打印
本文為您詳細(xì)講述玻璃鋼模具表面變形的原因及解決辦法。玻璃鋼模具表面變形是什么原因造成的?解決辦法有哪些?請(qǐng)看下文:
裝飾性缺陷的類型--有三種類型裝飾性缺陷會(huì)出現(xiàn)在
模具膠衣表面上,這些缺陷程度可以是很小變形或嚴(yán)重的纖維印痕。
變形——變形是模具表面上光反射的波紋。
印痕——印痕是類似纖維性增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)的圖案。以纖維束形式出現(xiàn)的印痕稱為纖維印痕,以編織結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)的印痕稱為編織印痕。
條痕——條痕是可見證據(jù),其由一種材料到另一種材料邊界上的剛性及硬度的不同引起的。這種邊界通常出現(xiàn)在模具或模型上并且轉(zhuǎn)移到成型的部件上。一個(gè)常見的例子是由
玻璃纖維鋪層及整體填充劑制作而成的陽(yáng)模具。整體填充劑較軟并且與玻纖鋪層相比,具有較低的玻璃化溫度。它們也在熱膨脹和熱容量特性上不同。由于
樹脂收縮,放熱產(chǎn)生的熱量和力均產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力分散到不同的區(qū)域有不同的反應(yīng)。條痕會(huì)出現(xiàn)在它們之間的邊界處。當(dāng)模具框架元件與模具后側(cè)接觸時(shí),條痕也會(huì)出現(xiàn)。
原因--
膠衣表面經(jīng)常出現(xiàn)這些裝飾性缺陷
然而,根本原因不在于膠衣層的任何特性或特點(diǎn)。在平坦、拋光的模型上適當(dāng)固化的膠衣膜會(huì)展現(xiàn)出高光澤性及可見光滑性。膠衣與模具表面的光滑性及光澤性一致。成型部件會(huì)失去一些光澤及光滑性。
甚至當(dāng)樹脂在膠衣膜后鑄塑時(shí),生成的表面是很有光澤、光滑性并且沒有這些裝飾性缺陷。由樹脂收縮引起的裝飾性缺陷受不同材料影響。當(dāng)膠衣是薄的或欠固化時(shí),這些缺陷會(huì)被放大。
當(dāng)緊鄰膠衣層的鋪層固化時(shí),會(huì)出現(xiàn)裝飾性缺陷。它們的嚴(yán)重性直接與固化過程中樹脂收縮程度有關(guān)。收縮大的樹脂比收縮小的樹脂造成更大的裝飾性缺陷。這些缺陷也受增強(qiáng)纖維性質(zhì)及基礎(chǔ)鋪層中纖維結(jié)構(gòu)影響。
纖維收縮性小不會(huì)導(dǎo)致裝飾性缺陷。相反,纖維對(duì)樹脂收縮的阻礙會(huì)導(dǎo)致缺陷的出現(xiàn)。不同的纖維因纖維橫向硬度對(duì)樹脂收縮的阻礙不同。玻纖具有大約10msi(百萬(wàn)磅/平方英寸)的橫向于纖維軸硬度。樹脂具有大約1/2msi的硬度,是玻纖的20分之一。當(dāng)樹脂收縮并且擠壓玻纖時(shí),與樹脂相比,玻纖能提供20倍抵抗力來(lái)抵抗擠壓。這導(dǎo)致纖維印痕在膠衣表面上清晰可見,因?yàn)闃渲S富區(qū)域從膠衣表面上收縮,而纖維豐富區(qū)域抵抗從膠衣表面收縮。
由于纖維生產(chǎn)過程中的分子方向,碳纖維,石墨及聚合物纖維在軸向上具有高硬度。因此,它們橫向硬度很低,為1/2到2msi。纖維橫向硬度越低,纖維對(duì)裝飾性缺陷的影響越少,因?yàn)樗蛔璧K樹脂收縮。所以聚合物纖維印痕封阻劑比玻纖氈能提供更好的裝飾性。
在紡織結(jié)構(gòu)(如:編織粗紗)中纖維束的編織方式(經(jīng)向和緯向)會(huì)產(chǎn)生與纖維束交替的樹脂袋。樹脂袋內(nèi)的不受控收縮與纖維束內(nèi)的受控收縮顯著的差別導(dǎo)致在表面上形成編織印痕。這樣,纖維結(jié)構(gòu)形式對(duì)裝飾性具有明顯的影響。
樹脂收縮、纖維橫向硬度和纖維結(jié)構(gòu)形式是裝飾性缺陷的根本原因。就給出的纖維及其形式(如:短切玻纖)而言,裝飾性缺陷的嚴(yán)重程度隨著樹脂的收縮性變化。大多數(shù)樹脂收縮發(fā)生在成型過程中即固化階段。在脫模后,任何進(jìn)一步固化均稱為后固化。后固化導(dǎo)致進(jìn)一步的收縮并且這種后固化的收縮也會(huì)造成裝飾性缺陷。
正常室溫不能提供足夠的能量使不飽和聚酯樹脂完全固化。在固化過程的某個(gè)階段,當(dāng)交聯(lián)度高到一定程度時(shí)固化反應(yīng)停止。進(jìn)一步固化需要接近樹脂玻璃化溫度的溫度。這種進(jìn)一步的固化促使樹脂玻璃化溫度接近其最大值,其導(dǎo)致完全固化。一旦固化完全,不會(huì)再出現(xiàn)其他的固化收縮并且裝飾性質(zhì)量穩(wěn)定。通常,在首批一些部件生產(chǎn)過程中經(jīng)過放熱時(shí),模具經(jīng)歷最終固化階段。
對(duì)新玻璃鋼模具可進(jìn)行特殊后固化處理,而不是讓新模具在生產(chǎn)部件成型放熱時(shí)進(jìn)行后固化。后固化溫度應(yīng)該比預(yù)期的生產(chǎn)放熱溫度高20ºF(11ºC)或者高于用于生產(chǎn)模具的膠衣和樹脂預(yù)期的最大玻璃化溫度,兩者之一低的那個(gè)溫度。在此溫度下進(jìn)行4小時(shí)的固化,通常能達(dá)到完全固化并且達(dá)到最大玻璃化溫度。間苯二甲酸模具膠衣具有最高的玻璃化溫度是200到210ºF(93到99ºC),而乙烯基酯膠衣具有最高的玻璃化溫度是250到260ºF(121到127ºC)。
任何高溫后固化應(yīng)該總是在模具內(nèi)無(wú)承重的條件下進(jìn)行,由模具支撐部件以防自身重量造成變形。如果當(dāng)模具仍在原模型上,在高溫下進(jìn)行后固化,由于幾何結(jié)構(gòu),熱膨脹的不同會(huì)導(dǎo)致原模型和模具膠衣表面上各地方出現(xiàn)條痕。就最好的固化效果而言,任何高溫后固化應(yīng)該在最初固化三天內(nèi)進(jìn)行。
濕法打磨和拋光可去除模具表面上,因固化及后固化造成的裝飾性缺陷。而這僅在模具達(dá)到其最終固化狀態(tài)后才能進(jìn)行。一旦固化完全,模具在任何溫度下都不會(huì)出現(xiàn)與固化相關(guān)的收縮。
如果模具溫度接近或高于其玻璃化溫度,然而,模具材料會(huì)軟化并且由于生產(chǎn)部件內(nèi)收縮引起的應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致條痕出現(xiàn)。如果部件含有編織粗紗,當(dāng)模具溫度接近或高于模具玻璃化溫度時(shí),部件上的編織印痕能轉(zhuǎn)移到模具表面上。如果部件是由零收縮樹脂制作而成,部件不會(huì)在模具表面上施加收縮應(yīng)力,并且稍高于模具玻璃化溫度時(shí),不會(huì)導(dǎo)致印痕從部件轉(zhuǎn)移到模具表面上。
總結(jié):
由于固化及后固化過程中樹脂的收縮進(jìn)而導(dǎo)致模具出現(xiàn)裝飾性缺陷。
裝飾性缺陷能被打磨掉,但如果模具沒有充分固化,裝飾性缺陷會(huì)再出現(xiàn)。
如果放熱溫度接近或超過模具玻璃化溫度,由傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂制作的部件,能在充分固化的模具上產(chǎn)生印痕或變形。
低變形樹脂產(chǎn)生較輕裝飾性缺陷,與傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂相比,這些體系收縮可被忽略。
僅在膠衣后有鋪層時(shí),變形(有時(shí)稱為橘皮紋)出現(xiàn)在膠衣表面上,這種情況出現(xiàn)在纖維橫向硬度足夠大以抵抗樹脂收縮時(shí)。變形不是由膠衣后側(cè)粗糙度所引起,因?yàn)榫鶆蚬瓮磕>吣z衣產(chǎn)生與噴涂膜相同程度的變形,而后者具有橘皮紋特征。
如果在膠衣膜后沒有鋪層或在膠衣膜后僅有未增強(qiáng)的樹脂,噴涂或刮涂(光滑表面)的膠衣膜不會(huì)顯示變形。
如果模具膠衣具有212ºF(100ºC)最高玻璃化溫度,在高于此溫度下后固化模具不會(huì)改進(jìn)其抗變形性。
“較硬”模具膠衣不會(huì)具有更好的抗變形性。它可能得到較高的拋光光澤,但有更大的破裂傾向。
(來(lái)源:玻纖復(fù)材)
-------------
【延伸閱讀】
復(fù)合材料行業(yè)終極武器|大型高速五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門加工中心
復(fù)合材料在高鐵上留下了哪些秘密機(jī)關(guān)?
復(fù)合材料助力美國(guó)“天鵝號(hào)”宇宙飛船成功發(fā)射
碳纖維復(fù)合材料的技術(shù)壁壘難道真的難以逾越嗎?
又一藍(lán)海!碳纖維復(fù)合材料在軌道交通應(yīng)用中大顯身手
玻璃纖維是雷達(dá)天線罩行業(yè)應(yīng)用最廣泛的增強(qiáng)材料
復(fù)材應(yīng)用案例|史上最大潮汐輪機(jī)建造復(fù)合材料葉片
復(fù)材應(yīng)用案例|復(fù)合材料甲板減少內(nèi)河船吃水量 減重45%
復(fù)材應(yīng)用案例|玻璃鋼復(fù)合材料助力新加坡5G智慧城市發(fā)展
復(fù)材應(yīng)用案例|玻璃纖維型材助力宇通電動(dòng)巴士減重降耗 提高效率
復(fù)材應(yīng)用案例|福特全順采用玻璃纖維復(fù)合材料縱向板簧比常規(guī)鋼制彈簧減重50%
14米長(zhǎng)復(fù)合材料旋翼研制成功 國(guó)產(chǎn)重型直升機(jī)裝上中國(guó)翅膀
新趨勢(shì)!碳纖維復(fù)合材料在快遞無(wú)人機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮?/a>
阻燃復(fù)合材料科普丨有了TA,巴黎圣母院也許就不會(huì)被燒毀了!
紀(jì)實(shí)|累并快樂著,小眾實(shí)干派!這里有一群為復(fù)合材料奮斗終生的人!
劍在手,問天下誰(shuí)是英雄!--FRP漁船制造 真空樹脂導(dǎo)入成型 手糊成型工藝PK?
幾度風(fēng)雨幾度春秋,風(fēng)霜雪雨搏激流——中國(guó)漁船玻璃鋼化是必然發(fā)展趨勢(shì)!
南部地區(qū)不飽和樹脂生產(chǎn)企業(yè)座談會(huì)在廣東博皓圓滿舉行
“可怕”的玻璃纖維——淺談玻璃纖維與人體健康
打印
Tags: