低压片状模塑料模压工艺研究

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1、摘要近年来，由于工业制造技术的发展和对于原材料成本、能耗降低的要求，复合材料在工业领域有了很大的发展，尤其是片状模塑料。片状模塑料(SMC)的加工一般采用高压成型，需要使用庞大、昂贵的加工设备，这是因为在通常的加工条件下，SMC的粘度很高。低压模塑料(LowPressureMoldingCompounds，简称LPMC)是一种高流动性新品种，可用来加工制造和SMC同类的产品，但模塑压力低得多，加工设备的造价和生产成本也比较低。本文所研究的LPMC体系使用氧化镁一结晶不饱和聚酯联合增稠剂。这种不饱和聚酯模塑料体系在室温下具有传统SMC的处理性能，而在

2、模压温度下又重新变为低粘度液体，由于具有高流动性，LPMC在低压(1．03MPa)下即可呈现与SMC一样的模压特性(SMC通常需要5．5MPa以上的模塑压力)，这对于降低能耗，减少成本有重要意义。本文以模压成型过程为基础，对LPMC的模压成型工艺进行了研究。本文首先研究了LPMC在模压过程中的流动性及其影响因素，分析了粘度、闭模速度对其流动能力的影响；在此基础上研究了LPMC粘度、铺放位置及闭模速度对模压制品纤维分布和纤维取向的影响，并使用MATLAB计算机统计技术对纤维的取向进行表征。同时，对于LPMC热传导性能进行了研究和计算。研究改进了LPM

3、C的增稠方法，采用结晶树脂以粉末形式加入的方法，并研究了LPMC体系在此工艺下的粘度控制。结果表明，此工艺下制品性能优于加热混料方法，使片材在无需改装的片材机上即可制造，既节省了成本，又提高了增稠的稳定性。研究了模压温度、压力、加压时机、保压时间等模压工艺参数对制品力学性能及表面质量的影响，并通过正交试验确定最佳的模压工艺。研究了大尺寸平板制品模具的热设计，并对模具加热管的分布进行了优化设计，使模具表面在片材固化阶段温度分布达到均匀。关键词：LPMC，模压流动，纤维取向，增稠工艺，模压工艺参数，模具热设计AbstractInrecentyears，

4、duetotheimprovementofmanufacturingtechnologyandreductioninproductioncosts，theapplicationofcompositeisincreasinginvariousfieldsofindustry．Especially，sheetmoldingcompounds(SMC)moldedatlowpressureexhibitsacombinationofstiffandstabilityandasubstantialsavinginmoldsandpressurebyallo

5、winglargepartcapabilityonsmallerNessureandmoldedinsomelow．costtools．CrystallineunsaturatedpolyesterhasanessentialdifferencewithMgOinthickening．TheviscosityofresinwilldecreaserapidlywhenthetemperatureoverthemeltingpointofcrystallineunsaturatedpolyesterfilledinLPMCsystemandturnt

6、oasolidstateeasilyforstoragebelowmeltingpoint．TheLPMCcanbemoldedat1．03MPa(SMCshouldbeat5．5MPa)becauseofitsviscositycharacteristic．Inthispaper，moldingprocessforlowpressuresheetmoldingcompoundsthickenedbycrystallineunsaturatedpolyesterwasinvestigated．Firstly，thefluidity，fiberdis

7、tributionandfiberorientationwasinvestigated．Thefiberorientationwasdescribedbycompmerstatisticstechnology．And，theheatexchangewasinvestigatedandcalculated．Secondly，thethickenprocesswasimprovedon．Inuseofthisprocess，LPMCcouldbeproducedatgeneralSMCmachine．Thirdly。theareaofmoldingte

8、mperatureandmoldingpressurearedetermined．And．therelationshipb