玻璃纖維短切氈工藝流程怎么寫? 玻璃纖維復(fù)合氈、玻璃纖維針織縫編氈、短切氈有什么區(qū)別?
纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料成型工藝
一、前言
相比傳統(tǒng)材料,復(fù)合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以來發(fā)展很快。盡管產(chǎn)量小(據(jù)法國Vetrotex公司統(tǒng)計(jì),2003年全球復(fù)合材料達(dá)700萬噸),但復(fù)合材料的水平已是衡量一個(gè)國家或地區(qū)科技、經(jīng)濟(jì)水平的標(biāo)志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的33%與32%,以中國(含臺灣省)、日本為主的亞洲占30%。中國大陸2003年玻班纖維增強(qiáng)塑料(玻璃纖維與樹脂復(fù)合的復(fù)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(fù)合材料主要由增強(qiáng)材料與基體材料兩大部分組成:
增強(qiáng)材料:在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相賦于復(fù)合材料的主要力學(xué)性能,如玻璃鋼中的玻璃纖維,CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)中的碳纖維素就是增強(qiáng)材料。
基體:構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料如玻璃鋼(GRP)中的樹脂(本文談到的環(huán)氧樹脂)就是基體。 y
按基體材料不同,復(fù)合材料可分為三大類:
樹脂復(fù)合材料
金屬基復(fù)合材料
無機(jī)非金屬基復(fù)合材料,如陶瓷基復(fù)合材料。
本文討論環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。
1、為什么采用環(huán)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(dá)7%-8%;
粘結(jié)力強(qiáng);
有B階段,有利于生產(chǎn)工藝;
可低壓固化,揮發(fā)份甚低;
固化后力學(xué)性能、耐化學(xué)性佳,電絕緣性能良好。
值得指出的是環(huán)氧樹脂耐有機(jī)溶劑、耐堿性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權(quán)勢脂為佳,然耐酸性差;固化后一般較脆,韌性較差。
2、環(huán)氧玻璃鋼性能(按ASTM)
以FW(纖維纏繞)法制造的玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的產(chǎn)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(qiáng)度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強(qiáng)度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強(qiáng)度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強(qiáng)度 2385J/m
燃燒性(UL-94) V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數(shù) 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導(dǎo)率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強(qiáng)度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 幾種常用材料與復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量
材料名稱 密度g/cm3 拉伸強(qiáng)度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強(qiáng)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(huán)氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環(huán)氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環(huán)氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環(huán)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(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)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(jié)后)
一層纖維增強(qiáng)材料(玻纖、芳綸、碳纖維......),纖維增強(qiáng)材料有表面氈、無捻粗紗布(方格布)等幾種。以手持輥?zhàn)踊蛩⒆邮箻渲n纖維增強(qiáng)材料,并驅(qū)除氣泡,壓實(shí)基層。鋪層操作反復(fù)多次,直到達(dá)到制品的設(shè)計(jì)厚度。
樹脂因聚合反應(yīng),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(huán)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于手工將樹脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)適合少量生產(chǎn);
2)可室溫成型,設(shè)備投資少,模具折舊費(fèi)低;
3)可制造大型制品和型狀復(fù)雜產(chǎn)品;
4)樹脂和增強(qiáng)材料可自由組合,易進(jìn)行材料設(shè)計(jì);
5)可采用加強(qiáng)筋局部增強(qiáng),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(diǎn)
1)屬于勞動(dòng)密集型生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量由工人訓(xùn)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(xué)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于人的健康和安全。
(5)典型產(chǎn)品
艦艇、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、游樂設(shè)備、冷卻塔殼體、建筑模型。
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(qiáng)材料置于上下模之間;合模并將模具夾緊;在壓力下注射樹脂;樹脂固化后打開模具,取下產(chǎn)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(gè)內(nèi),浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統(tǒng),樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當(dāng)制造高纖維含量(體積比超過50%)的制品,如航空航天用零部件時(shí),壓力甚至達(dá)0.7MPa。
纖維增強(qiáng)材料有時(shí)可預(yù)先在一個(gè)模具內(nèi)預(yù)成型大致形狀(帶粘結(jié)劑),再在第二個(gè)模具內(nèi)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(jīng)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(jìn)行。模具可以復(fù)合材料與鋼材料 制作。若采用加熱工藝。宜用鋼模。
(2)原材料
樹脂:一般多用環(huán)氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛;當(dāng)加溫時(shí),高溫樹脂臺雙馬列來酰亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發(fā)了熱塑性樹脂RTM。
纖維:任意。常用玻纖連續(xù)氈、縫編材料(其纖維間的縫隙得于樹脂傳遞)、無捻粗紗布;玻纖與熱塑性塑料的復(fù)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(dǎo)致其破壞。可用耐溶劑發(fā)泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)制品纖維含量可較高,未被樹脂浸得部分非常少;
2)閉模成型,生產(chǎn)環(huán)境好;
3)勞動(dòng)強(qiáng)度低,對工人技術(shù)熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低;
4)制品兩面光,可作有表面膠衣的制品,精度也比較高;
5)成型周期較短;
6)產(chǎn)品可大型化;
7)強(qiáng)度可按設(shè)計(jì)要求具有方向性;
8)可與芯村、嵌件一體成型;
9)相對注射設(shè)備與模具成本較低。
(4)缺點(diǎn)
1)不易制作較小產(chǎn)品;
2)因要承壓,故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復(fù)雜,價(jià)位也高一些;
3)能有未被浸漬的材料,導(dǎo)致邊角料浪費(fèi)。
(5)典型產(chǎn)品
小型飛機(jī)與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞(FW)
(1)概要
通常采用直接無捻粗紗作為增強(qiáng)材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞,通過張力系統(tǒng)、樹脂槽、繞絲嘴,由小車帶動(dòng)其往復(fù)移動(dòng)并纏繞在回轉(zhuǎn)的芯軸(模)上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì),并由芯軸(模)轉(zhuǎn)速與小車往復(fù)速度之比,精確地控制。固化后將纏繞的復(fù)合材料制品脫模。
對某些兩端密閉的產(chǎn)品不用脫模,芯模即包在復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi),作為內(nèi)襯。
(2)原材料
樹脂:任意。環(huán)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(chǎn)管罐時(shí),常用表面氈、短切原絲作為內(nèi)襯材料。
芯材:可用。雖然復(fù)合材料制品通常是單一殼體,一般不用。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)因?yàn)槔w維逕直以合理的線形鋪設(shè),承擔(dān)負(fù)荷,故復(fù)合材料制品的結(jié)構(gòu)特性可非常高;
2)由于同內(nèi)襯層組合,可制得耐腐蝕、耐壓、耐熱的制品;
3)可制造兩端封閉的制品;
4)鋪放材料快、經(jīng)濟(jì)、用無捻粗紗,材料費(fèi)用低;
5)可采用樹脂計(jì)量,然浸膠后的纖維通過擠膠或口模,控制樹脂含量;
6)可大理生產(chǎn)和自動(dòng)化;
7)機(jī)械成型,復(fù)合材料材質(zhì)及方向性均勻,質(zhì)量穩(wěn)定。
(4)缺點(diǎn)
1)制品形狀限于圓柱形或其它回轉(zhuǎn)體;
2)纖維不易沿制品長度方向精確排列;
3)對于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不盡人意;
5)對于承受壓力的制品,如選擇樹脂不合適或無內(nèi)襯,就易發(fā)生滲漏。
(5)典型產(chǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應(yīng)注射成型)
(1)概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區(qū)低壓(0.5MPa)混合后,即在低壓(0.5-1.5MPa)下注射到閉模中反應(yīng)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(yīng)生成聚氨酯 。為增加強(qiáng)度,可直接在一種組分內(nèi)行加入磨碎玻纖原絲和(或)填料。弈可采用長纖維(如連續(xù)纖維氈、織物、復(fù)合氈、短切原絲等的預(yù)成型物等)增強(qiáng),在注射前,將長纖維增強(qiáng)材料預(yù)先置模具內(nèi)。用此法可得到高力學(xué)性能的制品。這種工藝稱為SRIM(Structural Reaction Injection Molding-結(jié)構(gòu)反應(yīng)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;亦可采用環(huán)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(yōu)點(diǎn)
1)制造成本比熱塑性塑料注射工藝低;
2)可制造大尺寸、開頭復(fù)雜的產(chǎn)品;
3)固化快,適于快速生產(chǎn)。
(4)缺點(diǎn)
采用磨碎玻璃纖維增強(qiáng)原料費(fèi)用高,薦用礦物復(fù)合材料取代之。
(5)主要產(chǎn)品
汽車儀表盤、保險(xiǎn)杠、建筑門、窗、桌、沙發(fā)、電絕緣件。
5、拉擠成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纖維無捻粗紗(使用前預(yù)先放置在紗架上),它提供縱向(沿生產(chǎn)線方向)增強(qiáng)。
其它類型的增強(qiáng)有連續(xù)原絲氈、織物等,它們補(bǔ)充橫向增強(qiáng),表面氈則用于提高成品表面質(zhì)量。樹脂中可加入填料,改進(jìn)型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉擠成型的程序是
1)使玻璃纖維增強(qiáng)材料浸漬樹脂;
2)玻璃纖維預(yù)成型后進(jìn)入加熱模具內(nèi),進(jìn)一步浸漬(擠膠)、基本樹脂固化、復(fù)合材料定型;
3)將型材按要求長度切斷。 現(xiàn)在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠制品成型技術(shù)。 拉擠成型將增強(qiáng)材料浸漬樹脂有兩種方式:
膠槽浸漬法:通常采用此法,即將增強(qiáng)材料通過樹脂槽浸膠,然后進(jìn)入模具。此法設(shè)備便宜作業(yè)性好,適于不飽和聚酯樹脂,乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法(圖6):玻纖增強(qiáng)材料進(jìn)入模具后,被注入模具內(nèi)的樹脂所浸漬。此法適于凝膠時(shí)間短、粘度高、生產(chǎn)附產(chǎn)物的樹脂基體,如酚醛、環(huán)氧、雙馬來酰亞胺樹脂。
(2)原材料
樹脂:常用不飽和聚酯樹脂、環(huán)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(xù)氈、縫編氈、縫編復(fù)合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等;
芯材:一般不用,現(xiàn)有以PU發(fā)泡材料為芯材,外為連續(xù)拉擠框型型材,作為保溫墻板的。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)典型拉擠速度0.5-2m/min,效率較高,適于大批量生產(chǎn),制造長尺寸制品;
2)樹脂含量可精確控制;
3)由于纖維呈縱向,且體種比可較高(40%-80%),因而型材軸向結(jié)構(gòu)特性可非常好;
4)主要用無捻粗紗增強(qiáng),原材料成本低,多種增強(qiáng)材料組合使用,可調(diào)節(jié)制品力學(xué)性能;
5)制品質(zhì)量穩(wěn)定,外觀平滑。
(4)缺點(diǎn)
1)模具費(fèi)用較高;
2)一般限于生產(chǎn)恒定橫截面的制品。
(5)典型產(chǎn)品
建筑屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、墻板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機(jī)微波站罩殼、汽車板簧、傳動(dòng)軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調(diào)器罩、擴(kuò)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,在后用真空泵抽真空,積層從而受到不大于1個(gè)氣壓的壓力,而被壓實(shí)、成型。
(2)原材料
樹脂:主要采用環(huán)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(lián)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(yōu)點(diǎn)
1)采用普通的濕法鋪層技術(shù),通常可獲得高纖維含量的制品;
2)可制造大尺寸產(chǎn)品;
3)產(chǎn)品兩面光;
4)較濕法鋪層浸膠孔隙率低;
5)由于壓力,樹脂流經(jīng)結(jié)構(gòu)纖維,纖維得以較好地浸漬樹脂;
6)有利于操作人員健康和安全;真空袋減少了固化時(shí)逸出的揮發(fā)性物質(zhì)。
(4)缺點(diǎn)
1)額外的工藝過程增加了勞動(dòng)力和袋材成本;
2)要求操作人員有較高的技術(shù)熟練水平;
3)樹脂混合和含量控制基本上仍然取決于操作人員的技術(shù);
4)生產(chǎn)效率不高。
(5)典型產(chǎn)品
艇、賽車、芯材粘結(jié)、飛機(jī)鼻錐雷達(dá)罩、機(jī)翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
將干強(qiáng)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(nèi)。鋪層被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,將干織物內(nèi)空氣抽出。然后加熱,令樹脂熔化并流浸已抽出空氣的織物,然后經(jīng)過一事實(shí)上時(shí)間即固化。
(2)原材料
樹脂:一般僅用環(huán)氧樹脂; ¬
纖維:任意;
芯材:許多種芯材都可以使用,由于工藝過程中溫度高,對PVC泡沫需要專門處理,以免泡沫損壞。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)空隙率低,可精確獲得高的纖維含量;
2)鋪層清潔,有利于健康和安全(似預(yù)浸);
3)可較預(yù)浸法成本低,此為主要的優(yōu)點(diǎn);
4)由于樹脂僅能過織物厚度方向傳遞,故樹脂未浸到白斑區(qū)可較SCRIMP(西曼復(fù)合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺點(diǎn)
1)目前僅用于宇航工業(yè),還未推廣;
2)雖然宇航工業(yè)用高壓釜系統(tǒng)產(chǎn)非總是需要,但加熱室和真空袋系統(tǒng)對于復(fù)合材料固化,總是不可少的;
3)模具要求能經(jīng)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(jīng)受工藝溫度和壓力;
(5)典型產(chǎn)品
飛機(jī)雷達(dá)罩、艦艇聲納整流罩。
8、預(yù)浸料(高壓釜)成型
(1)概要
預(yù)先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下,將織物和(或)纖維預(yù)先用預(yù)催化樹脂預(yù)浸漬。固化劑大多能在環(huán)境溫度下,讓預(yù)浸材料貯存幾周或幾個(gè)月,仍能保質(zhì)使用。當(dāng)要延長保持期,材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環(huán)境溫度下呈臨界固態(tài)。故觸摸預(yù)浸材料時(shí)有輕微的黏附感,象膠帶似的。制作單向預(yù)浸漬材料的纖維直接由紗架下來,與樹脂結(jié)合。預(yù)浸漬材料用手或機(jī)械鋪于模具表面,通過真空袋抽真空,并通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動(dòng),并最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜(實(shí)際上是一座壓力加熱罐)提供,它能對鋪層施加達(dá)5個(gè)大氣壓的壓力。
(2)原材料
樹脂:通常用環(huán)氧樹脂,不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂,如聚酰亞胺、氰酸酯、雙馬來酰亞胺樹脂等;
纖維:任意。雖然由于在工藝過程中,高溫分對芯材有些影響,需要采用某些專門的泡沫芯材。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)預(yù)浸材料制造人員可精確地調(diào)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)材料于操作人員十分安全,無礙健康,操作清潔;
3)單向帶纖維成本最低,因?yàn)槲沩殞⒗w維預(yù)先轉(zhuǎn)為織物的二次加工過程;
4)由于制造過程采用可滲透的高粘度樹脂,樹脂化學(xué)性能力學(xué)和熱性能可以是最適宜的;
5)材料有效時(shí)間長(室溫下可保質(zhì)數(shù)月),這意味著可優(yōu)化結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料易鋪層;
6)可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和節(jié)省勞動(dòng)力。
(4)缺點(diǎn)
1)對于預(yù)浸織物,材料成本高;
2)通常要對高壓釜固化復(fù)合材料制品,耗費(fèi)大、作業(yè)慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作業(yè)溫度;
4)芯材需要承受作業(yè)溫度和壓力。
(5)典型產(chǎn)品
飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(如機(jī)翼和尾翼)、衛(wèi)星與運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)件(太陽能電池基板、夾層結(jié)構(gòu)板、衛(wèi)星接口支架、火箭整流罩等)、賽車、運(yùn)動(dòng)器材(如網(wǎng)球拍、滑雪板等)。
9、低溫 固化預(yù)浸料成型
(1)概要
低溫固化預(yù)浸料完全按通常的預(yù)浸料方法制備,但樹脂的化學(xué)性質(zhì)使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時(shí),材料可操作保持期可小到限于1個(gè)星期,但亦可延長到幾個(gè)月。樹脂系統(tǒng)的流動(dòng)截面適于采用真空袋壓力,避免采用高壓釜。
(2)材料 |
樹脂:一般僅采用環(huán)氧樹脂;
纖維:任意,同通常的預(yù)浸料;
芯材:任意,雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)具有傳統(tǒng)預(yù)浸料法所具備的(1)-(6)條優(yōu)點(diǎn);
2)模具材料較便宜,如木材亦可用,因其固化溫度較低故;
3)可容易地制造大型結(jié)構(gòu)。因?yàn)閮H需真空袋壓力;固化溫度低,可采用簡單的熱空氣循環(huán)加熱室(經(jīng)常就地建造大于制品的加熱室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作處理即可;
5)能耗低。
(4)缺點(diǎn)
1)材料成本仍高于預(yù)浸織物;
2)需加熱室和真空袋系統(tǒng),以固化制品;
3)模具需能經(jīng)受高于環(huán)境溫度的溫度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于環(huán)境溫度固化。
(5)典型產(chǎn)品
高性能風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fù)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(nèi),如同RTM。然后覆以剝離保護(hù)層和縫編非結(jié)構(gòu)織物。整個(gè)鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏后,讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經(jīng)非結(jié)構(gòu)織物而在整個(gè)鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊,利于提高制作表觀與結(jié)構(gòu)密實(shí)度。
(2)材料
樹脂:常和環(huán)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(dòng);
芯材:除蜂窩外,各種芯材均可用。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)同RTM,但制品僅一面光,不似RTM兩面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具僅需較低強(qiáng)度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸產(chǎn)品;
4)通常的濕法鋪層工具可改進(jìn)以用于這些成型法;
5)一次作業(yè)即可生產(chǎn)芯材結(jié)構(gòu)。
(4)缺點(diǎn)
1)要完成好相對復(fù)雜的操作過程;
2)樹脂粘度必須非常低,限制了制品的力學(xué)性能;
3)鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費(fèi)甚大;
4) SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
(5)典型產(chǎn)品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。
玻璃纖維短切氈工藝流程:
玻璃纖維————短切————沉降鋪網(wǎng)點(diǎn)————施加粘結(jié)劑————排濕烘干————冷壓————
切邊————橫切————檢測————收卷————包裝
http://www.wuxily.com.cn/pinglun.php?workid=278027&articleid=2723
http://www.zk-web.com/CHINAPTP/FL_html/08/0038.htm
工藝流程自己進(jìn)去看
幫不了你.
冀歐15168016947: 影響玻璃纖維短切氈強(qiáng)度的原因有哪些 -
蓬溪縣相貫: ______ 玻璃纖維是一種復(fù)合型的原材料,有較強(qiáng)的耐腐蝕性、絕緣性等優(yōu)點(diǎn)被人們應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,一般影響玻璃纖維短切氈強(qiáng)度的原因主要有三個(gè): 第一,玻璃纖維強(qiáng)度,玻璃纖維的強(qiáng)度、硬挺度直接影響短切氈的強(qiáng)度.玻璃纖維拉伸強(qiáng)度越高,韌性越大,生產(chǎn)出的短切氈拉伸強(qiáng)度也就越大. 第二,粘接劑含量,廣東博皓玻璃纖維短切氈的生產(chǎn),需要嚴(yán)格根據(jù)客戶需求來生產(chǎn),在纖維強(qiáng)度確定的情況下,短切氈的強(qiáng)力需要靠粘接劑的含量來提升,通常來講,粘接劑含量越多,短切氈的拉伸強(qiáng)度就越大. 第三、存放時(shí)間,玻璃纖維短切氈存放時(shí)間對其強(qiáng)力的影響還是有的,存放久了之后強(qiáng)度會有所降低,這種現(xiàn)象是玻璃纖維老化和粘接劑化學(xué)化.主要是空氣中的水分對玻璃纖維的侵蝕影響導(dǎo)致.
冀歐15168016947: 想了解玻璃纖維的制作工藝和制作流程,越詳細(xì)越好,多謝 -
蓬溪縣相貫: ______ 玻璃纖維的生產(chǎn)有“陶土坩堝法”、“代鉑坩堝法”、“池窯法”三種工藝方法.“陶土坩堝法”是最原始的工藝方法,其原料主要為廢碎玻璃,該工藝方法能耗高,產(chǎn)品品質(zhì)差,是國家明令淘汰禁止的工藝.“代鉑坩堝法”是目前被廣泛采用的工藝方法,其原料為玻璃球.“池窯法”是目前最先進(jìn)的工藝方法,其原料是以“葉蠟石”為主的礦粉混合料.
冀歐15168016947: 哪位用過玻璃纖維針刺氈用于內(nèi)墻保溫,介紹一下效果及施工工藝 -
蓬溪縣相貫: ______ 這是常用的工藝,比較簡單,兩邊石膏板中間夾玻璃纖維針刺氈,玻璃纖維針刺氈拿的時(shí)候記得帶上手套,穿上防護(hù)衣,夏天施工特別要注意,玻璃纖維弄到身上特別的癢,還有在儲藏中,最好蓋上一些彩條布,如果有塑料紙外包裝的不存在這個(gè)問題.保溫與隔音的效果是很好的,如果你要求高,可以選擇密度高,厚度大,效果更加好.
冀歐15168016947: 如何用玻璃纖維布做船 -
蓬溪縣相貫: ______ 工藝流程 1. 總綱 制作木型→木型處理→模具制造→模具處理→脫模劑→膠衣→樹脂(膩?zhàn)?→氈/布/復(fù)合氈(多層板/輕木)→固化→裝骨架(筋)→脫模→修整組裝 2. 工序 2.1 制作木型 2.1.1 上體 2.1.1.1 建造船臺 根據(jù)船型及主要參數(shù)(Loa、...
冀歐15168016947: 有誰知道玻璃鋼翻模的具體工藝及所需材料? -
蓬溪縣相貫: ______ 1:所需材料:石膏粉,原子灰,硅膠,191樹脂,顏料,玻璃纖維,脫模劑,120膠水等. 2:所需工具:打磨機(jī),膠桶,刷子,鏟刀等. 3:工藝過程: 一:用油泥按比例做成車模的外型,細(xì)微的地方修好,模型上的配件做適當(dāng)?shù)奶幚? 二:用硅膠復(fù)模.完成后把石膏粉用水調(diào)好在硅膠模外面做保護(hù)模. 三:把做好的模具準(zhǔn)備好,刷上脫模劑. 四:把按比例配合好的樹脂到進(jìn)模具里,條件好的放進(jìn)真空箱脫氣. 五:等樹脂完前固化后脫模. 6:修理,粘接,打磨,上色.
冀歐15168016947: 做石棉瓦用的玻璃纖維有什么要求用短切到一定長度嗎,如何短切急,?
蓬溪縣相貫: ______ 石棉瓦用的玻璃纖維一般為玻璃纖維生產(chǎn)過程中的下角料,并沒有什么特別的要求.而生產(chǎn)石棉瓦的過程中應(yīng)該有拌料的過種,所有為避免纖維的纏繞以及纖維的磨削(玻璃纖維的主要成分是二氧化硅,有很強(qiáng)的磨削能力),一般都使用短纖維. 短纖維可以通過短切機(jī)或分碎加工,成本很低. 就目前市場而言,類似的下角料,好象是不要錢的(生產(chǎn)企業(yè)無法自行消化)
冀歐15168016947: 玻璃纖維布的玻璃纖維布的簡介 -
蓬溪縣相貫: ______ 玻璃纖維布Fiberglass fabric 玻璃纖維織物,玻璃纖維織帶,玻璃布 Glass Fiber Cloth or Fabric and Tape 生產(chǎn)玻璃粗紗所用玻纖直徑從12~23μm.無捻粗紗的號數(shù)從150號到9600號(tex).無捻粗紗可直接用于某些復(fù)合材料工藝成型方法中,...
冀歐15168016947: 玻璃鋼制造工藝的手糊成型 -
蓬溪縣相貫: ______ FRP 模具制作工藝是以液態(tài)的環(huán)氧樹脂與有機(jī)或無機(jī)材料混合作為基體材料,并以原型為基準(zhǔn),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:分型面的設(shè)計(jì) 分型面設(shè)計(jì)是否合理,對工藝操作難易程度、模具的糊...
冀歐15168016947: 玻璃纖維濕法薄氈是不是就是短切氈 -
蓬溪縣相貫: ______ 是的,但濕法氈會貴一點(diǎn),常說的短切氈用的時(shí)粉末粘接劑(聚酯粉末),濕法氈一般用在出口產(chǎn)品.
冀歐15168016947: 納米纖維復(fù)合氈 -
蓬溪縣相貫: ______ 口罩濾材醫(yī)用N95系列的主要由泰達(dá)熔噴生產(chǎn),出口美國,北歐等國家,均是免檢產(chǎn)品.國內(nèi)用量很大,但是很少用納米纖維復(fù)合氈做這個(gè)東西,成本太高了.
一、前言
相比傳統(tǒng)材料,復(fù)合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以來發(fā)展很快。盡管產(chǎn)量小(據(jù)法國Vetrotex公司統(tǒng)計(jì),2003年全球復(fù)合材料達(dá)700萬噸),但復(fù)合材料的水平已是衡量一個(gè)國家或地區(qū)科技、經(jīng)濟(jì)水平的標(biāo)志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的33%與32%,以中國(含臺灣省)、日本為主的亞洲占30%。中國大陸2003年玻班纖維增強(qiáng)塑料(玻璃纖維與樹脂復(fù)合的復(fù)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(fù)合材料主要由增強(qiáng)材料與基體材料兩大部分組成:
增強(qiáng)材料:在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相賦于復(fù)合材料的主要力學(xué)性能,如玻璃鋼中的玻璃纖維,CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)中的碳纖維素就是增強(qiáng)材料。
基體:構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料如玻璃鋼(GRP)中的樹脂(本文談到的環(huán)氧樹脂)就是基體。 y
按基體材料不同,復(fù)合材料可分為三大類:
樹脂復(fù)合材料
金屬基復(fù)合材料
無機(jī)非金屬基復(fù)合材料,如陶瓷基復(fù)合材料。
本文討論環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。
1、為什么采用環(huán)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(dá)7%-8%;
粘結(jié)力強(qiáng);
有B階段,有利于生產(chǎn)工藝;
可低壓固化,揮發(fā)份甚低;
固化后力學(xué)性能、耐化學(xué)性佳,電絕緣性能良好。
值得指出的是環(huán)氧樹脂耐有機(jī)溶劑、耐堿性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權(quán)勢脂為佳,然耐酸性差;固化后一般較脆,韌性較差。
2、環(huán)氧玻璃鋼性能(按ASTM)
以FW(纖維纏繞)法制造的玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的產(chǎn)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(qiáng)度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強(qiáng)度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強(qiáng)度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強(qiáng)度 2385J/m
燃燒性(UL-94) V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數(shù) 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導(dǎo)率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強(qiáng)度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)
表2 幾種常用材料與復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量
材料名稱 密度g/cm3 拉伸強(qiáng)度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強(qiáng)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(huán)氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環(huán)氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環(huán)氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環(huán)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(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)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(jié)后)
一層纖維增強(qiáng)材料(玻纖、芳綸、碳纖維......),纖維增強(qiáng)材料有表面氈、無捻粗紗布(方格布)等幾種。以手持輥?zhàn)踊蛩⒆邮箻渲n纖維增強(qiáng)材料,并驅(qū)除氣泡,壓實(shí)基層。鋪層操作反復(fù)多次,直到達(dá)到制品的設(shè)計(jì)厚度。
樹脂因聚合反應(yīng),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(huán)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于手工將樹脂浸透,亦可用。
芯材 任意。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)適合少量生產(chǎn);
2)可室溫成型,設(shè)備投資少,模具折舊費(fèi)低;
3)可制造大型制品和型狀復(fù)雜產(chǎn)品;
4)樹脂和增強(qiáng)材料可自由組合,易進(jìn)行材料設(shè)計(jì);
5)可采用加強(qiáng)筋局部增強(qiáng),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(diǎn)
1)屬于勞動(dòng)密集型生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量由工人訓(xùn)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(xué)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于人的健康和安全。
(5)典型產(chǎn)品
艦艇、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、游樂設(shè)備、冷卻塔殼體、建筑模型。
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(qiáng)材料置于上下模之間;合模并將模具夾緊;在壓力下注射樹脂;樹脂固化后打開模具,取下產(chǎn)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(gè)內(nèi),浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統(tǒng),樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當(dāng)制造高纖維含量(體積比超過50%)的制品,如航空航天用零部件時(shí),壓力甚至達(dá)0.7MPa。
纖維增強(qiáng)材料有時(shí)可預(yù)先在一個(gè)模具內(nèi)預(yù)成型大致形狀(帶粘結(jié)劑),再在第二個(gè)模具內(nèi)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(jīng)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(jìn)行。模具可以復(fù)合材料與鋼材料 制作。若采用加熱工藝。宜用鋼模。
(2)原材料
樹脂:一般多用環(huán)氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛;當(dāng)加溫時(shí),高溫樹脂臺雙馬列來酰亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發(fā)了熱塑性樹脂RTM。
纖維:任意。常用玻纖連續(xù)氈、縫編材料(其纖維間的縫隙得于樹脂傳遞)、無捻粗紗布;玻纖與熱塑性塑料的復(fù)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(dǎo)致其破壞。可用耐溶劑發(fā)泡材料PU、PP、CL、VC等。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)制品纖維含量可較高,未被樹脂浸得部分非常少;
2)閉模成型,生產(chǎn)環(huán)境好;
3)勞動(dòng)強(qiáng)度低,對工人技術(shù)熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低;
4)制品兩面光,可作有表面膠衣的制品,精度也比較高;
5)成型周期較短;
6)產(chǎn)品可大型化;
7)強(qiáng)度可按設(shè)計(jì)要求具有方向性;
8)可與芯村、嵌件一體成型;
9)相對注射設(shè)備與模具成本較低。
(4)缺點(diǎn)
1)不易制作較小產(chǎn)品;
2)因要承壓,故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復(fù)雜,價(jià)位也高一些;
3)能有未被浸漬的材料,導(dǎo)致邊角料浪費(fèi)。
(5)典型產(chǎn)品
小型飛機(jī)與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞(FW)
(1)概要
通常采用直接無捻粗紗作為增強(qiáng)材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞,通過張力系統(tǒng)、樹脂槽、繞絲嘴,由小車帶動(dòng)其往復(fù)移動(dòng)并纏繞在回轉(zhuǎn)的芯軸(模)上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì),并由芯軸(模)轉(zhuǎn)速與小車往復(fù)速度之比,精確地控制。固化后將纏繞的復(fù)合材料制品脫模。
對某些兩端密閉的產(chǎn)品不用脫模,芯模即包在復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi),作為內(nèi)襯。
(2)原材料
樹脂:任意。環(huán)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(chǎn)管罐時(shí),常用表面氈、短切原絲作為內(nèi)襯材料。
芯材:可用。雖然復(fù)合材料制品通常是單一殼體,一般不用。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)因?yàn)槔w維逕直以合理的線形鋪設(shè),承擔(dān)負(fù)荷,故復(fù)合材料制品的結(jié)構(gòu)特性可非常高;
2)由于同內(nèi)襯層組合,可制得耐腐蝕、耐壓、耐熱的制品;
3)可制造兩端封閉的制品;
4)鋪放材料快、經(jīng)濟(jì)、用無捻粗紗,材料費(fèi)用低;
5)可采用樹脂計(jì)量,然浸膠后的纖維通過擠膠或口模,控制樹脂含量;
6)可大理生產(chǎn)和自動(dòng)化;
7)機(jī)械成型,復(fù)合材料材質(zhì)及方向性均勻,質(zhì)量穩(wěn)定。
(4)缺點(diǎn)
1)制品形狀限于圓柱形或其它回轉(zhuǎn)體;
2)纖維不易沿制品長度方向精確排列;
3)對于大型制品,芯模成本高;
4)成品外表不是“模制”的,不盡人意;
5)對于承受壓力的制品,如選擇樹脂不合適或無內(nèi)襯,就易發(fā)生滲漏。
(5)典型產(chǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應(yīng)注射成型)
(1)概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區(qū)低壓(0.5MPa)混合后,即在低壓(0.5-1.5MPa)下注射到閉模中反應(yīng)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(yīng)生成聚氨酯 。為增加強(qiáng)度,可直接在一種組分內(nèi)行加入磨碎玻纖原絲和(或)填料。弈可采用長纖維(如連續(xù)纖維氈、織物、復(fù)合氈、短切原絲等的預(yù)成型物等)增強(qiáng),在注射前,將長纖維增強(qiáng)材料預(yù)先置模具內(nèi)。用此法可得到高力學(xué)性能的制品。這種工藝稱為SRIM(Structural Reaction Injection Molding-結(jié)構(gòu)反應(yīng)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;亦可采用環(huán)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(yōu)點(diǎn)
1)制造成本比熱塑性塑料注射工藝低;
2)可制造大尺寸、開頭復(fù)雜的產(chǎn)品;
3)固化快,適于快速生產(chǎn)。
(4)缺點(diǎn)
采用磨碎玻璃纖維增強(qiáng)原料費(fèi)用高,薦用礦物復(fù)合材料取代之。
(5)主要產(chǎn)品
汽車儀表盤、保險(xiǎn)杠、建筑門、窗、桌、沙發(fā)、電絕緣件。
5、拉擠成型 (Pultrusion)
(1)概要
主要采用玻璃纖維無捻粗紗(使用前預(yù)先放置在紗架上),它提供縱向(沿生產(chǎn)線方向)增強(qiáng)。
其它類型的增強(qiáng)有連續(xù)原絲氈、織物等,它們補(bǔ)充橫向增強(qiáng),表面氈則用于提高成品表面質(zhì)量。樹脂中可加入填料,改進(jìn)型材料性能(如阻燃),并降低成本。
拉擠成型的程序是
1)使玻璃纖維增強(qiáng)材料浸漬樹脂;
2)玻璃纖維預(yù)成型后進(jìn)入加熱模具內(nèi),進(jìn)一步浸漬(擠膠)、基本樹脂固化、復(fù)合材料定型;
3)將型材按要求長度切斷。 現(xiàn)在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠制品成型技術(shù)。 拉擠成型將增強(qiáng)材料浸漬樹脂有兩種方式:
膠槽浸漬法:通常采用此法,即將增強(qiáng)材料通過樹脂槽浸膠,然后進(jìn)入模具。此法設(shè)備便宜作業(yè)性好,適于不飽和聚酯樹脂,乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法(圖6):玻纖增強(qiáng)材料進(jìn)入模具后,被注入模具內(nèi)的樹脂所浸漬。此法適于凝膠時(shí)間短、粘度高、生產(chǎn)附產(chǎn)物的樹脂基體,如酚醛、環(huán)氧、雙馬來酰亞胺樹脂。
(2)原材料
樹脂:常用不飽和聚酯樹脂、環(huán)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(xù)氈、縫編氈、縫編復(fù)合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等;
芯材:一般不用,現(xiàn)有以PU發(fā)泡材料為芯材,外為連續(xù)拉擠框型型材,作為保溫墻板的。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)典型拉擠速度0.5-2m/min,效率較高,適于大批量生產(chǎn),制造長尺寸制品;
2)樹脂含量可精確控制;
3)由于纖維呈縱向,且體種比可較高(40%-80%),因而型材軸向結(jié)構(gòu)特性可非常好;
4)主要用無捻粗紗增強(qiáng),原材料成本低,多種增強(qiáng)材料組合使用,可調(diào)節(jié)制品力學(xué)性能;
5)制品質(zhì)量穩(wěn)定,外觀平滑。
(4)缺點(diǎn)
1)模具費(fèi)用較高;
2)一般限于生產(chǎn)恒定橫截面的制品。
(5)典型產(chǎn)品
建筑屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、墻板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機(jī)微波站罩殼、汽車板簧、傳動(dòng)軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調(diào)器罩、擴(kuò)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,在后用真空泵抽真空,積層從而受到不大于1個(gè)氣壓的壓力,而被壓實(shí)、成型。
(2)原材料
樹脂:主要采用環(huán)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(lián)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(yōu)點(diǎn)
1)采用普通的濕法鋪層技術(shù),通常可獲得高纖維含量的制品;
2)可制造大尺寸產(chǎn)品;
3)產(chǎn)品兩面光;
4)較濕法鋪層浸膠孔隙率低;
5)由于壓力,樹脂流經(jīng)結(jié)構(gòu)纖維,纖維得以較好地浸漬樹脂;
6)有利于操作人員健康和安全;真空袋減少了固化時(shí)逸出的揮發(fā)性物質(zhì)。
(4)缺點(diǎn)
1)額外的工藝過程增加了勞動(dòng)力和袋材成本;
2)要求操作人員有較高的技術(shù)熟練水平;
3)樹脂混合和含量控制基本上仍然取決于操作人員的技術(shù);
4)生產(chǎn)效率不高。
(5)典型產(chǎn)品
艇、賽車、芯材粘結(jié)、飛機(jī)鼻錐雷達(dá)罩、機(jī)翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)
(1)概 要
將干強(qiáng)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(nèi)。鋪層被真空袋包覆,藉真空泵抽真空,將干織物內(nèi)空氣抽出。然后加熱,令樹脂熔化并流浸已抽出空氣的織物,然后經(jīng)過一事實(shí)上時(shí)間即固化。
(2)原材料
樹脂:一般僅用環(huán)氧樹脂; ¬
纖維:任意;
芯材:許多種芯材都可以使用,由于工藝過程中溫度高,對PVC泡沫需要專門處理,以免泡沫損壞。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)空隙率低,可精確獲得高的纖維含量;
2)鋪層清潔,有利于健康和安全(似預(yù)浸);
3)可較預(yù)浸法成本低,此為主要的優(yōu)點(diǎn);
4)由于樹脂僅能過織物厚度方向傳遞,故樹脂未浸到白斑區(qū)可較SCRIMP(西曼復(fù)合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少。
(4)缺點(diǎn)
1)目前僅用于宇航工業(yè),還未推廣;
2)雖然宇航工業(yè)用高壓釜系統(tǒng)產(chǎn)非總是需要,但加熱室和真空袋系統(tǒng)對于復(fù)合材料固化,總是不可少的;
3)模具要求能經(jīng)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(jīng)受工藝溫度和壓力;
(5)典型產(chǎn)品
飛機(jī)雷達(dá)罩、艦艇聲納整流罩。
8、預(yù)浸料(高壓釜)成型
(1)概要
預(yù)先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下,將織物和(或)纖維預(yù)先用預(yù)催化樹脂預(yù)浸漬。固化劑大多能在環(huán)境溫度下,讓預(yù)浸材料貯存幾周或幾個(gè)月,仍能保質(zhì)使用。當(dāng)要延長保持期,材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環(huán)境溫度下呈臨界固態(tài)。故觸摸預(yù)浸材料時(shí)有輕微的黏附感,象膠帶似的。制作單向預(yù)浸漬材料的纖維直接由紗架下來,與樹脂結(jié)合。預(yù)浸漬材料用手或機(jī)械鋪于模具表面,通過真空袋抽真空,并通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動(dòng),并最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜(實(shí)際上是一座壓力加熱罐)提供,它能對鋪層施加達(dá)5個(gè)大氣壓的壓力。
(2)原材料
樹脂:通常用環(huán)氧樹脂,不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂,如聚酰亞胺、氰酸酯、雙馬來酰亞胺樹脂等;
纖維:任意。雖然由于在工藝過程中,高溫分對芯材有些影響,需要采用某些專門的泡沫芯材。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)預(yù)浸材料制造人員可精確地調(diào)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)材料于操作人員十分安全,無礙健康,操作清潔;
3)單向帶纖維成本最低,因?yàn)槲沩殞⒗w維預(yù)先轉(zhuǎn)為織物的二次加工過程;
4)由于制造過程采用可滲透的高粘度樹脂,樹脂化學(xué)性能力學(xué)和熱性能可以是最適宜的;
5)材料有效時(shí)間長(室溫下可保質(zhì)數(shù)月),這意味著可優(yōu)化結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料易鋪層;
6)可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和節(jié)省勞動(dòng)力。
(4)缺點(diǎn)
1)對于預(yù)浸織物,材料成本高;
2)通常要對高壓釜固化復(fù)合材料制品,耗費(fèi)大、作業(yè)慢、制品尺寸受限制;
3)模具需能承受作業(yè)溫度;
4)芯材需要承受作業(yè)溫度和壓力。
(5)典型產(chǎn)品
飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(如機(jī)翼和尾翼)、衛(wèi)星與運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)件(太陽能電池基板、夾層結(jié)構(gòu)板、衛(wèi)星接口支架、火箭整流罩等)、賽車、運(yùn)動(dòng)器材(如網(wǎng)球拍、滑雪板等)。
9、低溫 固化預(yù)浸料成型
(1)概要
低溫固化預(yù)浸料完全按通常的預(yù)浸料方法制備,但樹脂的化學(xué)性質(zhì)使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時(shí),材料可操作保持期可小到限于1個(gè)星期,但亦可延長到幾個(gè)月。樹脂系統(tǒng)的流動(dòng)截面適于采用真空袋壓力,避免采用高壓釜。
(2)材料 |
樹脂:一般僅采用環(huán)氧樹脂;
纖維:任意,同通常的預(yù)浸料;
芯材:任意,雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)具有傳統(tǒng)預(yù)浸料法所具備的(1)-(6)條優(yōu)點(diǎn);
2)模具材料較便宜,如木材亦可用,因其固化溫度較低故;
3)可容易地制造大型結(jié)構(gòu)。因?yàn)閮H需真空袋壓力;固化溫度低,可采用簡單的熱空氣循環(huán)加熱室(經(jīng)常就地建造大于制品的加熱室 )
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,略作處理即可;
5)能耗低。
(4)缺點(diǎn)
1)材料成本仍高于預(yù)浸織物;
2)需加熱室和真空袋系統(tǒng),以固化制品;
3)模具需能經(jīng)受高于環(huán)境溫度的溫度(常用60-100ºC);
4)仍有能耗,因需高于環(huán)境溫度固化。
(5)典型產(chǎn)品
高性能風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fù)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(nèi),如同RTM。然后覆以剝離保護(hù)層和縫編非結(jié)構(gòu)織物。整個(gè)鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏后,讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經(jīng)非結(jié)構(gòu)織物而在整個(gè)鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊,利于提高制作表觀與結(jié)構(gòu)密實(shí)度。
(2)材料
樹脂:常和環(huán)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(dòng);
芯材:除蜂窩外,各種芯材均可用。
(3)優(yōu)點(diǎn)
1)同RTM,但制品僅一面光,不似RTM兩面光;
2)由于模具一半是真空袋,主模具僅需較低強(qiáng)度,故模具成本甚低;
3)可制造大尺寸產(chǎn)品;
4)通常的濕法鋪層工具可改進(jìn)以用于這些成型法;
5)一次作業(yè)即可生產(chǎn)芯材結(jié)構(gòu)。
(4)缺點(diǎn)
1)要完成好相對復(fù)雜的操作過程;
2)樹脂粘度必須非常低,限制了制品的力學(xué)性能;
3)鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費(fèi)甚大;
4) SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
(5)典型產(chǎn)品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。
玻璃纖維短切氈工藝流程:
玻璃纖維————短切————沉降鋪網(wǎng)點(diǎn)————施加粘結(jié)劑————排濕烘干————冷壓————
切邊————橫切————檢測————收卷————包裝
http://www.wuxily.com.cn/pinglun.php?workid=278027&articleid=2723
http://www.zk-web.com/CHINAPTP/FL_html/08/0038.htm
工藝流程自己進(jìn)去看
幫不了你.
呼和浩特質(zhì)量玻璃纖維便宜
針刺氈 針刺氈或分為短切纖維針刺氈和連續(xù)原絲針刺氈。短切纖維針刺氈是將玻纖粗紗短切成50mm,隨機(jī)鋪放在預(yù)先放置在傳送帶上的底材上,然后用帶倒鉤的針進(jìn)行針刺,針將短切纖維刺進(jìn)底材中,而鉤針又將一些纖維向上帶起形成三維結(jié)構(gòu)。拉齊成型是將玻浸染上樹脂的纖維絲通過預(yù)成型模,該模是根據(jù)產(chǎn)品要求...
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2.封頭強(qiáng)度層以噴射、手糊為主,纏繞包絡(luò)為輔:表面氈、短切原色氈及無捻粗紗布鋪放時(shí),層間接縫應(yīng)錯(cuò)開。寬度不小于60MM.塔接寬度為30MM.樹脂質(zhì)量含量不低于40%。3.立式貯罐為平地時(shí),底部拐角半徑不小于38MM,底部增厚遞減與平底相切,拐角加強(qiáng)區(qū)的最小厚度為筒體和封頭的結(jié)構(gòu)厚度之和。支座1.臥式貯罐的鞍形支座數(shù)量...
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三、①GMT工藝特點(diǎn) ? GMT (Glass-Mat Reinforce Thermoplastic ) ? GMT片材是指以連續(xù)玱璃纖維氈或短切玱纖氈和 熱塑性樹脂(大多是PP樹脂)復(fù)合而成的一種片 狀模塑料,通常是兩層玱璃纖維氈復(fù)合三層熱塑 性樹脂薄膜層。采用不同類型的玱璃纖維氈和不 同品種的熱塑性樹脂做基體,...
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蓬溪縣相貫: ______ 玻璃纖維是一種復(fù)合型的原材料,有較強(qiáng)的耐腐蝕性、絕緣性等優(yōu)點(diǎn)被人們應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,一般影響玻璃纖維短切氈強(qiáng)度的原因主要有三個(gè): 第一,玻璃纖維強(qiáng)度,玻璃纖維的強(qiáng)度、硬挺度直接影響短切氈的強(qiáng)度.玻璃纖維拉伸強(qiáng)度越高,韌性越大,生產(chǎn)出的短切氈拉伸強(qiáng)度也就越大. 第二,粘接劑含量,廣東博皓玻璃纖維短切氈的生產(chǎn),需要嚴(yán)格根據(jù)客戶需求來生產(chǎn),在纖維強(qiáng)度確定的情況下,短切氈的強(qiáng)力需要靠粘接劑的含量來提升,通常來講,粘接劑含量越多,短切氈的拉伸強(qiáng)度就越大. 第三、存放時(shí)間,玻璃纖維短切氈存放時(shí)間對其強(qiáng)力的影響還是有的,存放久了之后強(qiáng)度會有所降低,這種現(xiàn)象是玻璃纖維老化和粘接劑化學(xué)化.主要是空氣中的水分對玻璃纖維的侵蝕影響導(dǎo)致.
蓬溪縣相貫: ______ 玻璃纖維的生產(chǎn)有“陶土坩堝法”、“代鉑坩堝法”、“池窯法”三種工藝方法.“陶土坩堝法”是最原始的工藝方法,其原料主要為廢碎玻璃,該工藝方法能耗高,產(chǎn)品品質(zhì)差,是國家明令淘汰禁止的工藝.“代鉑坩堝法”是目前被廣泛采用的工藝方法,其原料為玻璃球.“池窯法”是目前最先進(jìn)的工藝方法,其原料是以“葉蠟石”為主的礦粉混合料.
蓬溪縣相貫: ______ 這是常用的工藝,比較簡單,兩邊石膏板中間夾玻璃纖維針刺氈,玻璃纖維針刺氈拿的時(shí)候記得帶上手套,穿上防護(hù)衣,夏天施工特別要注意,玻璃纖維弄到身上特別的癢,還有在儲藏中,最好蓋上一些彩條布,如果有塑料紙外包裝的不存在這個(gè)問題.保溫與隔音的效果是很好的,如果你要求高,可以選擇密度高,厚度大,效果更加好.
蓬溪縣相貫: ______ 工藝流程 1. 總綱 制作木型→木型處理→模具制造→模具處理→脫模劑→膠衣→樹脂(膩?zhàn)?→氈/布/復(fù)合氈(多層板/輕木)→固化→裝骨架(筋)→脫模→修整組裝 2. 工序 2.1 制作木型 2.1.1 上體 2.1.1.1 建造船臺 根據(jù)船型及主要參數(shù)(Loa、...
蓬溪縣相貫: ______ 1:所需材料:石膏粉,原子灰,硅膠,191樹脂,顏料,玻璃纖維,脫模劑,120膠水等. 2:所需工具:打磨機(jī),膠桶,刷子,鏟刀等. 3:工藝過程: 一:用油泥按比例做成車模的外型,細(xì)微的地方修好,模型上的配件做適當(dāng)?shù)奶幚? 二:用硅膠復(fù)模.完成后把石膏粉用水調(diào)好在硅膠模外面做保護(hù)模. 三:把做好的模具準(zhǔn)備好,刷上脫模劑. 四:把按比例配合好的樹脂到進(jìn)模具里,條件好的放進(jìn)真空箱脫氣. 五:等樹脂完前固化后脫模. 6:修理,粘接,打磨,上色.
蓬溪縣相貫: ______ 石棉瓦用的玻璃纖維一般為玻璃纖維生產(chǎn)過程中的下角料,并沒有什么特別的要求.而生產(chǎn)石棉瓦的過程中應(yīng)該有拌料的過種,所有為避免纖維的纏繞以及纖維的磨削(玻璃纖維的主要成分是二氧化硅,有很強(qiáng)的磨削能力),一般都使用短纖維. 短纖維可以通過短切機(jī)或分碎加工,成本很低. 就目前市場而言,類似的下角料,好象是不要錢的(生產(chǎn)企業(yè)無法自行消化)
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