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玻璃钢手工及奇特成型工艺汇总

日期:2019-11-15 03:13 来源:

  

玻璃钢手工及奇特成型工艺汇总

  

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  玻璃钢模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一 种成型方 法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内,经加热、加压固化 成型的方法。 模压成型工艺的主要优点:①生产效率高,便于实现专业化和自动化生 产;②产品尺寸精度高,重复性好;③表面光洁,无需二次修饰;④能一 次成型结构复杂的制品;⑤因为批量生产,价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂,投资较大,加上受压机限制, 最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水 平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展, 压机吨位和台面尺寸不断增大, 模压料的成型温度和压力也相对降低,使得模压成型制品的尺寸逐步向大 型化发展,目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种: 手糊玻璃钢模具制作工艺.txt 机会就像秃子头上一根毛,你抓住就抓住了,抓不住就没了。我和你说了 10 分钟的话, 但却没有和你产生任何争论。 那么, 我们之间一定有个人变得虚伪无比! 过错是短暂的遗憾, 错过是永远的遗憾。 相遇是缘, 相知是份, 相爱是约定, 相守才是真爱。 手糊玻璃钢模具制作工艺 2009-12-12 09:32 中国的玻璃钢工业发展到今天,大家都在关注的一个问题,就是如何提高玻璃钢产品质量:要提高 玻璃钢产品的质量,首先要有好的模具,好的玻璃钢模具要能满足产品尺寸的精度;还要根据产品性能, 满足它们的结构力学性和机械性能。在外观效果方面,要有好的光洁度、平顺度、均厚度。为满足这些要 求,原材料厂家、产品结构设计技术人员、玻璃钢模具制作技术人员等各方面结合为一体,共同做好以下 几个方面的工作。 1 人的技术素质是非常重要的 手糊玻璃钢产品和玻璃钢柳暗花明是属于一种“情绪产品” 。同样的材料,同样的环境,由于人的素 质不同,生产出来的产品都各有差异,因此,我们在制作玻璃钢模具的操作过程中,每时每刻思想上都要 非常集中,非常认真地对待每一个操作工艺,包括对材料的特性,材料与材料之间的作用和数据 (树脂的 反应基理,纤维的分类,产品结构的力学)有一个全方位的认识概念。 2 材料的选择是关键 按生产产品的工艺要求分类,以满足其需要的工艺,选择恰当的材料制作模具,如 RTM、亚克力吸塑、 浇注、手糊等材料都有不同的要求,特别是长期来不受上层重视、基层忽视的辅较等,这对玻璃钢模具的 质量,产品的质量和产品的成本,对企业的存亡起着重要的作用。 (1)胶衣层——重视模具的耐热,光泽和耐裂性。以乙烯基酯树脂为主流。 (2)表面层——重视耐热和耐裂性,树脂采用表面毡作为增强材料,减少模具表面出现布纹,柳暗花 明具树脂通常采用乙烯基酯树脂。 (3)中间层——重视强度,重视纤维的力学分布,对纤维加预应力的实施,通常 使用模具树脂或乙烯 基酯树脂或间苯二甲酸型树脂。 (4)背衬层——重视强度、耐水,耐侯性保护。 (5)补强层——重视应变和变形。背面压粘耐水胶合板,使之耐冲击和防止变形,但使用时间一长, 常出现模具表面找平情况变坏现象,其原因可能是玻璃钢层与胶合板间的剥离加上胶合板的刚性疲劳等。 因此,可使用三元中空立体结构的玻璃纤维织物代替胶合板,这种措施解决了原有欠缺;此外,3D 钢结构 网架也可作为补强加固,可以大大提高模具使用效率。 采用新填料——纳米碳酸钙,纤维状硅灰石粉等,特别是与木,钢架,相连接的地方,增强模具的整 体稳定性。 就纤维构成而言,主流是玻璃纤维毡与平纹布的组合。芳纶和碳纤维价格比较高,但因在耐裂性及提 高刚度方面有非常好的效果,也可因模具的特别需要适当选用。 3 设备与工具 大家都认为做玻璃钢模具属于手工操作的简单工艺,毛扫是分布树脂的主要工具。工人在操作中用得 恰当,毛扫产生的小气泡就少一点,用得不好,毛扫就是制造小气泡的工具,所以我们在操作前就选好毛 扫(毛要齐、毛根要直)。 辊轮是排泡的主要工具,它不但要把气泡排出来,还要负责把纤维压紧密,把满足纤维浸透以外树脂 滚压出来,使其模具树脂与纤维比相差越小越好,这也就是提高玻璃钢模具和玻璃钢产品质量一个很重要 措施;反之,现在市面上买到的辊轮造型设计是横条状,这就变成了所谓的气泡收割器,不能把气泡排出 来,也不能把多余的树脂滚压出来,就更谈不上减少树脂与纤维比,那么玻璃钢模具的强度从哪里来?质 量从哪里来保证? 成型工艺的实施流程 我们要做好的玻璃钢模具,要满足产品的尺寸要求,平直度要好,强度高,力学性能好,都要通过合 理的工艺流程和操作工艺的实施,玻璃钢模具的主要材料树脂、纤维、辅料之关系很复杂,它们的反应还 有很多种外观因素,如温度、相对湿度、完成操作时间等等,所以我们在操作工艺上要采取一些必要工艺 手段。 在母模上采取必要的脱模处理,算出上胶衣的实际面积,按量配备好辅料,要注意操作规范,搅拌胶 衣要慢,否则气泡多,影响胶衣的质量效果。进行喷涂和手涂胶衣,第一层不需涂得太厚,这样胶衣中的 气泡就会容易排走,但要涂得均匀,让第一层胶衣刚开始增稠的时候,就可进行第二层的涂扫,这时二层 的胶衣厚度总共应是 0.55mm~0.6mm 左右,我们也可用胶衣尺量一下是否达到要求的厚度。涂壁面时的动 作方向是从下往上拉,尽量不要横刷,这样就可以减少很多的流胶现象。待两层胶衣基本固化后,再补上 一层胶衣。这时整个胶衣的涂层才算完成。让其刚刚凝胶便可以进行表面层和增强层的铺设。 为了要使玻璃钢模具的质量能达到预期的最佳性能效果,我们在铺层工艺上采用一些必要的办法,控 制使整个玻璃钢模具在变形收缩问题上尽量减至最少,力学性能上处于最佳状态,相对来讲,整体综合成 本就会降低。 4 严格成型工艺的实施流程 我们要做好的玻璃钢模具,要满足产品的尺寸要求,平直度要好,强度高,力学性能好,都要通过合 理的工艺流程和操作工艺的实施,玻璃钢模具的主要材料树脂、纤维、辅料之关系很复杂,它们的反应还 有很多种外观因素,如温度、相对湿度、完成操作时间等等,所以我们在操作工艺上要采取一些必要工艺 手段。 在母模上采取必要的脱模处理,算出上胶衣的实际面积,按量配备好辅料,要注意操作规范,搅拌胶 衣要慢,否则气泡多,影响胶衣的质量效果。进行喷涂和手涂胶衣,第一层不需涂得太厚,这样胶衣中的 气泡就会容易排走,但要涂得均匀,让第一层胶衣刚开始增稠的时候,就可进行第二层的涂扫,这时二层 的胶衣厚度总共应是 0.55mm~0.6mm 左右,我们也可用胶衣尺量一下是否达到要求的厚度。涂壁面时的动 作方向是从下往上拉,尽量不要横刷,这样就可以减少很多的流胶现象。待两层胶衣基本固化后,再补上 一层胶衣。这时整个胶衣的涂层才算完成。让其刚刚凝胶便可以进行表面层和增强层的铺设。 为了要使玻璃钢模具的质量能达到预期的最佳性能效果,我们在铺层工艺上采用一些必要的办法,控 制使整个玻璃钢模具在变形收缩问题上尽量减至最少,力学性能上处于最佳状态,相对来讲,整体综合成 本就会降低。 4.1 间歇法 间歇法是利用时间差使其树脂的变形收缩减至最少,可以先做一层表面毡或短切毡,因为只做一层的 玻璃纤维,树脂用量也很少,整体的收缩变形是非常少的,让这一层有足够的固化时间定形后,再做一层 纤维。因为第一层固化在前,后一层的定形是以前一层的稳定形状而固化,因此这样的变形和收缩率就会 减少很多。(注意事项:每次固化后一定要在玻璃钢表面打毛除蜡,否则会产生铺层之间分层,影响其强 度和质量。)以后的中间层量得以增加,每次铺设 3 至 5 层,直至把玻璃钢模具铺设到预计需要的强度要 求为止。 4.2 RM 法 在铺设中间层的过程中,我们采用一毡一布即短切毡,方格布重叠的工艺,用两层方格布铺设,层间 的剪切力很差:单用短切毡铺切,它的纤维线短,力向性能不集中,而具含胶量大。鉴于它们各有的优点 作为各自缺点的互补,采用 RM 法,促进树脂纤维之间的浸透,提高纤维布层间力矩,从而得到最好的效 果。 4.3 45°铺设法 玻璃纤维的弯力、顶力、扭力都是很差的,它只有一个较强的拉力。而玻璃纤维布的力向只有经、纬 向,也就是说力向只有四面,而再加上 45°铺设后,增加了四个方向而得之八面,这是其一。其二,当产 品或模具结构有直角时, 在直角的纤维刚好一根是 90°受弯力, 一根是受扭力, 都是处于应力最差的状况, 因此, 在产品或模具结构上直角的地方采用 45°铺设法, 使其两根在直角位置上的纤维形成 120°, 这时, 我们在操作工艺上加之轻类预应力,使纤维的力向拉得更紧,产品结构上应力得到更好的发挥。 由于企业效益关系,很多厂家在模具铺设完毕很短固化时间便急于脱模,并即用水磨砂纸研磨,抛光 后,马上投入生产。这时玻璃钢模具正处于固化不完全状态,玻璃钢模具还未有最好的强度,树脂还未完 全反应,玻璃钢模具的材料在收缩变形所产生的应力还未得到释放,加之在生产产品时所产生的热量对其 影响使模具无论在强度及耐用性,表面光洁度,变形等方面问题都会逐渐表露出来,随之胶衣,表面布纹 的出现乃至胶衣开裂,铺层发白内伤,模具整体翘曲变形而无法使用,因此,玻璃钢模具的后固化处理是 很重要的,要经过 80℃3~4 小时的恒温后,让玻璃钢模具在结构造型上不同角度收缩变形的应力得以缓冲 释放,树脂在 80℃恒温中得到完全反应,使其处于最佳状态才能脱模。 模具的打磨抛光,除了更人性化以外,很关键的因素就是水磨工序的水砂纸质量。好的水磨砂纸,可以达 到事半功倍的效果(现在我们采用的水磨砂纸除 MT 以外,还有日本的、英格兰、意大利、美国、而大家最 普通的是采用南韩的鹰球牌砂纸)。水磨工艺开始应该用 600~800#。要是实在太粗糙的模具才先用 400#。 因为开始用太粗的水磨砂纸, 它的砂痕就很粗。 最后的水磨砂时间就要长很多。 每次都要把上次砂痕去掉, 直到 1500~2000#的时候,根本不能看到有水砂痕迹,这是一道很讲究耐心细致的工序,待这工序都能满足 工艺要求以后,才开始抛光。采用 1 号抛光水,均涂在要抛光的模具上。用羊毛抛光盘抛光,这里要注意 一个抛光盘的转向问题,根据抛光盘的转向,把抛光水带进去使其达到抛光的效果,不能使抛光盘把抛光 水甩出去,这样就起不到抛光的效果,费工、费时、费材料。这道工序完成以后,模具基本上出现光亮面。 我们再采用 3 号抛光水,同样是要注意以上的问题,由于 3 号抛光水本身已带有封孔剂,所以,下面的工 序就简单得多了(注:(1)、(3)号美国美贵雅公司研磨抛光水两个牌号)。 半永久性高效脱模水 PMR,它是一种比较好脱模剂,但是在使用过程中要注意采取一些必要的工艺,也 就是在模具抛光以后就要先上 PMR,涂层再薄,马上要刷干净,不能让其留下水痕,因为让它干了以后是 很难把它刷干净的,上过一至两次以后待半个小时以后开始上蜡,按照上蜡的工艺要求,新的模具要多打 几遍。每次要刷得非常干净。这是一个很重要的工艺要求。反之,先上蜡,后涂 PMP 就没有意义了。最后, 我们已开始试用一种新高效脱模水 FREKOTE,从试用看来,除具有脱模效果好外,低分子物质挥发少。对 模具光泽无损伤的优点非常明显,但模具必须是充分固化,高光泽镜面。 为了使我们制作玻璃钢模具工艺做更好, 有必要对其玻璃钢模具实行编号进行跟踪管理。 总结出差距, 不断加以改进,才能使玻璃钢模具的质量得到保证。 ①纤维料模压法 是将经预混或预浸的纤维状模压料,投入到金属模具内, 在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行,用途 广泛。根据具体操作上的不同,有预混料模压和预浸料模压法。 ②碎布料模压法 将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物,如麻布、有机 纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块,然后在金属模具中加温加压 成型复合材料制品。 ③织物模压法 将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液, 然后 放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。 ④层压模压法 将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物, 裁剪成所需的 形状,然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。 ⑤缠绕模压法 将预浸过树脂胶液的连续纤维或布(带),通过专用缠绕机 提供一定的张力和温度,缠在芯模上,再放入模具中进行加温加压成型复 合材料制品。 ⑥片状塑料(SMC)模压法 将 SMC 片材按制品尺寸、形状、厚度等要求 裁剪下料,然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦ 预成型坯料模压法 先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料, 将 其放入金属模具中,然后向模具中注入配制好的粘结剂(树脂混合物), 在一定的温度和压力下成型。 模压料的品种有很多,可以是预浸物料、预混物料,也可以是坯料。当 前所用的模压料品种主要有: 预浸胶布、 纤维预混料、 BMC、 DMC、 HMC、 SMC、XMC、TMC 及 ZMC 等品种。 1、原材料 (1)合成树脂:复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有:①对 增强材料有良好的浸润性能,以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好 的粘结;②有适当的粘度和良好的流动性,在压制条件下能够和增强材料 一道均匀地充满整个模腔;③在压制条件下具有适宜的固化速度,并且固 化过程中不产生副产物或副产物少,体积收缩率小;④能够满足模压制品 特定的性能要求。按以上的选材要求,常用的合成树脂有:不饱和聚酯树 脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二 烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到 特定的性能指标,在选定树脂品种和牌号后,还应选择相应的辅助材料、 填料和颜料。 (2)增强材料:模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗 纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等,也有少量 特种制品选用石棉毡、石棉织物(布)和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、 有机纤维(如芳纶纤维、尼龙纤维等)和天然纤维(如亚麻布、棉布、煮 炼布、不煮炼布等)等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增 强材料。 (3)辅助材料 一般包括固化剂(引发剂)、促进剂、稀释剂、表面处理剂、低收缩添加 剂、脱模剂、着色剂(颜料)和填料等辅助材料。 2、模压料的制备 以玻璃纤维(或玻璃布)浸渍树脂制成的模压料为例,其生产工艺可分 为预混法和预浸法两种。 (1)预混法:先将玻璃纤维切割成 30~50mm 的短切纤维,经蓬松后在捏 合机中与树脂胶液充分捏合至树脂完全浸润玻璃纤维,再经烘干(晾干) 至适当粘度即可。其特点是纤维松散无定向,生产量大,用此法生产的模 压料比容大,流动性好,但在制备过程中纤维强度损失较大。 (2)预浸法:纤维预浸法是将整束连续玻璃纤维(或布)经过浸胶、烘干、 切短而成。其特点是纤维成束状,比较紧密,制备模压料的过程中纤维强 度损失较小,但模压料的流动性及料束之间的相容性稍差。 SMC、BMC、HMC、XMC、TMC 及 ZMC 生产技术 片状模压料(Sheet Molding Compound, SMC)是由树脂糊浸渍纤维 或短切纤维毡,两边覆盖聚乙烯薄膜而制成的一类片状模压料,属于预浸 毡料范围。是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。 SMC 是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、 填料、 内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡, 并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。 SMC 作为一 种发展迅猛的新型模压料,具有许多特点:①重现性好,不受操作者和外 界条件的影响;②操作处理方便;③操作环境清洁、卫生,改善了劳动条 件;④流动性好,可成型异形制品;⑤模压工艺对温度和压力要求不高, 可变范围大,可大幅度降低设备和模具费用;⑥纤维长度 40~50mm,质 量均匀性好,适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品;⑦所得制品表面 光洁度高,采用低收缩添加剂后,表面质量更为理想;⑧生产效率高,成 型周期短,易于实现全自动机械化操作,生产成本相对较低。 SMC 作为一种新型材料,根据具体用途和要求的不同又发展出一系列 新品种,如 BMC、TMC、HNC、XMC 等。①团状模压料(Bulk Molding Compound, BMC) 其组成与 SMC 极为相似,是一种改进型的预混团状 模压料,可用于模压和挤出成型。两者的区别仅在于材料形态和制作工艺 上。BMC 中纤维含量较低,纤维长度较短,约 6~18mm,填料含料较大, 因而 BMC 制品的强度比 SMC 制品的强度低,BMC 比较适合于压制小型 制品,而 SMC 适合于大型薄壁制品。②厚片状模压料(Thick Molding Compound, TMC) 其组成和制作与 SMC 相似,厚达 50mm。由于 TMC 厚度大,玻璃纤维能随机分布,改善了树脂对玻璃纤维的浸润性。此外, 该材料还可以采用注射和传递成型。③高强度模压料(Hight Molding Compound, HMC) 和高强度片状模压料 XMC 主要用于制造汽车部件。 HMC 中不加或少加填料,采用短切玻璃纤维,纤维含量为 65%左右,玻 璃纤维定向分布,具有极好的流动性和成型表面,其制品强度约是 SMC 制品强度的 3 倍。XMC 用定向连续纤维,纤维含量达 70%~80%,不含 填料。④ZMC ZMC 是一种模塑成型技术,ZMC 三个字母并无实际含义, 而是包含模塑料、注射模塑机械和模具三种含义。ZMC 制品既保持了较高 的强度指标,又具有优良的外观和很高的生产效率,综合了 SMC 和 BMC 的优点,获得了较快的发展。 1、 SMC 的原材料 SMC 的原材料由合成树脂、增强材料和辅助材料三大类组成。 (1)合成树脂:合成树脂为不饱和聚酯树脂,不同的不饱和树脂对树脂糊 的增稠效果、工艺特性以及制品性能、收缩率、表面状态均有直接的影响。 SMC 对不饱和聚酯树脂有以下要求:①粘度低,对玻璃纤维浸润性能好; ②同增稠剂具有足够的反应性,满足增稠要求;③固化迅速,生产周期短, 效率高;④固化物有足够的热态强度,便于制品的热脱模;⑤固化物有足 够的韧性,制品发生某些变形时不开裂;⑥较低的收缩率。 (2)增强材料: 增强材料为短切玻璃纤维粗纱或原丝。在不饱和聚酯树脂 模塑料中,用于 SMC 的增强材料目前只有短切玻璃纤维毡,而用于预混 料的增强材料比较多,有短切玻璃纤维,石棉纤维、麻和其它各种有机纤 维。在 SMC 中,玻璃纤维含量可在 5%~50%之间调节。 (3)辅助材料:辅助材料包括固化剂(引发剂)、表面处理剂、增稠剂、 低收缩添加剂、脱模剂、着色剂、填料和交联剂。 2、SMC 的制备工艺 SMC 生产的工艺流程主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降 及浸渍、树脂稠化等过程,其工艺流程图如下: (1)树脂糊的制备及上糊操作:树脂糊的制备有两种方法--间歇法和连续 法。间歇法程序如下:①将不饱和聚酯树脂和苯乙烯倒入配料釜中,搅拌 均匀;②将引发剂倒入配料釜中,与树脂和苯乙烯混匀;③在搅拌作用下 加入增稠剂和脱模剂;④在低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂;⑤在配 方所列各组分分散为止,停止搅拌,静置待用。连续法是将 SMC 配方中 的树脂糊分为两部分,即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一部分, 其余组分为另一部分,分别计量、混匀后,送入 SMC 机组上设置的相应 贮料容器内,在需要时由管路计量泵计量后进入静态混合器,混合均匀后 输送到 SMC 机组的上糊区,再涂布到聚乙烯薄膜上。 (2)浸渍和压实:经过涂布树脂糊的下承载薄膜在机组的牵引下进入短切 玻璃纤维沉降室,切割好的短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上,达到要求 的沉降量后,随传动装置离开沉降室,并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相 叠合,然后进入由一系列错落排列的锟阵中,在张力和辊的作用下,下、 上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起,经过多次反复,使短 切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡,形成密实而均匀的连续 SMC 片 料。

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