玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析.pdf

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1、第30卷第3期2013年06月江苏船舶JIANGSUSHIPV01．30No．3Jun．2013玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析袁琪(常州市船舶检验局，江苏常州213004)摘要：着重介绍了玻璃钢船舶建造成型新工艺——树脂真空导入法工艺的技术原理、工艺流程，并与传统的手工糊制工艺作了比较，最后得出该工艺实际操作可行度及发展趋势。关键词：玻璃钢；船舶；真空导人；树脂；工艺中图分类号：U671．99文献标识码：B玻璃钢是20世纪60年代后期船舶制造的一种新型的复合材料，具有质量轻、强度高、耐腐蚀、可塑性强的特点。经过数十年的发展，玻璃钢材料已在中小型船艇建造上得到了大量应用，尤其是近年来在游艇

2、、高速艇和旅游客船上得到了广泛的使用。玻璃钢船舶建造成型工艺也由较早使用的手工糊制、模压成型技术，发展到了缠绕、喷射、注射多种方法，机械化成型比例越来越高。本文着重介绍玻璃钢船舶建造成型的新工艺——树脂真空导人法。1工艺技术介绍树脂真空导人法是在刚性模具上预先铺敷增强纤维材料，然后铺真空袋，并抽除体系中的真空，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路吸人纤维层中，让树脂浸润纤维材料，最后充满整个模具，固化后揭去真空袋材料，从模具中脱模得到所需的产品。其工艺剖面如图1所示。图1工艺剖面图真空导入工艺采用在单面刚性模具内建立一个收稿日期：2013—01一lO作者

3、简介：袁琪(1979一)，男，工程师，从事船舶检验管理工作。闭合系统，是一种新型的大尺寸船艇成型建造技术。该工艺在1950年出现了专利记录，直到近几年才引入国内，并得到了发展。由于这种工艺是从国外引入，在命名上亦有多种称呼，如真空导人、真空灌注、真空注射等。2工艺技术原理真空导人工艺是基于1855年法国水力学家达西创立的水力学理论，即著名的达西定律：t=2彬(2七(△P))式中：t为树脂导入时间，由4个参数来决定；^为树脂粘度，指导入树脂的粘度；Z为导入长度，指树脂进料口与出料口之间的距离；△P为压力差，指真空袋内外的压力差值；k为渗透性，指玻纤、夹心材料等对树脂浸润的参数。由达西定律可

4、知：真空导人工艺树脂导人时间与树脂导入的长度和粘度成正比，与真空袋内外的压力差值和纤维材料的渗透性成反比。3工艺技术流程工艺技术流程如图2所示。图2工艺流程图具体工艺技术流程如下。第一步：开工准备工作首先按照船舶型线、尺寸制作钢质或木质模具，模具内表面处理必须保证要有较高的硬度和较高的光泽，并且模具边缘至少保留15em，便于密封条和管路的铺设。在对模具进行清理后，涂敷脱模材料，可以打脱模蜡或抹脱模水。茎目目目髓目母8江苏船舶第30卷第二步：施涂船体胶衣根据船舶生产制作的要求，在模具内表面涂布含催化剂／催进剂的胶衣树脂，可以用产品胶衣或打磨胶衣，选用类型有邻苯、间苯和乙烯基。可采用手刷和喷

5、涂的方法进行施工。第三步：铺敷增强材料首先按照船体线型和基本结构，分别裁制增强材料和骨架芯材，然后按照铺层图和成型工艺在模具内进行铺设。铺敷时，必须充分考虑增强材料的材质和连接方式对树脂流速的影响。第四步：铺敷真空辅材在模具内铺敷好的增强材料上，先铺上脱模布，接着是导流布，最后是真空袋，利用密封条进行压实封闭。在合上真空袋之前，要仔细考虑树脂和抽真空管路的走向。第五步：抽除袋内真空在模具内完成以上材料的铺设后，夹紧管系上各树脂导入进管，利用真空泵对整个体系抽真空，尽量把体系中空气抽空，并检查整体的气密性，对漏气的地方进行局部修补。第六步：调配树脂比例袋内真空达到一定要求后，根据环境条件、

6、制品厚度、铺敷面积等来将树脂、固化剂及其他主机按一定比例进行调配。调配好的树脂液要兼顾有适当的粘度、合适的凝胶时间和预期要求的固化度。第七步：模具导人树脂把调配好的树脂导入压力泵，经充分搅拌排除树脂内气泡，再根据导人顺序依次打开夹子，并通过不断的调整泵入压力实施树脂导入，达到有效控制船舶艇体的厚度。第八步：固化脱模舾装在树脂导入竣工后，船体应在模具中搁置一段时间让树脂固化，一般不低于24h，在其巴柯尔硬度大于或等于40后方可脱模。脱模后，应采取必要的措施予以支撑，避免产生变形。彻底固化后，开始艇体合拢及舾装。4工艺技术优缺点分析4。l工艺技术的优点真空导入法作为一种新型的玻璃钢船船舶建造

7、成型工艺，较传统手工糊制工艺具有很大的优势。4．1．1船体结构强度得到有效提高真空导人工艺在施工时可同时铺敷成形船舶的艇体、加强筋、夹芯结构及其他嵌件，因而大大提高了产品的整体性，船舶整体结构强度得到很大的提高。在同样原材料的情况下，与手工糊制的船体相比，树脂真空导人工艺成型船体的强度、刚度及其他的物理特性可提高30％～50％以上，比较契合现代玻璃钢船舶的大型化发展趋势。试板检测数据比对见表1。表1试板检测数据比对拉伸拉伸弹弯曲层间