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玻璃纤维复合材料构件的模具要求与制作流程.doc

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玻璃纤维复合材料构件的模具要求与制作流程.doc
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1.模具设计模具时,必须综合考虑以下要求:①满足产品设计的精度要求,模具尺寸精确、表面光滑;②要有足够的强度和刚度;③脱模方便;④有足够的热稳定性;⑤重量轻、材料来源充分及造价低。模具材料应满足以下要求:①能够满足制品的尺寸精度,外观质量及使用寿命要求;②模具材料要有足够的强度和刚度,保证模具在使用过程中不易变形和损坏;③不受树脂侵蚀,不影响树脂固化;④耐热性好,制品固化和加热固化时,模具不变形;⑤容易制造,容易脱模;⑥昼减轻模具重量,方便生产;⑦价格便宜,材料容易获得。脱模剂基本要求:①不腐蚀模具,不影响树脂固化,对树脂粘接力小于 0.01MPa;②成膜时间短,厚度均匀,表面光滑;③使用安全,无毒害作用;④耐热、能以受加热固化的温度作用;⑤操作方便,价格便宜。 2.手糊成型(1)原材料增强材料手糊成型对增强材料的要求:①增强材料易于被树脂浸透;②有足够的形变性,能满足制品复杂形状的成型要求;③气泡容易扣除;④能够满足制品使用条件的物理和化学性能要求;⑤价格合理(尽可能便宜) ,来源丰富。用于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物,碳纤维及其织物,芳纶纤维及其织物等。其中常用的玻璃纤维增强材料有以下几种:无捻粗纱、无捻粗纱布、加捻布、短切玻璃纤维毡、玻璃纤维织物。基体材料手糊成型工艺对基体材料的要求:①在手糊条件下易浸透纤维增强材料,易排除气泡,与纤维粘接力强;②在室温条件下能凝胶,固化,而且要求收缩小,挥发物少;③粘度适宜:一般为 0.2~0.5Pa·s,不能产生流胶现象;④无毒或低毒;⑤价格合理,来源有保证。在手糊成型技术中,最常用的是不饱和聚酯树脂,其次是环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂,乙烯基树脂等也有少数应用。辅助材料接触成型工艺中的辅助材料,主要是指填料和色料两类,而固化剂、稀释剂、增韧剂等,归属于树脂基体体系。(2)工艺流程生产准备场地:手糊成型工作场地的大小,要根据产品大小和日产量决定,场地要求清洁、干燥、通风良好,空气温度应保持在 15~35℃之间,后加工整修段,要设有抽风除尘和喷水装置。模具准备:准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。树脂胶液配制:配制时,要注意两个问题:①防止胶液中混入气泡;②配胶量不能过多,每次配量要保证在树脂凝胶前用完。增强材料准备:增强材料的种类和规格按设计要求选择。糊制与固化铺层糊制:手工铺层糊制分湿法和干法两种:①干法铺层 用预浸布为原料,先将预学好料(布)按样板裁剪成坏料,铺层时加热软化,然后再一层一层地紧贴在模具上,并注意排除层间气泡,使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。②湿法铺层 直接在模具上将增强材料浸胶,一层一层地紧贴在模具上,扣除气泡,使之密实。一般手糊工艺多用此法铺层。湿法铺层又分为胶衣层糊制和结构层糊制。固化:制品固化分硬化和熟化两个阶段:从凝胶到三角化一般要 24h,此时固化度达50%~70%(巴柯尔硬性度为 15) ,可以脱模,脱后在自然环境条件下固化 1~2 周才能使制品具有力学强度,称熟化,其固化度达 85%以上。加热可促进熟化过程,对聚酯玻璃钢,80℃加热 3h,对环氧玻璃钢,后固化温度可控制在 150℃ 以内。加热固化方法很多,中小型制品可在固化炉内加热固化,大型制品可采用模内加热或红外线加热。脱模和修整脱模:脱模要保证制品不受损伤。脱模方法有如下几种:①顶出脱模 在模具上预埋顶出装置,脱模时转动螺杆,将制品顶出。②压力脱模 模具上留有压缩空气或水入口,脱模时将压缩空气或水(0.2MPa)压入模具和制品之间,同时用木锤和橡胶锤敲打,使制品和模具分离。③大型制品(如船)脱模 可借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。④复杂制品可采用手工脱模方法 先在模具上糊制二三层玻璃钢,待其固化后从模具上剥离,然后再放在模具上继续糊制到设计厚度,固化后很容易从模具上脱下来。修整:修整分两种:一种是尺寸修整,另一种缺陷修补。①尺寸修整 成型后的制品,按设计尺寸切去超出多余部分;②缺陷修补 包括穿孔修补,气泡、裂缝修补,破孔补强等。3.喷射成型(1)分类喷射成型机按喷射方式分类,可分为:(1)高压型:① 用泵把树脂送入喷枪,借泵压进行喷射;②用空压机将树脂罐和固化剂罐加压,在该压力下,将树脂和固化剂压入喷枪进行喷射。(2)气动型: 树脂、固化剂或它们的混合物借压缩空气喷出的力与空气雾化、喷出。按混合形式分类,可分为:(1 内部混合型:在喷枪内部混入引发剂后进行喷射。(2)外部混合型:分别含有促进剂和引发剂的树脂由喷枪喷出呈雾状相互混合,有单独喷射引发剂和喷射含引发剂树脂的两种类型。(3)已混合型:事先调配好含促进剂和引发剂的树脂,由喷枪喷出。(2)工艺流程在喷射成型开始以前,应该先检查树脂的凝胶时间,测定方法是将少量的树脂喷入小罐中,测定其凝胶时间;还必须检查树脂对玻璃纤维的比例,一般树
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