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復(fù)合材料噴射成型工藝簡(jiǎn)介
發(fā)布時(shí)間：2017-06-02
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發(fā)展歷程
噴射成型是為改進(jìn)手糊成型而創(chuàng)造的一種半機(jī)械化成型工藝。目前噴射成型在各種成型方法中所占比重很大，美國(guó)占27%，日本占16%，用以制造汽車(chē)車(chē)身、船身、浴缸、儲(chǔ)罐的過(guò)渡層。目前國(guó)內(nèi)用的噴射成型設(shè)備主要是從美國(guó)進(jìn)口。

定義
噴射成型一般是將混有促進(jìn)劑和引發(fā)劑的不飽和聚酯樹(shù)脂從噴槍兩側(cè)(或在噴槍內(nèi)混合)噴出,同時(shí)將玻璃纖維無(wú)捻粗紗用切割機(jī)切斷并由噴槍中心噴出,與樹(shù)脂一起均勻沉積在模具上,待沉積到一定厚度,用手輥滾壓,使樹(shù)脂浸透纖維,壓實(shí)并除去氣泡,最后固化成制品。

復(fù)合材料噴射成型工藝
 
工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
噴射成型的優(yōu)點(diǎn)：
①用玻纖粗紗代替織物，可降低材料成本；
②生產(chǎn)效率比手糊的高2～4倍；
③產(chǎn)品整體性好，無(wú)接縫，層間剪切強(qiáng)度高，樹(shù)脂含量高，抗腐蝕、耐滲漏性好；
④可減少飛邊，裁布屑及剩余膠液的消耗；
⑤產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。

其缺點(diǎn)為：
①樹(shù)脂含量高，制品強(qiáng)度低；
②產(chǎn)品只能做到單面光滑；
③污染環(huán)境，有害工人健康。 
 
噴射成型效率達(dá)15kg/min，故適合于大型船體制造。已廣泛用于加工浴盆、機(jī)器外罩、整體衛(wèi)生間，汽車(chē)車(chē)身構(gòu)件及大型浮雕制品等。
復(fù)合材料噴射成型工藝
 
噴射成型工藝流程
噴射成型工藝流程
 
設(shè)備分類(lèi)
復(fù)合材料噴射成型設(shè)備 
膠液噴射動(dòng)力:氣動(dòng)型
液壓型
膠液混合形式:內(nèi)混合型
外混合型
先混合型
 
氣動(dòng)型是用空氣引射噴涂系統(tǒng),靠壓縮空氣的噴射將膠衣霧化并噴射到模具上.部分樹(shù)脂和引發(fā)劑煙霧被壓縮空氣擴(kuò)散到周?chē)目諝庵?目前國(guó)內(nèi)主要是該類(lèi)型設(shè)備。
 
液壓型是無(wú)空氣的液壓噴射系統(tǒng),靠液壓將膠液擠成滴狀并噴涂到模具上.因?yàn)闆](méi)有壓縮空氣的液壓噴涂系統(tǒng),所以沒(méi)有煙霧,材料浪費(fèi)少。
 
內(nèi)混合型是將樹(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?yàn)橐l(fā)劑不與壓縮空氣接觸,就不產(chǎn)生引發(fā)劑蒸汽。但缺點(diǎn)是噴槍易堵,必須用溶劑及時(shí)清洗.
 
外混合型是引發(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),因此既浪費(fèi)材料又容易污染環(huán)境。
 
先混合型是將樹(shù)脂,引發(fā)劑和促進(jìn)劑先分別送至靜態(tài)混合器充分混合,然后再送至噴槍噴射。
 
噴射成型過(guò)程工藝控制
工藝參數(shù) 
1、纖維 
選用經(jīng)前處理的專(zhuān)用無(wú)捻粗紗。
制品纖維含量控制在25%~45%，低于25%時(shí)，滾壓容易，但強(qiáng)度太低；大于45%時(shí)，滾壓困難，氣泡較多。
纖維長(zhǎng)度一般為25~50mm。小于10mm，制品強(qiáng)度降低，大于50mm時(shí)，不易分散。
 
2、樹(shù)脂含量 
噴射制品采用不飽和聚酯樹(shù)脂,含膠量越為60%左右.含膠量過(guò)低,纖維浸潤(rùn)不均,粘結(jié)不牢.主要通過(guò)噴槍控制膠液噴射量。
 
3、膠液黏度 
應(yīng)控制在易于噴射霧化,易于浸潤(rùn)玻璃纖維,易于排氣泡而又不易流失.黏度在0.3~0.8Pa.s。觸變度以1.5~4為宜。在此范圍內(nèi)膠液易于噴射霧化。
 
4、噴射量
在噴射成型過(guò)程中,應(yīng)始終保持膠液噴射量與纖維切割量的比例適宜且穩(wěn)定。在滿足這一條件下,噴射量太小,生產(chǎn)效率低,噴射量過(guò)大,影響制品質(zhì)量。噴射量與噴射壓力和噴嘴直徑有關(guān),噴嘴直徑在1.2~3.5mm之間選定,可使噴膠量在8~60g/s之間調(diào)變。柱塞泵供膠的膠液噴射量是通過(guò)柱塞的行程和速度來(lái)調(diào)控的。
 
5、噴射夾角
噴槍夾角對(duì)樹(shù)脂與引發(fā)劑在槍外混合均勻度影響極大.不同夾角噴出來(lái)的樹(shù)脂混合交距不同.為操作方便，選用20度夾角為宜。
噴槍口與成型表面距離350~400mm.確定操作距離主要考慮產(chǎn)品形狀和樹(shù)脂液飛失等因素.如果要改變操作距離,則需調(diào)整噴槍夾角以保證樹(shù)脂在靠近成型面處交集混合。
 
6、噴射壓力
要能保證兩組分樹(shù)脂均勻混合。
壓力太小,混合不均勻;壓力太大,樹(shù)脂流失過(guò)多。
適宜的壓力同膠液黏度有關(guān),若黏度在0.2Pa.s時(shí),霧化壓力為0.3~0.35MPa。
復(fù)合材料噴射成型工藝
 
噴射成型工藝要點(diǎn)
1、成型環(huán)境溫度 以20~30℃為宜,再高,固化快,系統(tǒng)易堵塞;過(guò)低,膠液黏度大,浸潤(rùn)不均,固化慢。
2、制品噴射成型工序應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),以免因操作者不同而產(chǎn)生過(guò)的質(zhì)量差異。
3、為避免壓力波動(dòng),噴射機(jī)應(yīng)由獨(dú)立管路供氣.氣體要徹底除濕,以免影響固化。
4、樹(shù)脂膠液灌內(nèi)溫度應(yīng)根據(jù)須要進(jìn)行加溫或保溫,以維持膠液黏度適宜。
5、噴射開(kāi)始,應(yīng)注意玻璃纖維和樹(shù)脂噴出量,調(diào)整氣壓,以達(dá)到規(guī)定的玻璃纖維含量。
6、纖維切割不準(zhǔn)(誤切)而要調(diào)整切割輥與支承輥間歇,為使纖維噴出量不變,也要調(diào)整氣壓.如必要時(shí),需要轉(zhuǎn)速表校驗(yàn)切割輥轉(zhuǎn)速。
7、噴射成型時(shí),在模具上先噴涂一層樹(shù)脂,然后再開(kāi)動(dòng)纖維切割器.噴射最初和最后層時(shí),應(yīng)盡量薄些,以獲得光滑表面。
8、噴槍移動(dòng)速度均勻,不允許漏噴,不能走弧線.相鄰兩個(gè)行程間重疊寬度應(yīng)為前一行程寬度的1/3,以得到均勻連續(xù)的涂層.前后涂層走向應(yīng)交叉或垂直,以便均勻覆蓋。
9、每個(gè)噴射面噴射完后,立即用壓輥滾壓,要特別注意凹凸表面.壓平表面,修整毛刺,排出氣泡,然后再?lài)姵龅诙印?/span>
10、要充分調(diào)整噴槍和纖維切割噴射器噴出的纖維和膠衣的噴射直徑,以期得到最好的噴射效果。
11、特殊部位的噴射:噴射曲面制品時(shí),噴射方向應(yīng)始終沿曲面法線方向;噴射溝槽時(shí),應(yīng)先噴射四周和側(cè)面,然后在底部補(bǔ)噴適量纖維,防止樹(shù)脂在溝槽底部聚集,噴射轉(zhuǎn)角時(shí),應(yīng)從夾角部位向外噴射,防止在角尖出現(xiàn)樹(shù)脂聚集。
復(fù)合材料噴射成型工藝
 
噴射成型制品的缺陷與防治
主要缺陷有：
1 垂流
2 浸潤(rùn)不良
3 固化不良
4 損耗多
5 氣泡
 
垂流缺陷產(chǎn)生的原因
1 樹(shù)脂黏度,觸變度低
2 噴射時(shí)的玻璃纖維體積大
3 玻璃纖維含量低

垂流缺陷的防治
1 提高黏度和觸變度.厚度大于5mm時(shí),效果不大
2 避免誤切,提高樹(shù)脂噴射壓力;縮短玻璃纖維切割長(zhǎng)度;使噴槍接近型面進(jìn)行噴涂
3 提高玻璃纖維含量
 
浸潤(rùn)不良產(chǎn)生的原因
1 樹(shù)脂黏度高
2 樹(shù)脂與玻璃纖維噴涂直徑不一致
3 玻璃纖維含量高
4 凝膠快

浸潤(rùn)不良的防治
1 使黏度降低到0。8Pa.s以下
2 調(diào)整噴涂直徑
3 降低含量
4 減少固化劑用量,調(diào)節(jié)作業(yè)場(chǎng)溫度
 
固化不良產(chǎn)生的原因
1 樹(shù)脂反應(yīng)性過(guò)高
2 固化劑分散不良

固化不良的防治
1 降低反應(yīng)性
2 調(diào)整固化劑噴嘴
3 檢查噴射器,混合器,和儲(chǔ)存器
4 使用稀釋劑的引發(fā)劑應(yīng)增加噴出量
 
耗損多產(chǎn)生的原因
1 噴射過(guò)度
2 纖維和樹(shù)脂的噴射直徑不一致

耗損多的防治
1 調(diào)整噴射角度和噴射距離
2 縮小噴涂直徑
3 減緩模具旋轉(zhuǎn)和噴槍移動(dòng)速度
 
氣泡產(chǎn)生的原因
1 脫泡不充分
2 樹(shù)脂浸潤(rùn)不良
3 纖維含量高
4 脫泡程度判斷困難

氣泡的防治
1 加強(qiáng)脫泡作業(yè),使脫泡工序標(biāo)準(zhǔn)化
2 增添消泡劑
3 降低纖維含量
4 模具做成深顏色的,以便觀察脫泡效果
（文章來(lái)源：復(fù)合材料社區(qū)）

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