❶ 有哪位老兄知道玻璃鋼的製作工藝和製作流程,請指點一二,謝謝!
纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料,復合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以來發展很快。盡管產量小(據法國Vetrotex公司統計,2003年全球復合材料達700萬噸),但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%,以中國(含台灣省)、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料(玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」)逾90萬噸,已居世界第二位(美國2003年為169萬噸,日本不足70萬噸)。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成:
增強材料:在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能,如玻璃鋼中的玻璃纖維,CFRP(碳纖維增強塑料)中的碳纖維素就是增強材料。
基體:構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼(GRP)中的樹脂(本文談到的環氧樹脂)就是基體。 y
按基體材料不同,復合材料可分為三大類:
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料,如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體?
固化收縮率代低,僅1%-3%,而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%;
粘結力強;
有B階段,有利於生產工藝;
可低壓固化,揮發份甚低;
固化後力學性能、耐化學性佳,電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳,然耐酸性差;固化後一般較脆,韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能(按ASTM)
以FW(纖維纏繞)法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例,將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較
玻璃含量 GF/EPR(玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性(UL-94) V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量
材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2
二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 (hand lay up)
(1)概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂(須待膠衣凝結後)
一層纖維增強材料(玻纖、芳綸、碳纖維......),纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布(方格布)等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料,並驅除氣泡,壓實基層。鋪層操作反復多次,直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應,常溫固化。可加熱加速固化。
(2)原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)優點
1)適合少量生產;
2)可室溫成型,設備投資少,模具折舊費低;
3)可製造大型製品和型狀復雜產品;
4)樹脂和增強材料可自由組合,易進行材料設計;
5)可採用加強筋局部增強,可嵌入金屬件;
6)可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面(如開模成型則一面不平滑);
7)玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
(4)缺點
1)屬於勞動密集型生產,產品質量由工人訓練程度決定; ;
2)玻纖含量不可能太高;樹脂需要粘度較低才易手工操作,溶劑/苯乙烯量高,力學與熱性能受限制;
3)手糊用樹脂分子量低;通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
(5)典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型(RTM)
(1)概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間;合模並將模具夾緊;在壓力下注射樹脂;樹脂固化後打開模具,取下產品。
樹脂膠凝過程開始前,必須讓樹脂充滿模腔,壓力促使樹脂快速傳遞到模個內,浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統,樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量(體積比超過50%)的製品,如航空航天用零部件時,壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀(帶粘結劑),再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力,可選擇真空輔助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透,樹脂注口要封閉,以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
(2)原材料
樹脂:一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛;當加溫時,高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維:任意。常用玻纖連續氈、縫編材料(其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞)、無捻粗紗布;玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材(法國Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窩,因蜂窩空格全被樹脂填滿,壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)優點
1)製品纖維含量可較高,未被樹脂浸得部分非常少;
2)閉模成型,生產環境好;
3)勞動強度低,對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低;
4)製品兩面光,可作有表面膠衣的製品,精度也比較高;
5)成型周期較短;
6)產品可大型化;
7)強度可按設計要求具有方向性;
8)可與芯村、嵌件一體成型;
9)相對注射設備與模具成本較低。
(4)缺點
1)不易製作較小產品;
2)因要承壓,故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜,價位也高一些;
3)能有未被浸漬的材料,導致邊角料浪費。
(5)典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞(FW)
(1)概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞,通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴,由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸(模)上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計,並由芯軸(模)轉速與小車往復速度之比,精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模,芯模即包在復合材料產品內,作為內襯。
(2)原材料
樹脂:任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維:任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時,常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材:可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體,一般不用。
(3)優點
1)因為纖維逕直以合理的線形鋪設,承擔負荷,故復合材料製品的結構特性可非常高;
2)由於同內襯層組合,可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品;
3)可製造兩端封閉的製品;
4)鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗,材料費用低;
5)可採用樹脂計量,然浸膠後的纖維通過擠膠或口模,控制樹脂含量;
6)可大理生產和自動化;
7)機械成型,復合材料材質及方向性均勻,質量穩定。
(4)缺點
1)製品形狀限於圓柱形或其它回轉體;
2)纖維不易沿製品長度方向精確排列;
3)對於大型製品,芯模成本高;
4)成品外表不是「模製」的,不盡人意;
5)對於承受壓力的製品,如選擇樹脂不合適或無內襯,就易發生滲漏。
(5)典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶(消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等)、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型)
(1)概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓(0.5MPa)混合後,即在低壓(0.5-1.5MPa)下注射到閉模中反應成型,此即為工藝過程。若組分一為多元醇,一為異氰酸酯,則反應生成聚氨酯 。為增加強度,可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和(或)填料。弈可採用長纖維(如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等)增強,在注射前,將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM(Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型)。
(2)原材料
樹脂:常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系;亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本;
纖維:常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維;
芯材:不用。
(3)優點
1)製造成本比熱塑性塑料注射工藝低;
2)可製造大尺寸、開頭復雜的產品;
3)固化快,適於快速生產。
(4)缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高,薦用礦物復合材料取代之。
(5)主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗(使用前預先放置在紗架上),它提供縱向(沿生產線方向)增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等,它們補充橫向增強,表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料,改進型材料性能(如阻燃),並降低成本。
拉擠成型的程序是
1)使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂;
2)玻璃纖維預成型後進入加熱模具內,進一步浸漬(擠膠)、基本樹脂固化、復合材料定型;
3)將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式:
膠槽浸漬法:通常採用此法,即將增強材料通過樹脂槽浸膠,然後進入模具。此法設備便宜作業性好,適於不飽和聚酯樹脂,乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法(圖6):玻纖增強材料進入模具後,被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體,如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
(2)原材料
樹脂:常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂;
纖維:拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等;
芯材:一般不用,現有以PU發泡材料為芯材,外為連續拉擠框型型材,作為保溫牆板的。
(3)優點
1)典型拉擠速度0.5-2m/min,效率較高,適於大批量生產,製造長尺寸製品;
2)樹脂含量可精確控制;
3)由於纖維呈縱向,且體種比可較高(40%-80%),因而型材軸向結構特性可非常好;
4)主要用無捻粗紗增強,原材料成本低,多種增強材料組合使用,可調節製品力學性能;
5)製品質量穩定,外觀平滑。
(4)缺點
1)模具費用較高;
2)一般限於生產恆定橫截面的製品。
(5)典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型(Vacuum bag process)
(1)概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起,在積層上覆以橡膠袋,周邊密封,在後用真空泵抽真空,積層從而受到不大於1個氣壓的壓力,而被壓實、成型。
(2)原材料
樹脂:主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯(交聯劑)過度抽出,可能會造成問題,故一般不用;
纖維:同手糊法;
芯材:任意。
(3)優點
1)採用普通的濕法鋪層技術,通常可獲得高纖維含量的製品;
2)可製造大尺寸產品;
3)產品兩面光;
4)較濕法鋪層浸膠孔隙率低;
5)由於壓力,樹脂流經結構纖維,纖維得以較好地浸漬樹脂;
6)有利於操作人員健康和安全;真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
(4)缺點
1)額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本;
2)要求操作人員有較高的技術熟練水平;
3)樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術;
4)生產效率不高。
(5)典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
將干強物與樹脂片(樹脂片系放在一層脫模紙上提供)交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,將干織物內空氣抽出。然後加熱,令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物,然後經過一事實上時間即固化。
(2)原材料
樹脂:一般僅用環氧樹脂; ¬
纖維:任意;
芯材:許多種芯材都可以使用,由於工藝過程中溫度高,對PVC泡沫需要專門處理,以免泡沫損壞。
(3)優點
1)空隙率低,可精確獲得高的纖維含量;
2)鋪層清潔,有利於健康和安全(似預浸);
3)可較預浸法成本低,此為主要的優點;
4)由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞,故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP(西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺點
1)目前僅用於宇航工業,還未推廣;
2)雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要,但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化,總是不可少的;
3)模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度(低溫固化即需60-100ºC);
4)要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力;
(5)典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料(高壓釜)成型
(1)概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下,將織物和(或)纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下,讓預浸材料貯存幾周或幾個月,仍能保質使用。當要延長保持期,材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感,象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來,與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面,通過真空袋抽真空,並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動,並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜(實際上是一座壓力加熱罐)提供,它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
(2)原材料
樹脂:通常用環氧樹脂,不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂,如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等;
纖維:任意。雖然由於在工藝過程中,高溫分對芯材有些影響,需要採用某些專門的泡沫芯材。
(3)優點
1)預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量;可以可靠地得到高纖維含量。
2)材料於操作人員十分安全,無礙健康,操作清潔;
3)單向帶纖維成本最低,因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程;
4)由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂,樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的;
5)材料有效時間長(室溫下可保質數月),這意味著可優化結構、復合材料易鋪層;
6)可能實現自動化和節省勞動力。
(4)缺點
1)對於預浸織物,材料成本高;
2)通常要對高壓釜固化復合材料製品,耗費大、作業慢、製品尺寸受限制;
3)模具需能承受作業溫度;
4)芯材需要承受作業溫度和壓力。
(5)典型產品
飛機結構復合材料(如機翼和尾翼)、衛星與運載火箭結構件(太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等)、賽車、運動器材(如網球拍、滑雪板等)。
9、低溫 固化預浸料成型
(1)概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備,但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時,材料可操作保持期可小到限於1個星期,但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力,避免採用高壓釜。
(2)材料 |
樹脂:一般僅採用環氧樹脂;
纖維:任意,同通常的預浸料;
芯材:任意,雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
(3)優點
1)具有傳統預浸料法所具備的(1)-(6)條優點;
2)模具材料較便宜,如木材亦可用,因其固化溫度較低故;
3)可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力;固化溫度低,可採用簡單的熱空氣循環加熱室(經常就地建造大於製品的加熱室 )
4)可採用普通的PVC泡沫芯材,略作處理即可;
5)能耗低。
(4)缺點
1)材料成本仍高於預浸織物;
2)需加熱室和真空袋系統,以固化製品;
3)模具需能經受高於環境溫度的溫度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高於環境溫度固化。
(5)典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM
圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
(1)概要
SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型)這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內,如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後,讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊,利於提高製作表觀與結構密實度。
(2)材料
樹脂:常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂;
纖維:任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用,因其間隙使得樹脂快速流動;
芯材:除蜂窩外,各種芯材均可用。
(3)優點
1)同RTM,但製品僅一面光,不似RTM兩面光;
2)由於模具一半是真空袋,主模具僅需較低強度,故模具成本甚低;
3)可製造大尺寸產品;
4)通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法;
5)一次作業即可生產芯材結構。
(4)缺點
1)要完成好相對復雜的操作過程;
2)樹脂粘度必須非常低,限制了製品的力學性能;
3)鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大;
4) SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
(5)典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。
❷ 玻璃鋼的製作工藝是怎樣的
模具修整-塗脫模劑-塗膠衣樹脂-裁切玻璃織物-配膠-糊制-室溫固化-按切割線去毛-封邊-熟化-噴漆。
❸ 玻璃鋼怎麼製做
玻璃鋼的製作基本上分兩大類,即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點來分,有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無模手糊法。
我國有90%以上的FRP產品是手糊法生產的,其他有模壓法、纏繞法、層壓法等。日本的手糊法仍佔50%。從世界各國來看,手糊法仍占相當比重,說明它仍有生命力。手糊法的特點是用濕態樹脂成型,設備簡單,費用少,一次能糊10m以上的整體產品。
(3)玻璃鋼工藝自動化擴展閱讀:
玻璃鋼的應用有:
一、玻璃鋼雕塑石膏模
石膏模特點是耐熱、價廉、導熱系數小、復印性好。一般用於製作母模。製造方便,適於大型製品。但是不耐用,怕沖擊,乾燥慢。多用於單一產品以及線型復雜的產品,如浮雕等。所用的石膏多為半水石膏即熟石膏。與水泥模一樣,可用磚頭、木材做骨架基礎,再覆以石膏層造型。
二、玻璃鋼雕塑橡膠模
橡膠模一般用硅橡膠、聚氨酯樹脂製作,用於製作造型復雜的浮雕、圓雕及各種造型,並不單獨使用,須與石膏套模等其他材料組成,通常用於模具中因線型倒入或重疊而不能直接脫模的某一部位,因它有一定軟性。
三、玻璃鋼雕塑石蠟膜
石蠟膜用於數量不多或者線型復雜、不易脫模的產品。比如,要製造一個整體式彎管,包括90°彎管,可用兩個彎頭哈夫作母模,在內90°腔注滿石蠟後,脫去哈夫母模後,將石蠟模芯稍加修整,然後在外壁包覆玻璃鋼,固化後加熱,使石蠟熔化流出,即可得到一個整體的玻璃鋼產品。
參考資料來源:網路—玻璃鋼
❹ 玻璃鋼製品的工藝有哪些
拉擠,模壓,噴射,真空
❺ 玻璃鋼型材製作工藝流程是怎樣的
江蘇林森解析:脫模後的玻璃鋼型材,要經過後續加工:切割,車削,打磨,烘乾,粘管子,固化,檢測,表面塗裝,包裝,入庫。
切割機前的毛管堆場:切割機前的毛管堆場應堆放一個台班卷制的管子,堆場間距一般為3—3.5m。寬度由管子長度或設備長度決定。
烘乾:玻璃鋼型材經過切削打磨之後,在粘結管接頭之前,管子需要進行烘乾處理,除去切割面上的水分,以利於粘結。在80度下烘乾25~30min,基本達到烘乾目的。切削的加工速度約為1.2min/根。
玻璃鋼圓管接頭的處理:玻璃鋼圓管通常在管端粘上鋼制管頭來連接玻璃鋼圓管。玻璃鋼圓管需進行處理方可牢固粘接。
❻ 玻璃鋼具體製作流程
玻璃鋼製作步驟流程::
1.施工前的准備:
⑴纖維增強材料的准備: 手糊成型用的布或氈,要預先經過表面處理,盡可能選用經過前處理的纖維增強材料,不論何種纖維及製品,使用前一定要保持乾燥,不沾油污。增強材料的剪裁設計很重要,一般應集中剪裁,以便提高效率和節約用布。
2.樹脂膠液的制備:
樹脂膠液的工藝指標包括:粘度、凝膠時間及固化程度三個指標。
①樹脂粘度: 樹脂粘度又稱流動性,是手糊成型中的一個重要指標,粘度過高會造成塗膠困難,不易使增強材料浸透;粘度過低又會出現流膠現象,影響質量。
②凝膠時間: 樹脂膠液配製好後,到開始發熱、發粘和失去流動性的時間稱凝膠時間。一般希望膠液在糊制完成後停一段時間再凝膠。如果凝膠時間過短,施工中會因膠液發粘浸不透纖維而影響質量。反之,長期不凝膠,會引起樹脂膠液流失和交聯劑揮發,使固化不完全,強度降低。
③固化程度:完全固化是保證產品質量的重要條件。從工藝角度考慮,固化程度分脫模溫度和使用強度。前者是保證製品具有脫模強度,使製品從模具上無損壞取下來,後者則要求產品達到使用強度。
一般採用調整配方來控制生產過程中的固化度。對於手糊製品,希望能控制在24小時脫模,時間再長,會影響生產效率。在室溫低於15℃時,應適當採取加熱或保溫措施。
3.膠衣糊准備:
膠衣糊是用來製作表面膠衣層的,其作用是提高製品的耐侯性、耐水性和耐化學侵蝕性,延長使用壽命。
因膠衣樹脂有觸變性,使用時要充分攪拌;塗層厚度應控制在0.25~0.4毫米左右;當膠衣層開始凝膠時,立即糊制玻璃鋼,待完全固化後脫模;使用膠衣樹脂層時,應防止膠衣層和玻璃鋼之間有污染或滲進小氣泡。
4.手糊成型工具的准備:
手糊成型工具最常用的有剪刀、毛刷、刮刀、刮板、圓磨機、拋光機、電鑽等。
5.成型工藝路線制定:
正確的選擇工藝路線,是按質完成任務的保證。在組織生產前,必需對產品性能、構造特點及施工條件等進行全面了解,並在分析研究的基礎上制訂切實可行的工藝路線,一般應從以下幾方面來考慮:
①根據產品性能要求,合理地選擇纖維種類、樹脂配方及鋪糊方法。
②根據產品形狀、尺寸及強度要求,選擇模具材料、成型方法。
③根據氣候條件,任務情況,選擇固化方式。15℃以上常溫固化,要經過24小時才能脫模;任務緊迫時,可採用熱固化工藝。
④根據含膠量控制的要求,選擇成型方式。
⑤根據產品表面要求來確定成型方式。
6.鋪糊施工:
鋪糊是手糊成型的重要工序,必須精心操作。糊制前,先要檢查模具是否漏塗。在有膠衣層時,則要檢查膠衣層是否凝膠(要達到軟而不粘手)等。檢查合格後,在開始鋪糊,要先刷膠,然後鋪布,注意排出氣泡,直到達到設計厚度。在鋪第一、二層布時,樹脂含量應高些,這樣有利於浸透織物和排出氣泡。 塗刮時要用力從一端(或從中間向兩端)把氣泡趕凈,使玻璃布之間能緊密貼合,含膠量分布均勻。 糊制有嵌件的製品時,金屬嵌件必須經過酸洗、去油,才能保證和製品牢固粘結,為了使金屬嵌件的幾何位置准確,需要先在模具上定位。
7.固化:
手糊製品常採用室溫固化,正常固化過程分為凝膠、固化和熟化三個階段。製品凝膠、固化到有一定強度時,才可以脫模。如聚酯玻璃鋼製品,一般要成型後固化24小時才達到脫模強度。脫模後的製品並不能馬上使用,而要在高於15℃的環境中繼續固化一周,才能達到使用強度。但是聚酯玻璃鋼的強度增長,往往需要一年後才能穩定。 判斷玻璃鋼的固化程度,除測強度外,尚可用巴柯爾硬度計來檢驗。一般情況下,當固化到巴柯爾硬度15時,便可脫模。
升高環境溫度,固化速度加快,可提高生產效率,加速模具周轉。手糊成型的最佳環境溫度為25~30℃。對於暴露面積較大的聚酯玻璃鋼製品,在樹脂凝膠前不宜加熱處理,否則會使交聯劑揮發,造成永不固化。為了縮短玻璃鋼製品的生產周期,也可採用後固化處理工藝。
8.脫模、修整及裝配:
當製品固化到一定強度後,便可脫模最好用木製或鋁制工具,要防止將模具及製品劃傷。大型製品可藉助千斤頂或吊車脫模,但要避免用力過猛或重力敲擊。 對於某些尺寸較大,形狀復雜的製品,可採用預脫模辦法。
製品脫模後需及時進行加工,除去毛邊和飛刺,修補表面和內部缺陷。
❼ 做玻璃鋼可以實現自動化嗎
如果產量比較大是可以的,比如自動傳送,自動上料,自動下料,自動包裝等。 但是產量小的話就要估算一下成本是否劃算了。
❽ 玻璃鋼的工藝有哪幾種
玻璃鋼的製作工藝有以下幾種:
1、手糊製作方法:手糊成型工藝又稱接觸成型,是樹脂基復合材料生產中最早使用和應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脂混合液為基體,以玻璃纖維及其織物為增強材料,在塗有脫模劑的模具上以手工鋪放結合,使二者粘接在一起,製造玻璃鋼製品的一種工藝方法。基體樹脂通常採用不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂,增強材料通常採用無鹼或中鹼玻璃纖維及其織物。在手糊成型工藝中,機械設備使用較少,它適於多品種、小批量製品的生產,而且不受製品種類和形狀的限制。
2、噴射成型方法: 一種藉助於噴射機器的手工積層的方法。該方法具有效率高、成本低的特點,有逐步取代傳統的手糊工藝的趨勢。其產品的整體性強,沒有搭接縫,且製品的幾何尺寸基本上沒有受到限制,成型工藝不復雜,材料配方能保持一定的准確性。 其不足之處,在於製品的質量在很大程度上,取決於操作工人的生產技能。另外,噴射所造成的污染,一般均大於其他的工藝方法。
3、纖維纏繞工藝方法: 將浸漬過樹脂的連續纖維,按一定的規律纏繞到芯模上,層疊至所需的厚度固化後脫模,即成製品。該方法的特點,是可按產品承受應力情況來設計纖維的纏繞規律,使之充分發揮纖維的抗拉強度,並且容易實現機械化和自動化,產品質量較為穩定,若配用不同的樹脂基體和纖維的有機復合,則可獲得最佳的技術經濟效果。可成功地應用於製作玻璃鋼管道、貯罐、氣瓶、風機葉片、撐高跳竿、電線竿、羽毛球拍等的製品。
4、模壓成型工藝和模塑料成型工藝: 其壓制工藝和設備條件基本相同,前者採用浸膠布作為模壓料,而後者採用片狀、團狀、散狀的模壓料,首先將一定量的模壓料置於金屬對模中,而後在一定溫度和壓力下成型製得所需的玻璃鋼製品。這種生產成型方法,所製得的產品尺寸精確,表面光潔,可一次成型生產效率較高,且產品質量較為穩定,適合於大批量製作各種小型玻璃鋼製品。其不足之處是模具的設計和製造較為復雜,生產初期的投資較高,且製件受設備的限制較為突出。
5、拉擠成型方法:在牽引裝置牽引下,使浸漬樹脂的纖維增強材料,先在模具中預成型,並經加熱使之固化成型,製成玻璃鋼型材,最後切割成所需長度的玻璃鋼製品。
目前國內主要採用手糊製作方法和纖維纏繞工藝方法,製作生產玻璃鋼產品。
❾ 玻璃鋼製品的製造工藝
玻璃鋼製品一般有以下幾種工藝
1、手糊製作方法;2、噴射成型方法;3、纖維纏繞工藝方法;4、模壓成型工藝和模塑料成型工藝;5、拉擠成型方法。
,每一種技術均有其自身的特點。生產企業在選擇確定採用何種工藝方法時,需根據企業的基本情況及生產產品的情況,如生產產品的批量及其質量要求,以及企業的技術基礎和生產資金情況等因素進行綜合考慮。
你可以到杭州中環化工設備有限公司網頁中常見問題那看看,那邊有詳細介紹。
❿ 玻璃鋼生產工藝與流程
FRP 模具製作工藝是以液態的環氧樹脂與有機或
無機材料混合作為基體材料,並以原型為基準,手工逐
層糊制模具的一種制模方法。手糊成型FRP 模具的
具體工藝過程如下:
(1) 分型面的設計
分型面設計是否合理,對工藝操作難易程度、模具
的糊制和製件質量都有很大的影響。一般情況下,根
據原型特徵,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盡可能
簡單。因此,要正確合理地選擇分型面和澆口的位置,
嚴禁出現倒拔模斜度,以免無法脫模。沿分型面用光
滑木板固定原型,以便進行上下模的分開糊制。在原
型和分型面上塗刷脫模劑時,一定要塗均勻、周到,須
塗刷2~3 遍,待前一遍塗刷的脫模劑乾燥後,方可進
行下一遍塗刷。
(2) 塗刷膠衣層
待脫模劑完全乾燥後,將模具專用膠衣用毛刷分
兩次塗刷,塗刷要均勻,待第一層初凝後再塗刷第二
層。膠衣為黑色,膠衣層總厚度應控制在016mm 左
右。在這里要注意膠衣不能塗太厚,以防止表面裂紋
和起皺。
(3) 樹脂膠液配製
根據常溫樹脂的粘度,可對其進行適當的預熱。
然後以100 份WSP6101 型環氧樹脂和8~10 份(質量
比) 丙酮(或環氧丙烷丁基醚) 混合於干凈的容器中,攪拌均勻後,再加入20 份~25 份的固化劑(固化劑的加
入量應根據現場溫度適當增減) ,迅速攪拌,進行真空
脫泡1min~3min ,以除去樹脂膠液中的氣泡,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,將調配好的環氧樹
脂膠液塗刷到膠凝的膠衣上,隨即鋪一層短切氈,用毛
刷將布層壓實,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。第二層短切氈的鋪設
必須在第一層樹脂膠液凝結後進行。其後可採用一布
一氈的形式進行逐層糊制,每次糊制2~3 層後,要待
樹脂固化放熱高峰過了之後(即樹脂膠液較粘稠時,在
20 ℃一般60min 左右) ,方可進行下一層的糊制,直到
所需厚度。糊制時玻璃纖維布必須鋪覆平整,玻璃布
之間的接縫應互相錯開,盡量不要在稜角處搭接。要
嚴格控制每層樹脂膠液的用量,要既能充分浸潤纖維,
又不能過多。含膠量高,氣泡不易排除,而且固化放熱
大,收縮率大。含膠量低,容易分層。
第一片模具固化後,切除多餘飛邊,清理模具及另
一半原型表面上的雜物,即可打脫模劑,製作膠衣層,
放置注射孔與排氣孔,進行第二片模具的糊制。待第
二片模具固化後,切除多餘的飛邊。為保證模具有足
夠的強度,避免模具變形。可適當地粘結一些支撐件、
緊固件、定位銷等以完善模具結構。
(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,嚴禁用硬物敲打模
具,盡可能使用壓縮空氣斷續吹氣,以使模具和母模逐
漸分離。脫模後視模具的使用要求,可在模具上做些
鑽孔等機械加工,尤其是在澆注或注塑時材料不易充
滿的死角處,在無預留氣孔的情況下,一定要鑽些氣
孔。然後進行模具後處理,一般用400 # ~1200 # 水砂
紙依次打磨模具表面,使用拋光機對模具進行表面拋
光。所有的工序完成之後模具即可交付使用。
需要注意的幾點,一,母模要光滑,第二,脫模劑要均勻,第三,做第一層的時候不能有氣泡,第四,要仔細打磨,當然中間還有很多細節的東西,不可能一一列舉