12級(jí)復(fù)合材料工藝及設(shè)備復(fù)習(xí)資料_第1頁(yè)
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1、復(fù)合材料工藝設(shè)備參考資料復(fù)合材料與工程 考試形式筆試閉卷 考試時(shí)間和地點(diǎn) 時(shí)間:2015年7月8日10:20-12:00 地點(diǎn):第二公教A115 題型與分?jǐn)?shù)分布一單選題二多選題三填空題四簡(jiǎn)答題五綜合題一、復(fù)合材料緒論1.復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。復(fù)合材料基本性能:性能的可設(shè)計(jì)性材料與結(jié)構(gòu)的同一性發(fā)揮復(fù)合效應(yīng)的優(yōu)越性材料性能對(duì)復(fù)合工藝的依賴性2.工藝選擇依據(jù):a產(chǎn)品外形構(gòu)造和尺寸b材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求c生產(chǎn)批量大小及供應(yīng)時(shí)間d企業(yè)可能提供的設(shè)備條件及資金e綜合經(jīng)濟(jì)效益,保證企業(yè)盈利3.大批量、數(shù)量多、外形復(fù)雜:模壓成型;造型簡(jiǎn)單大尺寸:SMC

2、大臺(tái)面壓機(jī)成型;小批量產(chǎn)品:手糊成型;壓力管道及容器:纏繞工藝;批量小的大尺寸:手糊成型、噴射成型;板材和線性制品:連續(xù)成型 工字形截面梁:拉擠成型4.實(shí)例(1)水表殼注射(2)沼氣池SMC模壓成型工藝(3)車用天然氣瓶纏繞(4)汽車保險(xiǎn)杠手糊成型(5)玻璃鋼管材拉擠(6)PVC管材擠出(7)冷卻塔手糊、模壓(8)玻璃鋼保溫板連續(xù)制板(9)玻璃鋼門窗模壓(10)復(fù)合材料頭盔RTM(11)塑料手機(jī)外殼注塑(12)油田抽油桿拉擠(13)大型冷藏車手糊二、手糊成型工藝: 定義:手工作業(yè)把玻璃纖維織物和樹(shù)脂交替鋪層在模具上,然后固化成型為玻璃鋼制品工藝工序:裁剪增強(qiáng)纖維準(zhǔn)備模具(涂脫模劑)樹(shù)脂膠液配置

3、(噴涂膠衣)手糊成型固化凝膠階段定型階段(硬化階段)熟化階段(完全固化階段)脫模后處理(修邊)裝配分類a接觸壓成型:手糊、噴射b低壓成型(接觸壓以上):真空成型、RTM、RIM、對(duì)模優(yōu)點(diǎn):a設(shè)備簡(jiǎn)單b投資少、見(jiàn)效快c生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單易學(xué)d產(chǎn)品不受尺寸、形狀的限制e大型制品可現(xiàn)場(chǎng)制作f制品樹(shù)脂含量較高,耐腐蝕性好缺點(diǎn):a生產(chǎn)效率低、不適合批量大的產(chǎn)品b產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定c生產(chǎn)環(huán)境差。1.樹(shù)脂基體的選擇原則(1)能夠配制成粘度適宜的膠液,易浸漬纖維,容易脫氣泡,垂直面涂刷時(shí)不易流膠(2)能在室溫或較低溫度下凝膠、固化并要求固化時(shí)無(wú)低分子物產(chǎn)生;固化迅速且固化收縮小(3)層間粘接性能好(4)無(wú)毒或低毒(5

4、)價(jià)格便宜,來(lái)源廣泛A基體種類:10a不飽和聚酯樹(shù)脂粘度小,浸漬性好,低分子物及氣體易排除,凝膠時(shí)間可以調(diào)節(jié)并能在低溫常壓下固化,但固化收縮率較大,制品強(qiáng)度較低。b環(huán)氧樹(shù)脂綜合力學(xué)性能最好,粘結(jié)能力最強(qiáng),與玻纖復(fù)合界面剪切強(qiáng)度最高,尺寸穩(wěn)定性好,耐蝕性好;粘度大,施工困難,成型需要加熱。 C輔助材料:a著色劑(顏料糊、色漿)是用載體樹(shù)脂加入軟白料和各種不同的顏料,經(jīng)二滾磨多次研磨而成。將其加入到膠衣樹(shù)脂中,以調(diào)配膠衣顏色,加入量一般在4一8。(膠衣樹(shù)脂是由高性能的樹(shù)脂,加入觸變劑、氣相沉積二氧化硅和其他輔助材料配制而成。用膠衣樹(shù)脂制作FRP制品的表面層具有色澤美觀、光潔、耐大氣老化、耐腐蝕等特

5、點(diǎn))b填料:碳酸鈣、滑石料、陶土、水泥等,可降低成本,降低收縮率;瓷土、玻璃粉、氧化鋁粉、石英粉等,可提高產(chǎn)品強(qiáng)度、耐磨性;輝綠巖粉、瓷粉、鑄石粉,可提高耐腐蝕性;炭黑、石墨粉、鋁粉、金屬粉可增加導(dǎo)電性活性瓷土經(jīng)過(guò)特殊處理,可明顯提高產(chǎn)品強(qiáng)度、剛度、減少收縮和變形,是玻璃鋼專用填料;玻璃微珠呈空心結(jié)構(gòu),密度輕、可增加產(chǎn)品剛度、減少產(chǎn)品收縮和變形,且工藝性好。2.增強(qiáng)體的選擇依據(jù)增強(qiáng)材料易被樹(shù)脂浸透有足夠的形變性,能滿足制品復(fù)雜形狀成型要求氣泡容易排出能夠滿足制品使用條件物理化學(xué)性能要求價(jià)格合理、來(lái)源豐富。A玻璃纖維制品:(3) 加捻布(4) 短切氈(5)表面氈(6)針刺氈(7)縫編氈(8) 單

6、向織物 3.手糊成型模具:?jiǎn)文#?yáng)模和陰模)和對(duì)模A模具的種類玻璃鋼模:它是手糊工藝中應(yīng)用最多的模具。(玻璃鋼高級(jí)模具GRP)特點(diǎn):制出產(chǎn)品美觀、光亮;強(qiáng)度高,可重復(fù)使用數(shù)百次;尺寸準(zhǔn)確,造型穩(wěn)定,不易變形;制造簡(jiǎn)便,造價(jià)適中;制品可加溫,加壓成型。 木材金屬石蠟水泥可溶性鹽低熔點(diǎn)金屬 石膏B脫模劑:a按用途分為:內(nèi)脫膜劑(用于模壓、熱固化)、外脫膜劑(手糊、冷固化)按性狀分為:薄膜型脫模劑/混合溶液型脫模劑/蠟類、油酯類脫模劑b基本要求:不腐蝕模具,不影響樹(shù)脂固化,對(duì)樹(shù)脂粘附力?。?.01MPa)成膜時(shí)間短,厚度均勻,表面光滑使用完全,無(wú)毒害作用脫模劑使用溫度要高于固化溫度操作簡(jiǎn)便,價(jià)格便宜

7、。C脫模劑的作用機(jī)理(脫模歷程)在模具表面噴涂脫模劑之后,硫化成型時(shí)的實(shí)際界面如圖1。在圖1 中,膠料與脫模劑的接觸面為A 面,脫模劑面為B 面,脫模劑與模具的接觸面為C 面;脫模劑層為凝聚層。脫模時(shí),當(dāng)在A 面和C 面剝離時(shí)稱為界面剝離,而在B 面剝離時(shí)叫做凝聚層破壞。4.制品成型要素準(zhǔn)備A表面處理劑:指對(duì)材料的表面進(jìn)行某種處理以達(dá)到特定的目的時(shí)所使用的試劑。以利于增強(qiáng)材料與基體間形成一個(gè)良好的粘結(jié)界面,從而達(dá)到提高復(fù)合材料各種性能的目的 沃蘭類表面處理劑(A-151)硅烷類表面處理劑(KH550)B膠液的主要工藝指標(biāo):膠液粘度:表征流動(dòng)特性,粘度控制在0.20.8Pa.s之間,一般用稀釋劑

8、調(diào)節(jié)(粘度過(guò)高不易涂刷和浸透增強(qiáng)材料;粘度過(guò)低,在樹(shù)脂凝膠前發(fā)生膠液流失,使制品出現(xiàn)缺陷)凝膠時(shí)間:指在一定溫度條件下,樹(shù)脂中加入定量的引發(fā)劑、促進(jìn)劑或固化劑,從粘流態(tài)到失去流動(dòng)性,變成軟膠狀態(tài)凝膠所需的時(shí)間。(影響因素:a引發(fā)劑、促進(jìn)劑用量。用量大,凝膠時(shí)間縮短b膠液體積的影響。膠液體積越大,熱量不易散失,凝結(jié)快c環(huán)境溫度、濕度的影響。氣溫越高,凝結(jié)越快;濕度越小,凝結(jié)越快d制品表面積厚度影響。制品表面積大,較薄,凝膠時(shí)間長(zhǎng)。e交聯(lián)劑蒸發(fā)損失)C制品厚度層數(shù)計(jì)算D影響制品質(zhì)量的因素:組分質(zhì)量、成型與固化過(guò)程、制品輔助加工a裂紋原因:膠衣層太厚膠衣樹(shù)脂中苯乙烯加的太多,或者填料加得太多樹(shù)脂固化

9、不良制品受到?jīng)_擊。b制品表面發(fā)粘原因(暴露面固化不良):車間濕度太大,因水對(duì)不飽和聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂的固化有阻聚作用空氣中的氧對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂的固化有阻聚作用使用過(guò)氧化苯甲酰作引發(fā)劑時(shí),表層樹(shù)脂中交聯(lián)劑揮發(fā)過(guò)多,樹(shù)脂中苯乙烯揮發(fā),使比例失調(diào),造成不固化固化溫度太低(解決辦法:a在樹(shù)脂中加入0.02左右的液體石蠟b在樹(shù)脂中摻加5的異腈酸酯c制品表面覆蓋薄膜隔絕空氣d更換引發(fā)劑、促進(jìn)劑)三、噴射成型:是為改進(jìn)手糊成型工藝而開(kāi)發(fā)的一種半機(jī)械化成型工藝,是手糊工藝的變形。A噴射成型主要由三個(gè)部分組成:噴射、輸送管道、混合B按膠液噴射動(dòng)力分:氣動(dòng)型(空氣引射噴涂系統(tǒng),靠壓縮空氣的噴射將膠液霧化并噴涂到芯模上

10、)液壓型(靠液壓將膠液擠成滴狀并噴涂到模具上)按膠液混合形式可分為:內(nèi)混合型(將樹(shù)脂與引發(fā)劑分別送到噴槍頭部的紊流混合器充分混合,因引發(fā)劑不與壓縮空氣接觸,故不產(chǎn)生引發(fā)劑蒸氣)外混合型(引發(fā)劑和樹(shù)脂在噴槍外的空氣中相互混合。由于引發(fā)劑在同樹(shù)脂混合前必須與空氣接觸,而引發(fā)劑又容易揮發(fā))先混合型(將樹(shù)脂、引發(fā)劑和促進(jìn)劑分別送至靜態(tài)混合器充分混合,然后再送至噴槍噴出)C設(shè)備a樹(shù)脂膠液噴槍b玻璃纖維切割噴射器c靜態(tài)混合器原理:是以流體動(dòng)力學(xué)的剪切應(yīng)力場(chǎng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)幾種介質(zhì)相互混合的。(作用:介質(zhì)連續(xù)地流經(jīng)混合器,被混合元件機(jī)械地細(xì)分、轉(zhuǎn)向和重新匯合,獲得混合與均化)四、樹(shù)脂傳遞模塑成型(RTM):噴射法

11、和模壓成型之間的一種對(duì)模成型法RTM五大工藝:a真空灌注工藝b手糊工藝c粘接工藝d加工工藝e涂裝工藝1.RTM法是指在模具的型腔里預(yù)先放置增強(qiáng)材料(包括螺栓、螺帽、聚氨酯泡沫塑料等嵌件),合模夾緊后,從設(shè)置于適當(dāng)位置的注入孔,在一定溫度及壓力下將配好的樹(shù)脂注入模具中,使之與增強(qiáng)材料一起固化,最后啟模、脫模而得到成型制品。(模具清理、脫模處理-膠衣涂布-膠衣固化-纖維及嵌件等安放-合模夾緊-樹(shù)脂注入-樹(shù)脂固化-啟模-脫模-二次加工)A影響RTM工藝的因素(工藝參數(shù)):注膠壓力: 在較低壓力下完成樹(shù)脂壓注(RTM壓注如何降低壓力?a降低樹(shù)脂粘度b適當(dāng)?shù)哪>咦⒛z口和排氣口設(shè)計(jì)c適當(dāng)?shù)睦w維排布設(shè)計(jì)d降

12、低注膠速度。溫度: 注膠溫度應(yīng)盡量接近最小樹(shù)脂粘度的溫度(取決于樹(shù)脂體系的活性期和最小粘度的溫度。) RTM工藝過(guò)程對(duì)樹(shù)脂的加熱分為兩步:注膠時(shí)加熱 固化時(shí)加熱速度: 希望獲得高的注膠速度,以提高生產(chǎn)效率。(注膠速度取決于樹(shù)脂對(duì)纖維的潤(rùn)濕性和樹(shù)脂的表面張力及粘度)五、反應(yīng)注射成型(RIM):是將反應(yīng)物(單體或齊聚物)精確計(jì)量,經(jīng)高壓碰撞混合后充入模內(nèi),混合物在模具型腔內(nèi)固化成型。1. RIM加工工藝的主要步驟?充模過(guò)程:對(duì)于給定的化學(xué)體系和模具的具體幾何形狀,充模過(guò)程中,相關(guān)的加工參數(shù)是:原料始溫T0,模壁溫度Tw和流率Q或模壓P。固化階段:在固化階段,最重要的加工參數(shù)是模壁溫度、原料始溫和脫

13、模時(shí)間。六、真空灌注工藝1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理?是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。2.目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片采用的是主要是玻璃鋼材料,其主要成型方法是?真空灌注工藝: 將纖維增強(qiáng)材料直接鋪放在模具上;在纖維增強(qiáng)材料頂上鋪設(shè)一層剝離層,剝離層通常是一層很薄的低孔隙率、低滲透率的纖維織物;剝離層上鋪放高滲透介質(zhì);然后用其真空袋包覆、密封。七、模壓成型工藝:將一定量的模壓料放入金屬對(duì)模中,在一定溫度、壓力作用下,固化成型制品的方法。1.工藝參數(shù)(溫度制度):裝模溫度,升溫速度,最高模壓溫度,保溫時(shí)間,后固化處理。2.優(yōu)點(diǎn):a有較高的生產(chǎn)效率,適于大批量生產(chǎn);b

14、制品尺寸精確,表面光潔,可以有兩個(gè)精制表面c價(jià)格低廉,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;d多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型,無(wú)需有損于制品性能的輔助加工;e制品外觀及尺寸的重復(fù)性好。3.樹(shù)脂溶液粘度對(duì)模壓料質(zhì)量的影響:降低膠液粘度有利于樹(shù)脂對(duì)纖維浸漬,并可減少捏合過(guò)程的纖維強(qiáng)度損失。粘度過(guò)低,在預(yù)混過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致纖維離析,影響樹(shù)脂對(duì)纖維的粘結(jié)4.熱固性塑料在模壓前進(jìn)行預(yù)熱有哪些優(yōu)點(diǎn)?改善料的工藝性能;提高模壓料溫度,能加快塑料成型時(shí)的固化速度,縮短成型時(shí)間;提高塑料的流動(dòng)性,增進(jìn)固化的均勻性,提高制品質(zhì)量,降低廢品率;可降低模壓壓力。5.模壓熱固性塑料與模壓熱塑性塑料的最大區(qū)別是?I熱固性塑料:加熱一方面使物

15、料熔融粘度降低,在壓力作用下產(chǎn)生流動(dòng);另一方面活性基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),粘度升高達(dá)到無(wú)限大。加壓一方面使物料流動(dòng)產(chǎn)生剪切變形,大分子鏈發(fā)生局部取向及觸變效應(yīng)等導(dǎo)致聚合物粘度降低;另一方面,剪切作用增加了活性分子間的碰撞機(jī)會(huì),降低了反應(yīng)活化能使交聯(lián)反應(yīng)速度增快,熔體粘度隨之增大。II熱塑性聚合物,其流動(dòng)性控制較簡(jiǎn)單,溫度升高即可達(dá)到粘流狀態(tài),使物料充滿模具,冷卻后即失去流動(dòng)性,制品定型6.熱固性樹(shù)脂模壓工藝中,物料的變化可分為哪兩個(gè)階段并簡(jiǎn)述之。“粘流階段”:當(dāng)模壓料在模具內(nèi)被加熱到一定的溫度時(shí),樹(shù)脂受熱熔化成為粘流狀態(tài),在壓力作用下粘裹著纖維一道流動(dòng),直至充滿模腔。 “硬固階段”:繼續(xù)提高溫度,樹(shù)

16、脂發(fā)生交聯(lián),分子量增大,流動(dòng)性很快降低,表現(xiàn)為一定的彈性,最后失去流動(dòng)性,樹(shù)脂成為不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)。7.模壓料的收縮性:模壓制品從模具脫出后尺寸減小的特性稱模壓料的收縮性。A制品收縮的原因:I熱收縮(可逆收縮):一般模壓料的線膨脹系數(shù)比模具材料大,制品脫模冷卻后的收縮率大于模具收縮率,使得制品尺寸小于模具尺寸。II結(jié)構(gòu)(化學(xué))收縮:指縮聚(或聚合)反應(yīng),分子交聯(lián),鏈段之間更加緊密,低分子逸出等引起的不可逆體積收縮。B影響因素:(1)原材料的影響:a環(huán)氧樹(shù)脂收縮率小: 環(huán)氧樹(shù)脂固化前密度比較大,固化過(guò)程中無(wú)小分子逸出;酚醛樹(shù)脂固化時(shí)有水分子逸出;聚酯樹(shù)脂固化前密度較小,固化時(shí)苯乙烯交聯(lián)劑單體轉(zhuǎn)

17、化時(shí),分子距離變化很大,因此收縮較大,另外部分苯乙烯逸出b多加入纖維及填料可降低收縮率(加入熱塑性樹(shù)脂粉(填料)可顯著降低制品收縮)c揮發(fā)物含量增高,制品收縮率增大(2)模具結(jié)構(gòu)和制品形狀的影響(3)成型工藝條件的影響: 溫度制度與壓力制度的影響8模壓料的工藝性(模壓料的工藝性:流動(dòng)性、收縮率、壓縮性)及影響因素 八、SMC模壓:將SMC片材(片狀模塑料),經(jīng)剪裁,鋪層,然后進(jìn)行模壓。1.SMC基本組成:不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑(氧化鎂:增稠速度快,短時(shí)間內(nèi)能達(dá)到最高粘度增加??刂芐MC從生產(chǎn)到使用全過(guò)程的粘度變化)、引發(fā)劑、交聯(lián)劑(苯乙烯)、低收縮添加劑(熱塑性高分子聚合物)、填料、內(nèi)脫模劑、

18、著色劑、阻聚劑(對(duì)苯醌和對(duì)苯二酚:防止不飽和聚酯樹(shù)脂在室溫下交聯(lián)聚合)等混合物浸漬短切玻纖粗紗或玻纖氈,兩表面加上保護(hù)膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片狀模壓成型材料。2.一般聚酯樹(shù)脂的固化收縮率為710,加入低收縮添加劑后可大幅度降低收縮率。作用機(jī)理。樹(shù)脂受熱時(shí)膨脹,熱固性樹(shù)脂與熱塑性樹(shù)脂的固化時(shí)間不同,熱固性樹(shù)脂先聚合固化,在熱塑性樹(shù)脂的熱膨脹壓力下不能收縮;待溫度下降時(shí),熱塑性樹(shù)脂固化收縮,而周圍的熱固性樹(shù)脂已固化定型,使得熱塑性樹(shù)脂只能在局部收縮造成微孔,而不使整體收縮變形。3增稠機(jī)理:第一階段對(duì)達(dá)到熟化粘度的時(shí)間有決定意義,是分子質(zhì)量提高和絡(luò)合反應(yīng)基礎(chǔ)第二階段反應(yīng)對(duì)于加速稠化,提高最終

19、熟化粘度有重要作用。 九、層壓成型工藝: 將浸有或涂有樹(shù)脂的片材層疊,在加熱加壓條件下,固化成型玻璃鋼制品的成型工藝。1.層壓材料中,面層布和芯層布的差別?面層布的含膠量及流動(dòng)性比芯層布稍大一些。2.層壓成型工藝實(shí)際生產(chǎn)中含膠量控制方法有哪些?(1)調(diào)整膠液粘度(2)調(diào)整浸膠時(shí)間(3)調(diào)節(jié)膠輥間距十、纏繞成型工藝:將浸過(guò)樹(shù)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,然后固化脫模成為增強(qiáng)塑料制品的工藝過(guò)程。1.纏繞規(guī)律:描述紗片均勻、穩(wěn)定、連續(xù)、排布在芯模表面,及芯模與導(dǎo)絲頭間運(yùn)動(dòng)關(guān)系規(guī)律要求:a纖維既不重合又不離縫,均勻連續(xù)布滿芯模表面b纖維在芯模表面位置穩(wěn)定不打滑2.纖維纏

20、繞制品比強(qiáng)度高的原因有哪些? 纏繞纖維直徑很細(xì),降低了微裂紋存在幾率。 纏繞成型避免了布紋經(jīng)緯交織點(diǎn)與短切纖維末端的應(yīng)力集中。 纏繞成型可以控制纖維的方向和數(shù)量,使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。 纏繞成型可使增強(qiáng)材料(纖維)含量高達(dá)803.纏繞成型的幾種纏繞方式是什么樣的?干法纏繞:將預(yù)浸紗帶(或預(yù)浸布)在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱至粘流狀態(tài)并纏繞到芯模上的工藝。 濕法纏繞:將無(wú)捻粗紗經(jīng)浸膠后直接纏繞到芯模上的成型工藝過(guò)程。 半干法纏繞:將無(wú)捻粗紗浸膠后,隨即預(yù)烘干,然后纏繞到芯模上的成型工藝方法。與濕法相比,增加了烘干工序工藝過(guò)程:4.分別簡(jiǎn)述環(huán)向纏繞、螺旋纏繞、縱向纏繞,有何區(qū)別?I環(huán)向纏繞:芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

21、,導(dǎo)絲頭在筒身區(qū)間作平行于軸線方向運(yùn)動(dòng)。只能纏繞直筒段,環(huán)向纏繞只能在筒身段進(jìn)行,不能纏封頭II螺旋纏繞:芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)絲頭以特定速度沿芯模軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的纏繞方式此纏繞方式不僅可以纏繞圓筒段,而且纏繞端頭(封頭)。纏繞方向相同的鄰近紗片之間相接而不相交,不同方向的紗片則相交III縱向纏繞(平面纏繞):導(dǎo)絲頭在固定平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),芯模繞自軸慢速旋轉(zhuǎn),導(dǎo)絲頭轉(zhuǎn)一周,芯模轉(zhuǎn)動(dòng)的微小角度近似一個(gè)紗片寬度. 紗片依次連續(xù)纏繞到芯模上,各紗片均與極孔相切,相互間緊挨著而不交叉。十一、拉擠成型工藝及設(shè)備拉擠是指玻璃纖維粗紗或其織物在外力牽引下,經(jīng)過(guò)浸膠、擠壓成型、加熱固化、定長(zhǎng)切割,連續(xù)生

22、產(chǎn)玻璃鋼線型制品的一種方法。1. 流程:玻璃纖維粗紗排布浸膠預(yù)成型擠壓模塑及固化牽引切割制品臥式拉擠設(shè)備(分為間歇式牽引和連續(xù)式牽引兩種)(常用)立式拉擠2成型物固化:成型模為熱模,成型物在模中固化成型成型模不加熱或給成型物以預(yù)熱,而最終制品的固化是在固化爐中完成。3.拉擠成型工藝參數(shù)有哪些?固化溫度與時(shí)間、浸膠時(shí)間、牽引張力及速度、紗團(tuán)數(shù)量 4.拉擠成型工藝中預(yù)成型模的作用是什么?使浸透了樹(shù)脂的增強(qiáng)材料進(jìn)一步除去多余的樹(shù)脂,排除氣泡,并使其形狀接近于成型模的進(jìn)口形狀。十二、擠出成型工藝1.工藝的特點(diǎn):a具有很高的生產(chǎn)率b生產(chǎn)連續(xù)(如管、棒、板、薄膜、絲、電線、纜等)c可用來(lái)混合、塑化、造粒和

23、著色等2.塑料擠出機(jī)包括幾部分組成?(1)主機(jī):由擠壓、傳動(dòng)、加熱冷卻三部分系統(tǒng)組成,作用主要是塑化并擠出塑料(2)輔機(jī):由定型、冷卻、牽引、切割、以及卷取或堆放等裝置組成,作用是塑料成型:(3)控制系統(tǒng):由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成,作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出機(jī)組的自動(dòng)控制。3.魚(yú)雷頭(分流器)作用:將塑料熔體變成薄環(huán)狀,有利于進(jìn)一步加熱和塑化。4.以三段式螺桿擠出機(jī)為例,簡(jiǎn)述擠出過(guò)程中物料的變化情況。A加料段(固體輸送區(qū)):塑料在旋轉(zhuǎn)著的螺桿作用下,過(guò)料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用,向前輸送和壓實(shí),形成固體床。塑料在加料段內(nèi)呈固態(tài)向前輸送(顆粒間存在著相對(duì)位移)B壓縮段(熔融段):固體床進(jìn)入壓縮段后

24、由于螺槽逐漸變淺,以及濾網(wǎng)、分流板和機(jī)頭的阻力而使所受的壓力逐漸升高,進(jìn)一步被壓實(shí)。同時(shí),在料筒外加熱和螺桿、料筒對(duì)物料的內(nèi)摩擦熱的作用下,塑料逐漸升溫至粘流溫度,開(kāi)始熔融,固體床破裂,最終消失,塑料進(jìn)入粘流態(tài)。(固體床中物料顆粒之間界面變得模糊,開(kāi)始出現(xiàn)裂縫)C均化區(qū)(計(jì)量段):塑料進(jìn)入均化段后將進(jìn)一步塑化和均化,最后螺桿將物料定量、定壓地?cái)D入機(jī)頭。(熔體輸送區(qū))十三、注射成型(開(kāi)閉模時(shí):慢快慢)1.注射機(jī)作用:加熱塑料,使達(dá)到熔化狀態(tài);對(duì)熔融塑料加高壓,使其射出而充滿模具型腔2.移動(dòng)螺桿式和柱塞式注射機(jī)主要由三大部分組成:A注射系統(tǒng):塑料塑化和均化,并在很高的壓力和較快的速度下,通過(guò)螺桿和

25、柱塞的推擠將熔料注射入模具。加料計(jì)量裝置、料筒、柱塞和分流梭(分流梭是裝在料筒前端內(nèi)腔中而形狀頗似魚(yú)雷體的一種金屬部件。它的作用是使料筒內(nèi)的塑料分散為薄層并均勻地處于或流過(guò)料筒和分流梭組成的通道,從而縮短傳熱導(dǎo)程,加快熱傳遞和提高塑化質(zhì)量)、螺桿、噴嘴及加壓和驅(qū)動(dòng)裝置。B鎖模系統(tǒng):在注射機(jī)上實(shí)現(xiàn)鎖合模具、啟閉模具(又稱合模裝置)和頂出制件的機(jī)構(gòu)總稱。C塑模(模具):是在成型中賦予塑料制件以形狀和尺寸的部件組合體。(a澆注系統(tǒng)(主流道、冷料穴、分流道、澆口)b成型零件c結(jié)構(gòu)零件)3退火處理原因:塑料在料筒內(nèi)塑化不均勻或在模腔內(nèi)冷卻速度不同,因此常會(huì)產(chǎn)生不均的結(jié)晶、定向和收縮,致使制品存有內(nèi)應(yīng)力實(shí)

26、質(zhì): 使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松弛,凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無(wú)規(guī)位置,從而消除這一部分的內(nèi)應(yīng)力;提高結(jié)晶度,穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu),從而提高結(jié)晶塑料制品的彈性模量和硬度,降低斷裂伸長(zhǎng)率調(diào)濕處理原因:聚酰胺類塑料制件在高溫下與空氣接觸時(shí)常會(huì)氧化變色。此外,在空氣中使用或存放時(shí)又易吸收水分而膨脹,需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間后才能得到穩(wěn)定的尺寸。4塑料制品中可能存在的內(nèi)應(yīng)力主要有?取向應(yīng)力、溫度應(yīng)力、 體積不平衡應(yīng)力、變形應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力的消除和分散:A控制工藝條件:適當(dāng)提高注射機(jī)的料筒溫度;提高噴嘴溫度;提高模具溫度;控制適宜的注射壓力;縮短保壓時(shí)間等;采用變速注射等。B制品和模具的合理設(shè)計(jì)。C塑料原材料的選擇:分子鏈剛性大熔體粘

27、度高時(shí),易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力;塑料的平均相對(duì)分子質(zhì)量較高,相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄時(shí),制品的內(nèi)應(yīng)力較小。十四、連續(xù)成型工藝:是指從添加原材料到制成玻璃鋼制品的整個(gè)過(guò)程都是在連續(xù)不斷進(jìn)行。1.連續(xù)制管工藝原理:臥式干法連續(xù)制管機(jī)組:采用預(yù)浸的無(wú)緯帶或玻璃布帶纏繞成型。臥式濕法連續(xù)制管機(jī)組:采用連續(xù)玻璃纖維粗紗,浸漬樹(shù)脂膠液后進(jìn)行纏繞成型。a濕法縱向紗浸膠:縱向纖維紗從紗架引出經(jīng)浸膠后,通過(guò)分紗器均勻鋪放在芯軸,形成縱向紗層,而后環(huán)向纏繞未浸膠環(huán)向紗。各環(huán)向?qū)娱g反向纏繞,并由縱向紗所帶多余膠液浸膠b濕法環(huán)向紗浸膠:環(huán)向紗從紗架引出經(jīng)浸膠后,通過(guò)分紗器均勻鋪放在芯軸上,形成環(huán)向紗層。而縱向未浸膠纖維紗靠環(huán)向纏繞

28、紗的余膠浸漬樹(shù)脂立式連續(xù)制管機(jī)組A連續(xù)制管工藝對(duì)原料樹(shù)脂有何要求?要求樹(shù)脂粘度低,浸潤(rùn)性好,樹(shù)脂的膠液配方要有較長(zhǎng)的凝膠時(shí)間,較短的固化時(shí)間,較低的固化放熱峰,以保證玻璃鋼管材的充分固化和連續(xù)生產(chǎn)操作的進(jìn)行。在配方設(shè)計(jì)中可適當(dāng)引入低收縮添加劑,降低制品的固化收縮率。B熱塑性和熱固性復(fù)合結(jié)構(gòu)管連續(xù)生產(chǎn)工藝(EPF):一種連續(xù)制管工藝,即熱塑性塑料管和熱固性玻璃鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)管連續(xù)生產(chǎn)工藝,其生產(chǎn)過(guò)程是將塑料管擠出技術(shù)和纖維纏繞工藝相結(jié)合的連續(xù)制管技術(shù)。2.連續(xù)制板工藝及設(shè)備: 分為橫向波板成型機(jī)和縱向波板成型機(jī)組兩大類 3.離心法制管是將樹(shù)脂、玻璃纖維和填料按一定比例加入到旋轉(zhuǎn)的模具內(nèi),依靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,使物料在模內(nèi)擠壓密實(shí),固化成型的一種方法。十五、夾層結(jié)構(gòu):是由高強(qiáng)度蒙皮和輕質(zhì)夾芯材料

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