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玻璃纤维成型类型和工艺过程

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第一章——什么是玻璃纤维成型?

玻璃纤维成型是一种利用玻璃纤维树脂成型复杂零件的方法。尽管用玻璃纤维生产零部件有多种原因,但最紧迫的原因是材料成本、生产便利性、耐用性和可复制性。

无论您希望使用玻璃纤维复制什么,它都从一个图案开始,该图案是最终产品的精确表示。各种各样的材料被用来制作图案。图案的好处是如何塑造它以包括最精致的细节和最复杂的设计。

玻璃纤维模制部件坚固、坚固、经久耐用,是部件生产的一种经济高效的解决方案。使用玻璃纤维成型生产的产品可以直接从模具中完全完成或具有可上漆的表面。

第二章——玻璃纤维成型的用途

玻璃纤维成型是一种用于生产耐用且持久的产品和零件的廉价方法。除了成本效益外,玻璃纤维比某些金属更坚固、不导电、可以形成错综复杂的形状,并且具有化学惰性。有一长串行业使用玻璃纤维生产从休闲产品到用于客机的组件。

用于玻璃纤维成型

玻璃钢储罐

玻璃纤维储水罐可以在地上或地下,可用于雨水收集、油田储存、液体肥料、水处理和灌溉用水。它们有各种尺寸,从可以放在后院的尺寸到超过 1,000,000 加仑的尺寸。它们可以被塑造、装配和定制以适合任何应用。

储罐有几种不同的类型,包括卧式、直立式、锥底式和敞口式。

玻璃钢船艇

现代造船已经不再使用木材、钢材和其他材料。今天的船的每个部分都是由模制玻璃纤维制成的,这种玻璃纤维是专门为适合船的类型而选择的,聚酯是最常用的。

该过程首先在母模上喷涂玻璃纤维布的凝胶涂层。树脂被涂覆或润湿玻璃纤维。一旦树脂固化,船或船的一部分就可以组装了。

玻璃纤维家居建材

玻璃纤维作为外墙材料和屋顶材料被广泛用于建造房屋。建筑师之所以使用玻璃纤维,是因为它能够轻松塑造和配置以满足项目的需求。玻璃纤维作为建筑材料的其他用途是用作遮阳棚或遮阳篷,因为玻璃纤维是密封和保护结构的好方法。

玻璃钢管

玻璃纤维增​​强管(FRP)用于管道的非开挖安装。使玻璃纤维管道成为理想选择的许多因素是其重量轻、耐温度变化、强度以及耐腐蚀或耐化学品。它们的低维护和易于安装使其成为管道材料的理想选择。由于其异常光滑的外饰面,它可用于非开挖安装。

玻璃纤维平台

其坚固性、耐用性、强度和耐腐蚀性使玻璃纤维成为制造内部和外部平台的理想材料。平台的必要性是稳定性,因为它们必须能够承受坚固的使用。由于玻璃纤维非常柔韧,可以塑造成任何尺寸,因此它是建造平台的完美材料。

玻璃钢格栅

模制玻璃纤维格栅具有抗冲击性并提供出色的牵引力。与所有其他玻璃纤维产品一样,玻璃纤维格栅耐腐蚀、重量轻但坚固、不导电且无磁性。它是非导电和非磁性的事实使其非常适合在制造和生产环境中使用。

玻璃钢门

玻璃纤维门是金属门或钢门的完美替代品。它们提供紧密密封且无腐蚀性。家居建筑行业不再安装木门,因为它们容易变形、腐烂、膨胀和收缩。玻璃纤维门不会凹陷、开裂,而且节能。

在工业环境中,玻璃纤维门更能承受制造过程中的危险和压力条件。

玻璃纤维水槽

现代住宅的新成员是玻璃纤维水槽,它非常耐用且持久。与其他水槽不同,玻璃纤维水槽防污且易于清洁。它们提供非常整洁的外观并且不易损坏。

玻璃纤维水槽的形状和形状可以适应任何配置,无论是转角水槽还是带排水板的水槽,并且可以轻松安装和安装。

玻璃钢家具

办公椅和户外家具由玻璃纤维制成,因为它具有耐用性、美观的外观和设计。与其他家具制造工艺不同,玻璃纤维家具维护成本低,并且能够承受持续的压力磨损。在办公环境中,它可以承受不断的交通、移动和日常连续使用。

玻璃钢汽车配件

随着为增加油耗而减轻车辆重量的需求不断增加,玻璃纤维模制组件和零件已成为汽车设计和制造中必不可少的部分。汽车车身的几个部分,如引擎盖和各种面板,都是用玻璃纤维模制和生产的。玻璃纤维可以模塑成各种形状的能力使其成为工程师和设计师的完美工具。

第三章——玻璃纤维是怎样制成的

第一种形式的玻璃纤维是在第一次工业革命中期生产的。我们今天所知道的形式是由欧文斯 - 伊利诺伊州的一名研究人员创建的,后来成为欧文斯科宁。欧文斯科宁获得专利的名称是带一个“s”的玻璃纤维。这是一个偶然的发现,当时一股压缩空气射流被引导到产生纤维的熔融玻璃上。

从最初发现用作绝缘材料开始,玻璃纤维已发展成为一种广泛使用的材料,可以塑造成无限的产品。现代工艺比机械更具技术性,并使用各种聚合物和其他材料来生产所谓的玻璃纤维。

玻璃纤维是如何制成的

玻璃纤维是由玻璃纤维制成的。玻璃纤维的类型按其几何形状区分,有连续的和不连续的。连续纤维就像纱线,例如棉花或羊毛。玻璃纤维的存在可以追溯到文艺复兴时期,当时它被用作艺术品的装饰材料。

原料

玻璃纤维的成分包括硅砂、石灰石和纯碱。除了这些基本成分外,还添加了煅烧氧化铝、硼砂、长石、霞石正长岩、菱镁矿和高岭土等等。额外的材料改善了玻璃纤维的特定性能。原材料经过仔细测量和混合以形成批次。

融化

混合批料被送入熔炉中熔化。为了生产平滑均匀的玻璃流,温度要经过仔细和精确的控制。熔融混合物必须保持在 2500° F 或 1371° C,这高于形成其他类型玻璃的温度。

纤维成型

有许多不同的方法可用于形成玻璃纤维。纺织型纤维可以通过直接从加热过程中取出熔融玻璃来形成。大理石纤维是通过将熔融玻璃送入大理石成型机而形成的。可以目视检查新形成的弹珠是否有任何杂质。

无论玻璃是大理石还是纹理,它都是通过称为喷丝板的电加热套管挤出的,喷丝板有成百上千个开口,玻璃通过这些开口变成细丝。套管上的开口决定了玻璃纤维的直径。

长丝成型后,整理它们的过程分为几个不同的类别。下面是对用于处理长丝的一些方法的简要说明。

连续的

玻璃离开套管后,线束被卷入高速绕线机,该绕线机以每分钟两英里的速度旋转。产生的张力拉出细丝并形成线束,线束是套管中孔的一小部分。在缠绕过程中,添加了一种化学物质作为粘合剂,以帮助防止纤维在加工过程中断裂。新的长丝缠绕在管子上,然后加捻并合股成纱线。

短纤维

在短纤维形成过程中,当熔融玻璃离开套管时,会喷出冷空气以快速冷却纤维。空气的爆发具有将细丝分成不同长度的额外效果。然后,长丝通过润滑剂喷雾落入旋转滚筒,形成网状物,从网状物中拉出,形成松散组装的纤维,然后加工成纱线。

短切纤维

在切碎过程中,连续股被切短,安装在线轴或筒子架上,然后拉过一台机器,将它们切成短片。将新切碎的纤维制成垫子,涂上粘合剂,在烘箱中固化,然后卷成垫子。

玻璃棉

玻璃棉的制造是通过旋转或旋转过程产生的,在该过程中,熔融玻璃流入侧面有小孔的圆柱形容器中。当圆筒旋转时,熔融玻璃从孔中流出。玻璃流经受空气、热气体或其组合的冲击。一旦它们接受了空气和气体浴,它们就会落到传送带上,在那里它们交织在一起形成一个柔软的团块。新配置应用了粘合剂,在烘箱中压缩并固化以固化粘合剂。

在长丝加工过程中,会添加各种粘合剂以增强玻璃纤维的凝聚力。尽管粘合剂将长丝和纤维保持在一起,但它可能无法提供保护。为此,可以添加某种形式的涂层。

防护涂料

当应用粘合剂时,它可以包括润滑剂以减少纤维磨损。它的应用方式取决于制造过程。另一种可以在冷却过程中使用的组合物是抗静电化合物,它能渗透到纤维团中,起到腐蚀抑制剂和稳定剂的作用。在此过程的这个阶段,如果玻璃纤维要用于增强塑料,则可以使用偶联剂。

第四章——玻璃纤维成型工艺

用于模制玻璃纤维的工艺的确定取决于正在创建的零件或组件的类型。接下来要考虑的是玻璃纤维材料的类型,可以是乙烯基酯或聚酯树脂、玻璃纤维粗纱或垫子以及凝胶涂层。每种不同的材料都有其优点,具体取决于应用。

与玻璃纤维长丝的生产一样,没有一种单一的玻璃纤维成型方法。选择工艺时必须考虑几个因素。商业产品的成型工艺与用于工业应用的工艺有很大不同。

玻璃纤维成型工艺

插头

在玻璃纤维成型过程中,插头是成品部件的代表,可以是实际部件、其代表或全新的形式。设计模具时要考虑的因素是表面光洁度、拔模角度、底切和生产方法。

出色的表面光洁度始于适当的规划。塞子中的缺陷直接转移到最终零件。每个生产商都想要“A”级表面处理,即抛光、高光泽、无孔隙或划痕。

脱模剂

尽管塞子光滑且成型良好,但在模制过程中仍会粘附在应用的玻璃纤维上。为防止这种情况,应用脱模剂,以便最终部件可以很容易地从模具中取出。

用于工业操作的玻璃纤维脱模剂经过专门设计,可一步高效、快速地从模具中脱模。脱模剂中包含密封基材的密封剂。

胶衣

胶衣是一种特殊配方的聚酯树脂,设计用作模具中的第一层涂层。它创建了一个抗紫外线的不透明表面。当零件从模具中取出时,胶衣就是零件的外表面。涂上胶衣后,模具就固化了。

开模

开放式成型工艺涉及一个单面模具,它是完成零件的形状和表面。在添加增强材料之前,将凝胶涂层涂在模具表面。树脂和玻璃纤维可以喷入模具或用手涂在凝胶涂层上。添加层压板层以获得最终部件所需的厚度。

添加所有材料后,重要的一步是去除任何气穴或气泡。这是通过在模具上滚动来完成的。一旦确定模具是完整的,它就被固化了。

开放式成型是最灵活的玻璃纤维成型工艺,因为使用这种方法可以生产无限数量的尺寸、设计、配置和组件。

封闭成型

封闭成型工艺有多种类型,包括树脂传递成型 (RTM)、树脂或真空灌注以及压缩。

  • 树脂传递模塑 (RTM) – RTM 是一种低压和低温方法,可通过注射口将液态树脂转移到封闭的模具中。该工艺以其尺寸精度和高质量表面而著称,因为注入的树脂填充了模具中的所有空隙,浸渍了材料的整个表面。
  • 树脂灌注——树脂灌注是一种通过形成真空将树脂拉入单面模具中的干纤维层压板的过程。通过在顶部放置一层薄膜来密封模具,以封装模具的外部并覆盖各层。该工艺的好处是成品零件的孔隙率较低,铸造强度高。
  • 压缩成型——对于压缩成型,玻璃纤维材料在金属模具中使用垂直力进行压缩。当施加压力时,树脂流动以填充模腔。在模具关闭期间,材料会发生固化,使模腔中的模制形状永久硬化。该过程可能需要几秒钟或几分钟才能完成。

养护

固化是让玻璃纤维模具时间变硬和变硬的过程。一般来说,它是指液体凝固成固体的过程。玻璃纤维模板的固化可以使用几种不同的方法来完成。最简单的工艺是在应用催化剂或硬化添加剂后,让模塑形状在室温下固化。

可以通过使用烘箱和压力施加热量来加速固化过程。真空袋工艺巩固了模具的各个层,并通过排气去除了任何空隙。

电子束或 E 束已被一些制造商用于固化薄层压板。在电子束固化中,模塑部件暴露在提供电离辐射的电子中,从而导致树脂交联。

紫外线固化使用紫外线辐射来激活与树脂一起添加的光引发剂。当紫外线照射工件时,光引发剂被激活,引发交联反应。

固化的一个重要部分是仔细监控过程。固化过程的监测涉及测量树脂材料中离子的电导率。树脂的粘度越高,离子的运动越慢。

防火等级和阻燃剂

对于某些应用,监管机构要求所有建筑材料都具有阻燃性,并且不能作为增加或延长火势的燃料。虽然玻璃纤维不可燃,但其中的树脂非常易燃,必须进行涂层处理以防止其加剧火势蔓延。当有外部来源支持时,树脂会燃烧。有多种形式的火焰控制和阻燃涂料旨在满足生产过程中应用的联邦、州和地方建筑和防火规范。

建筑材料传统上使用美国测试和材料协会 E-84 测试 (ASTM E-84) 进行测试。ASTM E-84 测试的目的是观察建筑材料样品上的火焰蔓延及其燃烧行为。测试结果报告包括火焰蔓延指数 (FSI) 和烟气生成指数 (FDI)。从测试中获得的信息用于将材料分类为 A、B、C、D 或 E。

一种形式的玻璃纤维涂层通过使用膨胀技术来延缓火势蔓延并减少热量,这是一种材料膨胀和炭化以保护其下方材料的过程。简称膨胀型阻燃剂(IFR),是一种高效、低烟、低毒的环保型阻燃剂。IFR 包含氧化铝、氧化硅和各种其他金属氧化物。

阻燃涂料通过释放阻火气体来延缓火势蔓延,从而对增加的热量做出反应。延迟时间提供了灭火的机会。它的使用在抑制火灾对玻璃纤维的反应方面非常有效,并且具有 ASTM E-84 A 级评级,这意味着在存在防火涂料的地方火势蔓延非常缓慢并且可以承受严重的火灾暴露。

第五章——使用玻璃纤维模制零件的好处

在许多制造材料中,玻璃纤维由于其许多积极的特性而成为最受欢迎的增强和稳定聚合物材料。玻璃纤维的最初用途是在第二次世界大战期间作为胶合板的补充用于制造飞机。从最初用作飞机设计的坚固织物,由于其强度、成本效益和易于制造,它已经迁移到各种行业。

使用玻璃纤维模制零件的好处

抗拉强度

玻璃纤维制成的部件具有与钢相同的强度,密度仅为钢的四分之一,从而减轻了成品部件的重量。玻璃纤维非常高的 MPa 额定值确保了其出色的刚性,使其成为需要高强度的建筑项目的理想选择。

玻璃纤维的明显强度体现在其用于制造桥梁、阳台、建筑物的外立面和平台上。它具有高强度重量比,使其成为必须承载车辆载荷的格栅的理想产品。

非导电性

即使厚度很薄,玻璃纤维也是一种很好的绝缘材料。用于制造玻璃纤维的玻璃和树脂不是电导体,因为它们不含金属,也没有任何自由电子。

不燃性

不可燃性是指产品或部件燃烧的能力。玻璃纤维由天然不可燃的矿物材料制成,不支持或产生任何形式的火焰。加热时,玻璃纤维不会产生烟雾或其他有毒物质。

尺寸稳定性

尺寸稳定性对零件至关重要,因为保持其原始形状和尺寸是其使用的必要条件。由于玻璃纤维对温度和湿度、空气中的水蒸气或水的变化不敏感,并且线性膨胀系数低,因此能够在最恶劣的条件下保持其原始形状和配置。

导热系数

在考虑建筑材料时,导热性(热传递)是一个关键因素。玻璃纤维成为建筑不可或缺的一部分的一个原因是这种单一的特性。玻璃纤维具有低导热性。它不会燃烧,不受固化温度的影响,在 700°F 时保持 50% 的强度,在 1000°F 时保持 25% 的强度。

耐化学性

玻璃纤维得到如此广泛应用的一个主要原因是它能够抵抗任何可能导致腐烂或腐烂的物质。它能抵抗持续暴露在水中的影响,并且不受酸(氢氟酸和磷酸除外)的影响。

介电导率

与非导电性非常相似,具有介电特性的材料不允许电流通过,与电导体完全相反。玻璃纤维的这一特殊特性使其非常适合需要免受电磁场 (EMF) 影响的机制。

耐用性

除了出色的抗拉强度外,玻璃纤维还非常耐用,因为它不会腐烂、腐蚀或生锈。此功能可确保由其生产的零件和材料的完整性和使用寿命。玻璃纤维可以承受任何形式的坚韧、严格和苛刻的处理,通常选择用于存在腐蚀性物质或材料的条件。

轻的

尽管玻璃纤维具有钢铁的强度,但它的重量要轻得多,至少是钢铁重量的四分之一。由于它经久耐用,因此添加到其尺寸稳定性的这一特殊功能增强了它的使用。更轻的重量增加了它的安装便利性和设计以适应任何配置的能力。

重型材料的不利方面是与安装相关的成本增加。安装玻璃纤维不需要起重机、升降机和其他安装重型材料所需的设备。

维护

与玻璃纤维的耐用性相关的是其低维护成本,这大大降低了其使用的总体成本。在玻璃纤维部件的使用寿命期间,几乎不需要涂漆、化学清洁或其他维护方式。

设计自由

许多产品都是由玻璃纤维制成的,因为它的灵活性让设计师有机会把他们的设想变成现实。从扫帚柄到电气外壳,再到车门和挡泥板,玻璃纤维都可以进行模制、成型和配置,以满足任何产品的需求。

隔音

不同种类的玻璃纤维是隔音的理想选择。NRC 评级是决定哪些类型符合隔音规范的因素。NRC 等级越高,玻璃纤维吸音能力越强。3.5 英寸厚的玻璃纤维绝缘材料的 NRC 等级为 0.9 至 0.95,这使其成为隔音的理想选择。

生物抗性

有许多生物和环境因素会影响产品的使用寿命。玻璃纤维是一种经久耐用的材料,能够抵抗环境污染和微生物的影响。在大多数情况下,一旦安装,它很可能会持续应用程序的整个生命周期。

玻璃纤维的生物抗性包括它无法吸收其他材料,例如水,这会导致其他类型的织物腐烂。

对紫外线 (UV) 辐射不敏感

紫外线降解是光腐蚀的一种形式,由 10 至 400 纳米 (NM) 之间的微小波长的光引起。这些大小的紫外线肉眼是看不见的,但会对纺织品、木材、某些类型的钢材、铝材和聚合物造成伤害。由此产生的影响是不一致和腐蚀加速。

玻璃纤维经过各种形式的涂层处理,可防止紫外线降解的影响,并有助于保持纤维的完整性和强度。

第六章——玻璃纤维的种类

可以制造玻璃纤维以适应特定用途。每种类型的成分各不相同,从而产生截然不同的独特特征。不论玻璃纤维的种类如何,除了某些原材料外,玻璃纤维的基本成分几乎相同。

每种类型的原材料数量决定了类型之间的区别。从硅砂、纯碱、石灰石等基本原料中加入硼砂、煅烧氧化铝、菱镁矿、高岭土、长石等,可以改变玻璃纤维的特性和性能。

玻璃纤维的划分是根据其性能和特点确定的。添加一种原料可以增强玻璃纤维的耐化学性,而添加另一种原料可以生产出用于炊具的玻璃纤维。

玻璃纤维的种类

一杯

A 玻璃是最常见的玻璃纤维材料,被称为碱玻璃或钠钙玻璃。大约 90% 的玻璃是碱性玻璃,用于生产罐子、瓶子和窗户。它化学稳定、价格低廉、可加工性强且坚硬。使其受欢迎的一个特点是它能够多次重新熔化和软化。

A级玻璃的两种类型是平板玻璃和容器玻璃,而平板玻璃是使用浮法工艺生产的容器玻璃是通过吹制法制造的。两者的区别在于原材料的数量和混合。

C-玻璃

C-glass,被称为化学玻璃,能够抵抗化学品的影响,并在腐蚀性条件下提供保护。这种特殊的特性是由于它含有大量的硼硅酸钙。C-glass 用作层压材料,很像用于盛水和化学品的管道和水箱的表面组织。

D-玻璃

由于在其成分中使用三氧化硼,D-玻璃玻璃纤维以具有低介电常数的特性而闻名。这一特性使其非常适合用于制造光缆。硼硅酸盐的加入使这种形式的玻璃纤维具有低热膨胀系数。三氧化硼和硼硅酸盐的使用使 D-glass 玻璃纤维非常适合生产电器和炊具。

电子玻璃

E-glass玻璃纤维中的“E”代表电工玻璃,它重量轻,用于制造航空航天、船舶和各种形式的工业应用的零件和设备。它具有出色的悬垂性,使其易于清洁和使用。

尽管 E-glass 玻璃纤维被开发用于电气应用,但它已在许多其他领域得到应用。它的主要用途之一是作为热固性树脂制成的塑料的增强材料。这种形式的材料坚固耐用,足以形成针对机械冲击的保护。

HR-玻璃

HR-玻璃具有高达800o C的极高耐热性。由于其耐高温性,它是一种可以替代E-玻璃的铝硅酸盐。

Advantex 玻璃纤维

Advantex 玻璃由无碱玻璃与 ECR 玻璃结合而成。这种类型的纤维具有与 ECR 玻璃相同的耐腐蚀性,但以无碱玻璃为代价。由于它具有更高的熔点,因此非常适合存在热波动的条件。Advantex 玻璃纤维用于石油、天然气和采矿业以及污水和废水管理。

ECR玻璃

ECR玻璃是指电子玻璃纤维,具有机械强度、防水能力、耐酸碱腐蚀能力。ECR 玻璃使用铝硅酸钙制成,具有强度、耐酸性和导电性。它的耐用性归功于它对酸、水和碱的抵抗力。尽管它有许多积极的特性,但它的成本低于其他玻璃纤维材料。

AR玻璃

AR-glass 中的 AR 代表耐碱玻璃,已开发用于混凝土,其成分包括氧化锆,这是生产硬陶瓷必不可少的材料。将增透玻璃添加到混凝土中的目的是增强混凝土的强度和柔韧性。难溶于水,不受pH值变化的影响。

R、S 和 T 玻璃

这三种形式的玻璃纤维比无碱玻璃更坚固,抗拉强度更高,并且具有更好的润湿性和酸性强度。这组特性是玻璃纤维长丝直径减小的结果。R、S 和 T 玻璃的用途是用于军事和航空航天工业,并具有作为刚性防弹装甲的价值。这种类型的玻璃纤维成本较高,因为它是为一小部分专业行业开发的。

S2-玻璃

S2-玻璃是最高品质的玻璃纤维,二氧化硅含量更高,增强了其重量、耐温性、抗压强度和抗冲击性。S2-玻璃的主要优点之一是其高抗拉强度,比任何其他形式的玻璃纤维强 85%。它的纤维含量使其更坚韧,模量更高,从而提高了抗冲击性,从而减少了损坏并提高了耐用性。

SiO2-玻璃

SiO2 玻璃具有超过 1000°C 的超高耐热性。它是一种持久耐用的玻璃纤维,因为它的耐高温性使其不会蒸发或熔化。SiO2-玻璃的分子结构为四面体和无定形,这意味着它不具有晶体结构,形成了一种独特的形式和新一代玻璃纤维。

M-玻璃

M-玻璃纤维非常坚固,能够承受高压和冲击。这种类型的玻璃纤维由经过硅胶处理以增强其耐用性的增强纤维塑料制成。与其他玻璃纤维织物相比,M-glass 具有更高的尺寸稳定性,因为它具有密集排列的纤维,这增强了它的强度而不是重量。M 玻璃的一个特点是添加了铍,一种增加其弹性的化合物。

Z-玻璃

Z-glass 具有卓越的机械性能,耐紫外线、酸、碱、盐,并且耐刮擦、耐磨和耐温。它是不同类型的玻璃纤维中更耐用和可靠的一种。Z 玻璃是半透明的,可以应用 3D 打印。它是易碎玻璃的极佳替代品,可用于汽车行业设计的原型制作。

玻璃纤维的形式

丝束和粗纱玻璃纤维

这种形式的玻璃纤维具有所有玻璃纤维中最高的性能。它以线轴形式交付,送入长丝卷绕机或切割以进行硬化。储存时,它必须保持张力,否则会失去其机械性能。

面纱垫

面纱垫是细的连续纤维束,在整个卷中环绕,具有组织类型的稠度。玻璃纤维具有轻型粘合剂,可将其固定在一起。这种形式的玻璃纤维不用于结构功能,但可以直接放置在表面涂层后面的模具中。

短切毡

用于短切和原丝毡的纤维有几英寸长,并且随意放置。这种垫子不是很结实。一个有利因素是它在所有方向上的强度都相同,或者说是各向同性的。它价格最低,应用最广,适用于模具制作。

梭织面料

机织织物中的纤维是各向异性的或在两个方向上取向并且像纱线一样集束,这导致织物非常坚固。必须放置织物,使其与负载平行。当另一个方向需要额外的强度时,必须添加额外的织物。

有许多不同类型的机织织物,其中平纹织物最常见但柔韧度最低。斜纹织物和缎纹织物比平纹织物更柔韧,强度更高。由于这些编织物更柔韧,它们很容易适应复杂的形状和设计。

第七章——玻璃纤维成型的工业应用

当人们发现将玻璃纤维添加到树脂中后会变得更坚固、更耐用时,它便成为多个行业制造过程中不可或缺的一部分。玻璃纤维之所以得到如此广泛的应用,是因为它价格低廉、耐剧烈冲击、耐腐蚀和耐化学腐蚀,并且具有出色的强度重量比。

依赖玻璃纤维的行业数量可以写满一本书。下面列出了一些将玻璃纤维作为其产品生产的重要资源的工业运营。

玻璃纤维成型的工业用途

造船厂

从船体到甲板、桌子和椅子,船的大部分部件都是由玻璃纤维制成的。自从它于 1942 年首次用于造船以来,随着更稳定的树脂和生产方法的发展,船舶制造商一直依赖玻璃纤维作为生产其产品的完美方法。木材、铝和钢等其他材料更难成型且更昂贵,因此玻璃纤维成为理想的解决方案。

家居摆设

就像使用玻璃纤维的行业一样,家庭用玻璃纤维制成的物品清单是无穷无尽的,包括门框、窗框、淋浴间、浴缸、游泳池、热水浴缸和各种其他物品,其中包括厨房水槽和电器。玻璃纤维家居用品的开发,为家居行业拓展了资源。

游乐园景点

没有玻璃纤维的发展,水上乐园就不会存在。载玻片、槽和漏斗均由易于成型和成型的玻璃纤维制成。主题公园景点的岩石和立面是由模制和成型的玻璃纤维制成的,这些玻璃纤维要么是在财产之外,要么是在后面的区域。每个游乐园都有一位专家,能够修复许多景点中任何一个的损坏。

电子产品

我们使用的许多电子设备都依赖于玻璃纤维制成的电路板。玻璃纤维重量轻,因此非常适合用于笔记本电脑、电脑和手机。与家居用品一样,玻璃纤维存在于家庭的所有电子元件中。

汽车行业

第一个完全由玻璃纤维制成的车身于 1953 年问世。当时,这种设计并没有被证明是高效的,也不适用于汽车生产。自从第一次创业以来,以及对燃油经济性的需求,玻璃纤维已成为汽车规划和设计的核心部分。

玻璃纤维可以塑造和配置成任何形式,这一事实为汽车设计师提供了一种灵活的工具来制作独特而复杂的设计。可以轻松复制定制和替换零件以及创建旧设计。

另一个主要好处是模具成本较低,因为金属压力机的操作成本要高得多。玻璃纤维部件的生产速度更快、效率更高,并且生产的部件更耐用,这是现代市场的必需品。

飞机和航天

飞机的任何部分都要求坚固、耐用和轻便。为满足航空航天工业的要求,S-玻璃以其高强度重量比成为制造飞机的理想材料。飞机上使用的任何产品的主要问题之一是承受必要压力的能力。已发现 S-玻璃具有高疲劳寿命和在较高温度下保持其尺寸的能力。

S-glass 玻璃纤维的附加特性是其卓越的机械强度和绝缘性。军用飞机的一个理想特性是其低雷达热剖面,这提供了战术优势。

建造

尺寸稳定性的特性是建筑行业选择玻璃纤维的主要因素,以及它的不燃性、重量轻、抗冲击性、长寿命和优越的强度。玻璃纤维的多功能性使其可以用作外部饰面和内部材料,以实现各种设计。栅栏、天窗、游泳池、太阳能供暖、固定装置、栏杆、楼梯和平台都可以由坚固的玻璃纤维制成。

第八章——玻璃纤维成型的安全问题

玻璃纤维又名玻璃棉、玻璃纤维、玻璃纤维,是由极细的玻璃纤维和化学物质组成。在打磨、切割、切碎或修剪时,它会产生含有纤维的有害灰尘,这些灰尘会沾到皮肤上并进入眼睛,从而危及工人的健康。

玻璃纤维产品的生产商非常清楚其产品生产过程中存在的危害,并采取极端措施来确保其员工的安全和福祉。这是一个主要问题。

此外,职业安全与健康管理局办公室制定了有关玻璃纤维处理和生产的指南。环境保护署 (EPA) 对玻璃纤维产品的安装和使用以及生产过程中产生的污染物有规定。

玻璃纤维成型的安全问题

玻璃纤维危害

大的玻璃纤维会刺激皮肤、眼睛,并能进入工人的上呼吸道。接触玻璃纤维会导致严重的健康状况和风险。未受保护的皮肤持续接触玻璃纤维会导致刺激和皮疹,而吸入玻璃纤维粉尘会刺激鼻子、喉咙和呼吸道。

如果吞下玻璃纤维粉尘,可能会出现更严重的情况。在这种情况下,纤维会刺激胃部。吸入后,玻璃纤维粉尘会沉积在肺部下部,导致持续的刺激和呼吸问题。

防护用具

由于与处理玻璃纤维相关的许多危险,雇主为员工提供经过检查和批准的安全装备。与所有制造业一样,员工戴的第一件东西是保护眼睛的安全眼镜。为了更好的保护,护目镜被用来完全包围眼睛。此外,还使用各种类型的口罩来遮盖鼻子和嘴巴。这种形式的安全装置由重材料制成,可防止任何形式的颗粒进入气道。

另一件标准设备是一副手套,旨在防止玻璃纤维颗粒沾到手上。通常,这种类型的手套会向上延伸到肘部并覆盖前臂。

持续使用玻璃纤维的工人有更严密的防护装备,覆盖头部和颈部。头部装备的前部有一个带有可互换空气过滤器的呼吸器。

雇主提供的防护装备中包括防护服,通常是连身衣的形式,覆盖工人从脖子到脚踝的部分。衣服中的织物旨在防止灰尘颗粒通过,并由非常精细的弹性材料编织而成。

急救措施

在用于玻璃纤维生产的所有工作区域都有一个带有两股水流的洗眼喷泉。为了进一步保护,制造商为员工提供淋浴和定期洗手的区域。

职业安全与健康管理局 (OSHA)

OSHA 法规有几个部分解决了接触玻璃纤维粉尘的工人的担忧。

一般工业 29 CFR 1910 – 该法规涉及合成纤维产生的粉尘。

健康影响 – OSHA 发布了一份清单,列出了因接触合成纤维而可能发生的健康影响。他们的研究包括来自多个国家和世界组织的数据。

暴露限度——关于生产这方面的信息涵盖了所有形式的化学品,包括合成纤维,并且对每种形式的有毒物质都有具体说明。

OSHA 第 2005-149 号 - 提供有关暴露限值、测量方法、保护和卫生方法、急救、呼吸系统问题建议、症状、目标器官以及可能发生癌症的部位的说明。

OSHA 还提供有关适当防护装备、如何保护工人肺部以及哪些类型的材料具有致癌性的数据。

标准 1926.957 – 该标准专门针对建筑行业及其玻璃纤维的使用而编写。

环境保护署 (EPA)

EPA 提供有关玻璃纤维制造产生的污染物类型、减少污染物的方法以及可用于减少玻璃纤维污染物的资源的信息。

结论

  • 玻璃纤维成型是一种利用玻璃纤维树脂成型复杂零件的方法。
  • 玻璃纤维成型是一种用于生产耐用且持久的产品和零件的廉价方法。
  • 从最初发现用作绝缘材料开始,玻璃纤维已发展成为一种广泛使用的材料,可以塑造成无限的产品。
  • 玻璃纤维的成分包括硅砂、石灰石和纯碱。除了这些基本成分外,还添加了煅烧氧化铝、硼砂、长石、霞石正长岩、菱镁矿和高岭土等等。
  • 用于模制玻璃纤维的工艺的确定取决于正在创建的零件或组件的类型。
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