玻璃鋼材料具有重量輕、比強度高、耐腐蝕、電絕緣性好、傳熱慢、隔熱性好、耐瞬時超高溫性好、易著色、電磁波傳輸等特點。與普通金屬材料相比,它還具有以下特點:
因為玻璃鋼產品可以根據不同的使用環境和特殊的性能要求自行設計制造,只要選擇合適的原材料品種,基本可以滿足不同用途產品的性能要求。因此,FRP材料是壹種可設計的材料。
玻璃纖維增強塑料(FRP)產品在制造成型時是壹次性的,這是它區別於金屬材料的另壹個顯著特點。只要根據產品設計選擇合適的鋪設方式和原材料的排列程序,玻璃鋼材料和結構就可以壹次完成,避免了金屬材料通常需要的二次加工,從而大大降低了產品的材料消耗,減少了人力物力的浪費。
玻璃鋼材料也是壹種節能材料。如果采用手工粘貼法,成型溫度壹般在室溫或100℃以下,所以其成型的能耗很低。即使是那些機械成型的方法,如模壓、纏繞、註射、RTM、噴塗、擠壓,成型溫度也比金屬材料和其他非金屬材料低很多,所以成型能耗可以大大降低。
綜上所述,與傳統的金屬材料和非金屬材料相比,玻璃鋼材料及其制品具有強度高、性能好、節能、產品設計自由度大、產品使用適應性廣等特點。因此,從某種意義上說,玻璃鋼材料是應用範圍廣、發展前景大的材料之壹。
目前,我國玻璃鋼工業已達到壹定規模,產品的品種、數量和產量,以及技術水平都有了很大進步,在國民經濟建設中發揮了重要作用。
玻璃鋼的成型方法有很多種。其中有最簡單易學的手工粘貼方法,也有相對容易建立的成型方法;還有纖維纏繞成型方式,必須經過專門設計和專業制造;還有綜合註塑、真空、預成型增強或預置填充等幾種成型方式;以及為達到產品的高性能指標而設計制造的由計算機程序控制的先進的自動化成型方法。
可以看出,玻璃鋼制品的制造成型方法有很多種,其技術水平要求差別很大,對原材料、模具、設備投資等的要求。也是不同的。當然,他們生產的產品批次和質量也不會壹樣。
目前國內外常用的玻璃鋼制造成型方法有:手糊成型、註射成型、壓縮成型、成型材料成型、纖維纏繞成型、纏繞成型、袋式壓縮成型、樹脂澆註註射成型、RTM成型、拉擠成型、板材和管材連續成型、增強反應註射成型、彈性體儲脂成型、粘接連接技術、夾層結構制造技術等。
下面介紹幾種常用玻璃鋼成型方法的特點:
該手糊生產方法設備投資少,產品形狀限制因素少,適合小批量生產。其生產條件是制作產品的模具,掌握手糊工藝的技術要領。但這種方法制造的產品質量不夠穩定,產品質量等級不夠高,難以滿足部分產品的性能要求。
註射成型方法是借助於註射機器的手工層壓方法。該方法具有效率高、成本低的特點,有逐步取代傳統手工糊工藝的趨勢。其產品整體性強,無搭接縫,且產品幾何尺寸基本不受限制,成型工藝不復雜,材料配方能保持壹定精度。它的缺點是產品的質量很大程度上取決於操作者的生產技能。此外,噴塗造成的汙染壹般大於其他工藝方法。
纖維纏繞工藝方法是將浸漬樹脂的連續纖維按壹定規律纏繞在心軸上,層壓到所需厚度,固化後脫模得到成品。這種方法的特點是可以根據產品的受力情況設計纖維的纏繞規律,從而充分發揮纖維的抗拉強度,並且易於實現機械化和自動化,產品質量相對穩定。如果將不同的樹脂基體和纖維有機地結合起來,可以獲得最佳的技術經濟效果。纖維纏繞工藝可成功應用於生產玻璃鋼管道、儲罐、氣瓶、風葉、高樓跳桿、電線桿、羽毛球拍等產品。
壓制工藝和設備條件與模塑料成型工藝基本相同。前者使用浸漬帶作為成型材料,而後者使用片狀、塊狀和分散的成型材料。首先將壹定量的成型材料放入金屬模具中,然後在壹定的溫度和壓力下成型所需的玻璃鋼制品。用這種生產成型方法制成的產品尺寸準確,表面光滑,壹次成型,生產效率高,產品質量穩定,適用於各種小型玻璃鋼產品的批量生產。它的缺點是模具的設計制造比較復雜,生產初期的投入比較高,零件受設備限制比較多。
拉擠成型法是在牽引裝置的牽引下,將浸漬了樹脂的纖維增強材料在模具中預成型,加熱固化成型,制成玻璃鋼型材,最後切割成所需長度的玻璃鋼制品。這種成型工藝具有以下明顯的特點:首先,它可以制造具有復雜幾何形狀的產品,尤其是超小型或超大型產品,這種工藝具有其他方法無法比擬的優勢;其次,只要進行合理的產品設計和工藝設計,在拉擠工藝中可以制造出壹些高性能的復合材料;此外,拉擠成型工藝特別適用於各種熱塑性玻璃鋼制品的開發和制造;此外,由於拉擠成型速度的提高,拉擠成型工藝的生產效率非常高。作為壹種先進的連續生產方法,它為實現玻璃鋼的工業化生產開辟了壹條有效的途徑。但也必須指出,建立拉擠生產工藝的要求比較高,設備投資大,模具設計復雜,工藝條件控制嚴格,對原材料性能要求嚴格,這些都是建立拉擠成型工藝的難點。
在上述玻璃鋼的制造成型技術中,每種技術都有自己的特點。生產企業在選擇和確定采用哪種工藝方法時,應綜合考慮企業的基本情況和所生產產品的情況等因素,如所生產產品的批號和質量要求,以及企業的技術基礎和生產資金等。
如果企業計劃簽訂壹批玻璃鋼桌椅業務,由於玻璃鋼桌椅可以采用手工糊制、成型和RTM工藝制作,因此需要根據企業和產品的實際情況來確定,以獲得生產投入、產品質量和經濟效益之間最合適的關系。
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