一、玻璃鋼模具手糊成型工藝流程
玻璃鋼模具手糊成型工藝是先在模型上涂一層脫模劑,然后將配好的樹(shù)脂混合料用刮刀或刷子涂刷到模型上,再在其上鋪陳裁好的玻璃布或其它增強(qiáng)材料,用刮刀或毛刷迫使樹(shù)脂浸入玻璃布,排出氣泡,待樹(shù)脂浸透增強(qiáng)材料后,再鋪放第2層增強(qiáng)材料,如此反復(fù)涂刷樹(shù)脂和鋪放增強(qiáng)材料,直至達(dá)到所需要的設(shè)計(jì)層數(shù),然后進(jìn)行固化、脫模和修整。
二、玻璃鋼模具原材料的選擇
玻璃鋼手糊成型模具的原材料主要是樹(shù)脂、增強(qiáng)材料和輔助材料等。合理地選擇原材料是保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本的重要環(huán)節(jié)。選擇原材料時(shí),必須滿足以下條件:
①滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的性能要求;
②適應(yīng)手糊成型工藝的特點(diǎn);
③價(jià)格便宜,貨源充分。
目前的原材料主要有:樹(shù)脂、增強(qiáng)纖維(玻纖布、短切氈、表面氈)、膠衣、固化劑、促進(jìn)劑、脫模劑、色料、增韌劑、填料(石英粉、金剛石粉、鑄石粉、石棉粉)等。
1、樹(shù)脂的選擇:
選擇手糊成型用的樹(shù)脂品種十分重要,它直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝。因此,必須根據(jù)產(chǎn)品性能、使用條件及工藝要求確定樹(shù)脂的品種。
⑴產(chǎn)品性能考慮,要注意:
①樹(shù)脂固化收縮問(wèn)題:應(yīng)選用低收縮樹(shù)脂。
②斷裂延伸率:應(yīng)選用延伸性好的樹(shù)脂,提高玻璃鋼開(kāi)裂時(shí)的強(qiáng)度。
⑵從工藝角度考慮,樹(shù)脂應(yīng)滿足:
①良好的浸潤(rùn)性。樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)是保證玻璃鋼質(zhì)量的一個(gè)重要因素,也是手糊工藝的先決條件。如浸潤(rùn)不好,不僅使玻璃鋼制品成型困難,也會(huì)使樹(shù)脂——纖維間出現(xiàn)氣泡;
②適當(dāng)?shù)恼扯取J趾尚蜁r(shí)的樹(shù)脂粘度過(guò)低,會(huì)出現(xiàn)流膠現(xiàn)象,粘度過(guò)大,又會(huì)使成型浸潤(rùn)困難;
③能在室溫或低溫下凝膠、固化,并要求固化時(shí)無(wú)低分子物產(chǎn)生;
④無(wú)毒或低毒;
⑤價(jià)格便宜,貨源充足。
目前手糊成型工藝中最常用的樹(shù)脂為不飽和聚酯樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂,而酚醛樹(shù)脂很少單獨(dú)使用。
2、增強(qiáng)材料的選擇:
纖維品種一般要根據(jù)使用條件和工藝設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行選擇。
⑴從使用條件考慮,要考慮制品的使用溫度、強(qiáng)度、韌性、比重、絕緣性等因素。
⑵從工藝角度考慮,要求其具有以下特性:
①易浸潤(rùn)性:容易被樹(shù)脂浸透;
②鋪覆變形性:在糊制形狀復(fù)雜的產(chǎn)品時(shí),要求玻璃纖維制品能適應(yīng)模具形狀的變化,有一定的變形性能。
目前常用的玻璃纖維制品,有無(wú)捻粗紗、短切纖維氈、表面氈、無(wú)捻粗紗布、復(fù)合增強(qiáng)材料等。
3、脫模劑的選擇:
在生產(chǎn)玻璃鋼制品過(guò)程中,為了防止制品與模具粘結(jié),手糊成型前先在模具上涂一層起分離作用的物質(zhì)——脫模劑。脫模劑的種類很多,分薄膜型、混合溶液型和油蠟型三種。
選擇脫模劑時(shí)應(yīng)考慮模具材料、樹(shù)脂類型、固化溫度、產(chǎn)品外型結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)周期、經(jīng)濟(jì)效益等多方面的因素。
4、膠衣樹(shù)脂的選擇:
膠衣樹(shù)脂種類很多,一般是根據(jù)使用條件進(jìn)行選擇的。目前使用的膠衣樹(shù)脂有聚酯類和乙烯基類等。
三、玻璃鋼制品手糊成型步驟及注意事項(xiàng)
1.纖維增強(qiáng)材料的準(zhǔn)備:
手糊成型用的布或氈,要預(yù)先經(jīng)過(guò)表面處理,盡可能選用經(jīng)過(guò)前處理的纖維增強(qiáng)材料,不論何種纖維及制品,使用前一定要保持干燥,不沾油污。
增強(qiáng)材料的剪裁設(shè)計(jì)很重要,一般應(yīng)集中剪裁,以便提高效率和節(jié)約用布。剪裁時(shí)應(yīng)注意:
①布的經(jīng)緯向強(qiáng)度不同,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,縱橫交替鋪放,對(duì)有方向性強(qiáng)度要求的制品,可使用單向布增強(qiáng)。
②對(duì)表面起伏變化較大的產(chǎn)品,應(yīng)局部將纖維布剪開(kāi),但盡量少開(kāi)刀,并要注意把開(kāi)口部位錯(cuò)開(kāi)。
③增強(qiáng)材料的搭接長(zhǎng)度一般取50毫米,在厚度要求嚴(yán)格時(shí),可采取對(duì)接,但要注意錯(cuò)縫。
④剪裁玻璃布的大小,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品尺寸、性能要求和操作難易程度來(lái)決定。小塊接頭多,強(qiáng)度低,如果施工方便,盡可能采用大塊布糊制。
2.樹(shù)脂膠液的制備:
樹(shù)脂膠液的工藝指標(biāo)包括:粘度、凝膠時(shí)間及固化程度三個(gè)指標(biāo)。
①樹(shù)脂粘度:
樹(shù)脂粘度又稱流動(dòng)性,是手糊成型中的一個(gè)重要指標(biāo),粘度過(guò)高會(huì)造成涂膠困難,不易使增強(qiáng)材料浸透;粘度過(guò)低又會(huì)出現(xiàn)流膠現(xiàn)象,影響質(zhì)量。
②凝膠時(shí)間:
樹(shù)脂膠液配制好后,到開(kāi)始發(fā)熱、發(fā)粘和失去流動(dòng)性的時(shí)間稱凝膠時(shí)間。一般希望膠液在糊制完成后停一段時(shí)間再凝膠。如果凝膠時(shí)間過(guò)短,施工中會(huì)因膠液發(fā)粘浸不透纖維而影響質(zhì)量。反之,長(zhǎng)期不凝膠,會(huì)引起樹(shù)脂膠液流失和交聯(lián)劑揮發(fā),使固化不完全,強(qiáng)度降低。
膠液的凝膠時(shí)間一般比制品凝膠時(shí)間短。樹(shù)脂膠液的凝膠時(shí)間與配方、環(huán)境溫度、濕度、制品厚度等有關(guān)。
聚酯膠液的凝膠時(shí)間的控制一般是通過(guò)調(diào)整固化劑和促進(jìn)劑的用量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
③固化程度:
完全固化是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件。從工藝角度考慮,固化程度分脫模強(qiáng)度和使用強(qiáng)度。前者是保證制品具有脫模強(qiáng)度,使制品從模具上無(wú)損壞取下來(lái),后者則要求產(chǎn)品達(dá)到使用強(qiáng)度。
一般采用調(diào)整配方來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程中的固化度。對(duì)于手糊制品,希望能控制在24小時(shí)脫模,時(shí)間再長(zhǎng),會(huì)影響生產(chǎn)效率。在室溫低于15℃時(shí),應(yīng)適當(dāng)采取加熱或保溫措施。
3.膠衣糊準(zhǔn)備:
膠衣糊是用來(lái)制作表面膠衣層的,其作用是提高制品的耐侯性、耐水性和耐化學(xué)侵蝕性,延長(zhǎng)使用壽命。
因膠衣樹(shù)脂有觸變性,使用時(shí)要充分?jǐn)嚢?;涂層厚度?yīng)控制在0.25~0.4毫米左右;當(dāng)膠衣層開(kāi)始凝膠時(shí),立即糊制玻璃鋼,待完全固化后脫模;使用膠衣樹(shù)脂層時(shí),應(yīng)防止膠衣層和玻璃鋼之間有污染或滲進(jìn)小氣泡。
4.手糊成型工具的準(zhǔn)備:
手糊成型工具最常用的有剪刀、毛刷、刮刀、刮板、圓磨機(jī)、拋光機(jī)、電鉆等。
5.成型工藝路線制定:
正確的選擇工藝路線,是按質(zhì)完成任務(wù)的保證。在組織生產(chǎn)前,必需對(duì)產(chǎn)品性能、構(gòu)造特點(diǎn)及施工條件等進(jìn)行全面了解,并在分析研究的基礎(chǔ)上制訂切實(shí)可行的工藝路線,一般應(yīng)從以下幾方面來(lái)考慮:
①根據(jù)產(chǎn)品性能要求,合理地選擇纖維種類、樹(shù)脂配方及鋪糊方法。
②根據(jù)產(chǎn)品形狀、尺寸及強(qiáng)度要求,選擇模具材料、成型方法。
③根據(jù)氣候條件,任務(wù)情況,選擇固化方式。15℃以上常溫固化,要經(jīng)過(guò)24小時(shí)才能脫模;任務(wù)緊迫時(shí),可采用熱固化工藝。
④根據(jù)含膠量控制的要求,選擇成型方式。
⑤根據(jù)產(chǎn)品表面要求來(lái)確定成型方式。
6.鋪糊施工:
鋪糊是手糊成型的重要工序,必須精心操作。糊制前,先要檢查模具是否漏涂。在有膠衣層時(shí),則要檢查膠衣層是否凝膠(要達(dá)到軟而不粘手)等。檢查合格后,再開(kāi)始鋪糊,要先刷膠,然后鋪布,注意排出氣泡,直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。在鋪第一、二層布時(shí),樹(shù)脂含量應(yīng)高些,這樣有利于浸透織物和排出氣泡。
涂刮時(shí)要用力從一端(或從中間向兩端)把氣泡趕凈,使玻璃布之間能緊密貼合,含膠量分布均勻。
糊制有嵌件的制品時(shí),金屬嵌件必須經(jīng)過(guò)酸洗、去油,才能保證和制品牢固粘結(jié),為了使金屬嵌件的幾何位置準(zhǔn)確,需要先在模具上定位。
7.固化:
手糊制品常采用室溫固化,正常固化過(guò)程分為凝膠、固化和熟化三個(gè)階段。制品凝膠、固化到有一定強(qiáng)度時(shí),才可以脫模。如聚酯玻璃鋼制品,一般要成型后固化24小時(shí)才達(dá)到脫模強(qiáng)度。脫模后的制品并不能馬上使用,而要在高于15℃的環(huán)境中繼續(xù)固化一周,才能達(dá)到使用強(qiáng)度。但是聚酯玻璃鋼的強(qiáng)度增長(zhǎng),往往需要一年后才能穩(wěn)定。
判斷玻璃鋼的固化程度,除測(cè)強(qiáng)度外,尚可用巴柯?tīng)栍捕扔?jì)來(lái)檢驗(yàn)。一般情況下,當(dāng)固化到巴柯?tīng)栍捕?5時(shí),便可脫模。
升高環(huán)境溫度,固化速度加快,可提高生產(chǎn)效率,加速模具周轉(zhuǎn)。手糊成型的最佳環(huán)境溫度為25~30℃。對(duì)于暴露面積較大的聚酯玻璃鋼制品,在樹(shù)脂凝膠前不宜加熱處理,否則會(huì)使交聯(lián)劑揮發(fā),造成永不固化。
為了縮短玻璃鋼制品的生產(chǎn)周期,也可采用后固化處理工藝。
8.脫模、修整及裝配:
當(dāng)制品固化到一定強(qiáng)度后,便可脫模最好用木制或鋁制工具,要防止將模具及制品劃傷。大型制品可借助千斤頂或吊車脫模,但要避免用力過(guò)猛或重力敲擊。
對(duì)于某些尺寸較大,形狀復(fù)雜的制品,可采用預(yù)脫模辦法。
制品脫模后需及時(shí)進(jìn)行加工,除去毛邊和飛刺,修補(bǔ)表面和內(nèi)部缺陷。
四、模型制作相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
⑴模具成型尺寸控制準(zhǔn)確,必須滿足產(chǎn)品成形后裝配尺寸;
⑵模型制作必須滿足產(chǎn)品成形工藝設(shè)計(jì)要求:
①生產(chǎn)操作方便簡(jiǎn)潔;
②產(chǎn)品質(zhì)量有保證、性能穩(wěn)定可靠;
③滿足大批量生產(chǎn)需求。
⑶模具收縮率、密封性、脫模斜度、表面光潔度、模具強(qiáng)度、剛度、耐磨性必須滿足設(shè)計(jì)要求;
⑷模型創(chuàng)建要充分考慮成形材料的拉延尺寸,在完全滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的同時(shí)盡量縮小成形材料的幅面尺寸;
⑸樣件的尺寸、角度、平面度、圓滑度、飽滿度、流暢度等的控制必須精細(xì)準(zhǔn)確;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理、操作方便、性能穩(wěn)定;同時(shí)產(chǎn)品具有較強(qiáng)的工藝性和美觀性;
⑹模型創(chuàng)建完畢后,必須組織相關(guān)的人員進(jìn)行評(píng)審,填寫完整的檢驗(yàn)記錄,手續(xù)完畢后方可進(jìn)入下道工序;
⑺范圍:所有的模具制作人員。
五、玻璃鋼成型工藝規(guī)范
(1)材料的使用、保管嚴(yán)格規(guī)范,嚴(yán)防受潮霉變現(xiàn)象發(fā)生;
(2)材料的配方配比操作嚴(yán)格相關(guān)規(guī)范,必須使用量杯等量具進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)配比,相關(guān)器具使用完畢后必須清洗、干燥,并妥善保管;
(3)制成形的時(shí)間控制、溫度控制、厚度控制必須嚴(yán)格按相關(guān)參數(shù)執(zhí)行;
(4)糊制成形的密實(shí)性和浸透性控制必須適當(dāng);
(5)手糊成形的工具等低值易耗品的領(lǐng)取使用必須以舊換新,嚴(yán)格相關(guān)程序;
(6)模具手糊成形后必須辦理相關(guān)的檢驗(yàn)、交接、入庫(kù)等手續(xù),憑入庫(kù)單結(jié)算和進(jìn)行工時(shí)核算。
六、玻璃鋼模具的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及要求
1.模具外觀造型要體現(xiàn)整齊美觀大方、飽滿流暢;
2.模具表面必須有較高的光潔度;
3.模具表面同一線條上的R角必須大小一致,過(guò)渡光順;
4.成型模具具有合適的脫模斜度,脫模斜度一般控制在1.2°~2.8°之間;同時(shí)必須具有良好的邊緣密封結(jié)構(gòu);
5.模具型腔表面不允許出現(xiàn)發(fā)粘發(fā)軟現(xiàn)象;
6.模具型腔表面不允許出現(xiàn)折皺現(xiàn)象;
7.模具表面不允許出現(xiàn)針眼空泡現(xiàn)象;
8.模具表面不允許出現(xiàn)光澤不佳現(xiàn)象;
9.模具表面不允許出現(xiàn)膠衣層剝落的現(xiàn)象;
10.模具內(nèi)部不允許出現(xiàn)干斑現(xiàn)象;
11.模具所有層面不允許出現(xiàn)分層現(xiàn)象;
12.模具表面不允許出現(xiàn)顏色不均現(xiàn)象;
13.模具表面不允許出現(xiàn)斑點(diǎn)、魚眼及凹陷現(xiàn)象;
14.模具型腔表面不允許出現(xiàn)纖維顯露現(xiàn)象;
15.模具表面不允許出現(xiàn)起泡現(xiàn)象;
16.模具表面不允許出現(xiàn)開(kāi)裂或龜裂現(xiàn)象;
17.模具表面不允許出現(xiàn)凹痕現(xiàn)象;
18.模具型腔表面不允許出現(xiàn)白化和黃化現(xiàn)象;
19.模具型腔表面不允許出現(xiàn)鼓起和變形現(xiàn)象;
20.模具成型后不允許出現(xiàn)硬度和剛度不足現(xiàn)象。
21.模具鎖緊螺栓分布均勻、分布線平直、鎖緊位置設(shè)計(jì)合理;
22.模具地板焊接平直、剛性良好、強(qiáng)度高、周邊光潔;
23.模具吸氣孔分布均勻、位置合理,吸氣孔間距保持在30±2mm,吸氣孔直徑最大不超過(guò)¢1.5mm;
24.模具必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,滿足生產(chǎn)過(guò)程中的強(qiáng)度和剛度要求;
25.模具成型后必須符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸要求、精度要求、質(zhì)量要求和性能要求;
26.與模具相匹配的工裝夾具必須輕便簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定可靠,具有較高的可操作性。
七、玻璃鋼模具使用、維護(hù)、保養(yǎng)的相關(guān)要求
1.班前班后必須對(duì)模具進(jìn)行檢查和維護(hù);
2.使用完畢后,必須填寫模具使用的相關(guān)記錄;
3.每個(gè)班次定期對(duì)模具進(jìn)行清理,確保模具狀態(tài)穩(wěn)定和完好;
4.模具班每隔一個(gè)生產(chǎn)周期必須組織人員對(duì)模具進(jìn)行全面檢查,加強(qiáng)模具運(yùn)行狀況的監(jiān)督;
5.生產(chǎn)人員在每次使用模具完畢后必須對(duì)模具及時(shí)復(fù)位,以便定置定位存放;
6.所有的模具必須配備完整的模具標(biāo)示牌,以標(biāo)明模具的運(yùn)行狀況、生產(chǎn)頻次、型號(hào)規(guī)格、接交日期等。
巴柯?tīng)?Barcol)硬度(簡(jiǎn)稱巴氏硬度), 最早由美國(guó) Barber-Colman公司提出,是近代國(guó)際上廣泛采用的一種硬度門類,一定形狀的硬鋼壓針,在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下,壓入試樣表面,用壓針的壓入深度確定材料硬度,定義每壓入0.0076mm為一個(gè)巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。