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FRP玻璃鋼復(fù)合材料論壇

標(biāo)題: 各種成型工藝總結(jié) 2 [打印本頁(yè)]
作者: motoe360    時(shí)間: 2010-12-27 22:21
標(biāo)題: 各種成型工藝總結(jié) 2
三、模壓成型工藝
　　模壓成型工藝是復(fù)合材料生產(chǎn)中最古老而又富有無限活力的一種成型方法。它是將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對(duì)模內(nèi)，經(jīng)加熱、加壓固化成型的方法。
模壓成型工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：①生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn)；②產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好；③表面光潔，無需二次修飾；④能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；⑤因?yàn)榕可a(chǎn)，價(jià)格相對(duì)低廉。
　　模壓成型的不足之處在于模具制造復(fù)雜，投資較大，加上受壓機(jī)限制，最適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。隨著金屬加工技術(shù)、壓機(jī)制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進(jìn)和發(fā)展，壓機(jī)噸位和臺(tái)面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對(duì)降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。
　　模壓成型工藝按增強(qiáng)材料物態(tài)和模壓料品種可分為如下幾種：①纖維料模壓法 是將經(jīng)預(yù)混或預(yù)浸的纖維狀模壓料，投入到金屬模具內(nèi)，在一定的溫度和壓力下成型復(fù)合材料制品的方法。該方法簡(jiǎn)便易行，用途廣泛。根據(jù)具體操作上的不同，有預(yù)混料模壓和預(yù)浸料模壓法。②碎布料模壓法 將浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物，如麻布、有機(jī)纖維布、石棉布或棉布等的邊角料切成碎塊，然后在金屬模具中加溫加壓成型復(fù)合材料制品。③織物模壓法 將預(yù)先織成所需形狀的兩維或三維織物浸漬樹脂膠液，然后放入金屬模具中加熱加壓成型為復(fù)合材料制品。④層壓模壓法 將預(yù)浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物，裁剪成所需的形狀，然后在金屬模具中經(jīng)加溫或加壓成型復(fù)合材料制品。⑤纏繞模壓法 將預(yù)浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布（帶），通過專用纏繞機(jī)提供一定的張力和溫度，纏在芯模上，再放入模具中進(jìn)行加溫加壓成型復(fù)合材料制品。⑥片狀塑料（SMC）模壓法 將SMC片材按制品尺寸、形狀、厚度等要求裁剪下料，然后將多層片材疊合后放入金屬模具中加熱加壓成型制品。⑦預(yù)成型坯料模壓法 先將短切纖維制成品形狀和尺寸相似的預(yù)成型坯料，將其放入金屬模具中，然后向模具中注入配制好的粘結(jié)劑（樹脂混合物），在一定的溫度和壓力下成型。
　　模壓料的品種有很多，可以是預(yù)浸物料、預(yù)混物料，也可以是坯料。當(dāng)前所用的模壓料品種主要有：預(yù)浸膠布、纖維預(yù)混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品種。
　　1、原材料
　?。?）合成樹脂 復(fù)合材料模壓制品所用的模壓料要求合成樹脂具有：①對(duì)增強(qiáng)材料有良好的浸潤(rùn)性能，以便在合成樹脂和增強(qiáng)材料界面上形成良好的粘結(jié)；②有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫牧鲃?dòng)性，在壓制條件下能夠和增強(qiáng)材料一道均勻地充滿整個(gè)模腔；③在壓制條件下具有適宜的固化速度，并且固化過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物或副產(chǎn)物少，體積收縮率??；④能夠滿足模壓制品特定的性能要求。按以上的選材要求，常用的合成樹脂有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂等。為使模壓制品達(dá)到特定的性能指標(biāo)，在選定樹脂品種和牌號(hào)后，還應(yīng)選擇相應(yīng)的輔助材料、填料和顏料。
　?。?）增強(qiáng)材料 模壓料中常用的增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維開刀絲、無捻粗紗、有捻粗紗、連續(xù)玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等，也有少量特種制品選用石棉氈、石棉織物（布）和石棉紙以及高硅氧纖維、碳纖維、有機(jī)纖維（如芳綸纖維、尼龍纖維等）和天然纖維（如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等）等品種。有時(shí)也采用兩種或兩種以上纖維混雜料作增強(qiáng)材料。
　?。?）輔助材料 一般包括固化劑（引發(fā)劑）、促進(jìn)劑、稀釋劑、表面處理劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑（顏料）和填料等輔助材料。
　　2、模壓料的制備
　　以玻璃纖維（或玻璃布）浸漬樹脂制成的模壓料為例，其生產(chǎn)工藝可分為預(yù)混法和預(yù)浸法兩種。
　　（1）預(yù)混法 先將玻璃纖維切割成30～50mm的短切纖維，經(jīng)蓬松后在捏合機(jī)中與樹脂膠液充分捏合至樹脂完全浸潤(rùn)玻璃纖維，再經(jīng)烘干（晾干）至適當(dāng)粘度即可。其特點(diǎn)是纖維松散無定向，生產(chǎn)量大，用此法生產(chǎn)的模壓料比容大，流動(dòng)性好，但在制備過程中纖維強(qiáng)度損失較大。
　?。?）預(yù)浸法 纖維預(yù)浸法是將整束連續(xù)玻璃纖維（或布）經(jīng)過浸膠、烘干、切短而成。其特點(diǎn)是纖維成束狀，比較緊密，制備模壓料的過程中纖維強(qiáng)度損失較小，但模壓料的流動(dòng)性及料束之間的相容性稍差。

SMC、BMC、HMC、XMC、TMC及ZMC生產(chǎn)技術(shù)
　　片狀模壓料（Sheet Molding Compound, SMC）是由樹脂糊浸漬纖維或短切纖維氈，兩邊覆蓋聚乙烯薄膜而制成的一類片狀模壓料，屬于預(yù)浸氈料范圍。是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的成型材料之一。
　　SMC是用不飽和聚酯樹脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑和著色劑等混合成樹脂糊浸漬短切纖維粗紗或玻璃纖維氈，并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來形成的片狀模壓料。SMC作為一種發(fā)展迅猛的新型模壓料，具有許多特點(diǎn)：①重現(xiàn)性好，不受操作者和外界條件的影響；②操作處理方便；③操作環(huán)境清潔、衛(wèi)生，改善了勞動(dòng)條件；④流動(dòng)性好，可成型異形制品；⑤模壓工藝對(duì)溫度和壓力要求不高，可變范圍大，可大幅度降低設(shè)備和模具費(fèi)用；⑥纖維長(zhǎng)度40～50mm，質(zhì)量均勻性好，適宜于壓制截面變化不大的大型薄壁制品；⑦所得制品表面光潔度高，采用低收縮添加劑后，表面質(zhì)量更為理想；⑧生產(chǎn)效率高，成型周期短，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化操作，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。
　　SMC作為一種新型材料，根據(jù)具體用途和要求的不同又發(fā)展出一系列新品種，如BMC、TMC、HNC、XMC等。①團(tuán)狀模壓料（Bulk Molding Compound, BMC） 其組成與SMC極為相似，是一種改進(jìn)型的預(yù)混團(tuán)狀模壓料，可用于模壓和擠出成型。兩者的區(qū)別僅在于材料形態(tài)和制作工藝上。BMC中纖維含量較低，纖維長(zhǎng)度較短，約6～18mm，填料含料較大，因而BMC制品的強(qiáng)度比SMC制品的強(qiáng)度低，BMC比較適合于壓制小型制品，而SMC適合于大型薄壁制品。②厚片狀模壓料（Thick Molding Compound, TMC） 其組成和制作與SMC相似，厚達(dá)50mm。由于TMC厚度大，玻璃纖維能隨機(jī)分布，改善了樹脂對(duì)玻璃纖維的浸潤(rùn)性。此外，該材料還可以采用注射和傳遞成型。③高強(qiáng)度模壓料（Hight Molding Compound, HMC） 和高強(qiáng)度片狀模壓料XMC主要用于制造汽車部件。HMC中不加或少加填料，采用短切玻璃纖維，纖維含量為65%左右，玻璃纖維定向分布，具有極好的流動(dòng)性和成型表面，其制品強(qiáng)度約是SMC制品強(qiáng)度的3倍。XMC用定向連續(xù)纖維，纖維含量達(dá)70%～80%，不含填料。④ZMC ZMC是一種模塑成型技術(shù)，ZMC三個(gè)字母并無實(shí)際含義，而是包含模塑料、注射模塑機(jī)械和模具三種含義。ZMC制品既保持了較高的強(qiáng)度指標(biāo)，又具有優(yōu)良的外觀和很高的生產(chǎn)效率，綜合了SMC和BMC的優(yōu)點(diǎn)，獲得了較快的發(fā)展。
　　1、 SMC的原材料
　　SMC的原材料由合成樹脂、增強(qiáng)材料和輔助材料三大類組成。
　?。?）合成樹脂 合成樹脂為不飽和聚酯樹脂，不同的不飽和樹脂對(duì)樹脂糊的增稠效果、工藝特性以及制品性能、收縮率、表面狀態(tài)均有直接的影響。SMC對(duì)不飽和聚酯樹脂有以下要求：①粘度低，對(duì)玻璃纖維浸潤(rùn)性能好；②同增稠劑具有足夠的反應(yīng)性，滿足增稠要求；③固化迅速，生產(chǎn)周期短，效率高；④固化物有足夠的熱態(tài)強(qiáng)度，便于制品的熱脫模；⑤固化物有足夠的韌性，制品發(fā)生某些變形時(shí)不開裂；⑥較低的收縮率。
　　（2）增強(qiáng)材料 增強(qiáng)材料為短切玻璃纖維粗紗或原絲。在不飽和聚酯樹脂模塑料中，用于SMC的增強(qiáng)材料目前只有短切玻璃纖維氈，而用于預(yù)混料的增強(qiáng)材料比較多，有短切玻璃纖維，石棉纖維、麻和其它各種有機(jī)纖維。在SMC中，玻璃纖維含量可在5%～50%之間調(diào)節(jié)。
　　（3）輔助材料 輔助材料包括固化劑（引發(fā)劑）、表面處理劑、增稠劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑、填料和交聯(lián)劑。
　　2、SMC的制備工藝
　　SMC生產(chǎn)的工藝流程主要包括樹脂糊制備、上糊操作、纖維切割沉降及浸漬、樹脂稠化等過程，其工藝流程圖如下：
　?。?）樹脂糊的制備及上糊操作 樹脂糊的制備有兩種方法--間歇法和連續(xù)法。間歇法程序如下：①將不飽和聚酯樹脂和苯乙烯倒入配料釜中，攪拌均勻；②將引發(fā)劑倒入配料釜中，與樹脂和苯乙烯混勻；③在攪拌作用下加入增稠劑和脫模劑；④在低速攪拌下加入填料和低收縮添加劑；⑤在配方所列各組分分散為止，停止攪拌，靜置待用。連續(xù)法是將SMC配方中的樹脂糊分為兩部分，即增稠劑、脫模劑、部分填料和苯乙烯為一部分，其余組分為另一部分，分別計(jì)量、混勻后，送入SMC機(jī)組上設(shè)置的相應(yīng)貯料容器內(nèi)，在需要時(shí)由管路計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入靜態(tài)混合器，混合均勻后輸送到SMC機(jī)組的上糊區(qū)，再涂布到聚乙烯薄膜上。
　?。?）浸漬和壓實(shí) 經(jīng)過涂布樹脂糊的下承載薄膜在機(jī)組的牽引下進(jìn)入短切玻璃纖維沉降室，切割好的短切玻璃纖維均勻沉降在樹脂糊上，達(dá)到要求的沉降量后，隨傳動(dòng)裝置離開沉降室，并和涂布有樹脂糊的上承載薄膜相疊合，然后進(jìn)入由一系列錯(cuò)落排列的錕陣中，在張力和輥的作用下，下、上承載薄膜將樹脂糊和短切玻璃纖維緊緊壓在一起，經(jīng)過多次反復(fù)，使短切玻璃纖維浸漬樹脂并趕走其中的氣泡，形成密實(shí)而均勻的連續(xù)SMC片料。

制品壓制工藝
復(fù)合材料制品壓制工藝的基本流程如圖：
　　復(fù)合材料模壓料按其成型周期的長(zhǎng)短，一般可分為快速成型工藝和慢速成型工藝兩種?？焖俪尚凸に囘m用于壓制小型薄壁復(fù)合材料制品，慢速成型工藝適用于壓制大型厚壁復(fù)合材料制品。

四、層壓及卷管成型工藝
　　1、層壓成型工藝
　　層壓成型是將預(yù)浸膠布按照產(chǎn)品形狀和尺寸進(jìn)行剪裁、疊加后，放入兩個(gè)拋光的金屬模具之間，加溫加壓成型復(fù)合材料制品的生產(chǎn)工藝。它是復(fù)合材料成型工藝中發(fā)展較早、也較成熟的一種成型方法。該工藝主要用于生產(chǎn)電絕緣板和印刷電路板材。現(xiàn)在，印刷電路板材已廣泛應(yīng)用于各類收音機(jī)、電視機(jī)、電話機(jī)和移動(dòng)電話機(jī)、電腦產(chǎn)品、各類控制電路等所有需要平面集成電路的產(chǎn)品中。
　　層壓工藝主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的復(fù)合材料板材，具有機(jī)械化、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，但一次性投資較大，適用于批量生產(chǎn)，并且只能生產(chǎn)板材，且規(guī)格受到設(shè)備的限制。
　　層壓工藝過程大致包括：預(yù)浸膠布制備、膠布裁剪疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工、后處理等工序，如圖所示：

2、卷管成型工藝
　　卷管成型工是用預(yù)浸膠布在卷管機(jī)上熱卷成型的一種復(fù)合材料制品成型方法，其原理是借助卷管機(jī)上的熱輥，將膠布軟化，使膠布上的樹脂熔融。在一定的張力作用下，輥筒在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，借助輥筒與芯模之間的摩擦力，將膠布連續(xù)卷到芯管上，直到要求的厚度，然后經(jīng)冷輥冷卻定型，從卷管機(jī)上取下，送入固化爐中固化。管材固化后，脫去芯模，即得復(fù)合材料卷管。
　　卷管成型按其上布方法的不同而可分為手工上布法和連續(xù)機(jī)械法兩種。其基本過程是：首先清理各輥筒，然后將熱輥加熱到設(shè)定溫度，調(diào)整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下，將引頭布先在涂有脫模劑的管芯模上纏上約1圈，然后放下壓輥，將引頭布貼在熱輥上，同時(shí)將膠布拉上，蓋貼在引頭布的加熱部分，與引頭布相搭接。引頭布的長(zhǎng)度約為800～1200mm，視管徑而定，引頭布與膠布的搭接長(zhǎng)度，一般為150～250mm。在卷制厚壁管材時(shí)，可在卷制正常運(yùn)行后，將芯模的旋轉(zhuǎn)速度適當(dāng)加快，在接近設(shè)計(jì)壁厚時(shí)再減慢轉(zhuǎn)速，至達(dá)到設(shè)計(jì)厚度時(shí)，切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下，繼續(xù)使芯模旋轉(zhuǎn)1～2圈。最后提升壓輥，測(cè)量管坯外徑，合格后，從卷管機(jī)上取出，送入固化爐中固化成型。
3、預(yù)浸膠布制備工藝
　　預(yù)浸膠布是生產(chǎn)復(fù)合材料層壓板材、卷管和布帶纏繞制品的半成品。
　　（1）原材料 預(yù)浸膠布生產(chǎn)所需的主要原材料有增強(qiáng)材料（如玻璃布、石棉布、合成纖維布、玻璃纖維氈、石棉氈、碳纖維、芳綸纖維、石棉紙、牛皮等）和合成樹脂（如酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂等）。
　　（2）預(yù)浸膠布的制備工藝 預(yù)浸膠布的制備是使用經(jīng)熱處理或化學(xué)處理的玻璃布，經(jīng)浸膠槽浸漬樹脂膠液，通過刮膠裝置和牽引裝置控制膠布的樹脂含量，在一定的溫度下，經(jīng)過一定時(shí)間的洪烤，使樹脂由A階轉(zhuǎn)至B階，從而得到所需的預(yù)浸膠布。通常將此過程稱之為玻璃的浸膠。該過程如下圖所示：

五、纏繞成型工藝
　　纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維（或布帶、預(yù)浸紗）按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后經(jīng)固化、脫模，獲得制品。根據(jù)纖維纏繞成型時(shí)樹脂基體的物理化學(xué)狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。
　　（1）干法纏繞 干法纏繞是采用經(jīng)過預(yù)浸膠處理的預(yù)浸紗或帶，在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預(yù)浸紗（或帶）是專業(yè)生產(chǎn)，能嚴(yán)格控制樹脂含量（精確到2%以內(nèi)）和預(yù)浸紗質(zhì)量。因此，干法纏繞能夠準(zhǔn)確地控制產(chǎn)品質(zhì)量。干法纏繞工藝的最大特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，纏繞速度可達(dá)100～200m/min，纏繞機(jī)清潔，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好，產(chǎn)品質(zhì)量高。其缺點(diǎn)是纏繞設(shè)備貴，需要增加預(yù)浸紗制造設(shè)備，故投資較大此外，干法纏繞制品的層間剪切強(qiáng)度較低。
　?。?）濕法纏繞 濕法纏繞是將纖維集束（紗式帶）浸膠后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。濕法纏繞的優(yōu)點(diǎn)為：①成本比干法纏繞低40%；②產(chǎn)品氣密性好，因?yàn)槔p繞張力使多余的樹脂膠液將氣泡擠出，并填滿空隙；③纖維排列平行度好；④濕法纏繞時(shí)，纖維上的樹脂膠液，可減少纖維磨損；⑤生產(chǎn)效率高（達(dá)200m/min）。濕法纏繞的缺點(diǎn)為：①樹脂浪費(fèi)大，操作環(huán)境差；②含膠量及成品質(zhì)量不易控制；③可供濕法纏繞的樹脂品種較少。
　?。?）半干法纏繞 半干法纏繞是纖維浸膠后，到纏繞至芯模的途中，增加一套烘干設(shè)備，將浸膠紗中的溶劑除去，與干法相比，省卻了預(yù)浸膠工序和設(shè)備；與濕法相比，可使制品中的氣泡含量降低。
　　三種纏繞方法中，以濕法纏繞應(yīng)用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領(lǐng)域。
　　纖維纏繞成型的優(yōu)點(diǎn) ①能夠按產(chǎn)品的受力狀況設(shè)計(jì)纏繞規(guī)律，使能充分發(fā)揮纖維的強(qiáng)度；②比強(qiáng)度高：一般來講，纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質(zhì)容器相比，重量可減輕40～60%；③可靠性高：纖維纏繞制品易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，工藝條件確定后，纏出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，精確；④生產(chǎn)效率高：采用機(jī)械化或自動(dòng)化生產(chǎn)，需要操作工人少，纏繞速度快（240m/min），故勞動(dòng)生產(chǎn)率高；⑤成本低：在同一產(chǎn)品上，可合理配選若干種材料（包括樹脂、纖維和內(nèi)襯），使其再?gòu)?fù)合，達(dá)到最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
　　纏繞成型的缺點(diǎn) ①纏繞成型適應(yīng)性小，不能纏任意結(jié)構(gòu)形式的制品，特別是表面有凹的制品，因?yàn)槔p繞時(shí)，纖維不能緊貼芯模表面而架空；②纏繞成型需要有纏繞機(jī)，芯模，固化加熱爐，脫模機(jī)及熟練的技術(shù)工人，需要的投資大，技術(shù)要求高，因此，只有大批量生產(chǎn)時(shí)才能降低成本，才能獲得較的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
　　1、原材料
　　纏繞成型的原材料主要是纖維增強(qiáng)材料、樹脂和填料。
　?。?）增強(qiáng)材料 纏繞成型用的增強(qiáng)材料，主要是各種纖維紗：如無堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，高強(qiáng)玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。
　?。?）樹脂基體 樹脂基體是指樹脂和固化劑組成的膠液體系。纏繞制品的耐熱性，耐化學(xué)腐蝕性及耐自然老化性主要取決于樹脂性能，同時(shí)對(duì)工藝性、力學(xué)性能也有很大影響。纏繞成型常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，也有時(shí)用環(huán)氧樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂等。對(duì)于一般民用制品如管、罐等，多采用不飽和聚酯樹脂。對(duì)力學(xué)性能的壓縮強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度要求高的纏繞制品，則可選用環(huán)氧樹脂。航天航空制品多采用具有高斷裂韌性與耐濕性能好的雙馬來酰亞胺樹脂。
　　（3）填料 填料種類很多，加入后能改善樹脂基體的某些功能，如提高耐磨性，增加阻燃性和降低收縮率等。在膠液中加入空心玻璃微珠，可提高制品的剛性，減小密度降低成本等。在生產(chǎn)大口徑地埋管道時(shí)，常加入30%石英砂，借以提高產(chǎn)品的剛性和降低成本。為了提高填料和樹脂之間的粘接強(qiáng)度，填料要保證清潔和表面活性處理。
　　2、芯模
　　成型中空制品的內(nèi)模稱芯模。一般情況下，纏繞制品固化后，芯模要從制品內(nèi)脫出。
　　芯模設(shè)計(jì)的基本要求 ①要有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠承受制品成型加工過程中施加于芯模的各種載荷，如自重、制品重，纏繞張力，固化應(yīng)力，二次加工時(shí)的切削力等；②能滿足制品形狀和尺寸精度要求，如形狀尺寸，同心度、橢圓度、錐度（脫模），表面光潔度和平整度等；③保證產(chǎn)品固化后，能順利從制品中脫出；④制造簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，取材方便。
　　芯模材料 纏繞成型芯模材料分兩類：熔、溶性材料和組裝式材料。熔、溶性材料是指石蠟，水溶性聚乙烯醇型砂，低熔點(diǎn)金屬等，這類材料可用澆鑄法制成空心或?qū)嵭男灸?，制品纏繞成型后，從開口處通入熱水或高壓蒸汽，使其溶、熔，從制品中流出，流出的溶體，冷卻后重復(fù)使用。組裝式芯模材料常用的有鋁、鋼、夾層結(jié)構(gòu)、木材及石膏等。另外還有內(nèi)襯材料，內(nèi)襯材料是制品的組成部分，固化后不從制品中取出，內(nèi)襯材料的作用主要是防腐和密封，當(dāng)然也可以起到芯模作用，屬于這類材料的有橡膠、塑料、不銹鋼和鋁合金等。
　　3、纏繞機(jī)
　　纏繞機(jī)是實(shí)現(xiàn)纏繞成型工藝的主要設(shè)備，對(duì)纏繞機(jī)的要求是：①能夠?qū)崿F(xiàn)制品設(shè)計(jì)的纏繞規(guī)律和排紗準(zhǔn)確；②操作簡(jiǎn)便；③生產(chǎn)效率高；④設(shè)備成本低。
　　纏繞機(jī)主要由芯模驅(qū)動(dòng)和繞絲嘴驅(qū)動(dòng)兩大部分組成。為了消除繞絲嘴反向運(yùn)動(dòng)時(shí)纖維松線，保持張力穩(wěn)定及在封頭或錐形纏繞制品紗帶布置精確，實(shí)現(xiàn)小纏繞角（0°～15°）纏繞，在纏繞機(jī)上設(shè)計(jì)有垂直芯軸方向的橫向進(jìn)給（伸臂）機(jī)構(gòu)。為防止繞絲嘴反向運(yùn)動(dòng)時(shí)紗帶轉(zhuǎn)擰，伸臂上設(shè)有能使繞絲嘴翻志的機(jī)構(gòu)。
　　我國(guó)60年代研制成功鏈條式纏繞機(jī)，70年代引進(jìn)德國(guó)WE-250數(shù)控纏繞機(jī)，改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，80年代后我國(guó)引進(jìn)了各種型式纏繞機(jī)40多臺(tái)，經(jīng)過改進(jìn)后，自己設(shè)計(jì)制造成功微機(jī)控制纏繞機(jī)，并進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。
　　機(jī)械式纏繞機(jī)類型
　?。?）繞臂式平面纏繞機(jī) 其特點(diǎn)是繞臂（裝有繞絲嘴）圍繞芯模做均勻旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，芯模繞自身軸線作均勻慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，繞臂（即繞絲嘴）每轉(zhuǎn)一周，芯模轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度。此小角度對(duì)應(yīng)纏繞容器上一個(gè)紗片寬度，保證紗片在芯模上一個(gè)緊挨一個(gè)地布滿容器表面。芯模快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，繞絲嘴沿垂直地面方向緩慢地上下移動(dòng)，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)環(huán)向纏繞，使用這種纏繞機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是，芯模受力均勻，機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，排線均勻，適用于干法纏繞中小型短粗筒形容器。
　?。?）滾翻式纏繞機(jī) 這種纏繞機(jī)的芯模由兩個(gè)搖支承，纏繞時(shí)芯模自身軸旋轉(zhuǎn)，兩臂同步旋轉(zhuǎn)使芯模翻滾一周，芯模自轉(zhuǎn)一個(gè)與紗片寬相適應(yīng)的角度，而纖維紗由固定的伸臂供給，實(shí)現(xiàn)平面纏繞，環(huán)向纏繞由附加裝置來實(shí)現(xiàn)。由于滾翻動(dòng)作機(jī)構(gòu)不宜過大，故此類纏繞機(jī)只適用于小型制品，且使用不廣泛。
　?。?）臥式纏繞機(jī) 這種纏繞機(jī)是由鏈條帶動(dòng)小車（繞絲嘴）作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在封頭端有瞬時(shí)停歇，芯模繞自身軸作等速旋轉(zhuǎn)，調(diào)整兩者速度可以實(shí)現(xiàn)平面纏繞、環(huán)向纏繞和螺旋纏繞，這種纏繞機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，用途廣泛，適宜于纏繞細(xì)長(zhǎng)的管和容器。
　?。?）軌道式纏繞機(jī) 軌道式纏繞機(jī)分立式和臥式兩種。紗團(tuán)、膠槽和繞絲嘴均裝在小車上，當(dāng)小車沿環(huán)形軌道繞芯模一周時(shí)，芯模自身轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)紗片寬度，芯模軸線和水平面的夾角為平面纏繞角α。從而形成平面纏繞型，調(diào)整芯模和小車的速度可以實(shí)現(xiàn)環(huán)向纏繞和螺旋纏繞。軌道式纏繞機(jī)適合于生產(chǎn)大型制品。
　　（5）行星式纏繞機(jī) 芯軸和水平面傾斜成α角（即纏繞角）。纏繞成型時(shí)，芯模作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，繞絲嘴固定不動(dòng)。調(diào)整芯模自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度可以完成平面纏繞、環(huán)向纏繞和螺旋纏繞。芯模公轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。這種纏繞機(jī)適合于生產(chǎn)小型制品。
　?。?）球形纏繞機(jī) 球形纏繞機(jī)有4個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，球形纏繞機(jī)的繞絲嘴轉(zhuǎn)動(dòng)，芯模旋轉(zhuǎn)和芯模偏擺，基本上和搖臂式纏繞機(jī)相同，第四個(gè)軸運(yùn)動(dòng)是利用繞絲嘴步進(jìn)實(shí)現(xiàn)紗片纏繞，減少極孔外纖維堆積，提高容器臂厚的均勻性。芯模和繞絲嘴轉(zhuǎn)動(dòng)，使纖維布滿球體表面。芯模軸偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以改變纏繞極孔尺寸和調(diào)節(jié)纏繞角，滿足制品受力要求。
　?。?）電纜式縱環(huán)向纏繞機(jī) 縱環(huán)向電纜式纏繞機(jī)適用于生產(chǎn)無封頭的筒形容器和各種管道。裝有縱向紗團(tuán)的轉(zhuǎn)環(huán)與芯模同步旋轉(zhuǎn)，并可沿芯模軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成縱向紗鋪放，環(huán)向紗裝在轉(zhuǎn)環(huán)兩邊的小車上，當(dāng)芯模轉(zhuǎn)動(dòng)，小車沿芯模軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，完成環(huán)向紗纏繞。根據(jù)管道受力情況，可以任意調(diào)整縱環(huán)向紗數(shù)量比例。
　?。?）新型纏管機(jī) 新型纏管機(jī)與現(xiàn)行纏繞機(jī)的區(qū)別在于，它是靠管芯自轉(zhuǎn)，并同時(shí)能沿管長(zhǎng)方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成纏繞過程。這種新型纏繞機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是，繞絲嘴固定，為工人處理斷頭、毛絲以及看管帶來很大方便；多路進(jìn)紗可實(shí)現(xiàn)大容量進(jìn)絲纏繞，纏繞速度快，布絲均勻，有利于提高產(chǎn)品重量和產(chǎn)量。

六、連續(xù)成型工藝
　　復(fù)合材料制品的連續(xù)成型工藝，是指從投入原材料開始，經(jīng)過浸膠、成型、固化、脫模、切斷等工序，直到最后獲得成品的整個(gè)工藝過程，都是在連續(xù)不斷地進(jìn)行。
　　根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，連續(xù)成型工藝分為連續(xù)拉擠成型工藝、連續(xù)纏繞成型工藝和連續(xù)制板工藝三種。
　　連續(xù)纏繞成型工藝 主要用于生產(chǎn)不同口徑的玻璃鋼管和罐身。連續(xù)纏繞機(jī)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)省原材料、減少芯模數(shù)量等，但這種工藝技術(shù)含量高、設(shè)備投資大、變徑難度大。另一種工藝是將塑料管擠出技術(shù)和纖維纏繞工藝相結(jié)合，塑料內(nèi)襯玻璃鋼管，擠出的塑料管同時(shí)起到芯模和防腐內(nèi)襯兩個(gè)作用。
　　拉擠成型工藝 主要用于生產(chǎn)各種玻璃鋼型材，如玻璃鋼棒、工字型、角型、槽型、方型、空腹型及異形斷面型材等。目前最大的拉擠成型機(jī)，可以生產(chǎn)斷面為800mm×800mm的空腹玻璃鋼型材。新型拉擠成型技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如RIM拉擠成型機(jī)，彎曲形型材拉擠工藝等。
　　連續(xù)制板工藝 主要是用玻璃纖氈、布為增強(qiáng)材料，連續(xù)不斷地生產(chǎn)各種規(guī)格平板，波紋板和夾層結(jié)構(gòu)板等。
　　連續(xù)成型工藝的共同特點(diǎn)：①生產(chǎn)過程完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化身自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高；②生產(chǎn)過程不間斷，制品長(zhǎng)度不限；③產(chǎn)品無需后加工，生產(chǎn)過程中邊角廢料少，節(jié)省原料和能源；④產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，成品率高；⑤操作方便，省人力、勞動(dòng)條件好；⑥成本低。

拉擠成型工藝
　　拉擠成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維束、帶或布等，在牽引力的作用下，通過擠壓模具成型、固化，連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的玻璃鋼型材。這種工藝最適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材，如棒、管、實(shí)體型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（門窗型材、葉片等）等。
　　拉擠成型是復(fù)合材料成型工藝中的一種特殊工藝，其優(yōu)點(diǎn)是：①生產(chǎn)過程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，生產(chǎn)效率高；②拉擠成型制品中纖維含量可高達(dá)80%，浸膠在張力下進(jìn)行，能充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用，產(chǎn)品強(qiáng)度高；③制品縱、橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整，可以滿足不同力學(xué)性能制品的使用要求；④生產(chǎn)過程中無邊角廢料，產(chǎn)品不需后加工，故較其它工藝省工，省原料，省能耗；⑤制品質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，長(zhǎng)度可任意切斷。
　　拉擠成型工藝的缺點(diǎn)是產(chǎn)品形狀單調(diào)，只能生產(chǎn)線形型材，而且橫向強(qiáng)度不高。
　　（1）拉擠工藝用原材料
　?、贅渲w 在拉擠工藝中，應(yīng)用最多的是不飽和聚酯樹脂，約占本工藝樹脂用量的90以上，另外還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。
　?、谠鰪?qiáng)材料 拉擠工藝用的增強(qiáng)材料，主要是玻璃纖維及其制品，如無捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可以選用芳綸纖維、碳纖維及金屬纖維等。不論是哪種纖維，用于拉擠工藝時(shí)，其表面都必須經(jīng)過處理，使之與樹脂基體能很好的粘接。
　?、圯o助材料 拉擠工藝的輔助材料主要有脫模劑和填料。
　?。?）拉擠成型模具
　　模具是拉擠成型技術(shù)的重要工具，一般由預(yù)成型模和成型模兩部分組成。①預(yù)成型模具 在拉擠成型過程中，增強(qiáng)材料浸漬樹脂后（或被浸漬的同時(shí)），在進(jìn)入成型模具前，必須經(jīng)過由一組導(dǎo)紗元件組成的預(yù)成型模具，預(yù)成型模的作用是將浸膠后的增強(qiáng)材料，按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型?？匦螤詈统叽绲念A(yù)成型體，然后進(jìn)入成型模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。②成型模具 成型模具橫截面面積與產(chǎn)品橫截面面積之比一般應(yīng)大于或等于10，以保證模具有足夠的強(qiáng)度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。拉擠模具長(zhǎng)度是根據(jù)成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定，以保證制品拉出時(shí)達(dá)到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要求光潔，耐磨，借以減少拉擠成型是的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。
　?。?）拉擠成型工藝
　　拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預(yù)成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無捻粗紗從紗架引出后，經(jīng)過排紗器進(jìn)入浸膠槽浸透樹脂膠液，然后進(jìn)入預(yù)成型模，將多余樹脂和氣泡排出，再進(jìn)入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機(jī)連續(xù)不斷地從模具拔出，最后由切斷機(jī)定長(zhǎng)切斷。在成型過程中，每道工序都可以有不同方法：如送紗工序，可以增加連續(xù)纖維氈，環(huán)向纏繞紗或用三向織物以提高制品橫向強(qiáng)度；牽引工序可以是履帶式牽引機(jī)，也可以用機(jī)械手；固化方式可以是模內(nèi)固化，也可以用加熱爐固化；加熱方式可以是高頻電加熱，也可以用熔融金屬（低熔點(diǎn)金屬）等。
　?。?）其它拉擠成型工藝
　　拉擠成型工藝除立式和臥式機(jī)組外，尚有彎曲形制品拉擠成型工藝，反應(yīng)注射拉擠工藝和含填料的拉擠工藝等。

連續(xù)纏管工藝
　　連續(xù)纏管工藝與定長(zhǎng)玻璃鋼管相比有如下特點(diǎn)：①生產(chǎn)連續(xù)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和快速固化，生產(chǎn)效率高；②需要的輔助設(shè)備少，特別是模具需用量少，產(chǎn)品更換投資少；③產(chǎn)品長(zhǎng)度可任意切斷，使用長(zhǎng)這（12m或15m），可以減少管接頭數(shù)量，降低工程造價(jià)；④生產(chǎn)過程自動(dòng)化，工藝參數(shù)集中控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證。
　　另一種連續(xù)制管工藝采用塑料管和玻璃鋼復(fù)合工藝，即EPF法，用此法生產(chǎn)的復(fù)合材料管比普通玻璃鋼管的防腐、抗?jié)B性好。
　　（1）連續(xù)纏管原料
　　連續(xù)纏管用的原材料，要同是滿足產(chǎn)品的使用要求和工藝生產(chǎn)要求。
　　①增強(qiáng)材料 根據(jù)玻璃鋼管和PVC/玻璃鋼復(fù)合管的生產(chǎn)要求，增強(qiáng)材料品種有表面氈，短切玻纖氈或針刺復(fù)合氈與表面氈合用，無捻粗紗。
　?、跇渲w 連續(xù)纏管用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂。連續(xù)纏管工藝對(duì)樹脂的要求是：粘度適當(dāng)，易浸透纖維，凝膠時(shí)間長(zhǎng)，固化時(shí)間短，固化放熱低，固化收縮小。
　?、圯o助材料 為了提高管材的剛度，常加入石英砂，其添加量可達(dá)30%（最高）。脫模劑用聚酯薄膜，薄膜裁成帶，寬度為鋼帶寬度一倍，纏繞搭接1/2。
　?。?）連續(xù)纏管工藝
　　連續(xù)纏管是用預(yù)浸玻璃纖維紗或帶（或現(xiàn)浸），按設(shè)計(jì)的纏繞規(guī)律纏繞在芯模上，經(jīng)外、內(nèi)加熱固化成型，在芯模上鋼帶推動(dòng)下，連續(xù)不斷地向前推進(jìn)，脫模，再經(jīng)二次固化后定長(zhǎng)切斷。改變管徑時(shí)，只需要更換制管機(jī)的芯模便可，其工藝流程如下：

連續(xù)制板工藝
　　連續(xù)制板工藝始于二戰(zhàn)后FRP工業(yè)由軍轉(zhuǎn)民時(shí)代，我國(guó)自1965年初開始研究，首先研究成功的是鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚氯乙波形板生產(chǎn)紅，產(chǎn)品為橫波形瓦，70年代在上海研制成縱波聚酯玻璃鋼生產(chǎn)線，80年代先后引進(jìn)3條板材連續(xù)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
　　玻璃鋼波形板是建筑工業(yè)中用量最大的一種產(chǎn)品。主要用于臨時(shí)建筑工程、工業(yè)建筑的屋頂采光及農(nóng)業(yè)溫室。與傳統(tǒng)的石棉瓦相比，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，抗沖擊，能透光及美觀耐久等特點(diǎn)。
　　玻璃鋼波形板分為縱波板和橫波板兩類，縱波板的波紋方向平行于板的長(zhǎng)邊，橫波板的波紋方向垂直于板的長(zhǎng)邊。就波紋形狀而言，有標(biāo)準(zhǔn)型連續(xù)圓弧波，連續(xù)異形波紋和不連續(xù)異形波紋。
　　連續(xù)制板工藝，國(guó)內(nèi)外大致相同，只是在設(shè)備的局部構(gòu)造和工藝措施方面略有不同。

七、熱塑性復(fù)合材料成型工藝
　　熱塑性復(fù)合材料是以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等增強(qiáng)各種熱塑性樹脂的總稱，國(guó)外稱FRTP（Fiber Rinforced Thermo Plastics）。由于熱塑性樹脂和增強(qiáng)材料種類不同，其生產(chǎn)工藝和制成的復(fù)合材料性能差別很大。
　　從生產(chǎn)工藝角度分析，塑性復(fù)合材料分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩大類：（1）短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①注射成型工藝；②擠出成型工藝；③離心成型工藝。（2）連續(xù)纖維增強(qiáng)及長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①預(yù)浸料模壓成型；②片狀模塑料沖壓成型；③片狀模塑料真空成型；④預(yù)浸紗纏繞成型；⑤拉擠成型。
　　熱塑性復(fù)合材料的特殊性能如下：
　?。?）密度小、強(qiáng)度高 熱塑性復(fù)合材料的密度為1.1～1.6g/cm3，僅為鋼材的1/5～1/7，比熱固性玻璃鋼輕1/3～1/4。它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得更高的機(jī)械強(qiáng)度。一般來講，不論是通用塑料還是工程塑料，用玻璃纖維增強(qiáng)后，都會(huì)獲得較高的增強(qiáng)效果，提高強(qiáng)度應(yīng)用檔次。
　?。?）性能可設(shè)計(jì)性的自由度大 熱塑性復(fù)合材料的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能，都是通過合理選擇原材料種類、配比、加工方法、纖維含量和鋪層方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于熱塑性復(fù)合材料的基體材料種類比熱固性復(fù)合材料多很多，因此，其選材設(shè)計(jì)的自由度也就大得多。
　?。?）熱性能 一般塑料的使用溫度為50～100℃，用玻璃纖維增強(qiáng)后，可提高到100℃以上。尼龍6的熱變形溫度為65℃，用30%玻纖增強(qiáng)后，熱形溫度可提高到190℃。聚醚醚酮樹脂的耐熱性達(dá)220℃，用30%玻纖增強(qiáng)后，使用溫度可提高到310℃，這樣高的耐熱性，熱固性復(fù)合材料是達(dá)不到的。熱塑性復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)比未增強(qiáng)的塑料低1/4～1/2，能夠降低制品成型過程中的收縮率，提高制品尺寸精度。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3～0.36W(㎡·K)，與熱固性復(fù)合材料相似。
　　（4）耐化學(xué)腐蝕性 復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性，主要由基體材料的性能決定，熱塑性樹脂的種類很多，每種樹脂都有自己的防腐特點(diǎn)，因此，可以根據(jù)復(fù)合材料的使用環(huán)境和介質(zhì)條件，對(duì)基體樹脂進(jìn)行優(yōu)選，一般都能滿足使用要求。熱塑性復(fù)合材料的耐水性優(yōu)于熱固性復(fù)合材料。
　?。?）電性能 一般熱塑性復(fù)合材料都具有良好的介電性能，不反射無線電電波，透過微波性能良好等。由于熱塑性復(fù)合材料的吸水率比熱固性玻璃鋼小，故其電性能優(yōu)于后者。在熱塑性復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料后，可改善其導(dǎo)電性能，防止產(chǎn)生靜電。
　?。?）廢料能回收利用 熱塑性復(fù)合材料可重復(fù)加工成型，廢品和邊角余料能回收利用，不會(huì)造成環(huán)境污染。
　　由于熱塑性復(fù)合材料有很多優(yōu)于熱固性玻璃鋼的特殊性能，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從國(guó)外的應(yīng)用情況分析，熱塑性復(fù)合材料主要用于車輛制造工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面。
　　1、注射成型工藝
　　注射成型是熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法，歷史悠久，應(yīng)用最廣。其優(yōu)點(diǎn)是：成型周期短，能耗最小，產(chǎn)品精度高，一次可成型開關(guān)復(fù)雜及帶有嵌件的制品，一模能生產(chǎn)幾個(gè)制品，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是不能生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品和對(duì)模具質(zhì)量要求較高。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，注射成型的最大產(chǎn)品為5kg，最小到1g，這種方法主要用來生產(chǎn)各種機(jī)械零件，建筑制品，家電殼體，電器材料，車輛配件等。
　　2、擠出成型工藝
　　擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的工藝之一。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)過程連續(xù)，生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握等。擠出成型工藝主要用于生產(chǎn)管、棒、板及異型斷面型等產(chǎn)品。增強(qiáng)塑料管玻纖增強(qiáng)門窗異型斷面型材，在我國(guó)有很大市場(chǎng)。擠出成型復(fù)合材料制品的工藝流程如下：

　　3、纏繞成型工藝
　　熱塑性復(fù)合材料的纏繞成型工藝原理和纏繞機(jī)設(shè)備與熱固性玻璃的一樣，不同的是熱塑性復(fù)合材料纏繞制品的增強(qiáng)材料不是玻纖粗紗，而是經(jīng)過浸膠（熱塑性樹脂）的預(yù)浸紗。因此，需要在纏繞機(jī)上增加預(yù)浸紗預(yù)熱裝置和加熱加壓輥。纏繞成型時(shí)，先將預(yù)浸紗加熱到軟化點(diǎn)，再與芯模的接觸點(diǎn)加熱，并加壓輥加壓，使其熔接成一個(gè)整體。
　　4、熱塑性復(fù)合材料拉擠成型
　　熱塑性復(fù)合材料的拉擠成型工藝與熱固性玻璃鋼的基本相似。只要把進(jìn)入模具前的浸膠方法加以改造，生產(chǎn)熱固性玻璃鋼的設(shè)備便可使用。生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料拉擠產(chǎn)品的增強(qiáng)材料有兩種：一種是經(jīng)過浸膠的預(yù)浸紗或預(yù)浸帶，另一種是未浸膠的纖維或纖維帶。
　　5、焊接層合法
　　此法系利用熱塑性復(fù)合材料的可焊性，生產(chǎn)復(fù)合材料板材。其方法如下：先在工作臺(tái)上壓鋪一層預(yù)浸料（一般寬500mm），鋪第二層浸料時(shí)，開動(dòng)壓輥的焊接器，使預(yù)浸料進(jìn)入壓輥下，焊接器使上下兩層預(yù)浸料在幾秒鐘內(nèi)同時(shí)受熱熔化，當(dāng)機(jī)器向前移動(dòng)時(shí)，預(yù)浸料在壓輥的壓力（0.3MPa）作用下粘合成一體。如此重復(fù)，可生產(chǎn)任意厚度的板材。
　　6、熱塑性片狀模塑料制品沖壓成型工藝
　　熱塑性片狀模塑制品沖壓成型與熱固性SMC壓制成型不同，它要先將坯料預(yù)熱，然后再放放模具加壓成型。
　　7、熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)
　　熱塑性復(fù)合材料的連接方法很多，例舉如下：①鉚接 用于熱塑性復(fù)合材料鉚接用的鉚釘，一般都是用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制造，最好是用拉擠棒材制造。施工時(shí)，鉚釘預(yù)熱到可以加壓塑變的溫度，鉚釘與孔徑應(yīng)能嚴(yán)密配合，不能大，也不能小。也可以用金屬螺栓。鉚接的優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊性好，無電化學(xué)腐蝕，價(jià)格便宜。②焊接 熱塑性復(fù)合材料的焊接處理，是將被連接材料的焊接表面加熱到熔化狀態(tài)，然后搭接加壓，使之接成一體。復(fù)合材料焊接原理與塑料焊接相似，但必須注意焊接處的纖維增強(qiáng)效果不能降低很多。③管件對(duì)接焊 熱塑性復(fù)合材料管的對(duì)接焊方法有直接對(duì)接和補(bǔ)強(qiáng)對(duì)接焊兩種。這種連接方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)施工，不需對(duì)管子進(jìn)行機(jī)械加工，連接強(qiáng)度高，不易斷裂。缺點(diǎn)是成本高，工藝要求嚴(yán)格，要保證尺寸緊密配合。④纏繞焊接 用預(yù)浸帶沿焊縫手工或機(jī)械纏繞，同是用火焰噴槍對(duì)接觸點(diǎn)加熱熔融，使之與被連接件粘牢。選擇預(yù)浸帶時(shí)，要注意纖維的方向和含量。此法較實(shí)用，被連接材料能保留較好的性能，但易出現(xiàn)加熱不均的現(xiàn)象。⑤薄板超聲波焊接 此法是用超聲波對(duì)被連接處進(jìn)行加熱焊接，一般能夠獲得較高的連接強(qiáng)度。

八、其它成型工藝
　　聚合物基復(fù)合材料的其它成型工藝，主要指離心成型工藝、澆鑄成型工藝、彈性體貯存樹脂成型工藝（ERM）、增強(qiáng)反應(yīng)注射成型工藝（RRIM）等。
　　1、離心成型工藝
　　離心成型工藝在復(fù)合材料制品生產(chǎn)中，主要是用于制造管材（地埋管），它是將樹脂、玻璃纖維和填料按一定比例和方法加入到旋轉(zhuǎn)的模腔內(nèi)，依靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使物料擠壓密實(shí)，固化成型。
　　離心玻璃鋼管分為壓力管非壓力管兩類，其使用壓力為0～18MPa。這種管的管徑一般為φ400～φ2500mm，最大管徑或達(dá)5m，以φ1200mm以上管徑經(jīng)濟(jì)效果最佳，離心管的長(zhǎng)度2～12m，一般為6 m。
　　離心玻璃鋼管的優(yōu)點(diǎn)很多，與普通玻璃鋼管和混凝土管相比，它強(qiáng)度高、重量輕，防腐、耐磨（是石棉水泥管的5～10倍）、節(jié)能、耐久（50年以上）及綜合工程造價(jià)低，特別是大口徑管等；與纏繞加砂玻璃鋼管相比，其最大特點(diǎn)是剛度大，成本低，管壁可以按其功能設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu)。離心法制管質(zhì)量穩(wěn)定，原材料損耗少，其綜合成本低于鋼管。離心玻璃鋼管可埋深15m，能隨真空及外壓。其缺點(diǎn)是內(nèi)表面不夠光滑，水力學(xué)特性比較差。
離心玻璃鋼管的應(yīng)用前景十分廣闊，其主要應(yīng)用范圍包括：給水及排水工程干管，油田注水管、污水管、化工防腐管等。
　?。?）原材料
　　生產(chǎn)離心管的原材料有樹脂、玻璃纖維及填料（粉狀和粒狀填料）等。
　　樹脂 應(yīng)用最廣的是不飽和聚酯樹脂，可根據(jù)使用條件和工藝要求選擇樹脂牌號(hào)和固化劑。
　　增強(qiáng)材料 主工是玻璃纖維及其制品。玻纖制品有連續(xù)纖維氈、網(wǎng)格布及單向布等，制造異形斷面制品時(shí)，可先將玻纖制成預(yù)制品，然后放入模內(nèi)。
　　填料 填料的作是用增加制品的剛度、厚度、降低成本，填料的種類要根據(jù)使用要求選擇，一般為石英砂、石英粉、輝綠巖粉等。
　?。?）工藝流程
　　離心制管工藝流程如下：
離心制管的加料方法與纏繞成型工藝不同，加料系統(tǒng)是把樹脂、纖維和填料的供料裝置，統(tǒng)一安裝在可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小車上。
　　（3）模具
　　離心法生產(chǎn)玻璃鋼管的模具，主要是鋼模，模具分整體式和拼裝式兩種：小于φ800mm管的模具，用整體式，大于φ800mm管的模具，可以用拼裝式。
　　模具設(shè)計(jì)要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止旋轉(zhuǎn)、震動(dòng)過程中變形。模具由管身、封頭、托輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成，小直徑管身可用無縫鋼管。封頭的作用是增加管模端頭的強(qiáng)度和防止物料外流。托輪箍的作用是支撐模具，傳遞旋轉(zhuǎn)力，使模具在離心機(jī)上高速度旋轉(zhuǎn)，模具的管身內(nèi)表面必須平整，光滑，一般都要精加工和拋光，保證順利脫模。
　　2、澆注成型工藝
　　澆注成型主要用于生產(chǎn)無纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制品，如人造大理石，鈕扣、包埋動(dòng)、植物標(biāo)本、工藝品、錨桿固定劑、裝飾板等。
　　澆注成型比較簡(jiǎn)單，但要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，則需要熟練的操作技術(shù)。
　?。?）鈕扣生產(chǎn)工藝
　　用聚酯樹脂澆注的鈕扣，具有硬度高，光澤好，耐磨、耐燙、耐干洗、花色品種多及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外已基本取代了有機(jī)玻璃鈕扣，占鈕扣市場(chǎng)80%以上。
生產(chǎn)鈕扣的原料主要是不飽和聚酯樹脂、固化劑（引發(fā)劑采用過氧化甲乙酮）和輔助材料（包括色漿、珠光粉、觸變劑等）。
　　聚酯鈕扣采用離心澆注式棒材澆注法生產(chǎn)，先制成板材或棒材，然后經(jīng)切板、切棒制成鈕扣，再經(jīng)熱處理、刮面、刮底、銑槽、打眼、拋光等工序制成鈕扣。
　?。?）人造石材生產(chǎn)工藝
　　人造石材是用不飽和聚酯樹脂和填料制成的。由于所選用的填料不同，制成的人造石材分為人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗石和聚酯混凝土等。
　　生產(chǎn)人造石材的原材料是不飽和聚酯樹脂，填料和顏料：①樹脂 生產(chǎn)人造石材的樹脂分面層和結(jié)構(gòu)層兩各，表面裝飾層樹脂要求收縮性小，有韌性、硬度好，耐熱、耐磨、耐水等，同時(shí)要求易調(diào)色。辛戌二醇鄰苯型樹脂用于人造石材，辛戌二醇間苯型樹脂用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具。固化體系，常用過氧化甲乙酮、萘酸鈷溶液。②填料 生產(chǎn)人造石材的填料有很多，生產(chǎn)人造大理石的填料是大理石粉，石英粉、白云石粉、碳酸鈣粉等，生產(chǎn)人造花崗石的填料是用粒料級(jí)配，不同品種花崗石用不同色彩的粒料，生產(chǎn)人瑪瑙的填料要有一定透明性，一般選用氫氧化鋁或三氧化二鋁等。③顏料 生產(chǎn)人造石材需要各色顏料，如制人造大理石或人造瑪瑙浴盆，應(yīng)選擇耐熱、耐水的色漿，制造裝飾板及工藝品時(shí)，要選用耐光、耐水及耐久的顏料。
　　生產(chǎn)人造大理石、花崗石板材用的模具材料有玻璃鋼、不銹鋼、塑料、玻璃等。生產(chǎn)人造石板材的模板，要求表面平整，光澤、有足夠的強(qiáng)度和剛度，能經(jīng)受生產(chǎn)過程中的熱應(yīng)力、搬運(yùn)荷載及碰撞等。
　　3、彈性體貯樹脂模塑成型技術(shù)
　　彈性體貯樹脂模塑成型（Elastic Reservir Molding, ERM）是80年代在歐美出現(xiàn)的新工藝，它是用柔性材料（開孔聚氨酯泡沫塑料）作為芯材并滲入樹脂糊。這種滲有樹脂糊的泡沫體留在成型好的ERM材料中間，泡沫體使ERM制成的產(chǎn)品密度降低，沖擊強(qiáng)度和剛度提高，故可稱為壓制成型的夾層結(jié)構(gòu)制品。
　　ERM與SMC一樣，同屬于模壓成型的片狀模塑料，只是由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，給它帶來優(yōu)于SMC的特點(diǎn)：（1）重量輕：ERM比用氈和SMC制成的制品輕30%以上；（2）ERM制品的比剛度優(yōu)于SMC、鋁和鋼制成的制品；（3）搞沖擊強(qiáng)度高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM比SMC的抗沖擊強(qiáng)度高很多；（4）物理力學(xué)性能高：在增強(qiáng)材料含量相同的條件下，ERM制品的物理力學(xué)性能優(yōu)于SMC制品；（5）投資費(fèi)用低：ERM成型機(jī)組比SMC機(jī)組簡(jiǎn)單，ERM制品成型壓力比SMC制品低10倍左右，故生產(chǎn)ERM制品時(shí)可以采用低噸位壓機(jī)和低強(qiáng)度材料模具，從而減少建投資。
　　ERM制品生產(chǎn)工藝分為ERM制造和ERM制品成型兩個(gè)過程：
　?。?）ERM生產(chǎn)工藝 ERM生產(chǎn)原材料為開孔聚氨酯泡沫塑料，各種纖維制品（如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維制成的短切氈、連續(xù)纖維氈、針織氈等）和各種熱固性樹脂。其生產(chǎn)過程如下：先在ERM機(jī)組上將調(diào)好的樹脂糊浸漬開孔聚氨酯泡沫塑料，通過涂刮器將樹脂糊涂到泡沫上，用壓輥將樹脂糊壓擠到泡沫體的孔內(nèi)，然后將兩層泡沫復(fù)合到一起，最后在上下兩個(gè)面鋪放玻纖維氈或其它纖維制品，制成ERM夾層材料，切割成適宜的尺寸，用于壓制成型或貯存。
　　（2）ERM制品生產(chǎn)工藝 ERM制品生產(chǎn)過程與其它熱固性模壓料（玻纖布或氈預(yù)浸料、SMC等）相比，需要在熱壓條件下固化成型，但成型壓力比SMC小很多，大約是SMC成型壓力的1/10，為0.5～0.7MPa。
　　ERM技術(shù)目前主要用于汽車工業(yè)材料和輕質(zhì)建筑復(fù)合材料工業(yè)。由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)，是適用于生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)的組合部件，各種輕質(zhì)板材，活動(dòng)房屋、雷達(dá)罩，房門等。在汽車工業(yè)中的制品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險(xiǎn)杠、車門、底板等。
　　4、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑技術(shù)
　　增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑工藝（Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM）是利用高壓沖擊來混合兩種單體物料及短纖維增強(qiáng)材料，并將其注射到模腔內(nèi)，經(jīng)快速固化反應(yīng)形成制品的一種成型方法。如果不用增強(qiáng)材料，則稱為反應(yīng)注射模塑（Reaction Injection Moling, RIM）。采用連續(xù)纖維增強(qiáng)時(shí)，稱為結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑（Structure Reaction Injection Molding, SRIM）。
　　RRIM的原材料分樹脂體系和增強(qiáng)材料兩類
　?。?）樹脂體系 生產(chǎn)RRIM的樹脂應(yīng)滯如下要求：①必須由兩種以上的單體組成；②單體在室溫條件下能保持穩(wěn)定；③粘度適當(dāng)，容易用泵輸送；④單體混合后，能快速固化；⑤固化反應(yīng)不產(chǎn)生副產(chǎn)物。應(yīng)用最多的是聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。
　?。?）增強(qiáng)材料 常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。為了增加增強(qiáng)材料與樹脂的粘接強(qiáng)度，上述增強(qiáng)材料都采用增強(qiáng)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。
　　RRIM的工藝特點(diǎn)：①產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，可以生產(chǎn)大尺寸部件；②成型壓力低（0.35～0.7MPa），反應(yīng)成型時(shí)，無模壓應(yīng)力，產(chǎn)品在模內(nèi)發(fā)熱量小；③制品收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，因加有大量填料和增強(qiáng)材料，減少了樹脂固化收縮；④制品鑲嵌件工藝簡(jiǎn)便；⑤制品表面質(zhì)量好，玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐熱性；⑥生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，模具費(fèi)用低，成型周期短，制品生產(chǎn)成本低。
　　RRIM制品的最大用戶是汽車工為，可做汽車保險(xiǎn)杠、儀表盤，高強(qiáng)度RRIM制品可以做汽車的結(jié)構(gòu)材料、承載材料。由于其成型周期短，性能可設(shè)計(jì)，在電絕緣工程、防腐工程、機(jī)械儀表工業(yè)中代替工程塑料及高分子合金應(yīng)用。
作者: 促進(jìn)劑    時(shí)間: 2011-1-7 17:09
頂一下!!!!
作者: xlkong0307    時(shí)間: 2011-1-13 10:13
非常詳細(xì)！謝謝?。?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: 中國(guó)2008    時(shí)間: 2011-1-13 14:29
值得 學(xué)習(xí)
作者: 快樂仙子    時(shí)間: 2011-1-22 17:18
好資料
作者: zyf0207    時(shí)間: 2012-2-2 18:45
請(qǐng)教：
　
年生產(chǎn)5萬(wàn)套左右，
要求抗壓、彎曲強(qiáng)度大的。

　　應(yīng)該采用什么樣的成型工藝？



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