模壓成型工藝演示文稿

模壓成型工藝演示文稿目前一頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點模壓成型工藝目前二頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型

4.1概述電機沖壓模具模壓成型設(shè)備汽車沖壓模具塑料椅模具目前三頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型

4.1概述數(shù)控模式水泥彩瓦成型機目前四頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件4.1概述第四章模壓成型模壓工藝利用樹脂固化反應(yīng)中各階段的特性實現(xiàn)制品成型

“粘流階段”：當模壓料在模具內(nèi)被加熱到一定的溫度時，樹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，直至充滿模腔?！坝补屉A段”：繼續(xù)提高溫度，樹脂發(fā)生交聯(lián)，分子量增大，流動性很快降低，表現(xiàn)為一定的彈性，最后失去流動性，樹脂成為不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)。目前五頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件4.1概述第四章模壓成型優(yōu)點缺點有較高的生產(chǎn)效率，適于大批量生產(chǎn)，制品尺寸精確，表面光潔，可以有兩個精制表面，價格低廉，容易實現(xiàn)機械化和自動化，多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型，無需有損于制品性能的輔助加工，制品外觀及尺寸的重復(fù)性好。壓模的設(shè)計與制造較復(fù)雜，初次投資較高，制品尺寸受設(shè)備限制，一般只適于制備中、小型玻璃鋼制品。目前六頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型模壓成型工藝按增強材料物態(tài)和模壓料品種分類：（1）纖維料模壓法樹脂預(yù)混或預(yù)浸纖維模壓料，然后模壓成型制品。（2）織物模壓將預(yù)先織成所需形狀的兩向、三向或多向織物經(jīng)樹脂浸漬后進行模壓。質(zhì)量穩(wěn)定，但成本高，適用于有特殊性能要求的制品。4.1概述主要用于制備高強度異形制品或具有耐腐蝕、耐熱等特殊性能的制品目前七頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（3）層壓模壓將預(yù)先浸漬好樹脂的玻纖布或氈，剪成所需形狀，經(jīng)疊層放入模具進行模壓。適于成型薄壁制品，或形狀簡單而有特殊要求的制品。（4）SMC模壓將SMC片材(SheetMoldingCompound,片狀模塑料)，經(jīng)剪裁，鋪層，然后進行模壓。適合于大型制品的加工(例汽車外殼，浴缸等)，此工藝方法先進，發(fā)展迅速。4.1概述不飽和聚酯樹脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內(nèi)脫模劑、著色劑等混合物浸漬短切玻纖粗紗或玻纖氈，兩表面加上保護膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片狀模壓成型材料。使用時除去薄膜，按尺寸裁剪，然后進行模壓成型。目前八頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（5）碎布料模壓將預(yù)浸膠布剪成碎塊放入模具，壓成制品。適用于形狀簡單、性能一般的玻璃鋼制品。（6）纏繞模壓將浸膠的玻璃纖維或布帶纏繞在模型上，進行模壓。適于有特殊要求的制品及管材。

4.1概述目前九頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（7）預(yù)成型坯模壓先將短切纖維制成制品形狀的預(yù)成型坯，置入模具，加入樹脂后進行模壓。適于制造大型、高強、異形、深度較大、壁厚均一的制品（8）定向鋪設(shè)模壓將單向預(yù)浸漬布或纖維，定向鋪設(shè)，進行模壓。適于成型單向強度要求高的制品。4.1概述目前十頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型4.2模壓料（短纖維模壓料）4.2.1原料短纖維增強材料應(yīng)用最多的是玻璃纖維纖維長度30~50mm含量50~60%(質(zhì)量比)樹脂基體材料應(yīng)用最多的是酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂輔助材料4.2.1原料改善模壓料的工藝性，滿足制品的特殊性能要求。

目前十一頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型樹脂基體材料有良好的流動特性，在室溫常壓下處于固體或半固體狀態(tài)(不沾手)，在壓制條件下具有一定的流動性，使模壓料能均勻地充滿壓模模腔；適宜的固化速度，在固化時副產(chǎn)物少，體積收縮率小，工藝性好(如粘度易調(diào)，與各種溶劑互溶性好，易脫模等)；滿足模壓制品特定的性能要求。4.2.1原料要求：目前十二頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型輔助材料4.2.1原料改善模壓料的工藝性，滿足制品的特殊性能要求。稀釋劑、玻璃纖維表面處理劑、致粘劑、脫模劑及顏料等。稀釋劑用于降低樹脂原始粘度，改進樹脂備料工藝性能。玻璃纖維表面處理劑用于改進樹脂與增強材料的粘結(jié)及其界面狀態(tài)。脫模劑分兩類，一類是外脫模劑如機油、硬脂酸(鹽)、硅脂等，在壓制前預(yù)先涂覆在模具上。另一類是內(nèi)脫模劑，加入樹脂內(nèi)，如鎂酚醛樹脂中加入3%—3.5%重量的油酸(以苯酚為基準)等。目前十三頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型纖維強度損失較大；比容大，模壓時裝模困難，模具需設(shè)計較大的裝料室并需采用多次預(yù)壓程序合模，勞動條件欠佳。4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制優(yōu)點：短纖維模壓料呈混亂狀態(tài)，纖維無一定方向。模壓時流動性好，適宜制造形狀復(fù)雜的小型制品。缺點：目前十四頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型工藝流程：樹脂調(diào)配

↓玻璃纖維→熱處理→切割→

蓬松→混合→撕松→烘干→模壓料4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制4.2.2.1短纖維模壓料的制備可采用手工預(yù)混法或機械預(yù)混法。預(yù)混法目前十五頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型生產(chǎn)步驟：以鎂酚醛為例設(shè)備：主要有纖維切割機、捏合機、撕松機4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制玻璃纖維在180℃下干燥處理40~60min；將烘干后的纖維切成30~50mm長度并使之疏松；按樹脂配方配成膠液，用工業(yè)酒精調(diào)配膠液密度1.0g/cm3左右；按纖維:樹脂=55:45(質(zhì)量比)的比例將樹脂溶液和短切纖維充分混合；捏合后的預(yù)混料，逐漸加入撕松機中撕松；撕松后的預(yù)混料均勻鋪放在網(wǎng)格上晾置；預(yù)混料經(jīng)自然晾置后，在80℃烘房中烘20~30min，進一步驅(qū)除水分和揮發(fā)物；將烘干后的預(yù)混料裝入塑料袋中封閉待用。目前十六頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型預(yù)浸法

4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制粗紗準備

熱處理浸膠

烘干切割存放樹脂調(diào)配浸氈法

紗線準備

撕松

烘干切割撒氈

樹脂調(diào)配復(fù)合浸膠成品將短切玻璃纖維均勻撒在玻璃底布上，然后用玻璃面布覆蓋再使夾層通過浸膠、烘干、剪裁而制得。特點：短切纖維呈硬氈狀，使用方便，纖維強度損失稍小，模壓料中纖維的伸展性較好，適用于形狀簡單、厚度變化不大的薄壁大型模壓制品。但由于有兩層玻璃布的阻礙，樹脂對纖維的均勻快速滲透較困難，且需消耗大量玻璃布，成本增加。將玻璃纖維束整束通過浸膠、烘干、短切而制得。特點：纖維成束狀比較緊密，在備料過程中纖維強度損失較小，模壓料的流動性及料束之間的互溶性稍差。目前十七頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型4.2.2.2短纖維模壓料的質(zhì)量控制指標：樹脂含量；揮發(fā)物含量；不溶性樹脂含量。幾種典型模壓料的質(zhì)量指標4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制模壓料類型指標樹脂含量%揮發(fā)物含量%不溶性樹脂含量%機械法鎂酚醛/玻璃纖維氨酚醛/玻璃纖維40~5040±42~3.52~45~10<15手工法氨酚醛料35±5(玻璃)40±4(高硅氧)<43~20目前十八頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型影響模壓料質(zhì)量的主要因素1）樹脂溶液粘度降低膠液粘度有利于樹脂對纖維浸漬，并可減少捏合過程的纖維強度損失。

粘度過低，在預(yù)混過程中會導(dǎo)致纖維離析，影響樹脂對纖維的粘結(jié)。4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制密度作為粘度控制指標酚醛預(yù)混料樹脂膠液密度：1.00~1.025g/cm3目前十九頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型

2）纖維長度過長——結(jié)團、不利于捏合過短——影響強度機械預(yù)混20～40mm手工預(yù)混30～50mm3）浸漬時間（捏合時間）確保纖維均勻浸透前提下，盡可能縮短浸漬時間，因為捏合時間長，纖維強度損失大，且溶劑揮發(fā)過多增加撕松困難。4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制目前二十頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型4）烘干條件

烘干溫度與時間是控制揮發(fā)物含量與不溶性樹脂含量的主要因素?？焖俟袒尤╊A(yù)混料：80℃，20～30min慢速固化酚醛預(yù)混料：80℃，50～70min環(huán)氧酚醛預(yù)混料：80℃，20～40min5）其它捏合機結(jié)構(gòu)形式、撕松機結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速等對質(zhì)量控制也有影響。

作業(yè)：1、簡述短纖維模壓料制備工藝流程。

2、簡述樹脂溶液粘度對短纖維模壓料質(zhì)量的影響。4.2.2模壓料的制備及質(zhì)量控制目前二十一頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型4.2.3模壓料的工藝性及其影響因素模壓料的工藝性：流動性、收縮率、壓縮性。4.2.3.1模壓料的流動性在一定溫度和壓力下模壓料充滿模腔的能力。流動性好，可選用較低成型溫度、壓力，較容易成型復(fù)雜制品。流動性過大，會導(dǎo)致樹脂流失或纖維局部聚集，制品性能下降。4.2.3模壓料的工藝性及影響因素目前二十二頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型流動性差，需選用較高成型溫度、壓力，不易成型復(fù)雜制品。流動性過小，物料不能充滿模腔或局部缺料，無法成型。熱塑性聚合物，其流動性控制較簡單，溫度升高即可達到粘流狀態(tài)，使物料充滿模具，冷卻后即失去流動性，制品定型。4.2.3模壓料的工藝性及影響因素目前二十三頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型熱固性聚合物4.2.3模壓料的工藝性及影響因素溫度：加熱一方面使物料熔融粘度降低，在壓力作用下產(chǎn)生流動；另一方面活性基團發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，粘度升高達到無限大。壓力：加壓一方面使物料流動產(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會，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。大多數(shù)交聯(lián)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，系統(tǒng)溫度的升高加速了交聯(lián)固化過程，導(dǎo)致粘度更迅速增大。目前二十四頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型流動性＝f（γ，T，t······）（熱固性樹脂）γ——剪切速率;T——溫度;t——時間成型壓力↑→剪切速率↑，流動性↑原因：壓力增加時，可提高聚合物剪切變形和剪切速率，使大分子鏈局部取向，以及部分分子鏈斷裂，分子量減小等因素導(dǎo)致流動性增加。（1）壓力的影響4.2.3模壓料的工藝性及影響因素壓力時間溫度一定流動速度目前二十五頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（2）溫度的影響在較低溫度范圍內(nèi)T↑→η↓→流動性↑溫度繼續(xù)升高→流動性↓原因：溫度對流動性的影響有極值點4.2.3模壓料的工藝性及影響因素溫度升高時，分子鏈活動能力增加，體積膨脹，分子間作用力減小，流動性增加。溫度繼續(xù)升高，聚合物交聯(lián)反應(yīng)加快，占居主導(dǎo)地位，流動性下降。溫度時間、壓力一定流動速度目前二十六頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型溫度對熱固性聚合物流動性的綜合影響4.2.3模壓料的工藝性及影響因素在Tk以前，溫度對粘度的影響起主導(dǎo)作用，T↑→流動性↑，在Tk以后，聚合交聯(lián)反應(yīng)起主導(dǎo)作用，T↑→交聯(lián)速度↑→流動性↓。A－總的流動曲線；B－粘度對流動性影響曲線；C－固化速度對流動性影響曲線模壓工藝中物料充滿模腔的適宜溫度，應(yīng)該在粘度最低點附近區(qū)域而又不引起迅速交聯(lián)反應(yīng)的溫度。溫度流動性TkBCA目前二十七頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型原因：在固化前的一段時間內(nèi)，粘度對溫度敏感，隨時間增加，聚合物內(nèi)部溫度提高，粘度下降，流動性提高。過此之后聚合交聯(lián)反應(yīng)進一步進行，并且占據(jù)了主要地位，分子量迅速增加，流動性下降。4.2.3模壓料的工藝性及影響因素（3）加熱時間的影響當溫度、壓力一定時，加熱時間的影響十分顯著。在開始一段時間內(nèi)t↑→流動性↑→繼續(xù)延長時間→流動性↓時間溫度、壓力一定流動速度目前二十八頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（4）高聚物分子結(jié)構(gòu)的影響

a、分子量愈大，粘度愈大

粘度與分子量間的關(guān)系：η0——剪切速度較低時的表觀粘度A——經(jīng)驗常數(shù)Mw——重均分子量4.2.3模壓料的工藝性及影響因素高聚物分子質(zhì)量大小分子鏈結(jié)構(gòu)(支化度)分子質(zhì)量分布分子量愈大，一般鏈段愈多，不同鏈段向四面八方熱運動，相互抵消的機會愈多，分子鏈重心的相對移動愈難，即粘度愈大，流動性愈差。目前二十九頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型(i)剛性高分子流動性差，由于剛性高分子的鏈段長，因此流動困難。(ii)分子量相同，支鏈愈多、愈短，粘度愈低，流動愈好。4.2.3模壓料的工藝性及影響因素b、分子鏈結(jié)構(gòu)目前三十頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型c.高聚物分子量分布的影響剪切速率小，分子量分布寬的比分子量分布窄的粘度高剪切速率大，分子量分布寬的比分子量分布窄的粘度小4.2.3模壓料的工藝性及影響因素logγlogη12圖4－5分子量分布不同對流動曲線的影響1－分子量分布寬；2－分子量分布窄

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6543210加熱時間（min）

流動速度（g/s)2

1

3

圖4－6流動試驗曲線1－紙漿填充脲醛；2－紙漿填充三聚腈胺甲醛3－木漿填充酚醛目前三十一頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型（5）其他樹脂含量高流動性大。過高影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品成本。揮發(fā)份含量高流動性大。含量過高，成型時樹脂大量流失，且產(chǎn)品收縮率大，易生產(chǎn)翹曲變形。含量過低，流動性顯著下降，成型困難。纖維長度短流動性大。但增強效果差。模具光潔流動性大。4.2.3模壓料的工藝性及影響因素目前三十二頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型應(yīng)該指出：模壓料熔體只要求有合適的流動性，并不是流動性愈大愈好。流動性過大會產(chǎn)生一系列不良現(xiàn)象。如：合模時溢料過多浪費材料纖維與樹脂離析產(chǎn)品不同部位聚膠、貧膠和纖維分布不均，質(zhì)量不好4.2.3模壓料的工藝性及影響因素目前三十三頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點

課件第四章模壓成型4.2.3.2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。由制品的熱收縮(可逆收縮)和結(jié)構(gòu)收縮(化學收縮，不可逆收縮)組成。實際收縮率

計算收縮率

a——模具空腔或制品在壓制溫度下的尺寸，mmb——制品在室溫下的尺寸，mmc——模具空腔在室溫下的尺寸，mm4.2.3模壓料的工藝性及影響因素模具空腔或制品在壓制溫度下的尺寸與制品在室溫下尺寸之間的差值。室溫下模具空腔尺寸與制品尺寸之間的差值。目前三十四頁\總數(shù)三十八頁\編于二十二點