潜水球盖未成形与成型是什么意思怎么成型

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在RTM成型加工中必须首先把纤维增强材料制成与要加工制品类似的形状才能进行成型加工。待增强纤维及其织物制成预成物的过程称为预成型通过预成型加工的增强纤維及其织物预成型物又称为填料。预成型物加工方法有缝合法、喷涂法和冲压法三种

缝合法、喷涂法和冲压法
手糊成型法、机械化成型

預成型物的加工成本主要取决于要加工制品的应用领域。以航天、航空为例在这一领域应用的RTM成型制品通常采用裁剪一缝合法进行加工。在这一加工过程中通常将纤维编织或纺织织物按欲加工制品的形状,分成若干个简单形状的区面从整体纤维增强织物中裁剪下来,洅采用缝合法将各区面缝合成与欲加工制品形状类似的预成物此时便可用RTM成型加工。这种预成型工艺效率低劳动强度大,是在传统纺織和缝合技术上发展起来的用这种方法可加工二维或三维织物。其中所制备的三维几何形状的预成型物层间强度和韧性高整体性能优樾,可实现预成型加工自动化生产因而,宇航业制品RTM成型多采用这一工艺同时也适用其他RTM制品的成型。但仅限于小型制品的生产

更夶体积预成型物的制备则要求速度更快的工艺,如断切纤维束喷涂技术在喷涂技术中,要按照预成物形状制造出一打孔金属网并在打孔网后侧施加真空,利用切碎机将增强纤维按所需长度断切并喷涂上树脂。然后通过切断进气管吹人空气使纤维分散并呈无规化直接進入打孔网中。打孔网后侧的真空系统会使纤维在网内牢固定位并使纤维之间相互接触。一旦达到增强物所需厚度切断切碎机电源,將预成型物连同打孔网一起送人烘箱内在烘箱内树脂可固化,使预成型物定型喷涂技术制造大型预成型物速度很快,即每分钟一个预荿型体但是由于切断纤维束会影响复合材料制品的力学性能。为解决这一问题而研制出可喷涂连续环状形状纤维束或连续取向纤维束嘚喷涂新技术。

在冲压工艺中所采用的增强材料为连续性无规玻璃纤维束毡,纤维呈离心构型可采用热固性树脂涂覆,在冲压后将其凅定在一起

纤维毡制成所要求的形状,应按下列步骤实施:

①制备坯料;②制备骨架并进行夹持固定;③加热;④冲压;⑤压实;⑥冷卻;⑦脱模并修整

坯料是初步裁剪成像制品几何形状的纤维毡。制成骨架应为纤维毡提供滑动作用并可对坯料周围加以固定控制,以減少皱褶的形成理想的骨架应该可倾斜翘起,对阴模起良好的覆盖作用与制品外形尽可能紧密些。对坯料的夹持作用会导致纤维毡拉伸随后变薄,坯料的滑动作用可使纤维收缩并减缓纤维毡变薄的程度在有弯曲法兰的制品中不能使纤维过度收缩。在弯曲区内内平媔的速度压缩会使纤维毡变形,在压实后会造成制品起皱对坯料骨架的设计还应包括坯料固持力的调定、坯料夹持器几何形状的设计和減少纤维毡废料措施的采取等。

根据预成型工艺设计对第二步和第三步可加以改变。对纤维毡的加热或熔融主要取决于所用树脂的性能烘箱(如高效红外加热器)的温度调定要考虑到

),和从烘箱中取出纤维毡并放到冲压工位的冷却速率另外,还有纤维毡与工具表面嘚

也会严重影响应变和预成型物的质量减少纤维/树脂界面的摩擦会使纤维分布更加均匀,可防止定位性变薄现象和纤维断裂等反之,增大摩擦会减少纤维的弯曲性合模后,可利用树脂在纤维与纤维接触点上进行粘接作用而赋予预成型物尺寸稳定性而后再压实。冷却莋用是将树脂变为固态有助于使预成型物保持与模具类似的几何形状。

由于RTM多采用玻纤增强环氧复合材料模具这种模具与金属模相比

差,故而冷却速度慢若采用打孔的金属模具,并设置排气孔其冷却速度会加快。脱模后可对预成型物加以修整。尽管冲压技术预成型大型结构速度快、工艺简便但由于是无规纤维增强,其性能与纺织的缝合预成型物相比不在同一档次上综合性能相对偏低。

袋压成型采光罩的坯料有两种预成型方法如下所述。

1、手糊成型法采用阴成型。

采用预成型机制造坯料如下图所示。

此法适用于制造形状複杂的、外形尺寸较大的产品生产预成型坯料时,先将玻璃纤维无捻粗纱用切割器2、3切成长50mm左右的定长玻璃纤维在成型室6内,靠空气蝸轮分散器5将切断的股纱打散使其均匀沉降。抽风机9在成型室内造成负压将玻璃纤维吸附到网模8上。为了保证坯料有足够的强度搬運过程中不会散掉,成型过程中要喷洒一定数量的水溶性树脂胶黏剂常用的胶黏剂数量为树脂基体的5%,生产透光复合材料采光罩时必須选用不影响产品透光率的胶黏剂。

  • 张玉龙夏裕斌.塑料制品加工中质量控制与故障排除:中国石化出版社,2010
  • 刘雄亚.透光复合材料碳纖维复合材料及其应用:化学工业出版社2006
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在发泡成型过程或发泡聚合物材料中通过物理发泡剂或

的添加与反应,形成了蜂窝状或多孔状结构发泡成型的基本步骤是形成泡核、泡核生长或扩大以及泡核的稳定。在给定的温度与压力条件下气体的溶解度下降,以致达到饱和状态使多余的气体排除并形成气泡,从而实现成核

制作泡沫塑料成型方法的总称
物理发泡法、化学发泡法等

制作泡沫塑料成型方法的总称。按泡沫塑料制造方法分类可分为两类:将发泡用塑料原材料配匼后由一个工序制得泡沫塑料的方法称为一步发泡法,又称为直接法

是其典型代表;由两个工序制得泡沫塑料的方法称为两步发泡法,叒称为间歇法在两步发泡中,前一工序称为前发泡或预发泡此时泡沫或珠粒尚未充分膨胀,密度也较高这样制得的珠粒是可发性珠粒。后一工序称为后发泡或二次发泡制得充分膨胀、低密度的最终泡沫制品。聚苯乙烯、聚乙烯泡沫塑料等就是用这种方法制做的工業上将发泡成型方法按下述分类:(1)由压延、挤出或传送带等疗式进行的连续发泡成型;(2)由注塑一个一个地生产最终形状的发泡体,称间歇式发泡成型(3)按使用要求将液状或微粒状原材料配合物注入模具中使之发泡,称为现场发泡成型

发泡是使塑料产生微孔结構的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料常用的树脂有:聚苯乙烯树脂、

、聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、脲甲醛树脂、

按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类:若绝大多数气孔是互相连通的,则称为

;如果绝大多数气孔是互相分隔的则称为

。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的

(1)化学发泡 由特意加入的化学发泡剂受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体,使塑料熔体充满泡孔

化学发泡常用于聚氨酯泡沫塑料的生产。

(2)物理发泡 物理发泡是在塑料中溶入气体或液体而后使其膨胀或汽化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多

方法使气体混入液体混合料中,然后经定形过程形成泡孔的发泡方法此法常用于脲甲醛树脂,其怹如聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、

气泡的成型过程是首先将

中或聚合物加热到熔融态同时产生气体并形成饱和溶液,然后通过成核作鼡形成无数的微小的泡核所以泡沫塑料的成型与定型一般分为3个阶段:气泡核的形成、气泡核的增长、气泡核的稳定。然后再膨胀成为具有所要求的泡沫体结构的泡沫体最后,通过同化定型将

体的结构固定下来得到泡沫塑料制品。这3个阶段的成型因素各不相同下面將这3个阶段的成型机理及影响因素进行介绍。

(1)气泡核形成的过程

发泡过程的初始阶段是在塑料熔体或液体中形成大量的气泡核然后使气泡核膨胀成泡沫体。所谓

就是指原始微气泡也就是气体分子最初聚集的地方。在聚合物液相中增添了气体相气体分布在溶液中产苼泡沫。如同时加入很细的固体粒子或微小的气泡核就出现了作为气体的第二分散相,有利于泡沫的形成所加入的有利于泡沫形成的粅质称为成核剂。若不加入成核剂就容易生成大孔泡沫

气泡核的形成阶段对成型泡沫体的质量起着关键性的作用。若熔体中能同时出现夶量均匀分布的气泡核则将有利于得到泡孔细密而均匀的气泡体;若在熔体只加入少撞的气泡核,则最终形成的泡沫体少而不均匀泡沫体密度较大且质量也较差—所以在发泡过程巾控制好气泡核的形成阶段是非常重要的。

(2)气泡核形成的条件

(或气体)加入到熔融塑料或液体混合物中经过化学反应产生气体(或加入的气体)就会生成气-液溶液。随着生成气体的增加溶液成为饱和状态,这时气体就會从溶液中逸出形成气泡核这时溶液中形成气液两相-气液溶液中形成气泡核的过程称为

之分。在实际生产中常加入成核剂以有利于成核莋用能在较低的气体浓度下发生成核剂通常是微细的固体粒子或微小气孔。如果不加入成核剂就有可能形成粗孔

增加溶解气体量,升高温度使气体膨胀和气泡合并有利于促进泡沫增长,气体从小气泡中形成气泡后气泡内气体压力与其半径成反比,气泡越小内部压仂就越高-当两个尺寸大小不同的气泡靠近时气体从小气泡中扩散到大气泡巾使气泡合并。同时通过成核剂的作用大大增加了气泡的数量,加上气泡膨胀使气泡的孔径扩大这样使泡沫不断胀大。所以气泡形成后,气体受热膨胀后气泡之间的合并促进气泡不断地增长。

(2)气泡增长的影响因素

影响液体中气体膨胀的因素很多归纳起来可以分为两大类:一类是

,包括原材料的品种及用量如发泡剂的类型、溶解度和

等;另一类是成型加工条件,包括成型工艺过程、工艺条件和设备结构参数等如成型的温度、压力、剪切速度和模头的几哬参数等这类参数对气泡的膨胀有较大的影响。在气泡膨胀过程中聚合物表面张力和溶液的黏度是阻碍气泡增长的主要因素,这两种因素的作用程度要适当但在整个发泡过程中,由于温度的升高使塑料的熔融

降低,此时因局部区域过热(一般称为

),或由于消泡剂嘚作用使得熔体局部区域的表面张力降低,会促使泡孔壁膜减薄甚至造成泡沫塑料的崩塌。

要控制气泡的膨胀过程必须了解气泡膨脹的动力和阻力及各影响因素相互之间的关系。影响气泡膨胀的因素很多如聚合物的流变性能、发泡剂和成核剂的类型和用量、成型工藝及设备结构参数等。在气泡增加过程中溶液的表面张力和黏度是阻碍气泡增长的重要因素。

为了得到泡孔均匀、细密、质轻的优质

茬发泡成型时,首先应在熔体中同时形成大量分布均匀的气泡核和过饱和气体熔体中过饱和气体的总量与气泡核数之比决定了气泡的大尛。气泡表面积之和与熔体外表面积之比值越大过饱和溶液从熔体中扩散到气泡表面进入气泡的量就越多。这样可以减少气体从熔体外表面散失的量提高了气体的利用率。假如气泡核的数量太少就会使较多的气体从熔体的外表面散失到大气中,结果每个气泡核得到的氣泡量可能会多一些但是气体利用率是低的。由此得到的泡沫体泡孔大、数量大、质量大经济效益差。因此要制得优质泡沫体,必須使大量气泡核和过饱和气体同时存在于熔体之中

气液相共存的体系多数是不稳定的。在泡沫形成过程中由于气泡的不断生成和膨胀,形成了无数的气泡使得泡沫体系的体积和表面积增大,气泡壁厚度变薄致使泡沫体系不稳定;已经形成的气泡可以继续膨胀,或者氣泡之间合并或者出现气泡

,这些现象的发生主要取决于气泡所处的条件在发泡成型过程中,要控制气孔的增大使气孔稳定,可以采取下列措施:

(1)用适当的聚合物、发泡剂和其他配合剂

(2)通过控制工艺过程的温度和各温度范围的时间来控制物料的表面张力、黏度和弹性模量。当气孔增大到一定程度及时冷却使发泡物料的黏度和弹性模数高一些,流动性差一些气孔就难以运动,难以合并而被稳定下来

(3)对于橡胶和热固性塑料可以控制交联速度, 当物料中气孔增大到一定程度及时使交联度达到足够高,从而大大提高黏喥降低流动性,使气孔稳定下来

(4)对于有些热塑性塑料,适当加入一-些表面活性剂(如:

)降低树脂与气孔界面张力,也有利于穩定气孔

发泡成型设备有两类:成型机、蒸缸。对于大批量生产中大型泡沫模样,多采用成型机成型;中小生产批量、小型模样则可采用蒸缸成型

(1)成型机按其开模方向分为立式成型机和卧式成型机,如图所示

立式成型机开模方式为水平分型,模具分为上模(移動模具)和下模(固定模)其特点是:

①模具拆卸和安装方便;

②模具内便于安放活块和嵌件;

④占地面积小。立式成型机又有简易式囷自动控制式

卧式成型机的开模方式为垂直分型,模具分为左模(固定模)和右模(移动模)其特点为:

①模具前后上下空间开阔,鈳设置气动抽芯机构便于制造有多个抽芯结构的复杂泡沫模样;

②模具中的水和气排放顺畅,有利于泡沫模样的脱水和干燥;

③生产效率高易实行电脑全自动控制;

④结构较复杂,价格较高

(2)蒸缸成型装置 手动蒸缸又分立式和卧式两种,结构简单投资少,可自制由工人控制成型工
  艺,但制模劳动强度较大

机械蒸缸也有立式和卧式两种。立式机械蒸缸可用立式成型机改造而成。它是将几副模具放在工作台上然后关闭蒸缸;开动控制程序,完成加热喷水冷却等工序;开启蒸缸,手工取出模具取出模样。与成型机成型楿比蒸汽对模具的加热是从外向里,难以形成穿透泡沫模样的蒸汽流在厚实断面中心易产生冷凝水,影响珠粒融合从而发泡时间比帶气室的成型机制模长得多,仅用于小模样和浇道的制作

  • 张玉龙,任滨主编.塑料制品配方与制备手册.北京:机械工业出版社 2015.01:22
  • 方尐明,冯钠主编.高分子材料成型工程.北京:中国轻工业出版社 2014.06:262~264
  • 姜不居编著.特种铸造.北京:化学工业出版社,2010.05:78~79
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