玻璃钢拉挤成型的制作过程

玻璃钢拉挤成型的制作过程

纤维增强聚合物 (FRP) 是一种由纤维材料增强的基体或粘合剂制成的复合塑料。因此,FRP 工艺需要两个步骤:制造纤维材料和将材料与聚合物塑料粘合。

纤维制造

纤维预制件通过机织、编织、缝合和针织制造。编织用于制造二维和三维纤维,适用于制造高价值和窄幅产品。

不过,它也有缺点。其一,编织多层纤维既费时又昂贵。此外,很难用纤维以 90 度角以外的任何角度相互定向来制造织物。

编织在这方面要好得多,因为它允许纤维彼此成 45 度角对齐。通过两步编织,制造商可以制造出几乎任何形状的预成型件。

针织通常生产 二维织物,但使用装有多个针床的机器也可以生产多层织物。

缝合可能是制造预制件最直接的技术,并且因其在预浸料和干织物缝合中的适用性而备受推崇。

成型工艺

粘合纤维和聚合物塑料是 FRP 制造的第二个也是最关键的部分。它可以通过多种工艺实现,包括压缩成型、气囊成型、湿法铺层、心轴成型、斩波枪、高压釜和真空袋、长丝缠绕和拉挤成型。

我们将重点关拉挤成型,这可以说是目前最流行的 FRP 生产方法。

什么是拉挤成型?

拉挤成型是一种在不改变横截面的情况下制造连续 FRP 结构形状的制造技术。

通常,拉挤成型涉及将原材料(聚合物表面纱、纺织增强纤维、树脂配方等)拉过加热的金属成型模具。

增强材料通常呈连续形状,例如空心线轴或玻璃纤维粗纱的落纱或连续的长丝毡。

树脂混合物用于浸透增强材料,增强材料成型并通过加热的钢模。热量引发催化反应,固化树脂并使其具有模仿模腔形状的刚性轮廓。

FRP 拉挤成型用于各个行业的一系列应用,因为它们可以被操纵以模仿 有用的特性 并忽略传统材料的劣质特性。

拉挤工艺有多种变体,从使用往复式拉拔器到履带式拉拔器,但所有工艺的基本概念基本相同。

拉挤工艺分解

  • 第一阶段:钢筋浸湿

纤维增强材料放置在连续长丝毡 (CFM) 筒子架中,并以已分割成所需宽度的卷筒形式交付。CMF 纱架的工作基本上是在将钢筋送入导板之前将钢筋分级。

另一方面,导板在将粗纱和展开的垫子放入液体树脂浴之前对其进行定位。树脂浴是树脂、催化剂、填料、润湿剂和颜料的混合物。

拉挤树脂浴的内部是为了优化增强浸湿而建造的。通过使增强材料在树脂浴中保持分离,可以进一步优化润湿。

当浸透的增强材料离开浴池时,它们在被放入表演者体内之前被塑造成平板。

  • 第二阶段:重塑

在预成型机中,增强材料片和粗纱被重塑以尽可能接近模腔。这主要是预成型机的工作:在增强材料进入模具之前对其进行成型。

预成型机是拉挤成型中非常关键的一步,因为它决定了最终产品的坚固性。这是一个相当漫长的过程,几乎不需要人工干预。一些 FRP 制造商跳过了这个过程,包括树脂浴阶段,而是使用树脂注射代替。

也就是说,这两种工艺都旨在使增强材料在进入加热模具之前充分饱和。

  • 第三阶段:复合固化

润湿增强材料的横截面通常大于模具的空腔,因此它会被挤入并压实成所需的形状和尺寸。

模具型腔的表面通过 镀铬或渗氮处理硬化,以防止挤压穿过它的增强材料造成的磨损。树脂固化是线速度的限制因素。

极厚的部件运行速度可能低至每分钟 4 英寸,而较薄的部件可能在一分钟内超过 100 英寸。固化不好的部件可能会提供较差的机械性能。

  • 第 4 阶段:冷却

当它离开型腔时,由于模具中的所有热量,复合材料通常非常热(在 300 F 和 400 F 之间),并且必须在拉拔器抓住它之前冷却。

冷却是通过 自然对流实现的,即拉长拉拔器和模具之间的距离,或者通过在拉拔器未夹持的部件上施加冷水或空气来实现。

大多数 FRP 制造商使用两种牵引系统——往复式和履带反向旋转式——以确保过程连续移动。

这些系统承受的拉力可以在 200 磅到 100,000 磅之间。

  • 第 5 阶段:切割零件

该过程的最后一步涉及在生产线运行时切割零件。这是通过使用移动式切割锯实现的,它以与被切割部件相同的速度和方向移动。

进行横切后,锯移回其原始位置并等待触发下一次切割。零件切割长度和线速度、夹具力和模具温度等其他参数均通过控制面板进行校准和更改。

不同的零件尺寸具有独特的必要设置,必须在处理开始之前输入这些设置。

结论 - 拉挤产品

作为钢、木、铝和其他 传统建筑材料的替代品,FRP 产品几乎在所有方面都优于这些材料。它们不仅耐腐蚀、重量轻、不导电,而且耐用、稳定、安全且易于使用。

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