• 您好,歡迎訪無錫免费可以看污的长视频環境科技有限公司!
  • 玻璃鋼成型(生產)工藝

    發布時間:2015-09-15 10:02:00 點擊:

    玻璃鋼成型工藝



    (拉擠工藝、模壓工藝、纏繞工藝、手糊工藝)



    拉擠成型工藝模壓工藝



    一概述



    拉擠成型工藝是將浸透膠液的連續無撚粗紗、氈、帶或布等增強材料,在牽引力的作用下,通過模具擠壓成型、固化,連續不斷地生產長度不限的玻璃鋼型材。



    拉擠成型工藝是玻璃鋼成型工藝中的一種特殊工藝,適於生產各種斷麵形狀的玻璃鋼型材,如棒、管、實體型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材等。其優點是:



    1、生產過程連續進行,製品質量穩定,重複性好;



    2、增強材料含量可根據要求進行調整,產品強度高;



    3、能夠調整製品的縱向強度和橫向強度,滿足不同的使用要求;



    4、能夠生產截麵形狀複雜的製品,滿足特殊場合使用的要求;



    5、製品具有良好的整體性,原材料的利用率高;



    6、設備的投資費用低。



    二拉擠工藝用原材料



    1、樹脂基體



    在拉擠工藝中,應用最多的是不飽和聚酯樹脂,還有環氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。



    (1)不飽和聚酯樹脂



    用作拉擠的基本上是鄰苯和間苯型。間苯型樹脂有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能。目前國內使用的較多的是鄰苯型,因其價格較間苯型有優勢,但質量因生產廠家不同差距較大,使用時要根據不同的產品慎重選擇。



    (2)乙烯基樹脂乙烯基樹脂具有較好的綜合性能,可提高耐化學性能和耐水解穩定性。



    (3)環氧樹脂



    環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,具有優良的力學性能、高介電性能、耐表麵漏電、耐電弧,是優良絕緣材料。



    (4)酚醛樹脂



    它是最早的一類熱固性樹脂。具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能,目前酚醛樹脂已成功應用在拉擠成型工藝中。



    2、增強材料



    拉擠工藝用的增強材料主要是玻璃纖維及其製品,如無撚粗紗、玻璃纖維氈等。為了滿足製品的特殊性能要求,可用芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武岩纖維等。



    (1)玻璃纖維



    用於拉擠工藝的玻璃纖維主要有無堿、中堿和高強玻璃纖維。



    玻璃纖維製品的品種有:



    ①無撚粗紗



    無撚粗紗有並股紗和直接紗,線密度為1100(1200)號到4400(4800)號。要求:成帶性好;退解性好;張力均勻;線密度均勻;浸透性好。



    ②玻璃纖維氈片



    短切氈要求:麵積質量均勻;短切原絲、粘c結劑分布均勻;適中的幹氈強度;優良浸透性。用於強度要求不太高的製品。



    連續氈增強效果較短切氈好。要求同上。



    表麵氈起到表麵修飾作用和耐酸性。



    縫合氈不含粘結劑,浸透性能好,價格較低。



    ③玻璃纖維縫編織物可以增加製品的抗張強度及抗彎強度;減輕製品的重量;製品表麵平整光滑。



    ④組合玻璃纖維增強材料,可調整製品的橫向和縱向強度。



    (2)碳纖維



    多用於要求強度高、重量輕的製品,一般與乙烯基和環氧樹脂配用。



    3、輔助材料



    (1)引發劑



    引發劑的特性通常用活性氧含量、臨界溫度、半衰期來表示。



    目前常用的引發劑有:



    MEKP(過氧化甲乙酮)



    TBPB(過氧化苯甲酸叔丁酯)



    BPO(過氧化苯甲酰)



    Lm-P(拉擠專用固化劑)



    TBPO(過氧化異辛酸叔丁酯)



    BPPD(過氧化二碳酸二苯氧乙基酯)



    P-16[過氧化二碳酸雙(4—叔丁基環已酯]



    實際應用中很少有用單組分的,通常都是雙組分或三組分按不同的臨界溫度搭配使用。



    (2)環氧樹脂固化劑



    常用的有酸酐類、叔胺、咪唑類固化劑。



    (3)著色劑



    拉擠中的著色劑一般以顏料糊的形式出現。



    (4)填料



    填料可以降低製品的收縮率,提高製品的尺寸穩定性、表麵光潔度、平滑性以及平光性或無光性等;有效的調節樹脂粘度;可滿足不同性能要求,提高耐磨性、改善導電性及導熱性等,大多數填料能提高材料衝擊強度及壓縮強度,但不能提高拉伸強度;可提高顏料的著色效果;某些填料具有極好的光穩定性和耐化學腐蝕性;可降低成本。



    選擇填料的粒度最好要有個梯度,以達到最佳,的使用效果。現在也有對填料進行表麵處理來加大用量。



    (5)脫模劑



    脫模劑具有極低的表麵自由能,能均勻浸濕模具表麵,達到脫模效果。優良的脫模效果是保證拉擠成型工藝順利進行的主要條件。



    早期的拉擠成型工藝是用外脫模劑,常用的有矽油等。但用量很大且製品表麵質量不理想,現已采用內脫模劑。



    內脫模劑是將其直接加入到樹脂中,在一定加工溫度條件下,從樹脂基體滲出擴散到固化製品表麵,在模具和製品之間形成一層隔離膜,起到脫模作用。



    內脫模劑一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸鋅的脫模效果較好。在拉擠生產中,人們通常更願意使用在常溫下為液體狀的內脫模劑。目前市售的內脫模劑多為伯胺、仲胺和有機磷酸酯與酯肪酸的共聚體的混合物。



    (6)其它



    在拉擠生產中還須根據製品的特殊要求和工藝需要添加一些其它輔助材料,大致有:



    偶聯劑可以增加增強材料與樹脂之間粘合強度,提高玻璃鋼的性能,改善界麵狀態,有利於製品的耐老化、耐應力及電絕緣性能。常用的有矽烷偶聯劑。



    阻聚劑在夏天的生產中膠料常會發生自聚,可以適當添加,以延長適用期。常用的阻聚劑有:a-甲基苯乙烯、對苯二酚、叔丁基鄰苯二酚。



    增韌劑具有降低玻璃鋼脆性和提高玻璃鋼抗衝擊性能。常用的增韌劑有苯乙烯類、聚烯烴類和苯二甲酸酯類。一般用於環氧樹脂的拉擠生產中。



    稀釋劑可以降低樹脂粘度,改善樹脂對增強材料、填料等的浸潤性;控製固化時的反應熱;延長樹脂固化體係的適用期;填料用量增加,降低成本。不飽和聚酯用的稀釋劑主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸單體等。酚醛樹脂用稀釋劑主要是酒精、丙酮等溶劑。環氧樹脂用稀釋劑有鄰苯二甲酸二丁酯、含有環氧基團的低分子化合物等。



    抗氧劑能抑製或減緩高分子材料自動氧化反應速度。主要有二芳基仲胺、對苯二胺、酮胺、醛胺、單酚、烷基化多酚及硫代雙酚等。



    光穩定劑能夠抑製或減弱光降解作用,提高聚合物和複合材料耐光性能的物質,由於大多數光穩定劑都吸收紫外光,所以習慣上把這類物質稱為紫外線吸收劑。主要有水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯並三唑類、受阻胺類及有機鎳絡合物等。



    熱穩定劑能防止和減少聚合物在加工和使用過程中受熱而發生降解或交聯,延長玻璃鋼使用壽命。常用的有鹽基類、脂肪酸皂類、有機錫化合物、複合型熱穩定劑。



    阻燃劑能阻止聚合物材料引燃或抑製火焰傳插。最常用的和最重要的是阻燃劑是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物。



    三 拉擠工藝用設備



    1、送紗及送氈裝置



    送紗裝置主要是放置生產所必須的玻璃纖維粗紗紗團紗架。結構一般很緊湊,這樣可以減少占地麵積。大小取決於紗團的數目,而紗團的數目又取決於製品的尺寸。一般要求穩固、換紗方便、導紗自如、無任何障礙,並能組合使用。有框式和梳式兩種形式,可按裝腳輪,便於移動。



    送氈裝置主要是安放在用的各種氈材並能順利準確地導出的材料架。在送進過程中,不必給氈材增加張力。氈材在通常情況下一般不浸膠,而是直接送入模具。



    2、浸膠裝置



    浸膠裝置由樹脂槽、導向輥、壓輥、分紗柵板、擠膠輥等組成。槽內配以導紗壓紗輥,樹脂槽的前後要形成一定的角度,使粗紗在進出樹脂槽時的彎曲角度不至於太大而增加張力。為了能調節樹脂的溫度,樹脂槽一般還設有加熱裝置,這對於環氧樹脂的拉擠尤為重要。



    3、預成型裝置



    預成型裝置是根據製品品種的要求使浸透了樹脂的增強材料逐步除去多餘的樹脂,排除氣泡,將產品所需的紗和氈合理地、準確地組合在一起,確保它們的相對位置並使其形狀漸縮並接近於成型模的進口形狀。然後再進入模具,進行成型固化。預成型裝置沒有固定的模式,要根據產品的形狀和要求及操作習慣來設計。我公司可以根據用戶不同產品的需要,設計和製作預成型裝置。



    4、成型模具



    成型模具是拉擠成型技術的重要工具,成型模具橫截麵麵積與產品橫截麵麵積之比一般應大於或等於10,以保證模具有足夠的強度和剛度,加熱後熱量分布均勻和穩定。成型模具的長度是根據成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定,以保證製品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻,模腔表麵要光潔,耐磨,以減少拉擠成型中的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。



    5、牽引設備



    牽引機是拉擠成型工藝中的主機,它必須具備夾持與牽引兩大功能,夾持力、牽引力、牽引速度均需可調。牽引機有履帶式和液壓式兩大類。履帶式牽引機的特點是運動平穩、速度變化量小、結構簡單,適用於生產有對稱麵的型材、棒、管等。另一種是液壓牽引機,具有體積緊湊、慣性小,能在很大的範圍內實現無級調速、運動平穩,與電氣、壓縮空氣相配合,可以實現多種自動化,用於玻璃鋼製品拉擠是非常合適的。



    6,切割裝置



    一般采用標準的圓盤鋸式人造金剛石鋸片,有手動切割和自動切割。我公司配套生產的自動切割機可以為拉擠生產的自動化提供保障。



    四 輔助設備



    1、配料工具



    為保證拉擠生產連續而穩定的進行,膠料的配製應當準確,盡量做到所配膠料的一致性。配料工具的選擇和配製顯得很重要。但在有些生產廠家對此缺乏充分的認識,配料時很隨意,使生產過程不穩定,製品質量波動很大。



    2、攪拌設備



    攪拌機是拉擠生產線主要輔助設備之一。我公司配套生產的液壓升降式攪拌機可以滿足拉擠工藝配製膠料的需要。目前在很多小型的拉擠生產廠家在配製膠料中對攪拌的重要性認識不足,導致膠料分散不均,製品質量的穩定性很難保證。



    3、切氈機



    拉擠生產中的玻璃纖維氈片要根據具體製品的需要裁剪成規定寬度的尺寸,通常采用切氈機和裁氈機來滿足生產需要。我公司配套生產的切氈機是裁切各種纖維氈的專用設備,是拉擠生產線輔助設備之一。可以完成不同氈卷量、不同氈寬的切割需求,操作簡便,切氈外表整齊,精確。



    五 工藝及控製



    1、拉擠工藝



    拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無撚粗紗從紗架引出後,經過導紗裝置進入樹脂槽浸透樹脂膠液,然後進入預成型模,將多餘樹脂和氣泡排出,再進入成型模凝膠、固化。固化後的製品由牽引機連續不斷地從模具拉出,最後由切斷機定長切斷。



    拉擠成型工藝中除立式和臥式機組外,尚有彎曲形製品拉擠成型工藝,反應注射拉擠工藝等。



    增強熱塑性塑料拉擠工藝在最近幾年也取得了一定的突破。最近美國道化學公司采用聚氨酯與玻纖經過拉擠製成強度、韌性、抗損傷性能均很優良的型材。其拉擠速度可達到熱固性塑料拉擠速度的10倍。



    2、工藝控製



    拉擠成型工藝控製的參數主要包括成型溫度、固化時間、牽引張力及牽引速度等。



    (1)成型溫度



    在拉擠成型過程中,材料在穿越模具時發生的變化是最關鍵的。



    玻璃纖維浸膠後通過加熱的金屬模具,一般將連續拉擠過程分為預熱區、膠凝區和固化區。在模具上使用加熱板或加熱套來加熱。樹脂在加熱過程中,溫度逐漸升高,粘度降低。通過預熱區後,樹脂體係開始膠凝、固化,在固化區內產品受熱繼續固化,以保證出模時有足夠的固化度。



    模具的加熱條件是根據樹脂體係來確定的。以聚酯樹脂配方為例,一般來講,模具溫度應大於樹脂的放熱峰值,溫度上限為樹脂的降解溫度。溫度、膠凝時間、拉速應當匹配。預熱區溫度可以較低,膠凝區與固化區溫度相似。溫度分布應使產品固化放熱峰出現在模具中部靠前,膠凝固化分離點應控製在模具中部。溫度梯度不宜過大。



    (2)拉擠速度的確定



    拉擠模具的長度一般為0 .6-1 .2m。在一定的溫度條件下,樹脂體係的膠凝時間對工藝參數速度的確定是非常重要的。一般的說,選擇拉擠速度要充分考慮使產品在模具中部膠凝固化,也即脫離點在中部並盡量靠前。如果拉擠速度過快、製品固化不良或者不能固化,直接影響到產品質量;如果拉擠速度過慢,型材在模中停留時間過長,製品固化過度,並且降低生產效率。



    拉擠工藝在啟動時,速度應放慢,然後逐漸提高到正常拉擠速度。一般拉擠速度為500一1300mm/min。現代拉擠技術的發展方向之一就是高速化。



    (3)牽引力



    牽引力是保證製品順利出模的關鍵,牽引力的大小由產品與模具之間的界麵上的剪切應力來確定。在模具中剪切力是隨拉速的變化而變化的。



    模具入口處的剪切應力與模具壁附近樹脂的粘滯阻力相一致。通過升溫,在模具預熱區內,樹脂粘度隨溫度升高而降低,剪切力也開始下降。初始峰值的變化由樹脂粘性流體的性質決定。另外,填料含量和模具入口溫度也對初始剪切力影響很大。



    由於樹脂固化反應,它的粘度增加而產生第2個剪切應力峰。該值對應於樹脂與模具壁麵的脫離點,並與拉速關係很大,當牽引速度增加時,這個點的剪切力大大減小。



    最後,第3區域也即模具出口處,出現連續的剪切應力,這是由於在固化區中與模具壁摩擦引起的,這個摩擦力較小。



    牽引力在工藝控製中很重要。成型中若想使製品表麵光潔,要求產品在脫離點的剪切應力較小,並且盡早脫離模具。牽引力的變化反應了產品在模具中的反應狀態,它與許多因素,如:纖維含量、製品的幾何形狀與尺寸、脫模劑、溫度、拉速等有關係。



    (4)各拉擠工藝變量的相關性



    熱參數、拉速、牽引力三個工藝參數中,熱參數是由樹脂係統的特性來確定的,是拉擠工藝中應當解決的首要因素。拉擠速度確定的原則是在給定的模內溫度下的膠凝時間,保證製品在模具中部膠凝、固化。牽引力的製約因素較多,如:它與模具溫度關係很大,並受到拉擠速度的控製。拉速的增加直接影響到剪切應力的第二個峰值,即脫離點處的剪切應力;脫模劑的影響也是不容忽視的因素。



    為了提高生產效率,一般盡可能提高拉速。這樣可降低模具剪切應力,以及製品表麵質量。對於較厚的製品,應選擇較低拉速或使用較長的模具,增加模具溫度,其目的在於使產品能較好地固化,從而提高製品的性能。



    為了降低牽引力,使產品順利脫模,采用良好的脫模劑是十分必要的,有時這在成型工藝中起到決定性的作用。



    六 產品應用



    拉擠玻璃鋼的應用範圍究竟有多大,這是人們關心的一個問題。據統計拉擠玻璃鋼可以在國民經濟各個產業部門中都有應用。大致有以下幾個方麵:



    1、電氣市場



    這是拉擠玻璃鋼應用最早的個市場,目前成功開發應用的產品有:電纜橋架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器隔離棒、電機槽楔、路燈柱、電鐵第三軌護板、光纖電纜芯材等。在這個市場中還有許多值得免费可以看污的视频進一步開發的產品。



    2、化工、防腐市場



    化工防腐是拉擠玻璃鋼的一大用戶,成功應用的有:玻璃鋼抽油杆、冷卻塔支架、海上采油設備平台、行走格柵、樓梯扶手及支架、各種化學腐蝕環境下的結構支架、水處理廠蓋板等。



    3,消費娛樂市場



    這是一個潛力巨大的市場,目前開發應用的有:釣魚竿、帳篷杆、雨傘骨架、旗杆、工具手柄、燈柱、欄杆、扶手、樓梯、無線電天線、遊艇碼頭、園林工具及附件。



    4、建築市場



    在建築市場拉擠玻璃鋼己滲入傳統材料的市場,如:門窗、混凝土模板、腳手架、樓梯扶手、房屋隔間牆板、筋材、裝飾材料等。值得注意的是筋材和裝飾材料將有很大的上升空間。



    5、道路交通市場



    成功應用的有:高速公路兩側隔離欄、道路標誌牌、人行天橋、隔音壁、冷藏車構件等。



    6、農村市場



    畜圈、禽舍用圍牆柵、溫室框架、支撐構件、藤棚、輸水槽等。農村是一個潛在的大市場,但因為價格因素製約了其開發的空間。





    纏繞玻璃鋼







    纏繞玻璃鋼是玻璃鋼成型工藝中的一種,這種工藝方法與車床切削工件相反。



    纏繞工藝的定義:通過芯模的旋轉,吐絲嘴按的一定軌跡運動,充分浸透樹脂的連續玻璃纖維通過吐絲嘴而有規律的纏繞在芯模上,直到厚度達到設計要求為止。



    纏繞工藝的特點:



    1、纏繞玻璃鋼的比強度高於普通鋼的三倍,是鈦的四倍。比強度高這一特點在航空方麵的應用價值是顯而易見的。



    2、纏繞製品質量穩定,生產的效率高,便於大批量的機械化生產,容易實現機械化和自動化。



    3、纏繞玻璃鋼製品所用的纖維增強材料無須紡織,可減少紡織工序,從而降低成本。



    4、纏繞工藝適於耐腐蝕管道、儲罐及高壓管、容器的製造,這是其他工藝所不及的。



    纏繞玻璃鋼管的分類:



    1、按生產工藝可分為兩類,即工藝管道和夾砂管道;



    2、按其用途和材質可分為食品級管道、耐酸管道、耐堿管道、耐高溫管道、耐高壓管道。



    工藝流程:



    準備工作 → 製襯 → 固化 → 纏繞 → 固化 → 修整 → 脫模



    準備:原輔材料的準備及模具、檢測設備處於完好狀態。



    製襯:按照製襯工藝鋪層,逐層鋪設並達到工藝要求。



    固化:芯模旋轉,紅外線加熱固化。



    纏繞:通過微機控製,將浸透樹脂的連續玻璃纖維紗纏繞在已製成內襯的模具上,並達到其工藝要求。



    修整:按修整要求修整承插口。



    脫模:將固化並修整後的管道與模具分離。





    手糊工藝特點





    手糊成型工藝雖然是一種較為簡單的成型方法,但它具有許多其它成型方法無可比擬的也無法替代的獨特優點。當然,該工藝也存在一定 的缺點。現在就它的優缺點簡述如下:



    一、手糊工藝的優點



    (1)模具成本低,容易維護、設備投資少、上馬快;



    (2)生產準備時間短,操作簡便、易懂易學;



    (3)不受產品尺寸和形狀的限製,適用於數量少、品種多、形狀簡單的產品或大型產品;



    (4)可根據產品的設計要求,在不同部位任意補強,靈活性大;



    (5)樹脂基體與增強材料可實行優化組合;也可以與其它材料(如泡沫、輕木、蜂窩、金屬等)複合成製品。



    (6)室溫固化、常壓成型。



    (7)可加彩色膠衣層,以獲得豐富多彩的光潔表麵效果。



    二、手糊工藝的缺點



    (1)生產效率低,勞動強度大,生產環境條件差;



    (2)產品質量穩定性差,受人的因素影響大;



    (3)車間占地麵積大,需要良好的通風設備。



    總之,手糊工藝是玻璃鋼行業的工藝基礎,在生產中有著舉足輕重的地位,隨著玻璃鋼產業的發展,新工藝不斷出現如RTM,真空輔助、噴射等都與手糊工藝有著不可分割的關係。





    手糊製品及其應用



    一、石油化工方麵



    玻璃鋼具有突出的耐酸、堿、油、有機溶劑的性能,常用它製作石油化工設備。用玻璃鋼製造各種管道、閥門、泵、貯罐、貯槽、塔器及作為金屬、混凝土、木材等基體設備的襯裏,己成為石油化工設備防腐蝕不可缺少的材料之一。由於玻璃鋼的應用,使得化工設備在不同介質、溫度、壓力條件下,延長了使用壽命,獲得了良好的效果。



    與金屬相比,有些情況下玻璃鋼設備的初始投資要高一些,但由於它重量輕,使用壽命長,成型加工及維修均比較方便,因此總投資還是比較低的,所以石油設備即防腐蝕工程中推廣應用玻璃鋼是有實際意義的。如美國在幾年前鋪設的72萬多千米的玻璃鋼管道,現己成為美國三大輸油線路之一。



    實踐證明,玻璃鋼是一種較好的防腐蝕材料,十幾年來在石油化工防腐設備中的應用取得了很大的成效。當然,目前,還存在一些問題、如成型工藝比較落後,產品不配套、質量不穩定、樹脂品種及數量還有限等這些都有待於在今後的發展中積極的去著手解決。



    二、交通運輸方麵



    由於玻璃鋼具有輕質高強、耐化學腐蝕、抗微生物作用以及成型方便等優點,所以在造船、汽車、鐵路車輛、航空等工業部門得到了日益廣泛的應用。



    在造船工業方麵,由於采用了玻璃鋼製作船體及兩棲裝置,使船舶、艦艇無論在防腐蝕、抗微生物、延長使用壽命,還是在提高承載能力、航行速度及深潛性能方麵,都有了較大的改善。因此,從小型船艇、掃雷艇、深水探測器到大型巡航艦都成功的運用了玻璃鋼零部件。如用它製作潛水艇艇體,其潛水深度比鋼製作艇體至少可增加80%,深水調查船能耐幾千米的水下壓力。早在60年代,美國海軍部門就規定,16m以下的船艇全部采用玻璃鋼製作。英國還設計了170m長的玻璃鋼大船。



    在汽車製造方麵,現在己發展到用玻璃鋼製造各種轎車、大型客車、三輪車、載重汽車、油槽車以及其他車輛的和各種配件,減輕了車輛自重,提高了運輸能力。



    在鐵路運輸方麵,現己用玻璃鋼製造了機車車身、貨車車廂、客車、油箱等許多部件。隨著陸路交通的發展,在鐵路電氣化、高速列車的製造方麵,在采用玻璃鋼材料之後,有效地提高了運輸能力。



    在飛機製造方麵,早在二戰初期,美國就用玻璃鋼製造了飛機油箱、螺旋漿的複麵及飛機後部部件。美國F5A戰鬥機使用玻璃鋼後重量減輕15%,縮短了降落航行距離15%,增加航程20%,增加負荷20%,效果十分顯著。玻璃鋼夾層結構的出現,飛機製造已向複合材料結構方麵發展。如美國的諾斯羅普飛機製造公司,準備在先進飛機上采用60%-70%複合材料結構,使飛機重量減輕12%。



    三、電氣工業方麵



    由於玻璃鋼具有優良的電絕緣性能,因此,它在電工器材製造方麵得到了廣泛的應用。玻璃鋼可以製造各種開關裝置、電力管道、印刷電路板、插座、接線盒等。由於玻璃鋼具有不同反射無線電波、微波透過性好等特點,目前,在電信工程上普遍采用玻璃鋼製造各種雷達罩、波導管和反射麵,如直徑14-44m的大型球體地麵雷達罩、天線罩等



    四、建築工業方麵



    玻璃鋼作為一種建築用結構材料與傳統的建築材料相比,其成本要高一些,但由於玻璃鋼是一種輕質高強的結構材料,具有隔音、隔熱、防水等特點,所以己成為現代建築中一種新型的結構材料。



    國外,在建築材料上應用玻璃鋼是比較普遍的、品種、數量也日益增多。例如英國的國民議會大廈,外表麵全部采用玻璃鋼裝飾板鑲嵌;一些展覽館、博物館建築,鐵路車站、公園溫室以及民用住宅等方麵都應用了大量的玻璃鋼製品。我國玻璃鋼用於建築上近十年來有了一定的發展。目前應用最多的是玻璃鋼波形瓦、裝飾麵板、活動房屋、通風與空調設備、冷卻塔、道路燈具、壁雕、工藝雕塑、整體歐式雕花吊頂頂棚、采光屋麵、大型飲用水箱、防滲漏化糞池和汙水處理池罩、衛生設備和各種家具等,隨著建築事業的發展,玻璃鋼在建築上的應用也將越來越普遍。



    五、機械工業方麵



    玻璃鋼材料在機械設備方麵也得到了日益廣泛的應用。簡單的護罩類製品,如電機罩、發電機罩、空氣莊縮機罩、泵罩、風機罩、紡織機罩、皮帶輪防護罩、儀器罩、PPS軸瓦、PPS墊塊等;較複雜的結構件,如柴油機、造紙機、水輪機、風機、拖拉機的各種部件,如軸承、法蘭圈、軸承套等各種機械零件均采用了玻璃鋼這種新型材料。



    機械設備采用玻璃鋼不僅可以簡化加工工藝與相應的工藝裝備、節約勞動力、延長使用壽命、降低成本,而且還可以大大節約各種金屬材料,例如不鏽鋼、銅、鋁等。



    六、軍械與裝備方麵



    玻璃鋼作為一種新興得工程材料,在國防工業上也得到了廣泛的應用。玻璃鋼應用於常規武器和裝備,既減輕了重量,又節省了大量木材和各種鋼材,而且提高了武器裝備的機動靈活性,是一種軍工武器上很有發展前途的新型材料。



    具體應用有以下幾個方麵:



    1)防護工程:安全帽、防彈背心、坦克殼體等;



    2)火炮與箭彈;



    3)炮管、熱護套、發動機殼體、噴管、尾翼、發炮筒、引信結構;



    4)裝甲內襯等。





    玻璃鋼模壓製品設計原則



    模壓製品設計的目的是要準確的滿足最終產品的使用要求.在開始設計之前先需了解被設計產品的使用條件和使用環境空間,從而確定塑料製品的種類和幾何尺寸,以滿足強度要求、安裝要求、外觀要求等。



    產品設計的原則:在能達到基本使用要求的前提下,盡可能降低材料消耗,減輕勞動強度,節省工時,使製品的綜合成本最低。熟知塑料模壓成型工藝的設計者,在構想出大體的幾何尺寸之後,對涉及脫模斜度、壁厚、圓角、加強筋、支承麵和凸耳、嵌件、孔、螺紋以及尺寸精度等內容,還應遵循一些基本原則,作出最終的精確設計。具體如下:



    一、脫模斜度



    塑料模壓製品在模具中生產的黏附和收縮會使脫模時造成製品損傷或脫模困難,為利於生產操作,在模壓成型製品的內、外表麵,沿脫模方向要設計脫模斜度。盡管脫模斜度將會影響製品的精度和外觀,卻是不得不做的。脫模斜度的表示方法通常由角度來表示。設計時,取斜度的方向:內側以小端為準,向大方向取;外側以大端為準,向小方向取。



    選取脫模斜度應考慮的主要因素有:





    1、材料性能    2、精度要求



    3、結構尺寸    4、結構形狀、製品形狀複雜的表麵,應選取較大的脫模斜度。



    二、壁厚



    壁厚的設計是在滿足強度、結構、質量、剛性及裝配等各項要求的前提下,選擇合適的壁厚尺寸並盡可能考慮壁厚均勻性。



    1、壁厚尺寸



    模壓製品的壁厚太薄,則製品剛性差,不耐壓,在生產和使用過程中易產生損傷和變形。便製品對剛性要求不高,也不應使壁厚太薄。反之,太厚,不僅浪費原料,而且製品內部很難達到均勻硬化模壓過程中空氣排出阻力增大,容易產生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。實際上,原材料的種類和流程的長短是影響壁厚選擇的最直接的因素。對於模壓工藝來說,流程通常較短,對於較大型件,應選較厚的壁厚。



    2、壁厚均勻性



    在同一件製品上應盡可能設計成各部分的壁厚均勻一致,若結構上要求不同壁厚時,也應沿料流方向逐漸過渡,避免壁厚的突然變化。在壁厚不均的情況下,壁厚處冷卻較慢,而且最終收縮量較大,這種收縮快慢、大小的不均容易產生很大的內應力而導致製品變形甚至裂縫。



    三、圓角



    在模壓製品的拐角和兩壁相鄰處應設計聲圓弧,其半徑不小於0.5mm,大型件取值更大一些。圓角半徑的大小視具體情況而定,通常應根據壁厚來選取圓角半徑的大小,這樣可兼顧壁厚的均勻性。



    圓角設計的目的在於以下三方麵:1)提高製品的強度 2)利於生產過程中熔料的填充,避免冷卻過程中收縮不均產生的翹曲變形等缺陷 3)降低成本



    四、加強筋



    它是為了改善製品的性能,又不影響其安裝使用功能,而在製品的某些局部增設的凸起筋狀結構,是製品的重要組成部分。其作用是在不增加壁厚的情況下,提高製品的強度和剛度。即可以避免壁厚過厚,從而避免製品產品產生氣泡或變形等缺陷,同時還節省了原材料。



    五、支承麵和凸耳



    當製品需由一個麵作為支承麵(或基準麵)時,以製品的整個底麵作為支承麵是不合理的,應用底角或凸邊作為支承麵,這樣一來易於保證基麵的效果。



    在製品上用於裝配附件的部位,為便於安裝操作,通常設計成凸耳。凸耳也是受理較大的部位,要避免應力集中的結構模式。



    六、嵌件



    有些製品為了滿足某些特殊的使用要求,成型時在製品的內部嵌入預先加工好的零件形成不可拆連接,嵌入的零件則稱為嵌件。主要用途為:螺紋孔、導體、增強件和結七、孔



    塑料製品上的孔有連接裝配用孔、功能性孔、裝飾用孔等。其形式有通孔、盲孔和異型孔等。一些小的孔可用機械加工的方法來實現,但其加工麵難以光潔,並且生產效率低。采用模壓直接成型的方法是可行的,可省去後序加工,尤其是那些難以加工的異型孔。孔應設置在不易削弱製品強度的地方,在孔之間和孔與邊壁之間均應留有足夠的距離。



    八、螺紋



    製品上的螺紋除了設計成嵌件外,也可以直接在模塑時做出。直接模塑時要注意塑料的強度較差、成型收縮的變形以及脫模的方便性。



    九、尺寸精度



    成型製品的尺寸與設計的標準尺寸會出現一定的誤差,這種誤差的出現也是不可避免的,隻要控製在一定的允許範圍之內,達到使用.





    模壓工藝介紹



    SMC/BMC模壓工藝是將一定量的SMC/BMC模壓料放入金屬對模中,在一定溫度和壓力下成型製品的一種方法。SMC/BMC模壓工藝具有如下特點:1 成型周期短,生產效率高,適於大批量製品生產;2 模壓製品價格低廉;3 自動化、機械化程度高,可大大降低勞動強度;4 模壓製品的尺寸精確,表麵光潔,質量穩定,可替換性好;5 多數產品可一次成型,無需進行後處理;6 操作性好,對操作人員要求不嚴。SMC/BMC模壓製品廣泛應用於交通、化工、輕工、建築、電氣等多個行業,具體應用在汽車部件、鐵路客車車門窗、座椅、組合式水箱、浴缸、絕緣子、開關盒等多種產品上。



    玻璃鋼生產工藝--模壓成型工藝簡述



    模壓成型工藝是複合材料生產中最古老而又富有無限活力的一種成型方法。它是將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經加熱、加壓固化成型的方法。



    模壓成型工藝的主要優點:①生產效率高,便於實現專業化和自動化生產;②產品尺寸精度高,重複性好;③表麵光潔,無需二次修飾;④能一次成型結構複雜的製品;⑤因為批量生產,價格相對低廉。



    模壓成型的不足之處在於模具製造複雜,投資較大,加上受壓機限製,最適合於批量生產中小型複合材料製品。隨著金屬加工技術、壓機製造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進和發展,壓機噸位和台麵尺寸不斷增大,模壓料的成型溫度和壓力也相對降低,使得模壓成型製品的尺寸逐步向大型化發展,目前已能生產大型汽車部件、浴盆、整體衛生間組件等。



    模壓成型工藝按增強材料物態和模壓料品種可分為如下幾種:



    ①纖維料模壓法 是將經預混或預浸的纖維狀模壓料,投入到金屬模具內,在一定的溫度和壓力下成型複合材料製品的方法。該方法簡便易行,用途廣泛。根據具體操作上的不同,有預混料模壓和預浸料模壓法。



    ②碎布料模壓法 將浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物,如麻布、有機纖維布、石棉布或棉布等的邊角料切成碎塊,然後在金屬模具中加溫加壓成型複合材料製品。③織物模壓法 將預先織成所需形狀的兩維或三維織物浸漬樹脂膠液,然後放入金屬模具中加熱加壓成型為複合材料製品。



    ④層壓模壓法 將預浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物,裁剪成所需的形狀,然後在金屬模具中經加溫或加壓成型複合材料製品。



    ⑤纏繞模壓法 將預浸過樹脂膠液的連續纖維或布(帶),通過專用纏繞機提供一定的張力和溫度,纏在芯模上,再放入模具中進行加溫加壓成型複合材料製品。



    ⑥片狀塑料(SMC)模壓法 將SMC片材按製品尺寸、形狀、厚度等要求裁剪下料,然後將多層片材疊合後放入金屬模具中加熱加壓成型製品。



    ⑦預成型坯料模壓法 先將短切纖維製成品形狀和尺寸相似的預成型坯料,將其放入金屬模具中,然後向模具中注入配製好的粘結劑(樹脂混合物),在一定的溫度和壓力下成型。



    模壓料的品種有很多,可以是預浸物料、預混物料,也可以是坯料。當前所用的模壓料品種主要有:預浸膠布、纖維預混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品種。



    1、原材料



    (1)合成樹脂



    複合材料模壓製品所用的模壓料要求合成樹脂具有:①對增強材料有良好的浸潤性能,以便在合成樹脂和增強材料界麵上形成良好的粘結;②有適當的粘度和良好的流動性,在壓製條件下能夠和增強材料一道均勻地充滿整個模腔;③在壓製條件下具有適宜的固化速度,並且固化過程中不產生副產物或副產物少,體積收縮率小;④能夠滿足模壓製品特定的性能要求。按以上的選材要求,常用的合成樹脂有:不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有機矽樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂等。為使模壓製品達到特定的性能指標,在選定樹脂品種和牌號後,還應選擇相應的輔助材料、填料和顏料。



    (2)增強材料



    模壓料中常用的增強材料主要有玻璃纖維開刀絲、無撚粗紗、有撚粗紗、連續玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等,也有少量特種製品選用石棉氈、石棉織物(布)和石棉紙以及高矽氧纖維、碳纖維、有機纖維(如芳綸纖維、尼龍纖維等)和天然纖維(如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等)等品種。有時也采用兩種或兩種以上纖維混雜料作增強材料。



    (3)輔助材料



    一般包括固化劑(引發劑)、促進劑、稀釋劑、表麵處理劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑(顏料)和填料等輔助材料。



    2、模壓料的製備



    以玻璃纖維(或玻璃布)浸漬樹脂製成的模壓料為例,其生產工藝可分為預混法和預浸法兩種。



    (1)預混法



    先將玻璃纖維切割成30~50mm的短切纖維,經蓬鬆後在捏合機中與樹脂膠液充分捏合至樹脂完全浸潤玻璃纖維,再經烘幹(晾幹)至適當粘度即可。其特點是纖維鬆散無定向,生產量大,用此法生產的模壓料比容大,流動性好,但在製備過程中纖維強度損失較大。



    (2)預浸法



    纖維預浸法是將整束連續玻璃纖維(或布)經過浸膠、烘幹、切短而成。其特點是纖維成束狀,比較緊密,製備模壓料的過程中纖維強度損失較小,但模壓料的流動性及料束之間的相容性稍差。