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文檔簡介
1、復(fù)合材料工藝與設(shè)備復(fù)習(xí)資料精品文檔復(fù)合材料工藝與設(shè)備簡答與論述(為重點內(nèi)容)1、原材料(1) GF生產(chǎn)工藝中,浸潤劑分為哪幾種類型?它們的作用是什么?( 概念題 里有詳解)(2) 根據(jù)CF原絲的選擇原則,生產(chǎn)CF常用的原絲種類有哪些?(聚丙烯睛 纖維,瀝青纖維,粘膠纖維)2、手糊成型工藝(1) 根據(jù)手糊成型的工藝特點,說明對增強(qiáng)纖維和基體樹脂的選擇原則及常用GF制品和樹脂的種類? P12-14(2) GFR徜級模具的基本要求?如何制備 GFR徜級模具? P17-19(3) 手糊成型工藝對外脫模劑的基本要求?并舉例說明外脫模劑的主要類型及應(yīng)用特點? P20-21(4) 分析手糊成型工藝GFRFS
2、品常見缺陷的原因如:表面發(fā)粘、氣泡、流膠、膠衣層起皺、分層、固化不完全等。P29-31(5) TM噴射、熱壓釜工藝(1)噴射成型有哪幾種形式?P32(2)噴射成型中垂流與浸漬不良原因是什么?如何防治?P35(3)熱壓釜主要結(jié)構(gòu)及裝置有哪些?P41(4) 與其他工藝相比,RTMt哪些特點? P49(5)何為RIM RRIM SRIM工藝?(分別是反應(yīng)注射模塑、增強(qiáng)型反應(yīng)注射模 塑、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑)P51-544、夾層結(jié)構(gòu)工藝(1) GFR映層結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用。P56-57(2)聚氨酯泡沫塑料夾芯材料的生產(chǎn)原理。P66-68(3)金屬蜂窩夾芯材料的生產(chǎn)流程。P61(4)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中常見問題
3、和解決方法。P64(5)泡沫夾層結(jié)構(gòu)通常有哪幾種制造方法。P665、模壓成型工藝(1) SMCf脂糊包括哪些基本組分?P83(2) SME內(nèi)脫模劑種類有哪些?作用機(jī)理如何?P91(3) SMCT用增稠劑的化學(xué)增稠機(jī)理如何?P86(4) ASME低收縮添加劑的作用機(jī)理如何?P876、層壓成型工藝(1)層壓板的主要類型? P135(2) 膠布生產(chǎn)的工藝參數(shù)?質(zhì)量指標(biāo)?以及相互關(guān)系?P136-139(3) 在GFRPB壓板熱壓曲線中,各個階段的作用和目的?P148(4)如何解決層壓板生產(chǎn)中出現(xiàn)的板材翹曲的問題?P151(5)卷管工藝原理及過程如何?P1567、纏繞成型工藝(1)纏繞成型工藝分為哪幾類
4、型?P159(2) 切點法分析纏繞規(guī)律的主要內(nèi)容?P169(3) 纖維纏繞規(guī)律的實質(zhì)是什么?何謂測地線纏繞、線性和發(fā)線性纏繞?(概念題型里有詳解)(4) 分析說明纏繞張力制度的內(nèi)容及纏繞張力對制品性能的影響?P185187(5)螺旋纏繞線型設(shè)計時,其參數(shù)選定贏注意哪些問題?P183 8、連續(xù)成型工藝(1) 連續(xù)成型工藝包括哪幾種成型方法?P243(2) AEPF法制管的工藝原理。P251(3)拉擠成型工藝參數(shù)包括哪些內(nèi)容?拉擠成型設(shè)備包括哪些組成部分? P257(4)連續(xù)板生產(chǎn)工藝中,波紋(橫波和縱波)形成的工作原理。P265(5) 透明型連續(xù)波紋板生產(chǎn)工藝中,提高其透明性和耐老化性能的技術(shù)措
5、 施。P2639、熱塑性復(fù)合材料(1) 熱塑性樹脂基體的工藝性能包括哪些方面?P279(2) 在FRTP成型加工中,聚合物基體可能產(chǎn)生降解的類型?避免聚合物降解的技術(shù)措施? P287-288(3) FRT曲出成型的工藝原理。 P299-301(4) 注射成型工藝與擠出成型工藝的主要區(qū)別?(概念題型里有詳解)(5) 在FRTP沖壓成型中,干法和濕法生產(chǎn)熱塑性片狀模塑料工藝有何區(qū)別 P353-35510、無機(jī)非金屬復(fù)合材料(1) 水泥基體的性能特點及對增強(qiáng)纖維的基本要求。P365 P368(2) 如何提高GRCp GF的抗堿性能。(3)氯氧鎂水泥基復(fù)合材料包括哪些原料組份?以及對各原料組份的技術(shù)要
6、求? P374 11、連接于加工(1)復(fù)合材料常用連接方式分別為幾種基本類型?P423(2)復(fù)合材料膠接工藝包括哪些內(nèi)容?P428 -434(3)選擇膠粘劑的基本原則?膠黏劑的固化方式有哪些?P428 /P434(4)復(fù)合材料機(jī)械連接基本形式?機(jī)械連接接頭設(shè)計注意什么?P440(5)復(fù)合材料的機(jī)械加工 具有哪些特點?具有哪些加工方法?P449 12、綜合題(1) 在FRP®計和生產(chǎn)工藝中,可以采取哪些方法提高 GFR吊ij品抗變形能 力?(2)比較熱塑性和熱固性復(fù)合材料,應(yīng)用汽車零部件各自的工藝與性能特點。(3) 為了改善聚合物基復(fù)合材料的工藝性能,常用輔助材料的種類及作用?(4)分
7、析手糊成型,模壓成型,RTM三種成型工藝的特點,說明他們的工藝 范圍及產(chǎn)品類型。復(fù)合材料工藝與設(shè)備基礎(chǔ)概念1、增強(qiáng)纖維(CF,GF)的生產(chǎn)工藝與設(shè)備(表面處理工藝與設(shè)備)(1)玻璃纖維在生產(chǎn)過程中輔助材料的作用:浸潤劑的種類,作用種類:增強(qiáng)型浸潤劑和紡織型浸潤劑;作用:1、潤滑-保護(hù)作用;2、粘結(jié)-集束作用;3、防止玻璃纖維表面靜電荷的積累;4、為玻璃纖維提供進(jìn)一步加工和應(yīng)用所需要的特性;5、使玻璃纖維獲得與基材有良好的相容性及界面化學(xué)結(jié)合或化學(xué)吸附等性能(2) C纖維生產(chǎn)工藝中,惰性氣體和張力的作用惰性氣體作用:保護(hù)新生產(chǎn)的纖維不受氧化作為傳熱介質(zhì)排除裂解產(chǎn)物(非C元素)。張力的作用:使分子
8、取向使分子結(jié)構(gòu)規(guī)整產(chǎn)生軸向拉伸應(yīng)力(3)玻璃纖維表面處理的影響因素: 處理劑的種類;偶聯(lián)劑的用量11.5%;處理方法(前處理法、后處理法、遷移法);烘焙溫度與時間(偶聯(lián)劑與GF的硅層結(jié)構(gòu)的最佳結(jié)合程度);偶聯(lián)劑溶液的配制( PH值的調(diào)節(jié),一般用5%的氨水)。2、手糊成型工藝與設(shè)備(1)手糊工藝的特點:優(yōu)點:1、守護(hù)成型不受產(chǎn)品尺寸和形狀的限制,適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn);2、設(shè)備簡單、投資少、設(shè)備折舊費(fèi) 低;3、工藝簡單;4、易于滿足產(chǎn)品設(shè)計要求,可以在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ) 增強(qiáng)材料;5、制品樹脂含量高,耐腐蝕性好; 缺點:1、生產(chǎn)效率低,勞動強(qiáng) 度大,勞動衛(wèi)生條件差;2、產(chǎn)品質(zhì)量
9、不易控制,性能穩(wěn)定性不高;3、產(chǎn)品力 學(xué)性能較低。(2)原材料選擇原則:1、產(chǎn)品設(shè)計的性能要求;2、手糊成型工藝要求;3、 價格便宜,材料容易取得。(3)聚合物基體的選擇原則:1、能在室溫下凝膠、固化。并在固化過程中無 低分子物得產(chǎn)生。2、能配制成粘度適當(dāng)?shù)哪z液,適宜手糊成型的膠液粘度為 0.5-0.5pas 3、無毒或低毒;4、價格便宜。(4)增強(qiáng)纖維的選擇原則:以玻璃纖維為例,工藝特點:1、很好的疏松性;2、鋪覆的變形性;3、纖維的均勻性。先進(jìn)手糊法的種類:噴射成型、熱壓釜、樹脂傳遞模塑與反應(yīng)注射模塑。(5) RTM (樹脂傳遞模塑)基本工藝過程:將液態(tài)熱固性樹脂及固化劑,由 計量設(shè)備分別
10、從儲桶內(nèi)抽出,經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻,注入事先鋪有玻璃纖維 增強(qiáng)材料的密封模內(nèi),經(jīng)固化、脫模、后加工而成制品。(6) RTM的工藝特點:這要設(shè)備投資少,即用地噸位壓機(jī)能生產(chǎn)較大的制 品;生產(chǎn)的制品兩面光滑、尺寸穩(wěn)定、容易組合;允許制品帶有加強(qiáng)筋、鑲嵌 件和附著物,可將制品制成泡沫夾層結(jié)構(gòu),設(shè)計靈活,從而獲得最佳結(jié)構(gòu);制 造模具時間短,可在短期內(nèi)投產(chǎn);對樹脂和填料的適用性廣泛;生產(chǎn)周期短, 勞動強(qiáng)度低,原材料損耗少;產(chǎn)品后加工少;RTM是閉模成型工藝,單體揮發(fā)少,環(huán)境污染小。(7)玻璃鋼高級模具的概念:指用玻璃鋼制作的,可獲得“鏡面效果”的,高光 澤度、高平整度的守護(hù)制品的模具。(8)高級模具的要
11、求:有足夠的強(qiáng)度和剛度;模具表面膠衣要有一定的硬度和 耐熱性,能夠承受樹脂固化時的收縮、放熱等效果;模具工作表面外形尺寸準(zhǔn) 確、平面平順,無潛藏氣泡和針孔等弊病;模具表面光澤度為80-90光澤單位,或側(cè)目應(yīng)有清晰的鏡面反光;經(jīng)拋光后的模具表面殘留劃痕度<0.1UM.(9)脫模劑類型:薄膜型脫模劑、混合型脫模劑、蠟型脫模劑。(10)脫模劑應(yīng)具備條件:不腐蝕模具,不影響樹脂的固化,對樹脂粘附力 ??;成膜時間短,成膜均與、光滑;操作簡單,使用安全,價格便宜;選用脫 模劑是應(yīng)注意,脫模劑的使用溫度應(yīng)高于固化溫度。3、復(fù)材的夾層結(jié)構(gòu)方法(1)概念:夾層結(jié)構(gòu)是由高強(qiáng)度蒙皮和輕質(zhì)夾芯材料所構(gòu)成的一種結(jié)
12、構(gòu)形式。玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)為玻纖布蜂窩或泡沫塑料等所組成的結(jié)構(gòu)材料。分類:玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)按其所用夾芯材料類別通??煞譃槿N,即泡沫夾層結(jié) 構(gòu)、玻板夾層結(jié)構(gòu)和蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。(2) GFRP的夾層結(jié)構(gòu)的力學(xué)意義:簡支梁的三點彎曲、分析撓度、跨距長度、p值、分材料E值與J慣性矩1bh3/12(3)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料夾心生產(chǎn)工藝原理硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制造分一步法和兩步法。一步法是將所有的原料按配方 混合在一起而形成泡沫塑料;二步法又分為預(yù)聚法和平預(yù)聚法兩種,預(yù)聚法是 使異氟酸酯先與聚酯或聚醴反應(yīng)生成預(yù)聚體,在加入其他組分而形成泡沫塑料;半預(yù)聚法是使部分聚酯或聚醴先與所有的異氟酸酯作用,而后再加入剩余 的
13、聚酯或聚醴與其他組分的混合物使其成為泡沫塑料。C02 聚氨酯的生成:異氟酸酯+聚酯或聚醴的羥基,同時與水反應(yīng)生成 而發(fā)泡。 泡沫的形成:聚氨酯泡沫塑料在形成過程中,始終伴有復(fù)雜的化學(xué)反 應(yīng),可歸納為6種。鏈增長反應(yīng)。指異氟酸酯或聚酯生成聚氨酯的反應(yīng),即異氟酸酯 與羥基之間反應(yīng),NCO+OH N CO放氣反應(yīng)。指異氟酸酯與水作用放出CO2的反應(yīng)H -0=NC0+H0HN C0一N H+C02氨基甲酸胺 與異氟酸酯的反應(yīng),這是中生成的胺又與異氟酸酯作用形成月尿的衍生物反應(yīng)H0= 一, NH2+0CN N C N 聯(lián)和支化反應(yīng)。指氨基甲酸酯中的氮原子上的氫與異氟酸酯反應(yīng)。這一反應(yīng)可使線型聚合物形成支
14、化和交聯(lián)結(jié)構(gòu)。0=0=.Ocnh +OCN O CN O=CNH縮二月尿的形成反應(yīng)。它是由月尿衍生物與異氟酸酯反應(yīng)生成的0= 0=NH CNH+0CN 一NH - CN二0=G-NH帶有竣基聚酯與異氟酸酯反應(yīng)。C00H+0CN C NH +C02 T上述六種化學(xué)反應(yīng),在制造泡沫塑料時,起聚合和發(fā)泡兩種作用,必 須平衡進(jìn)行4、模壓成型工藝:(1)概念:將一定量的模壓料放入金屬對模中,在一定的溫度和壓力作用下, 固化成型制品的一種方法。(2)模壓料:1、高強(qiáng)度短纖維模壓料,其基本組成為:短纖維增強(qiáng)材料、樹 脂基體和輔助材料;2、smc片狀模壓料(3)兩種模壓料的區(qū)別:樹脂基體的不同,前面一種主要是
15、環(huán)氧,后面一種主 要是UP;工藝參數(shù),尤其是成型壓力不同,SMC的成型壓力相對較低;產(chǎn)品 類型不同,前者為高精度的零部件,后者多為薄膜類產(chǎn)品;生產(chǎn)效率不同,SMC由于增稠作用,其生產(chǎn)周期大大縮短;產(chǎn)品使用性能,前者力學(xué)、絕緣性 突出,后者綜合性能好,性價比好。(4)層壓板典型的熱壓曲線分析: 第一階段:為預(yù)熱階段。一般從室溫到開始 顯著反應(yīng)時的溫度,這一階段稱為預(yù)熱階段。預(yù)熱的目的主要是使膠布中的樹 脂融化,使揮發(fā)物跑掉,熔融樹脂進(jìn)一步浸漬玻璃布。此時壓力一般為全壓的 1/31/2;第二階段:為中間保溫階段。這一階段的作用在于使膠布在較低的反 應(yīng)速度下進(jìn)行固化。保溫時間的長短主要取決于膠布老嫩
16、程度及板料的厚度。在這一階段應(yīng)密切注意樹脂沿鋼板邊緣流出情況。當(dāng)流出的樹脂已經(jīng)凝膠,即 不能拉成絲時,應(yīng)立即加全壓,并隨即升溫。第三階段:為升溫階段。這一階 段作用在于逐步提高反應(yīng)溫度,加快固化反應(yīng)速度。一般來講升溫速度不宜過 快。因為加熱過快,則引起固化反應(yīng)激烈,放熱集中,在玻璃鋼板材中容易產(chǎn) 生缺陷,如裂縫、分層等。第四階段:為熱壓保溫階段。這一階段的作用在于 使樹脂獲得充分固化。所選擇的溫度主要取決于樹脂的固化特性、時間和板材 的厚度。第五階段:為冷卻階段。在保壓的情況下,采用自然冷卻或強(qiáng)制冷卻溫度到室溫,而后去除壓力取出制品。第四階段第二階段第三階第一階時間(5) SMC的組成材料及要
17、求:其主要樹脂糊(基體材料)和玻璃纖維(增強(qiáng) 材料)組成,其中樹脂糊由不飽和聚酯及輔助劑(引發(fā)劑、交聯(lián)劑及阻聚劑)、增稠劑、低收縮填加劑、填料、顏料、內(nèi)脫模劑等組分組成的。不飽和聚酯樹脂應(yīng)滿足要求: 低粘度,便于浸漬玻璃纖維;易于同增稠劑反 應(yīng),滿足增稠要求;固化迅速,提高生產(chǎn)效率;熱強(qiáng)度較高,保證制件脫模是 不至于損壞;有足夠的韌性,在制件發(fā)生某些變形是不致開裂。增強(qiáng)材料(玻璃纖維)應(yīng)滿足的要求: 易切割;易分散;浸漬性好;抗靜 電;流動性好;強(qiáng)度高。引發(fā)劑應(yīng)滿足的要求:儲存、操作安全;室溫下不分解;制得的 SMC儲存時 間長;達(dá)到一定溫度時,分解速度快,交聯(lián)效率高;價格低。增稠劑應(yīng)滿足的要
18、求:制備時,要求粘度低,以保證樹脂對玻璃纖維和填料 的充分浸漬;當(dāng)纖維和填料被浸漬后,又要求粘度迅速提高,以適應(yīng)貯運(yùn)和模 壓操作;增稠后的胚料,在模壓溫度下能迅速充分沖面模腔,并使樹脂與纖維 不發(fā)生離析;增稠后的粘度,在貯存期內(nèi)必須穩(wěn)定在可模壓的范圍內(nèi);增稠作 用在生產(chǎn)中應(yīng)該有穩(wěn)定的重要性。填料應(yīng)滿足的要求:密度低;油吸附值低;不易腐蝕;成本低( SMC用量 大);易分散;顆粒具有廣泛細(xì)度;無雜質(zhì),色澤潔白;滿足制品性能要求。(6)增稠機(jī)理:第一階段,是金屬氧化物或氫氧化物與聚酯反應(yīng),生產(chǎn)堿式 鹽。堿式鹽或者不在反應(yīng)而進(jìn)行第二階段的絡(luò)合反應(yīng),或者進(jìn)一步脫水而使分 子質(zhì)量成倍增大。脫水反應(yīng)有兩種
19、方式:一是堿式鹽同聚酯的竣基脫水;一是 堿式鹽之間進(jìn)行脫水。第二階段:是由于生成的堿式鹽(金屬原子)同聚酯分 子中的酯基(氧原子)以配位鍵形成絡(luò)合物,于是,不飽和聚酯分子質(zhì)量由成 鹽反應(yīng)而成倍提高,而眾多絡(luò)合鍵的形成提高了分子間力及摩擦力,粘度上 升。(7)膠布的質(zhì)量指標(biāo)及控制方法:膠布的質(zhì)量指標(biāo)通常有含膠量、揮發(fā)分含量、可溶性樹脂含量及流動度。膠布含膠量控制方法是:調(diào)節(jié)樹脂膠液粘度; 調(diào)節(jié)膠布的浸漬時間;調(diào)節(jié)膠銀的間距,這三種方法主要是調(diào)節(jié)膠銀間距,問 距越大膠量越多。可溶性樹脂含量控制方法:取決于膠布的使用要求,不同使 用要求的膠布,具可溶性樹脂含量不同;通常是通過控制烘干溫度和時間來調(diào)
20、整,溫度高時間長,含量高。揮發(fā)分含量及其控制方法:通過調(diào)整烘干溫度和 時間來實現(xiàn)的。流動度及其控制方法:流動度是前三者指標(biāo)的綜合反應(yīng),膠布 的流動度一般控制在20-30mm之間,同時隨數(shù)值類型、環(huán)境溫度適當(dāng)調(diào)節(jié)。貯 存條件:膠布的存放,其三者指標(biāo)會隨貯存條件及存放的時間長短而發(fā)生變 化,所以不同類型的樹脂浸漬的膠布,存放條件應(yīng)不同。為保證膠布三項指標(biāo) 穩(wěn)定,膠布應(yīng)存放在干燥室內(nèi)。5、纏繞成型工藝(1)纏繞規(guī)律的主要內(nèi)容:表象是線形,其必須滿足兩點要求,一是纖維既不 重復(fù)又不離縫,均勻連續(xù)布滿芯模表面,二是,纖維在芯模表面位置穩(wěn)定不打 滑;是描述紗片均勻穩(wěn)定連續(xù)排布芯模表面以及與導(dǎo)絲頭間運(yùn)動關(guān)系
21、的規(guī)律。(2)纏繞線型:環(huán)向纏繞,螺旋纏繞,縱向纏繞(3)纖維在芯模表面均勻布滿的條件: 由于芯模上的每條紗片,都在極孔圓周 上有一個切點,只要滿足以下兩個條件,就可以實現(xiàn)經(jīng)過若干個完整循環(huán)后, 紗片能一片挨一片的均勻布滿整個芯模表面。1、一個完整循環(huán)的各切點等分芯模轉(zhuǎn)過的角度。即各切點均分布在圓周上。 2、前一個完整循環(huán)與相繼的后一個 完整循環(huán)所對應(yīng)的紗片在筒身段錯開的距離等于一個紗片的寬度。一個完整循環(huán)的概念;螺旋纏繞時,由導(dǎo)絲頭得纖維自芯模上某點開始,導(dǎo)絲 頭經(jīng)過若干次往返運(yùn)動后,又回到原來的起始點上,這樣,在芯模上所完成的 一次(不重復(fù))布線稱為“標(biāo)準(zhǔn)線”,完成一個標(biāo)準(zhǔn)線的纏繞,稱為一
22、個完整循 環(huán)。一個完整循環(huán)纏繞的切點數(shù)及分布規(guī)律:在一個完整循環(huán)內(nèi),等分極孔切點排 布順序。(4)纖維纏繞規(guī)律以及切點法所描述得線型應(yīng)滿足的 3個條件:(1)纏繞規(guī) 律表面上是纖維在芯模上的排布方式即線型,實際上是芯模的轉(zhuǎn)動與小車平移(或?qū)Ыz頭)問的運(yùn)動關(guān)系。(2)線型滿足的三個條件:均勻;布滿;位置穩(wěn)止(5)切點法所描述的3個條件:均勻條件:極孔圓周上的諸切點等分極孔圓 周;布滿條件:前后相鄰的兩個完整循環(huán)所對應(yīng)的紗片在筒身錯開的距離等 于一個紗片寬度;位置穩(wěn)定:纏繞在芯模表面上的每條纖維軌跡都是相應(yīng)曲 面的測地線。(6)線型設(shè)計的內(nèi)容與步驟:(1)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸,計算芯模的轉(zhuǎn)角8
23、9;(計算 值);(2)查線型表,根據(jù)計算值查出相近的表值,然后反差確定線型;(3)轉(zhuǎn)角的調(diào)整(有3種方法:筒身長度可調(diào),纏繞角不可調(diào),調(diào)前者;容器 尺寸不許變,調(diào)變纏繞角;允許改變極孔徑就改變極孔半徑);(4)根據(jù)選定的線型,畫標(biāo)準(zhǔn)線展開圖。(7)纏繞張力對制品性能的影響 對制品機(jī)械性能的影響,纖維纏繞制品的強(qiáng) 度和疲勞性能與纏繞張力有密切關(guān)系,張力過大,制品強(qiáng)度偏低。張力小,內(nèi) 襯在沖壓時變形就大,而內(nèi)容器的變形越大,其疲勞性能就越差。張力過大,纖維由于磨損而使強(qiáng)度損失增大,制品溫度下降。纖維之間張力的均勻性對制 品的性能影響也很大。為了使制品各纏繞層不出現(xiàn)內(nèi)松外緊現(xiàn)象,應(yīng)使張力逐 層有規(guī)
24、律的遞減,以是內(nèi)外層纖維的初始應(yīng)力狀態(tài)相同,從而使容器沖壓后, 內(nèi)外層纖維能同時承受載荷。張力對制品密實程度的影響,兩者成正比。 張力對含膠量的影響,張力增大含膠量降低,為了避免出現(xiàn)膠液含量沿壁厚不 均勻-內(nèi)高外低,多采用分層固化或預(yù)浸材料。(8)纏繞張力制度:1、纖維初始應(yīng)力值的確定;2、張力遞減制度。張力制度 必須考慮以下因素:保證各層纖維初應(yīng)力相等,內(nèi)襯剛度,纖維強(qiáng)度與磨損, 膠液流失,張力裝置性能。(9)纏繞制品的特點:(1)比強(qiáng)度高(纏繞纖維直徑很細(xì),降低了微裂紋 存在幾率,同時合股纖維束可遏制裂紋的擴(kuò)展,并能使應(yīng)力在纖維間通過摩擦 而相互傳遞,連續(xù)纖維特別是無捻粗紗由于沒有經(jīng)過紡織
25、工序,強(qiáng)度損失大大 減少;避免了纖維的應(yīng)力集中;可以實現(xiàn)產(chǎn)品等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計纖維含量 高達(dá)80%) ; (2)可靠性高;(3)生產(chǎn)率高,由于纖維制品質(zhì)量高而穩(wěn)定, 可實現(xiàn)機(jī)械化自動化,生產(chǎn)率高,便于大批量生產(chǎn);(4)材料成本低。6、拉擠成型工藝(1)概念:拉擠是指玻璃纖維粗紗或其織物在外力牽引下,經(jīng)過浸膠、擠壓成 型、加熱固化、定長切割,連續(xù)生產(chǎn)玻璃鋼線型制品的一種方法,它不同于其 他成型工藝的地方時外力拉撥和擠壓模塑,故稱拉擠成型工藝。(2)工藝流程:玻璃纖維粗紗排布一浸膠一預(yù)成型一擠壓模塑及固化一牽引一 切割一制品(3)分類:間歇式拉擠成型工藝、連續(xù)式拉擠成型工藝、立式拉擠成型工藝(4)拉擠
26、成型工藝特點:生產(chǎn)效率高,便于實現(xiàn)自動化;制品中增強(qiáng)材料的含量一般為40%-80%,能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)材料作用,制品性能穩(wěn)定可靠;勞動強(qiáng)度低;生產(chǎn)過程中樹脂損耗少;制品的縱向和橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整,以適應(yīng)不同制品的使用要求;其長度可根據(jù)需要定長切割。(5)原材料的特點:1、拉擠成型所用樹脂主要有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和乙烯基酯樹脂等。美國用于拉 擠工藝專用的不飽和聚酯樹脂有五種:i、硬質(zhì)高反應(yīng)性間苯型不飽和聚酯樹脂。它 與低收縮性填料相容性好,與傳統(tǒng)聚酯樹脂相比,拉擠速度可提高5倍;ii、中反應(yīng)性間苯型不飽和聚酯,特別適用于制造直徑為25mm以上的型材,且具有良好的耐腐蝕性;血、硬質(zhì)高反應(yīng)性間苯
27、型不飽和聚酯。特別適用于執(zhí)照奶水和韌性制品;iv、 中反應(yīng)性間苯不飽和聚酯樹脂。它適用于制造耐腐蝕性制品;V、硬質(zhì)高反應(yīng)性不飽 和聚酯,配方中含有 DAP等組分。2、拉擠成型所用的增強(qiáng)材料絕大部分是玻璃纖維,其次是聚酯纖維,在宇航、航空等領(lǐng) 域也使用芳綸纖維、碳纖維u等高性能材料,玻纖中應(yīng)用最多的是無捻粗紗,所用玻璃纖維增強(qiáng)材料都采用增強(qiáng)型浸潤劑。(6) EPF法:是擠出、拉擠和纏繞相結(jié)合的連續(xù)制管方法,采用紫外線輻射引發(fā)固化該方法是以擠出成型的塑料管偉芯材,沿軸向鋪設(shè)拉擠成型的熱固性玻璃鋼層,而后在軸向方向上用纖維纏繞法鋪設(shè)熱固性玻璃鋼層,最后在棺材表面層涂熱固性或熱塑性的富樹脂層,形成光滑
28、平整的表面外觀,整過過程是連續(xù)進(jìn)行的。此法具有生產(chǎn)效率高,經(jīng)濟(jì)效益好,制品機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、質(zhì)量輕、抗?jié)B、耐熱及電絕緣性能等優(yōu)點。(7) EPF法的特點:多種工藝的結(jié)合應(yīng)用多種材料具備多層結(jié)構(gòu)(含芯層、中間結(jié)構(gòu)層、外觀層、防老層)7、連續(xù)成型工藝(1)概念:連續(xù)成型工藝是指從添加原料到制成玻璃鋼制品的整個過程中都是 在連續(xù)不斷的進(jìn)行。主要包括連續(xù)制管、連續(xù)制板和拉擠成型工藝和復(fù)合管生 產(chǎn)工藝等。主要特點是生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,勞動強(qiáng)度低。連續(xù)管與定長管的主要區(qū)別:1連續(xù)管可制成無限長;2與定長管的纖維纏繞工藝相比,有如下優(yōu)點:連續(xù)化生產(chǎn),輔助設(shè)備少,能夠快速固化,生產(chǎn)效率高可據(jù)工程的使用
29、要求定長切割 定長管得生產(chǎn)需要多根芯模交替使用,而連續(xù)制管僅需一根芯模即可。改變管徑時,只需更換芯軸外徑 整個工藝過程中,由于工藝參數(shù)的集中控制,因此,工藝質(zhì)量穩(wěn)定。連續(xù)制管的管壁結(jié)構(gòu)可根據(jù)使用要求,靈活設(shè)計和纏繞出不同結(jié)構(gòu) 的管材。8、連續(xù)制板工藝(1)概念:連續(xù)制板生產(chǎn)工藝是指先用樹脂浸漬玻璃纖維氈,然后定型固化, 直接獲得平板和波形板制品,整個生產(chǎn)過程是連續(xù)不斷進(jìn)行的。玻璃鋼平板和 波形板具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕及美觀等特點,廣泛應(yīng)用于裝飾工程和臨 時性建筑工程。(2)應(yīng)用領(lǐng)域:農(nóng)用溫室(透明型)、大型購物中心、用于商貿(mào)等(3)透明型連續(xù)板材料設(shè)計的原則:(1)原材料選擇:透明樹脂,如
30、透明型UP;(2)GF與樹脂折光率的匹配(3)初始透光率高;(4)透光耐久性要好,保 留率高。(4)采取的措施:在材料中加紫外光吸收劑(uv-9、uv-21),光老化劑,同 時也可以在板材的表面形成富樹脂層,或覆蓋透明薄膜等。9、熱塑性復(fù)合材料:FRTP的成型工藝及設(shè)備(1)概念:熱塑性復(fù)合材料是指以熱塑性樹脂為基體,以各種纖維為增強(qiáng)材料 而制成的復(fù)合材料。(2)分類:胺樹脂基體及復(fù)合后的性能分為高性能復(fù)合材料和通用型復(fù)合材 料兩類。高性能復(fù)合材料除具有比金屬材料高的比強(qiáng)度和比模量外,最大的特 點是能在200c以上的高溫下長期使用。按增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中的形狀分 為:短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和連續(xù)纖
31、維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料兩類。熱塑性片狀復(fù)合材料是以連續(xù)玻璃纖維氈、短切玻璃纖維氈、布、無捻 粗紗和熱塑性樹脂復(fù)合而成的一種片狀模塑料。纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料分為 高性能復(fù)合材料和通用型復(fù)合材料兩種。(3)熱塑性成型工藝中,熱塑性樹脂的工藝性FRTP的成型過程通常包括:使物料變形或流動,充滿模具并取得所需要 的形狀,保持所得的形狀成為制品。熱塑性復(fù)合材料的工藝性能主要取決與樹 脂基體,因為纖維增強(qiáng)材料在成型過程中不發(fā)生物理和化學(xué)變化,僅使基體的 粘度增大,流動性降低而已。熱塑性樹脂的分子呈線型,具有長鏈分子結(jié)構(gòu),這些長鏈分子相互貫穿, 彼此重疊和纏繞在一起,形成無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)。熱塑性樹脂的成型性能表
32、現(xiàn)為良 好的可擠壓性、可莫塑性和課延展性等,所有這些性能都和溫度密切相關(guān)。(能夠用于生產(chǎn)熱塑性片狀模塑料的樹脂有很多,如尼龍、聚乙烯和聚丙 烯等。但目前世界各國主要還是用聚丙烯或改性聚丙烯生產(chǎn)片狀模塑料。因為 聚丙烯的優(yōu)點較多;密度小(0.9/cm3):抗沖擊性好可以在-40 一 100c溫度范圍使用 工藝性好(達(dá)到熔融溫度后,在壓力下流動性能好,容易浸透玻璃纖維,冷卻后能迅速硬化)來源廣、成本低。由它生產(chǎn)的片狀模塑料,能夠提高沖壓成型制品的生產(chǎn)率。)(4)熱塑性復(fù)材FRTPft成型加工過程中,可能產(chǎn)生降解的原因,分析其防止降解的措施原因:水降解,有些基團(tuán)怕水,易斷裂;熱降解,加工溫度過高導(dǎo)致
33、;氧降解, 被氧化;應(yīng)力降解,成型中受力、經(jīng)疏松造成降解,纖維 易撕裂。措施:控制工藝參數(shù),如成型加工溫度(合理的選擇工藝條件,使塑料制品在不易降解的條件下進(jìn)行);原材料烘干,含水量控制在0.05%以下。(對原材料進(jìn)行烘干,使水分含量控制在 0.01%-0.05%以下);選擇先進(jìn)的 儀器設(shè)備,改進(jìn)設(shè)備及模具;對原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(選用技術(shù)指標(biāo)合格 的原材料);加入穩(wěn)定作用的穩(wěn)定劑,盡可能不發(fā)生反應(yīng)。(5) FRTP的性能特點(相對于FRP的優(yōu)勢)比強(qiáng)度高。能重復(fù)加工成型,邊角余料可回收利用,不污染環(huán)境,減少材料消耗,降低成本成型周期短成型壓力低貯存期長熱固性玻璃鋼具有較高的耐化學(xué)腐蝕性、耐水
34、性和氣密性等原材料來源充足,價格便宜本低,某些品種熱塑性玻璃鋼成本比手糊聚酯玻 璃鋼低20%左右8械化程度高,熱塑性玻璃鋼必須機(jī)械化生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,但初次投資費(fèi)用較高。(6)擠出成型工藝與注射成型工藝的主要區(qū)別擠出成型工藝是生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料制品的主要方法之一,其工藝工程是 先將樹脂和增強(qiáng)纖維制成粒料,然后再將粒料加入擠出機(jī)內(nèi),經(jīng)塑化、擠出、 冷卻定型而成制品。廣泛用于生產(chǎn)增強(qiáng)塑料管、棒材、異型斷面型材等,其優(yōu) 點是能加工大多數(shù)熱塑性復(fù)合材料及部分熱固性復(fù)合材料,生產(chǎn)過程連續(xù),自 動化程度高,工藝已掌握及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等,其缺點是只能生產(chǎn)線型制品。擠 出成型主要包括加料、塑化、成型、定型四個過程。增強(qiáng)粒料從料斗進(jìn)入擠出 機(jī)的料桶內(nèi),在熱壓作用下發(fā)生物理變化,并向前推進(jìn),有慮板、機(jī)頭、料筒 阻力,使粒料壓實、排氣,同時,外部熱源與和物料摩擦熱使料粒受熱塑化, 變成熔融粘流態(tài),定量地從機(jī)頭擠出。注射成型是樹脂基復(fù)合材料生產(chǎn)中的一種重要的成型方法,適用于熱塑性 和熱固性復(fù)合材料,但以熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用最廣。注射成型是將粒狀或粉狀 的纖維-樹脂混合料從注射機(jī)的料斗送入機(jī)筒內(nèi),加熱熔化后由柱塞或螺桿加 壓,通過噴嘴注入溫度降低的閉合模內(nèi),競購冷卻定型后,脫模得制品,注射 成型為間歇式操作過程。注射成型工藝
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