凝后再涂刷第二
层。胶衣为黑色,胶衣层总厚度应控制在016mm 左
右。在这里要注意胶衣不能涂太厚,以防止表面裂纹
和起皱。
(3) 树脂胶液配制
根据常温树脂的粘度,可对其进行适当的预热。
然后以100 份WSP6101 型环氧树脂和8~10 份(质量
比) 丙酮(或环氧丙烷丁基醚) 混合于干净的容器中,搅拌均匀后,再加入20 份~25 份的固化剂(固化剂的加
入量应根据现场温度适当增减) ,迅速搅拌,进行真空
脱泡1min~3min ,以除去树脂胶液中的气泡,即可使
用。
(4) 玻璃纤维逐层糊制
待胶衣初凝,手感软而不粘时,将调配好的环氧树
脂胶液涂刷到胶凝的胶衣上,随即铺一层短切毡,用毛
刷将布层压实,使含胶量均匀,排出气泡。有些情况
下,需要用尖状物,将气泡挑开。第二层短切毡的铺设
必须在第一层树脂胶液凝结后进行。其后可采用一布
一毡的形式进行逐层糊制,每次糊制2~3 层后,要待
树脂固化放热高峰过了之后(即树脂胶液较粘稠时,在
20 ℃一般60min 左右) ,方可进行下一层的糊制,直到
所需厚度。糊制时玻璃纤维布必须铺覆平整,玻璃布
之间的接缝应互相错开,尽量不要在棱角处搭接。要
严格控制每层树脂胶液的用量,要既能充分浸润纤维,
又不能过多。含胶量高,气泡不易排除,而且固化放热
大,收缩率大。含胶量低,容易分层。
第一片模具固化后,切除多余飞边,清理模具及另
一半原型表面上的杂物,即可打脱模剂,制作胶衣层,
放置注射孔与排气孔,进行第二片模具的糊制。待第
二片模具固化后,切除多余的飞边。为保证模具有足
够的强度,避免模具变形。可适当地粘结一些支撑件、
紧固件、定位销等以完善模具结构。
(5) 脱模修整
在常温(20 ℃左右) 下糊制好的模具,一般48h 基
本固化定型,即能脱模。在脱模时,严禁用硬物敲打模
具,尽可能使用压缩空气断续吹气,以使模具和母模逐
渐分离。脱模后视模具的使用要求,可在模具上做些
钻孔等机械加工,尤其是在浇注或注塑时材料不易充
满的死角处,在无预留气孔的情况下,一定要钻些气
孔。然后进行模具后处理,一般用400 # ~1200 # 水砂
纸依次打磨模具表面,使用抛光机对模具进行表面抛
光。所有的工序完成之后模具即可交付使用。
需要注意的几点,一,母模要光滑,第二,脱模剂要均匀,第三,做第一层的时候不能有气泡,第四,要仔细打磨,当然中间还有很多细节的东西,不可能一一列举