复合材料成型工艺与设备（8.其他成型工艺）.pdf

8.其他成型工艺及设备 本章主要介绍连续成型工艺及离心法制管工艺 连续成型工艺是指从添加原材料到制成玻璃钢制品的 整个过程都是在连续不断的进行 包括连续制管、连续制板和拉挤成型工艺和复合管生产工艺等 连续制管工艺的主要特点： 1、生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低 2、技术水平较高 3、适用于管径规格少的大批量产品生产 4、安装施工方便 “EPF”法 连续制板生产工艺 用树脂浸渍玻璃纤维毡(有的机组还包括了制毡工 序)，然后定形固化，直接获得平板或波形板制品 整个生产过程是连续不 断进行的 连续拉挤工艺 离心法制管 是将树脂、玻纤和填料按一定比例加入到旋转的 模具内，依靠高速旋转产生的离心力，使物料在模 内挤压密实，固化成型的一种方法 8.2.1 工艺设备分类 钢带式 低熔点金属芯模式 垂直向上移动 立式芯轴结构 湿法纵向纱浸胶 卧式干法连续制管机组 卧式 卧式湿法连续制管机组 湿法环向纱浸胶 步进式 8.2.2 连续制管工艺原理及过程 8221 卧式干法缠绕成型(见图91) 8222 卧式湿法纵向纱浸胶缠绕成型(见图92) 8223 卧式湿法环向纱浸胶缠绕成型(见图93) 8.2.3 连续制管的工艺特点 (1)连续化生产 (2)可据工程的使用要求定长切割 (3)连续制管需一根芯模即可。

(4)工艺质量稳定 (5)灵活设计和缠绕出不同结构的管材 图9-1 卧式干法连续缠管工艺示意图 1-控制装置；2-固定带盘；3-脱模片；4-管状芯轴；5-环向带盘；6- 固化炉；7-电动机；8-牵引机；9-切割装置 1、采用预浸的无纬带或玻璃 布带缠绕成型 2、整个过程是连续的 图9-2 纵向纱浸胶连续缠管工艺示意图 1-纵向纱架；2-纵向纱团；3-浸胶槽；4-固定纱轴；5-环向 缠绕装置；6-高频固化炉；7-牵引装置 1、采用连续玻璃纤维粗纱，浸渍 树脂胶液后进行缠绕成型 2、纵向纱浸胶，环向纱不浸胶 3、环向层是相间反向缠绕 4、整个过程是连续的 图9-3 环向纱浸胶湿法连续缠管示意图 1-传动装置；2-芯轴；3-脱模；4-玻璃纤维毡；5-环向纱架；6-浸胶 槽；7-纵向纱团；8-加热装置；9-固化炉；10-切割装置 1、采用连续玻璃纤维粗纱，浸渍 树脂胶液后进行缠绕成型 2、环向纱浸胶，纵向纱不浸胶 3、纵、环向纱采用交错缠绕 4、整个过程是连续的 内表层： 内衬层： 结构层： 外表层： 耐腐蚀、防渗漏、表面光滑、耐磨损性好 防腐、防渗作用 较高机械强度 防老化作用、装饰作用 8.2.4连续制管用原材料及工艺参数 8241 原材料 (1)树脂基体的选择：粘度、凝胶及固化时间、放热峰 (2)增强材料选择 图9-6 典型耐腐蚀管结构示意图 1-内表层；2-内衬层；3-增强层；4-外表层 内 外 4 3 2 1 8242连续制管工艺参数 (1)缠绕规律选择 搭接方式 n 1n (n1，2，3k) 式中n1时为平接 n2时为搭接1/2 n3时为搭接2/3 nk时为搭接k-1/k (2)纵向纱片数计算 m mb D M纱片数； bm每条纱片宽度mm； D所铺设的管道外径mm (3)螺旋缠绕角计算 bm tg D.sin tg 1 b D m a螺旋缠绕角； bm每条纱片宽度，mm； D所铺设的管道外径，mm。

bm 825连续制管设备 8251 连续制管设备分类 8. 26 热塑性和热固性复合结构管连续生 产工艺及设备 8261 “EPF”的工艺持点 特点 整个过程是连续 生产效率高 制品性能好 8262 “EPF”法工艺原理及过程 工艺流程 挤出塑料管芯材 冷却 定型 纵向 纤维纱铺层 环向纤维缠绕铺层 预固 化 富树脂表面层 紫外和远红外固化 冷却 牵引切割 产品 首先是热塑性塑料管挤出成型，然后在塑料管外面铺 放纵、环向浸胶玻纤纱 83拉挤成型工艺及设备 8. 31拉挤成型工艺及设备发展 优点： 1.生产效率高，便于实现自动化 2.制品性能稳定可靠 3.不需要或少量后加工 4.制品的纵向和横向强度可任意调整 5.可定长切割 拉挤制品的主要应用领域 (1)耐腐蚀领域 (2)电工领域 (3）建筑领域 (4)运输领域 (5)运动娱乐领域 (6)能源开发领域 (7)航空航天领域 832拉挤成型工艺原理及过程 定义 是指玻璃纤维粗纱或其织物在外力牵引下，经 过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割，连 续生产玻璃钢线型制品的一种方法 外力拉拨和挤压模塑 工艺流程 玻璃纤维粗纱排布浸胶预成型 挤压模塑及固化牵引 切割 制品 图912为卧式拉挤成型工艺原理图 8.3.3 拉挤成型工艺分类 卧式 立式 8. 331 间歇式拉挤成型工艺 特点 1.固化时间不受限制 2.生产效率低 3.制品表面易出现间断分界线 4.整体模具时，仅适用于生产棒材和管树类 制品 8332连续式拉挤成型工艺 特点 1.生产效率高 2.质量可以控制 3.不须二次加工 4.表面性能良好 8. 333 立式拉挤成型工艺 采用熔融或液体金属槽代替钢制的热成型模 克服了卧式拉挤成型中钢制模具价格较贵的缺点 834 拉挤成型用原材料 8341 树脂基体 不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂 8342 增强材料 绝大部分是玻璃纤维，其次是聚酯纤维 835 拉挤成型工艺参数 主要包括固化温度、固化时间、牵引张力及速度、纱团 数量等。

固化温度和时间 浸胶时间 张力及牵引力 玻璃纤维纱用量计算 8. 3.6 拉挤成型设备 一般包括：送纱架、胶槽、模具、固化炉、牵引设 备和切割装置等部分 卧式拉挤设备概貌参见图912 送纱装置 浸胶装置 预成型模和成型模 固化炉 牵引装置 切割装置 图9-12 卧式拉挤成型过程示意图 1-纱架；2-排纱器；3-胶槽；4-预成型模；5-成型固化模；6-牵引装 置；7-切割装置；8-制品托架 8.4 连续制板工艺及设备 8.4.1、连续制板工艺的优势 克服了手糊成型、喷射成型波形瓦和平板生产中 厚度不均、气泡难排除等问题，生产效率高 8.4.2、连续成型波板及原材料 8.4.2.1 波板种类及原材料 一类是用于一般耐候性场合波板(国外称G类) 一类是用于难燃场合的波板（国外称S类) 应尽量减少 苯乙烯用量 8.4.2.2 分类 标准波形，连续异形波、不连续异形波 (1)标准板形 标准件 (2)连续异形波形 方形 肋形 鱼鳞形 (a) (b) (c) (3)不连续异形波形 不连续圆形 不连续方形 不连续肋形 1、浸胶后的玻璃布或玻璃纤维毡两边要覆盖玻璃布； 2、注意链条传动方式； 3、链条在固化室内； 4、出炉后玻璃纸回收； 5、波形形成方向与运行方向垂直。

8.4.3 连续制板工艺原理及设备 介绍一下横向波板连续成型原理及设备 8.5 离心法制管工艺 离心法制管是将树脂、玻纤和填料按一定比例加入 到旋转的模具内，依靠高速旋转产生的离心力，使物 料在模内挤压密实，固化成型的一种方法 优点 1.强度高、质量轻； 2.防腐、防锈、耐磨； 3.成本低； 4.质量稳定、原材料损耗少； 5.刚度大 8.5.1 原材料 树脂 不饱和聚酯树脂 增强材料直径913um的玻璃纤维 填料石英砂、石英粉、辉绿岩粉 作用是增加制品 刚度、厚度，减 少树脂用量 952 工艺过程 树脂 填料 玻纤 配制 固化 装模、离心 成型 脱模 后固化成品 装模清理、准备 (1) 配料 包括原料选择、称量、混合等过程 (2)模具准备 (3)旋转模具 (4)加料 (5)固化 (6)脱模 853 工艺要求 增强材料的铺放方法 (1)预混法 (2)自由铺放法 (3)预成型法 (4)机械铺放法 8532 添加树脂的方法 (1)、预混法 (2)、用树脂泵 (3)、采用喷射成型法 8533 排气泡密实措施 (1)一般小直径管(直径800mm以内)采用调整离心机转速 方法使物料密实，转速分为装料阶段和慢速及快速三个 阶段完成。

(2)机械压实法，对于直径1000mm以上的大直径管，除 靠离心力密实外，还可采用压辊压实等辅助措施。