复合材料工艺与设备.ppt

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1、复合材料工艺与设备主讲人：王晓钧材料科学与工程学院目录2.2手糊成型模具与脱模剂模具是手糊成型工艺中唯一的重要设备，合理设计和制造模具是保证产品质量和降低成本的关键。2.2.1模具结构与材料2.2.1.1模具结构手糊成型模具分单模和对模两类。单模又分阳模和阴模两种，如图2-2所示。阳模使用阳模成型的制品内表面光滑且尺寸准确，制品成型时操作方便，质量易控制，便于通风。阴模制品外表面光滑且尺寸准确，但过于凹深的阴模成型时操作不便，通风困难，劳卫条件差，质量不易控制。对模由阴、阳模两部分组成。制品内外表面质量都高，厚度精

2、确。不适于大型制品生产。2.2.1.2模具材料目前应用最普遍的模具材料是玻璃钢。可供选用的其他材料有：（1）木材（2）石膏-砂（3）石蜡（4）可溶性盐（5）低熔点金属（6）金属2.2.2手糊成型模具设计要则2.2.2.1设计要点（1）根据制品的数量、形状尺寸、精度要求、脱模难易、成型工艺条件（固化温度、压力）等确定模具材料与结构形式。（2）模具应有足够的刚度和强度，能够承受脱模时的冲击，确保加工和使用过程中不变形。（3）模具型面光洁度应比制品表面光洁度高出二级以上（4）模具拐角处的曲率应尽量加大。制品内侧拐角曲率半

3、径应大于2mm。避免由于玻璃纤维的回弹，在拐角周围形成气泡空洞。（5）对于整体式模具，为了成型后易于脱模，可在成型面设计有气孔采用压缩空气脱模。阳模深度较大时，应有拔模斜度，一般以2°为宜。（6）拼装模或组合模，分模面的开设除满足容易脱模外，注意不能开设在表面质量要求高或受力大的部位。（7）有一定耐热性，热处理变形小。（8）质量轻，材料易得，造价便宜。2.2.3玻璃钢高级模具目前手糊成型模具许多都是采用玻璃钢材料制作。由于高光洁度表面的玻璃钢制品需求量越来越大，玻璃钢高级模具可获得“镜面效果”的，高光泽度、高平整

4、度手糊制品的模具。高级模具要求（1）玻璃钢高级模具应有足够的强度和刚度。（2）模具表面胶衣要有一定硬（巴柯尔硬度在40以上）和耐热性，能够承受树脂固化时的放热、收缩等作用。（3）模具工作面外型尺寸准确、表面平顺，无潜藏气泡和针孔等弊病。（4）模具表面光泽度为80~90光泽单位，或目测（5）应有清晰的镜面反光。经抛光后的模具表面残留划痕度＜0.1µm。国内通用型33#、793#、102#胶衣树脂用于制作一般GFRP模具基本合乎要求，但其耐磨性及硬度等性能比不上专用模具胶衣树脂，用其制作镜面GFRP模具表面层不甚适宜。

5、2.2.3.3制造工艺（1）过渡模（母模）制造高质量的GFRP模具是通过过渡模（母模）翻制出来的。（2）GFRP模具翻制（3）模具表面处理表面处理技术是制造高表观质量模具的关键。包括四道工序：粗磨、精磨、研磨抛光。（4）模具表面质量检测光泽度的测量可用SS-82型光电光泽计测量。“成型不变形”2.2.4脱模剂脱模剂应具备以下条件：不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂粘附力小；成模时间短，成模均匀、光滑；操作简单，使用安全，价格便宜；选用脱模剂时应注意，脱模剂的使用温度应高于固化温度。2.4.4喷射成型设备2.4.4.

6、1玻璃纤维切割喷射器喷射成型机的主要组成部分。它将由纱团引出的连续纤维切短为喷射成型所需的长度并连续地喷撒在成型模具上。其结构简图。主要由气动马达3、切割辊6、垫辊4、牵引辊5、气缸活塞2、机壳1、及盖板7、等零部件组成。一般调节压力在0.2MPa~0.3MPa。目前所用垫辊通常是在金属辊外面包敷一层具有优良机械性能和适合硬度的橡胶。切割辊的旋转由气动马达驱动，而垫辊则靠它与切割辊接触产生的摩擦力来带动。为防止进入切割辊的连续纤维在切割过程中发生掉落现象，还设置一牵引辊。2.4.4.2树脂胶液喷枪喷射成型机的重要组

7、成部分，用于喷射树脂和辅助剂。胶液喷枪有多种类型。按喷前喷嘴数目，可分为单喷嘴、双喷嘴和多喷嘴喷枪；按喷枪喷嘴开启控制方法，可分为气动控制和手动控制；按喷枪胶液雾化动力，可分为气压雾化和液压雾化（无空气）；按树脂与引发剂的混合空间，分为枪内混合和枪外混合。双压罐供胶式喷射成型机所用胶液喷枪结构图，是一种气控式并带有雾化气体的液体喷枪。活塞右端的气缸体中还装有一压缩弹簧。当气源未向气缸供气时，气缸活塞在弹簧力作用下带动针筏杆向左移动，喷枪喷嘴就关闭了。喷嘴开启的大小取决于输入喷枪气缸中气体的压力。压力越大，喷嘴开启越

8、大，胶液喷射量也就越大，调节输入喷枪气缸的气体压力可很方便地调控喷枪的喷胶量。2.4.4.3静态混合器静态混合器是一种连续混合液流的新型而又简单的装置。在泵供胶式喷射成型机中用于树脂胶液和辅助剂的混合，也可用于需要在机内混合胶液的任何种类的喷射成型机。静态混合器具有结构简单、工作可体积小、能耗少、效率高，并能实现连续混合等特点。它可以直接安装在连续生产线上，