玻璃纖維增強塑料窗框是用GFRP拉擠中空型材(以下簡稱拉擠型材)制做的。它是繼木、鋼、鋁合金、塑鋼窗框之后的新一代窗框。20世紀80年代初加拿大首次成功開發(fā)了玻璃鋼窗框;90年代,迅速擴展到美國、俄羅斯、德國、日本等國,發(fā)展前景極大。目前,我國已成為建筑窗框產(chǎn)量最多的國家。隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,房地產(chǎn)業(yè)的興起,建筑業(yè)水平的不斷提高,建筑節(jié)能日益突出,玻璃鋼窗框彌補了塑鋼窗框強度低、易老化等欠缺,被國家列為重點鼓勵發(fā)展的節(jié)能型產(chǎn)品產(chǎn)業(yè),由于玻璃鋼窗框具有木窗框、鋼窗框、鋁合金窗框、塑鋼窗框所不具有的優(yōu)點,因此玻璃鋼窗框的市場應(yīng)用前景非常巨大。
1、拉擠玻璃鋼窗框的工藝
拉擠玻璃鋼窗框以熱固性不飽和聚酯樹脂為基體,以玻璃纖維為增強材料,采用拉擠工藝成型。其基本成型工藝過程是:由牽引裝置牽引,使玻璃纖維集束并浸漬樹脂膠液,通過預(yù)成型模,進入加熱的模具固化成型。最后拉出的各種規(guī)格的型材經(jīng)處理、加工后,即可制作成玻璃鋼窗框。
2 、拉擠玻璃鋼窗框模具設(shè)計的重要性在玻璃鋼型材的拉擠成型過程中,模具是各種工藝參數(shù)作用的交匯點,是拉擠工藝的核心之一。與已經(jīng)相當(dāng)成熟的塑料擠出成型相比,拉擠成型與其有相似之處,但前者僅是一物理變化過程,后者還伴隨著動態(tài)的化學(xué)反應(yīng)。模具的工況較前者要復(fù)雜得多,目前各種因素的影響作用理論尚未徹底搞清楚,所以拉擠模具的設(shè)計和制造具有十分重要的意義,它不僅關(guān)系著拉擠工藝的成敗,決定著拉擠制品的質(zhì)量和產(chǎn)量,同時也影響拉擠模具的使用壽命。
2.1模具的選材
對于拉擠模具,模具材料的選擇直接影響著模具的性能,特別是拉擠窗框型材,由于窗框型材市場前景廣闊,需求量大,這就要求模具本身的使用壽命要特別長,因此對窗框模具材料的選擇要求具備以下性能;
(1)較高的強度,耐疲勞性和耐磨性;
(2)較高的耐熱性和較小的熱變形性;
(3)良好的耐腐蝕性;
(4)良好的切削性和表面拋光性能;
(5)受熱變形小,尺寸穩(wěn)定性好。
2.2分型面的選擇
拉擠模具一般由幾塊模具拼裝組合而成。在模具設(shè)計時,分型面選擇的原則是:在滿足模具制造的前提下,盡量減少分型面,保證合縫嚴密。由于拉擠玻璃鋼窗框模具形狀復(fù)雜,在選擇分型面時就顯得的尤為重要。如圖
2、所示的玻璃鋼
窗框的模具設(shè)計示意圖中,首先從滿足模具制造的前提出發(fā),把整個模具分成了如圖所示的五個部分組成,同時為保證合模縫嚴密,故采用如圖所示的模具設(shè)計方式。
2.3模具入口設(shè)計
玻璃纖維浸樹脂后進入成型模具時,纖維束是在成型機牽引作用下進入模具的。由于模具進口處纖維束十分松散,往往在入口處積聚纏繞,造成斷纖。再者,模具在長時間使用過程中,由于積聚纏繞的影響,往往造成人口磨損嚴重,影響產(chǎn)品質(zhì)量。為解決這一問題。在模具入口處周邊倒一截面為1/4橢圓截面圓 角,同時入口采用錐形,角度在5~8°為宜,長度在50~100mm為宜,這可大大減少斷纖現(xiàn)象發(fā)生,提高了玻璃鋼拉擠制品的質(zhì)量。
2.4模具尺寸的確定
由于玻璃鋼窗框的壁厚較薄,在模具中熱傳導(dǎo)較快,因此,模具長度不宜過長,這也有利于模具的機加工和拉擠工藝的順利進行。因此在設(shè)計時,模具長度與原材料選擇有關(guān),目前國內(nèi)模具長度一般設(shè)計為900mm左右。一般模具厚度為制品厚度的2~3倍。模具型腔尺寸決定于制品的尺寸及收縮率。對于玻璃鋼窗框型材,一般采用不飽和聚酯樹脂玻璃纖維體系,收縮率一般在2%左右。玻璃鋼窗框型材大多是中空制品,因此芯棒設(shè)計要特別注意,一般芯模具的有效長度為模具長度的2/3~3/4,而在拉擠工藝過程中要考慮到芯棒固定及調(diào)整以及防止偏心,此外芯棒還要考慮到配重的問題,綜合考慮,對于模具長度為900mm左右的模具,芯棒的長度可設(shè)計為1200mm左右。
3結(jié)語
在近幾年內(nèi),我國的玻璃鋼業(yè)及住宅產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,為玻璃鋼窗框提供了廣闊的市場。玻璃鋼窗框市場有非常大的潛力,在剛剛開發(fā)的玻璃鋼窗市場競爭激烈,而這種競爭主要是質(zhì)量的競爭。而高質(zhì)、高檔的玻璃鋼窗框才能具有競爭力,這其中模具設(shè)計是關(guān)鍵。因此,拉擠玻璃鋼窗框模具的設(shè)計具有重要意義。