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玻璃鋼制作的各種制造工藝
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玻璃鋼制品是由樹(shù)脂(Resin)、增強材料和多種輔助成分合理組合而成,制造工藝種類(lèi)繁多。
1 FRP制品成型工藝
FRP的制品往往是材料制造和產(chǎn)品成型同時(shí)完成。成型工藝有手糊、RT
M、SM
C、纏繞、熱塑性塑料(GF/PP)注射模塑及GMT沖壓成型等??ㄍǖ袼苁沁\用夸張、變形等手法,對人物、動(dòng)物等對象進(jìn)行塑造的行為,如米老鼠等形象的立體造型就是卡通雕塑。
1.1 手糊成型工藝:
手糊成型工藝是一種簡(jiǎn)單成熟的成型工藝,其典型工藝過(guò)程(guò chéng)是:在涂有脫模劑的模具上,將加有固化劑的樹(shù)脂混合料和玻璃纖維(Glass Fiber)織物手工逐層鋪放,浸膠并排除氣泡,層合至確定厚度,然后固化形成制件。泡沫雕塑經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展, 泡沫雕塑已從原來(lái)單一的節慶裝飾造型跨入多元發(fā)展.以其可操做性強,便捷的特點(diǎn),逐步在影視道具;展覽展示;廣告;模型等領(lǐng)域展現出獨特魅力。手糊成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)需專(zhuān)用設備(shèbèi),投資少;不受制品形狀和尺寸的限制(limit),特別適于數量少、整體式及結構復雜的大型制品的制作;可以根據設計要求合理利用增強材料,能隨意局部增強,做到以最低成本實(shí)現設計要求,而且當設計不合理時(shí)能方便地進(jìn)行修改;操作方便,容易掌握,便于推廣。手糊工藝的不好的地方是:制品質(zhì)量不易控制,人為因素大;制品的強度和尺寸精度較低;勞動(dòng)條件差,生產(chǎn)效率低。
1.2 噴射成型工藝:
噴射成型工藝是手糊成型的改進(jìn),屬于半機械化成型工藝。它是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯樹(shù)脂分別從噴槍兩側噴出,同時(shí)將切斷的玻纖粗紗由噴槍中心噴出,使其與樹(shù)脂均勻混合,沉積到模具上;當沉積到一定厚度時(shí),用輥(gǔn)輪壓實(shí),使纖維浸透樹(shù)脂,排除氣泡,固化后成制品噴射成型的優(yōu)點(diǎn)是:用玻纖粗紗代替織物,可降低(reduce)材料成本;生產(chǎn)效率比手糊的高2~4倍;產(chǎn)品(Product)整體性好,無(wú)接縫,層間剪切強度高,樹(shù)脂包含比重高,耐腐蝕、耐滲漏性好;產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。 噴射成型的缺點(diǎn)是:樹(shù)脂含量高,制品強度低;產(chǎn)品只能做到單面光滑;感染環(huán)境,有害工人健康。
1.3 RTM成型工藝:
樹(shù)脂(Resin)傳遞模塑(Resin Transfer Molding,RTM)是以手糊成型工藝改進(jìn)的一種閉模成型技術(shù),它的基本原理是將玻璃纖維增強材料(Material)放到封閉的模腔內,用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔,浸透玻纖增強材料,然后固化,脫模后成制品。 RTM成型技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是:可以制造兩面光的制品;成型效率高,適合于中等規模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)(30000件/年以?xún)龋?;RTM為閉模操作控制,不感染環(huán)境,不損害工人健康;增強材料可以任意鋪放,容易實(shí)現按制品受狀況合理鋪放增強材料;原材料及能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質(zhì))消耗少;初期投資少。RTM不好的地方是:生產(chǎn)技術(shù)要求高;修整工序復雜。
1.4 熱塑性復合材料成型工藝:
熱塑性復合材料是以玻璃材質(zhì)纖維(Glass Fiber)、碳(C)纖維、芳綸纖維等增強各種熱塑性樹(shù)脂的總稱(chēng),國外稱(chēng)為FRTP(Fiber Rinforce thermoplastics)。從生產(chǎn)工藝角度分析,熱塑性復合材料分為短纖維增強復合材料和連續纖維增強復合材料兩大類(lèi)。短纖維增強熱塑性復合材料的研究(research)和生產(chǎn)始于50年代。進(jìn)入70年代后,熱塑性復合材料得到快速發(fā)展,美國、法國的研究成功連續纖維增強聚丙烯片狀模塑料。近10年來(lái),熱塑性復合材料發(fā)展很快,每年以15%速度遞增,比熱固性復合材料發(fā)展快幾倍。
1.5 近年發(fā)展起來(lái)的新型成型工藝
1.5.1 SMC和RTM工藝的結合(LPMC)SMC工藝和RTM相比較,雖然有成型壓力大、能耗高、設備維護修理費用(expense)高等不足之處,但SMC是一種技術(shù)較完善的干法制造FRP的成型工藝。美國開(kāi)發(fā)了一種LPMC(low pressure molding Compromal)工藝,它將RTM的低壓低溫和SMC的工藝結合起來(lái)。形成在RTM條件下即可生產(chǎn)出性能和SMC相似的新工藝。RTM部件可以部分替代(用一物質(zhì)代替另一物質(zhì)(多為強者取代弱者的地位))鋼制部件。
1.5.2 TERTM:TERTM (熱膨脹樹(shù)脂傳遞(transmission)模塑料)使用聚氨(化學(xué)式:NH3) 酯、PVC聚氨酯泡沫等作為預成型坯中的芯材,在注射過(guò)程中樹(shù)脂同時(shí)滲入芯材和預成型坯中,芯材在加熱條件下發(fā)生膨脹,進(jìn)而與增強材料(碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維)及環(huán)氧樹(shù)脂結合形成復合材料。既減輕了制品重量,又提高了強度。具有理想的扭曲強度和良好的尺寸穩定性,膨脹系數低,可制造汽車(chē)防撞檔板。美國、加拿大、日本、西歐等國家和地區的TERTM都有專(zhuān)利(意為:公開(kāi)的信件或公共文獻),技術(shù)處于領(lǐng)先水平。
1.5.3 VARTM:為了在注射時(shí)改善模具(稱(chēng)號:工業(yè)之母)型腔內樹(shù)脂的流動(dòng)性浸漬性,更好地排盡氣泡,出現了腔內抽真空,再用注射機注入樹(shù)脂的VARTM技術(shù),基本原理和RTM工藝是一致的,適用范圍也類(lèi)似。
模腔內抽真空使壓力趨勢減小,增加了使用更輕型模具的可能性,玻璃鋼雕塑(sculpture)從而使模具的使用的時(shí)長(cháng)更長(cháng)、可設計性更好;真空也可提高玻璃纖維與樹(shù)脂的比率,使玻璃纖維的含量更高,增加制品的強度;真空還有助于樹(shù)脂對纖維的浸潤,使樹(shù)脂和纖維的結合界面更完美,提高制品的質(zhì)量;用VARTM工藝可使直徑38.11mm的致密預成型坯的纖維體積含量為16%~68%,累計孔隙率為1.7%,而普通的預浸料的孔隙率為5%~7%。不銹鋼雕塑主支架接受的重要載荷,主支架、副支架、銅像壁板及其他附件的分量,穩態(tài)風(fēng)載。不銹鋼雕塑在選定風(fēng)速下,普通思索正面、正面、反面、等四個(gè)方面感化在雕像身上的各偏向風(fēng)力。