節 原料配制
    一、技能要求
    能夠按工藝文件配置膠液及合理選擇增強材料
     二、相關知識
    (一)膠液的配制方法
    配膠是拉擠生產過程中關鍵的工序之一其操作是否合理,配料是否準確,將決定著終產品的質量。因此,應加強對這一工序的過程控制,要做到操作準確,記錄清楚,具有可追溯性。
    拉擠產品配方中所用到的原材料,主要有:樹脂、低收縮劑、引發劑、脫模劑、填料、色漿及輔助劑(如消泡劑、分散劑等)。配膠時應嚴格按以下列步驟進行:
    1.填料裝在托盤里放入溫度(110士5℃)烘箱里烘干約0. 5h。
    2.校正稱量器具如:磅秤、天平等。
    3.按工藝文件要求量取或稱取樹脂。
    4.按拉擠工藝配方的比例加入分散劑等組分,攪拌5-l0min;
    5.依次加入低收縮劑、色漿等組分,攪拌約5-l0min:同時稱取內脫模劑、固化劑;
    6.加入內脫模劑,再加入固化劑,保持攪拌機的攪拌狀態;
    7.從烘箱中取出烘過的填料,稱量并加入后,繼續攪拌約5-l0min;
    8.后關閉攪拌機,清理配膠現場。
    以上所提到的攪拌時間,僅是一個參考時間,操作者可以根據所使用的攪拌器的轉速大小、配方的實際情況、配膠量的多少進行調整。攪拌時間過短,不利于各種原材料的均勻混合,攪拌時間過長,會導致膠液溫度的升高,影響膠液的儲存期。在產品正常生產的情況下,視產品大小,一般以10-15kg的樹脂量配置為宜。如果一次配置樹脂量過大,會增加操作人員的負擔,影響操作效率。


    在攪拌過程中,要嚴格按照攪拌機操作規程進行操作,注意安全。每次倒入液體組分時要盡可能將稱量容器中的液體倒盡。并且在生產過程中,待膠槽中的膠液快被用完之前應及時準備好下一桶膠,以免造成生產的停頓。
    在配膠過程中要學會正確操作和使用天平。首先要保持砝碼和托盤的清潔,如粘有樹脂、色漿等要將其擦拭干凈;在稱量前一定要調整天平的水平,使指針對準刻度盤的。刻度或左右搖擺幅度一致:將要稱量的物體放在左托盤上(一般通過燒杯來盛裝),在右托盤上放砝碼,放砝碼時按照從大到小的順序,后調整橫梁上的游砝,直至天平平衡,累計砝碼總重量,減去燒杯的重量,所得差即為所稱量物體重量。
                 表5-1配制膠液過程中必備的工器具


               第二節 拉擠成型
    一、技能要求
    能夠對拉擠機、攪拌機等設備進行熟練的啟動或停止操作,能完成氈、紗連接等操作。
    二、相關知識
    (一)拉擠機操作步驟和要領
    以一臺3噸的小型拉擠設各為例,其操作步驟如下:
    1.打開總電源,此時機器上的總電源指示燈會亮起。
    2.按下設備上的加熱按鈕,按照設備說明的操作,進行模具溫度的設置。
    3.按拉擠工藝作業指導書的要求,依次進行模具前區、中區、后區的溫度設置,然后按確下認鍵,進行模具的加熱。
    4.當溫控表測量溫度顯示在設定值左右時,即可開機進行生產,此時將拉過模具的白紗集結成束,放入牽引上下夾具之間后,按下控制面板上的牽引按鍵,啟動牽引裝置,開始纖維的連續牽引。同時還可以按照工藝單上的規定,進行牽引速度的調整。
    5.牽引拉力的調整一般根據拉制產品的大小和阻力進行調節,在履帶式設備和氣動往復式設備的控制面板上都會設置拉力的顯示儀表,但無法直接調節,一般通過夾緊力來增強牽引的力度。在液壓式拉擠設備黔上有專門的拉力和夾緊調節閥,可以很方便地分別調整。
    6.在生產過程中,應時刻注意拉力儀表的顯示值,當其超過一定的是否有異常情況發生,包括在線的工藝是否正常,并果斷停機排查,以免拉力超出設備負荷,導致損依次關閉加熱控制按鍵、動力控制按鍵,后關閉圍的環境衛生。
    7.生產結束后,依次關閉加熱控制按鍵、動力控制按鍵,后關閉總電源。
    8.清理設備及周圍的環境衛生。


   (二)排紗、接紗操作步驟和要領
    排紗就是將增強材料放置在紗架上并將這些材料按照設計要求引出。只有增強材料放置在正確的位置,才能保證拉擠生產的順利進行,并發揮拉擠產品的綜合性能,實現產品的設計目的。完成這一工序的主要設備就是送紗裝置,送紗裝置包括紗架和集束器。纖維從紗架上引出的方式有兩種,一種以纖維內退方式引出,另一種以纖維外退方式引出。前者的紗筒是靜止地放在紗架上的,當纖維從內壁引出時,必然產生加捻現象,大部分情況下,玻璃纖維都是采用這種方式引出。而后者的紗筒是放置在旋轉芯軸上的,它可以避免纖維加捻現象,這種方式適用于碳纖維、芳綸纖維等特種纖維的引出。不論哪種方式的引出,在進行穿紗操作時,都必須遵循一個原則,即不管在一層紗架上要穿多少束纖維,引出的纖維都不能互相之間產生纏結現象,必須嚴格獨立,互不干擾。這樣才能保證生產的連續進行,而不發生由于纖維打結、亂紗而產生的中斷。纖維從紗架的一側引出后,通過專用的導紗環進入下一道生產工序。
    為了提高拉擠制品的橫向性能,從原材料架上引出進入浸漬工序的還有各種形式的織物,如縫編氈、針刺氈、表面氈、多軸向織物、連續氈等。


    (三)纖維浸漬過程
    纖維浸漬過程詳見第四章第四節第五部分。
    (四)預成型與固化
    預成型的主要作用是引導浸膠后的呈扁平帶狀纖維逐漸演變成接近拉擠產品的形狀。同時擠去增強材料中多余的樹脂,并排除帶入材料中的氣泡,以獲得結構致密的拉擠制品。預成型過程是依靠預成型模來完成的,而且預成型模是從簡單到復雜逐漸過渡的,其一系列模板所占用的長度約為0.6-1.2m.增強材料在預成型中逐漸成型為所設計的形狀,并使纖維在制品中的分布符合設計要求。通常,拉擠成型棒材時般使用管狀預成型模,簡單的設計是在一塊板上制作一定數量的、呈放射性分布的過紗孔。生產管材則需使用芯軸預成型模。制造異型材時大多需要制作2到6塊左右的預成型模,以保證纖維與氈材能夠較為順利地合理過渡到合適的形狀,與型材截面形狀接近。預成型模的設計是拉擠工藝中非常值得研究的學問,它非常靈活,需要設計者具有開闊的思路和豐富的經驗,還需要很強的動手能力。一件復雜拉擠制品的正常拉制,離不開設計合理,思路新穎的預成型體系。只要理解好預成型的重要作用,可以不必局限于任何一種預成型模式,開拓創新,自成體系。
    以下為拉擠槽鋼預成型的一種設計方式:


    材料從預成型模具中拉出后,進入加熱模具,在模具中固化成型后從模具中拉出。這一過程是拉擠工藝過程中重要也是主要的工藝過程。
    固化成型模具的長度一般為0. 5m-1. 55m,其具體長度取決于產品厚度、拉擠速度及樹脂體系的化學反應特性等因素。成型模一般用模具鋼制造,然后將其表面進行鍍鉻或滲氮處理,以提高硬度,減少磨損,降低牽引力,延長模具壽命。模具的加熱方式有蒸汽加熱、導熱油加熱、電加熱等加熱方式,其中電加熱易于控制模具長度方向不同區域的溫度較為常見。拉擠機的模具通常包含一到四個加熱區,加熱區數目通常由樹脂體系、拉擠速度以及模具的長度等因素決定。
    在成型模具的設計中,除了考慮截面的任何尺寸外,還應主要考慮以下二個主要因素:一是樹脂體系固化反應的化學及物理特性;二是拉擠材料與模具壁的摩擦性能。在很多情況下根據樹脂反應特性及相關物料性能,將模具設計成三個不同的加熱區,即預熱區、凝膠區及固化區,三區的溫度又是相互協調一致的。樹脂纖維混合材料首先進入預熱區、使樹脂粘度降低,提高樹脂的流動性并使樹脂進一步浸潤增強材料;然后材料進入凝膠區,樹脂開始反應,樹脂從粘稠液體變成凝膠狀態:后材料進入固化區使材料充分固化;樹脂的反應主要發生在凝膠區。樹脂在較高溫度下進行反應至凝膠狀態的位置被稱為“凝膠點”,在凝膠區內的固化反應的過程為放熱反應的過程,反應放熱速率快的點稱之為“放熱峰”;當樹脂固化為固體時,因固化收縮而壓力下降,制品從模具表面脫離下來,該點稱為“脫離點”。成功的拉擠工藝是使凝膠點、放熱峰及脫離點靠近而且集中在凝膠區,否則可能出現產品力學性能差以及粘膜等現象。
    (五)牽引操作步驟和要領
    當制品在模具中固化后,就需要一個牽引力將制品從模具中拉出,這種牽引力來自牽引裝置。為了滿足拉擠工藝的需求,對牽引裝置有如下幾個基本要求:在拉擠過程中,牽引裝置必須保證連續牽引,如果停止牽引制品,或停機時間過長,就會破壞模具內的熱平衡,造成堵模等嚴重的工藝事故;牽引力、牽引速度可調,因此不同截面不同尺寸及不同材料的制品所需的牽引力的大小也各不相同,而牽引速度則應根據樹脂基體化學反應特性、模具溫度分布、模具長度等因素調節,牽引速度過慢,樹脂在模具內停留時間長,凝膠點和脫離點靠前,會造成脫模困難,反之則會使樹脂固化不完全而影響制品的性能;夾持力可調,因為牽引力是靠夾持力產生的摩擦力傳遞給制品的,因此不同牽引力其夾持力也不同;夾頭可隨意更換,并在夾持時夾頭需設計襯墊,以增強摩擦力,并減少對產品外表面的損傷。
    在拉擠工藝中廣泛使用的牽引裝置有兩種。一種是往復式夾持牽引裝置,它具有兩對可以在拉擠方向前后交替運動的牽引裝置。當一對牽引夾緊制品向前運動時,另一對牽引夾松開并向后移動到起始位置。
    兩者相互補充,輪流夾緊制品,實現連續的拉擠過程。
               第三節 制品的切割及設備工作原理與操作
一、技能要求
    能夠對切割機、拉擠機、攪拌機、切氈機等設備進行開停操作,能按要求對制品進行切割操作,并了解設備的工作原理。
二、相關知識
    (一)切割機的開停步驟和操作要領
    當產品達到生產所需尺寸時,進行定長切割,切割有兩種方式,設備自動切割和手動切割。對于沒有切割系統的設備,可以采用手工切割,一般使用云石機作為切割工具,切割過程中右手握住切割機的手柄,左手把住產品與鋸片保持一定的距離,注意安全。要求產品不能有劈頭,尺寸誤差不得超過允許范圍。將切割好的產品整齊碼放在指定地點,同時注意保護產品表面。在產品上要標明產品名稱、數量、批次及生產班次,以便在產品出現問題時,能夠通過這些標識有效的發現和處理。其技術要求:
    1.能根據工藝文件在拉擠機控溫儀表上設置各區溫度,能根據工藝文件設定拉擠機牽引速度、清模時間、清模頻率。
    2.能根據工藝文件調整攪拌速度與運轉時間,能在生產完畢后清洗葉輪。
    3.能在切割機使用前進行試運轉,檢查電器系統、機械傳動系統動作是否安全可靠,能將氈卷安裝在芯上,能安裝和更換切割刀具。
    (二)拉擠機結構和操作規程
    1.拉擠成型設備由以下部分組成:
    (1)增強材料傳送系統:如紗架、氈鋪展裝置、紗孔等。
    (2)樹脂浸漬區:直槽浸漬法常用,在整個浸漬過程中,纖維和氈排列應整齊有序。
    (3)預成型區域:浸漬過的增強材料依次穿過預成型裝置,以漸變方式行進,逐漸接近制品的終形狀,并擠出多余的樹脂,然后再進入模具,成型固化。
    (4)模具放置及加熱區:根據樹脂固化放熱曲線及物料與模具的摩擦性能。將模具分成2一3個不同的加熱區,其溫度由樹脂系統的性能確定。模具是拉擠成型工藝中關鍵的部分,典型模具的長度范圍在0.5m-1.2m之間。
    (5)牽引區:牽引裝置本身可以是一個履帶型拉出器或兩個往復運動的夾持裝置,以便確保連續運動。
    (6)切割區:在自動化程度較高的拉擠設備上,該區由一個自動同步移動的切割鋸按需要的長度對產品進行切割,考慮到成本原因,大部分的拉擠設備更多的是采用人工進行切割。
   (三)攪拌機工作原理及操作
    攪拌機,又稱為分散機,是化工、食品、建筑等行業中的常用機械,其核心部件是轉子結構,轉子高速旋轉所產生的高切線速度和高頻機械效應帶來強勁的動能,使物料受到強烈的機械剪切、液力剪切、離心擠壓、液層磨擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,使不相溶的固相、液相瞬間均勻地分散,經過高頻的循環往復,終得到穩定的混合物。攪拌機在拉擠工藝中主要用來配制膠液,其操作如下:
    1. 在使用攪拌機時,首先要對電源插頭進行檢查,并檢查電動機傳動裝置上護罩是否蓋牢。
    2.將配料桶放在支撐平臺上時,必須調整轉子在桶的正中央,并用夾具將配料桶夾緊。
    3.在攪拌完畢后,待攪拌完全停止下來后,方可降下支撐平臺并把配料桶取下。
   (四) 切氈機工作原理及操作規程
    切氈機拉擠生產線主要輔助設備之一,主要用來裁切不同寬度的增強氈材。切氈機的種類主要有兩種,一種是將氈固定在轉軸上,開動電機后氈卷隨軸轉動,在氈層上部,設置有活動下壓切割鋸條,通過事先測量好的裁氈寬度,固定好鋸條位置,控制好鋸條下壓力度,實現氈卷的切割。另一種是通過收卷原理設計,在收卷之前設置多個刀片,收卷同時實現多種寬度的裁切,一次可裁切出多個小的氈卷。在拉擠中使用較多的是種切氈方式,這種方式使用比較靈活,適用范圍廣。其操作如下:
    1.在使用前應空轉運行,檢查空載時的整體協調性和安全性。
    2.將氈卷外部用膠帶紙纏上,防止氈卷在切害“過程中散落,然后將氈卷紙筒對準切氈機支撐桿插入,用頂桿頂緊后,一頭固定好定位盤;另一頭調節膨脹卡頭大小,使之與氈卷紙筒內壁卡緊后,啟動電源開關
    3.根據氈卷的松緊和氈的規格選用不同的轉速,表面氈可采用高速,連續氈中速或高速,短切纖維氈低速。
    4.按要求切割完畢后,將切割鋸片放置在安全位置,并取下切好的氈,做好規格標識,放置在規定區域,以備生產人員選用。
    5.關閉切氈設備,并清理現場。
               第四節 拉擠工藝參數控制及紗架布置
    一、技能要求
    能控制溫度、壓力、牽引速度等工藝參數,能按工藝文件合理布置紗架,能對紗、氈進行工藝布置。
    能夠根據不同產品的工藝要求合理調整工藝參數。
    二、相關知識
    拉擠成型工藝,共有8道工序:纖維的引出、纖維浸漬、預成型、加熱、固化、冷卻、牽引和切割。在整個產品的生產過程中,并不是所有的工序都可以設置參數,這取決于操作者所用的設備的自動化程度。在下表中,列出了在產品生產之前,操作者必須定出的工藝參數,而打三角的參數則是備選的參數。

 


    以上參數可在一定范圍內進行調整,這些工藝參數,有些可以通過拉擠設備直接進行調整,例如模具的溫度、牽引的速度等。但還有一些工藝參數,例如制品的牽引力、清模時間等,對于功能簡單的設備,則無法直接進行調整,只能在必要的時候,采取輔助的措施進行調整。
   (二)模具溫度設置
    1.技能要求
    能根據工藝文件設定各加熱區溫度。
    2.相關知識
    模具溫度設定。拉擠模具一般有三個加熱區,它的溫度控制與分布是拉擠工藝的關鍵工藝參數之一,三區溫度不僅影響產品的表面質量而且嚴重影響產品的力學性能。若預熱區溫度太高,凝膠點前移,脫離點離模具末端太遠,牽引力增加,可能發生局部粘膜,生產中掉沫嚴重,制品表面粗糙;但預熱區溫度太低,材料預熱不充分,會造成脫模困難,牽引力增大,甚至堵模,工藝失敗。凝膠區的溫度也必須控制在適當的范圍內,若該區溫度太高,而且樹脂固化反應時放出的大量熱量可能致樹脂基體因局部溫度過高而裂解,使復合材料性能降低;若凝膠區溫度太低,使樹脂在凝膠區的固化反應不夠充分,從而導致粘膜,牽引力增加,制品表面質量差。固化區的溫度控制以使樹脂在該區充分固化為原則。溫度太低不能使樹脂完全固化;溫度太高,一是浪費能源,二是可能增大制品的內應力,影響制品的尺寸穩定性以及它的機械性能,甚至可能使使樹脂基體裂解而影響制品性能。
   (三)紗架與氈架工藝布置
    紗架的合理布置,是確保生產順利進行的重要條件之一。其做法,應依據產品工藝卡片的要求,從紗架上選取一定數量的紗團,從紗架上的小環里引出,注意不能有纏結、交又等現象,再依次穿過分紗板、壓紗夾和預成板。在穿紗過程中,始終遵循“前后對齊、上下左右平行”的原則,使紗不管在哪一階段,都應層次分明,沒有交叉、纏結的現象。有些產品要加入氈,依據產品工藝卡片對氈的寬度要求,進行裁剪。紗束穿過預成型板后,用棉線或細的纖維束將紗集束捆在一起,由操作人員在模具出口用銅絲將其牽引過模具,并拽至牽引夾具。用膠帶紙每隔一段距離將紗束纏上幾圈,纏的過程中要把紗整體拉直,盡量不能出現松緊股,確保牽引夾具將紗束夾緊后,所有紗束能同時傳遞牽引力。
    在實際生產過程中,紗團經常會出現紗結、亂紗等現象,對于這些現象要及時發現及時解決,不能讓其進入壓紗夾、預成型板,以免造成堵紗、斷紗,嚴重時會使生產中斷。較小的紗結可以將其解開即可,大的紗結可以將紗結、亂紗剪斷,再用棉線結上或采用編辮子的方式編上。對于強度要求較為嚴格的產品,紗結的存在會嚴重影響強度,接紗時可以先將其編上,等編的接頭快走到模具入口前時,把編的紗解開,紗頭包裹在行進的紗束里,用鑷子夾住,直到接頭進入模具。如不將其展開,被編的那段紗不易被樹脂浸透,會造成局部層間粘接強度下降,同時由于局部含紗量增加,在工作彎曲受力時會造成局部受力不均,產品易出現表面起毛、開裂、斷裂等現象。
    在換氈時,先把接頭對齊,采用對接的方式,用針線將前后氈縫在一起,在接頭進入模具時要用鑷子將其理順,以防接頭在入模口處堵塞。也可等前段氈快進入模具時,將后段氈的接頭夾在前段氈與紗之間,用鑷子將接頭壓住,直至所接氈能自動跟著紗同步向前走。


                第五節 新產品試制與開發
    一、技能要求
    能根據試制方案進行試模、出樣品,能以提高制品產量、質量、降低能耗和保護環境為目的,提出工藝操作方案,能承擔新制品的研發及生產操作工作。
    二、相關知識
    了解國內為拉擠工藝發展現狀及拉擠產品開發現狀。
   (一)拉擠工藝國內外發展狀況
    玻璃鋼(FRP)拉擠工業,是從50年代在美國開始發展起來的,初只是生產簡單的棒材,到了70年代,拉擠工業才在范圍內得到了速發展。
    我國是從70年代開始研究拉擠技術,研究單位有北京二五一廠、武漢工業大學等。國內有不少廠家先后從國外引進了先進的拉擠技術和設備,如北京玻鋼院復合材料有限公司從英國Pultrex公司引進8噸的拉擠設備,用于生產帳篷桿、電工梯等型材;秦皇島耀華玻璃公司玻璃鋼分廠從英國Pultrex公司引進拉擠設備,生產石油開采抽油桿等產品;中意玻璃鋼有限公司從意大利TOp Glass公司引進5條拉擠生產線,其中有一條是我國引進的光纜增強芯拉擠設備,其拉擠速度可達15m/min-35m/min。
    由于拉擠工藝的不斷發展,從小截面尺寸、形狀簡單、對稱結構的制品向大型、復雜、非對稱結構的拉擠制品發展。在拉擠制品寬度方面,己能生產1.5m左右的建筑板材,北京玻鋼院就曾利用拉擠工藝研制過幅寬1. 2米的夾芯板材,用于土木工程項目中使用。在截面形狀方面,由于應用的領域越來越廣泛,各種復雜截面的型材己紛紛問世,由此也帶來拉擠技術的不斷飛躍。
   (二)玻璃鋼拉擠制品開發和研制現狀
    在以往工藝中,拉擠制品橫斷面上的材料或結構呈不對稱時,固化后勢必產生扭曲。因此,拉擠制品的材料設計原則被認為是制品的橫斷面里的材料或結構必須對稱,但現在這種限制已被先進的拉擠工藝技術打破了。設計者可根據需要設計不對稱的截面結構,也可以采用對稱材料進行鋪設設計。工藝設計者可以利用先進的拉擠設備,采用計算機控制方法使拉擠制品保持直線。
    一個拉擠新產品的開發,包括產品結構的設計、模具的設計、工藝參數的確定等諸多內容。大部分的廠家在接到客戶的研發任務時,基本上不需要進行產品結構的設計,客戶往往會對己經確定結構的產品進行咨詢。拉擠制造者需要做的只是考慮拉擠工藝是否適合某種產品的生產,并進一步著手模具的設計、制作,后根據客戶提出的性能指標,提出合適的工藝參數的配置方案,再經過在線的反復調整和試驗,終滿足客戶的要求。其中模具設計在拉擠成型工藝中非常重要。這里重點介紹模具設計與工藝參數的制定。
    1.模具設計要求
    模具是拉擠成型技術中的重要工具,成型模具設計基本要求如下:
    (1)成型模具的截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于l0。其目的一是保證模具有足夠的強度和剛度:二是加熱后熱量分布均勻和穩定;
    (2)拉擠模具的長度與樹脂固化速度、模具加熱條件及拉擠成型速度有關。主要的是保證制品拉出時達到一定的固化程度。模具長度可以在500-1500mm之間進行選擇。除了薄壁制品和細小桿件,普通的拉擠制品模具都可以按照800-900mm長度設計,來達到正常的生產要求。
    2.在模具加工過程中,應著重對型腔加工精度作出要求,主要包括以下方面:
    (1)合模偏差是影響產品合模線質量的指標,一般要求<士0. 05mm。
    (2)模具內腔粗糙度是直接影響產品外觀的重要指標,對于拉擠模具而言,粗糙度要求應在0.2以上;加工完畢的模具,目測應光亮平整,無明顯的劃痕、加工痕、黑斑,并手感光滑,棱邊無毛刺等。
    (3)模腔硬度一般要求大于HRC50,這一指標直接影響到模具的使用壽命,硬度越高,模具可拉制的產品數量越多,通常拉擠模具應該具備5-8萬米的使用壽命。
    (4)型腔直線度要求<±0.55mm,該指標必須嚴格控制,以確保拉擠模具能夠順利拉出制品,直線度精度不夠的模具往往出現一種現象:即在正常的工藝參數設置情況下,會出現毫無任何征兆的堵塞模現象。其原因往往是因為模具出口厚度小于入口厚度,導致產品在模具中固化后,在模具出口附近受到強烈擠壓,致使產品表面磨損嚴重,甚至無法出模。
    (5)模腔尺寸在設計時,應考慮到收縮率達效,按一定比例進行放大。在不同的配方和工藝參數的情況下,收縮率會有所變化,因此這一數值不能一概而定,而應根據產品精度要求和具體工藝參數,結合操作者的
經驗綜合制定。同時應確定型腔基本尺寸的公差。
    (6)除了以上較為重要的指標,設計者還應考慮到模具測溫孔設置、合模線位置、卡位槽設置、模具出入口倒圓角等相關因素,這些要設計要根據產品工藝參數、生產設備條件而具體制定。


    2.工藝參數制定
    拉擠成型工藝參數主要包括固化溫度、固化時間,牽引張力及速度、紗團數量等。
    (1)成型溫度
    在拉擠成型過程中,材料在經過模具時發生的變化是關鍵的,一般來說,認為玻璃纖維浸膠后通過加熱的金屬模具,按其在模具中的不同狀態,把模具分為三部分,即預熱區、凝膠區和固化區。在模具上使用三對加熱板來分別加熱,并用計算機來控制溫度。脫離點是指樹脂脫離模具的點.樹脂在加熱過程中,溫度逐漸升高,粘度降低。通過預熱區后,樹脂體系開始凝膠、固化,這時產品和模具界面處的粘滯阻力增加,壁面上零速度的邊界條件被打破,在脫離點處樹脂出現速度突變,,樹脂和增強材料一起以相同的速度均勻移動,在固化區內產品受熱繼續固化,以保證出模時有足夠的固化度。
    (2)溫度的確定
    模具的加熱條件是根據樹脂體系和固化劑種類來確定的。以聚酯樹脂配方為例,首先對樹脂體系進行差動掃描式熱量計(DSC)動態掃描,得到放熱峰曲線。一般來講,模具溫度應大于樹脂的放熱峰值,溫度上限為樹脂的降解溫度。同時作樹脂的凝膠實驗,溫度、凝膠時間、拉擠速度應當匹配。預熱區溫度可以較低,凝膠區和固化區溫度相似。溫度分布應使產品固化放熱峰出現在模具中部靠后,凝膠固化分離點應控制在模具中部。一般三段溫差控制在20-30℃左右,溫度梯度不宜過大。
拉擠速度
    拉擠模具的長度一般為0.5-1.2m.由樹脂體系的固化放熱曲線初步確定模具溫度,該溫度下還必須充分考慮其它相關因素。
    在一定的溫度條件下,樹脂體系的凝膠時間對工藝參數拉擠速度的確定是非常重要的。一般來說,選擇拉擠速度要充分考慮使產品在模具中部凝膠固化,直接影響到產品的質量,產品表層會有稠狀、未固樹脂層;如果拉擠速度過慢,型材在模中停留時間過長,制品固化過度,并且降低生產效率。
    一般典型的實驗拉擠速度為300mm/min左右,拉擠工藝啟動時,速度應放慢、然后逐漸提高到正常拉擠速度。一般拉擠速度為300- 500mm/min,現代拉擠技術的發展方向之一就是高速化,目前快的拉擠速度據說可達1.5m/min.但是國內還沒有出現能夠做到這種水平的廠家。
    (4)牽引力
    牽引力是保證制品順利出模的關鍵,牽引力的大小由制品與模具之間的界面上的剪切應力來確定。通過測量浸漬樹脂的增強纖維被牽引穿過模具的一段短距離的牽引力就可測量上述界面上的剪切應力。牽引力在工藝控制中很重要。成型中若想使制品表面光潔,要求產品在脫離點
的剪切應力較小,并且盡早脫離模具。牽引力的變化反映了產品在模具中的反應狀態,它與許多因素,如:纖維含量、制品的幾何形狀與尺寸、脫模劑、溫度、拉擠速度等有關系。
   (5)各拉擠工藝變量的相關性
    加熱溫度、拉擠速度、牽引力三個工藝參數中,溫度是由樹脂系統。的特性來確定的,是拉擠工藝中應當解決的首要因素.通過樹脂固化體系的DSC曲線的峰值和有關條件,確定模具加熱的各段溫度值。拉擠速度確定的原則是在給定的模具溫度下的凝膠時間,保證制品在模具中部凝膠、固化。牽引力的制約因素較多,它與模具溫度關系很大,并受到拉擠速度的控制。拉擠速度的增加直接影響到剪切應力的大小,即脫離.點處的剪切應力,從而致牽引力的上升。
    由樹脂體系固化的放熱峰曲線確定的模具溫度分布是我們確定其它工藝參數的前提。由此選擇的拉擠速度必須與溫度匹配,模具溫度高,牽引速度應適當增加。樹脂的凝膠點可以通過調整模具溫度和牽引速度來確定,模具溫度太高或反應太快時,將引起產品熱開裂。因此,利用分區加熱模具,把加熱區分為預熱區、凝膠區和固化區,可達到優化拉擠工藝,減少產品熱開裂的目的。
    為了提高生產效率,一般盡可能提高拉擠速度。對于較厚的制品,應選擇較低拉速或使用較長的模具,并增加模具溫度,其目的在于使產品較好的固化,從而提高制品的性能。
                     第六節設備大修的調試與驗收
    一、技能要求
    能制定大修后質量驗收標準,能按標準逐項檢查設備狀態是否達到標準,能正確填寫驗收報告。
    二、相關知識   (一)設備大修的驗收和歸檔知識
    在新的拉擠設備制造完畢之日起,生產廠家就必須著手準備設備驗收工作。設備的驗收分為在制造方工廠的驗收和設備安裝并實現運轉后的驗收。一般來說,應遵循以下原則:
    1.設備驗收前準備
    簽訂設備購置合同后,使用單位應預先安排或培訓專職技術人員,熟悉制造方提供的技術資料。對有特殊要求的設備,使用單位應派技術人員按照所購設備對運行條件的要求,做好設備安裝前的準備工作。
    有能力的廠家,可以成立專門的驗收小組,制定驗收方案。如果安裝、驗收有困難,可以邀請有關專家、工程技術人員協助安裝、驗收。
    2.驗收要求
   (1)外觀檢查
    a.檢查設備內“卜包裝是否完好,有無破損、碰傷、變形等情況。
    b・檢查設備及附件外表有無殘損、銹蝕、碰傷等。
    C.如發現上述問題,應做詳細記錄,并拍照留據。
    (2)數量驗收
    a.以供貨合同和裝箱單為依據,檢查主機、附件的規格、型號、配置及數量,并逐件清查核對。
    b.認真檢查隨機資料是否齊全,如設備說明書、操作規程、檢修冊、產品檢驗合格證書等。
    c .做好數量驗收記錄,寫明驗收地點、時間、參力口人員、箱號、品名應到和實到數量等。
    (3)質量驗收
    a.要嚴格按照合同條款、儀器使用說明書、操作手冊的規定和程序進行安裝試機。
    b.對照儀器說明書,認真進行各種技術參數測試,檢查設備的技術指標和性能是否達到要求。
    c .質量驗收時要認真做好記錄。若設備出現質量問題,應將詳細情況書面通知供貨單位。視情況決定是否退貨、更換或要求廠商派人檢修。
    本章小結
    本章主要介紹了拉擠生產各個工序的操作內容和所用的設備及使用方法。對于操作者來說,這一章的學習應盡量與實踐相結合,以更加深入地理解本章節內容。并將其運用到實踐中去。

 

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