模压成型工艺课件.ppt
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1、模压成型工艺,第四章 模压成型,4、模压成型工艺,4.1 概述,定义,将一定量的模压料放入金属对模中,在一定温度、压力作用下,固化成型制品的方法。,加热加压的作用,使模压料塑化、流动,充满空腔,并使树脂发生固化反应。,第四章 模压成型,电机冲压模具,模压成型设备,汽车冲压模具,塑料椅模具,第四章 模压成型,数控模式水泥彩瓦成型机,第四章 模压成型,模压工艺利用树脂固化反应中各阶段的特性实现制品成型,“粘流阶段”:当模压料在模具内被加热到一定的温度时,树脂受热熔化成为粘流状态,在压力作用下粘裹着纤维一道流动,直至充满模腔。“硬固阶段”:继续提高温度,树脂发生交联,分子量增大,流动性很快降低,表现
2、为一定的弹性,最后失去流动性,树脂成为不溶不熔的体型结构。,第四章 模压成型,优点,缺点,有较高的生产效率,适于大批量生产,制品尺寸精确,表面光洁,可以有两个精制表面,价格低廉,容易实现机械化和自动化,多数结构复杂的制品可一次成型,无需有损于制品性能的辅助加工,制品外观及尺寸的重复性好。,压模的设计与制造较复杂,初次投资较高,制品尺寸受设备限制,一般只适于制备中、小型玻璃钢制品。,第四章 模压成型,模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种分类:,(1)纤维料模压法,树脂预混或预浸纤维模压料,然后模压成型制品。,(2)织物模压,将预先织成所需形状的两向、三向或多向织物经树脂浸渍后进行模压。质量稳定
3、,但成本高,适用于有特殊性能要求的制品。,主要用于制备高强度异形制品或具有耐腐蚀、耐热等特殊性能的制品,第四章 模压成型,(3)层压模压,将预先浸渍好树脂的玻纤布或毡,剪成所需形状,经叠层放入模具进行模压。适于成型薄壁制品,或形状简单而有特殊要求的制品。,(4)SMC模压,将SMC片材(Sheet Molding Compound,片状模塑料),经剪裁,铺层,然后进行模压。适合于大型制品的加工(例汽车外壳,浴缸等),此工艺方法先进,发展迅速。,4.1 概述,不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡,两表面加上保护膜(聚乙烯或聚
4、丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。使用时除去薄膜,按尺寸裁剪,然后进行模压成型。,第四章 模压成型,(5)碎布料模压,将预浸胶布剪成碎块放入模具,压成制品。适用于形状简单、性能一般的玻璃钢制品。,(6)缠绕模压,将浸胶的玻璃纤维或布带缠绕在模型上,进行模压。适于有特殊要求的制品及管材。,4.1 概述,第四章 模压成型,(7)预成型坯模压,先将短切纤维制成制品形状的预成型坯,置入模具,加入树脂后进行模压。适于制造大型、高强、异形、深度较大、壁厚均一的制品,(8)定向铺设模压,将单向预浸渍布或纤维,定向铺设,进行模压。适于成型单向强度要求高的制品。,4.1 概述,第四章 模压成型,4.2 模压料(
5、短纤维模压料),4.2.1 原料,短纤维增强材料,应用最多的是玻璃纤维纤维长度3050mm含量5060%(质量比),树脂基体材料,应用最多的是酚醛树脂、环氧树脂,辅助材料,4.2.1 原料,改善模压料的工艺性,满足制品的特殊性能要求。,第四章 模压成型,树脂基体材料,有良好的流动特性,在室温常压下处于固体或半固体状态(不沾手),在压制条件下具有一定的流动性,使模压料能均匀地充满压模模腔;适宜的固化速度,在固化时副产物少,体积收缩率小,工艺性好(如粘度易调,与各种溶剂互溶性好,易脱模等);满足模压制品特定的性能要求。,4.2.1 原料,要求:,第四章 模压成型,辅助材料,4.2.1 原料,改善模
6、压料的工艺性,满足制品的特殊性能要求。,稀释剂、玻璃纤维表面处理剂、致粘剂、脱模剂及颜料等。,稀释剂用于降低树脂原始粘度,改进树脂备料工艺性能。玻璃纤维表面处理剂用于改进树脂与增强材料的粘结及其界面状态。脱模剂分两类,一类是外脱模剂如机油、硬脂酸(盐)、硅脂等,在压制前预先涂覆在模具上。另一类是内脱模剂,加入树脂内,如镁酚醛树脂中加入3%3.5%重量的油酸(以苯酚为基准)等。,第四章 模压成型,纤维强度损失较大;比容大,模压时装模困难,模具需设计较大的装料室并需采用多次预压程序合模,劳动条件欠佳。,4.2.2 模压料的制备及质量控制,4.2.2 模压料的制备及质量控制,优点:,短纤维模压料呈混
7、乱状态,纤维无一定方向。模压时流动性好,适宜制造形状复杂的小型制品。,缺点:,第四章 模压成型,工艺流程:,树脂调配 玻璃纤维热处理切割 蓬松混合撕松烘干模压料,4.2.2 模压料的制备及质量控制,4.2.2.1 短纤维模压料的制备,可采用手工预混法或机械预混法。,预混法,第四章 模压成型,生产步骤:,以镁酚醛为例,设 备:,主要有纤维切割机、捏合机、撕松机,4.2.2 模压料的制备及质量控制,玻璃纤维在180下干燥处理4060min;将烘干后的纤维切成3050mm长度并使之疏松;按树脂配方配成胶液,用工业酒精调配胶液密度1.0g/cm3左右;按纤维:树脂=55:45(质量比)的比例将树脂溶液
8、和短切纤维充分混合;捏合后的预混料,逐渐加入撕松机中撕松;撕松后的预混料均匀铺放在网格上晾置;预混料经自然晾置后,在80烘房中烘2030min,进一步驱除水分和挥发物;将烘干后的预混料装入塑料袋中封闭待用。,第四章 模压成型,预浸法,4.2.2 模压料的制备及质量控制,浸毡法,将短切玻璃纤维均匀撒在玻璃底布上,然后用玻璃面布覆盖再使夹层通过浸胶、烘干、剪裁而制得。特点:短切纤维呈硬毡状,使用方便,纤维强度损失稍小,模压料中纤维的伸展性较好,适用于形状简单、厚度变化不大的薄壁大型模压制品。但由于有两层玻璃布的阻碍,树脂对纤维的均匀快速渗透较困难,且需消耗大量玻璃布,成本增加。,将玻璃纤维束整束通
9、过浸胶、烘干、短切而制得。特点:纤维成束状比较紧密,在备料过程中纤维强度损失较小,模压料的流动性及料束之间的互溶性稍差。,第四章 模压成型,4.2.2.2 短纤维模压料的质量控制,指标:,树脂含量;挥发物含量;不溶性树脂含量。,几种典型模压料的质量指标,4.2.2 模压料的制备及质量控制,第四章 模压成型,影响模压料质量的主要因素,1)树脂溶液粘度,降低胶液粘度有利于树脂对纤维浸渍,并可减少捏合过程的纤维强度损失。,粘度过低,在预混过程中会导致纤维离析,影响树脂对纤维的粘结。,4.2.2 模压料的制备及质量控制,密度作为粘度控制指标酚醛预混料树脂胶液密度:1.001.025g/cm3,第四章
10、模压成型,2)纤维长度,过长,结团、不利于捏合,过短,影响强度,机械预混,2040 mm,手工预混,3050 mm,3)浸渍时间(捏合时间),确保纤维均匀浸透前提下,尽可能缩短浸渍时间,因为捏合时间长,纤维强度损失大,且溶剂挥发过多增加撕松困难。,4.2.2 模压料的制备及质量控制,第四章 模压成型,4)烘干条件,烘干温度与时间是控制挥发物含量与不溶性树脂含量的主要因素。,快速固化酚醛预混料:,80,2030min,慢速固化酚醛预混料:,80,5070min,环氧酚醛预混料:,80,2040min,5)其它,捏合机结构形式、撕松机结构形式、转速等对质量控制也有影响。,作业:1、简述短纤维模压料
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