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我國玻璃鋼拉擠成型工藝、產品應用及現狀(下)

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-01-11  來源:FRPAPP.COM  瀏覽次數:249
核心提示:拉擠行業的現狀我國的拉擠工業在近年來發展很快,由于投資小上馬快,呈現普遍開花現象,但規模都不是很大。

 三、拉擠工藝用設備

  1、送紗及送氈裝置

  送紗裝置主要是放置生產所必須的玻璃纖維粗紗紗團紗架。結構一般很緊湊,這樣可以減少占地面積。大小取決于紗團的數目,而紗團的數目又取決于制品的尺寸。一般要求穩固、換紗方便、導紗自如、無任何障礙,并能組合使用。有框式和梳式兩種形式,可按裝腳輪,便于移動。 送氈裝置主要是安放在用的各種氈材并能順利準確地導出的材料架。在送進過程中,不必給氈材增加張力。氈材在通常情況下一般不浸膠,而是直接送入模具。

  2、浸膠裝置

  浸膠裝置由樹脂槽、導向輥、壓輥、分紗柵板、擠膠輥等組成。槽內配以導紗壓紗輥,樹脂槽的前后要形成一定的角度,使粗紗在進出樹脂槽時的彎曲角度不至于太大而增加張力。為了能調節樹脂的溫度,樹脂槽一般還設有加熱裝置,這對于環氧樹脂的拉擠尤為重要。
  3、預成型裝置

  預成型裝置是根據制品品種的要求使浸透了樹脂的增強材料逐步除去多余的樹脂,排除氣泡,將產品所需的紗和氈合理地、準確地組合在一起,確保它們的相對位置并使其形狀漸縮并接近于成型模的進口形狀。然后再進入模具,進行成型固化。預成型裝置沒有固定的模式,要根據產品的形狀和要求及操作習慣來設計。

  4、成型模具

  成型模具是拉擠成型技術的重要工具,成型模具橫截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于10,以保證模具有足夠的強度和剛度,加熱后熱量分布均勻和穩定。成型模具的長度是根據成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定,以保證制品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻,模腔表面要光潔,耐磨,以減少拉擠成型中的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。
  5、牽引設備

  牽引機是拉擠成型工藝中的主機,它必須具備夾持與牽引兩大功能,夾持力、牽引力、牽引速度均需可調。牽引機有履帶式和液壓式兩大類。履帶式牽引機的特點是運動平穩、速度變化量小、結構簡單,適用于生產有對稱面的型材、棒、管等。另一種是液壓牽引機,具有體積緊湊、慣性小,能在很大的范圍內實現無級調速、運動平穩,與電氣、壓縮空氣相配合,可以實現多種自動化,用于玻璃鋼制品拉擠是非常合適的。

  6、切割裝置

  一般采用標準的圓盤鋸式人造金剛石鋸片,有手動切割和自動切割。自動切割機可以為拉擠生產的自動化提供保障,效率更高。

四 輔助設備

  1、配料工具

  為保證拉擠生產連續而穩定的進行,膠料的配制應當準確,盡量做到所配膠料的一致性。配料工具的選擇和配制顯得很重要。但在有些生產廠家對此缺乏充分的認識,配料時很隨意,使生產過程不穩定,制品質量波動很大。

  2、攪拌設備

  攪拌機是拉擠生產線主要輔助設備之一。液壓升降式攪拌機可以滿足拉擠工藝配制膠料的需要。目前在很多小型的拉擠生產廠家在配制膠料中對攪拌的重要性認識不足,導致膠料分散不均,制品質量的穩定性很難保證。

  3、切氈機

  拉擠生產中的玻璃纖維氈片要根據具體制品的需要裁剪成規定寬度的尺寸,通常采用切氈機和裁氈機來滿足生產需要。切氈機是裁切各種纖維氈的專用設備,是拉擠生產線輔助設備之一??梢酝瓿刹煌瑲志砹?、不同氈寬的切割需求,操作簡便,切氈外表整齊,精確。

五、工藝及控制

  1、拉擠工藝

  拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無捻粗紗從紗架引出后,經過導紗裝置進入樹脂槽浸透樹脂膠液,然后進入預成型模,將多余樹脂和氣泡排出,再進入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機連續不斷地從模具拉出,最后由切斷機定長切斷。

  拉擠成型工藝中除立式和臥式機組外,尚有彎曲形制品拉擠成型工藝,反應注射拉擠工藝等。

  增強熱塑性塑料拉擠工藝在最近幾年也取得了一定的突破。最近美國道化學公司采用聚氨酯與玻纖經過拉擠制成強度、韌性、抗損傷性能均很優良的型材。其拉擠速度可達到熱固性塑料拉擠速度的10倍。

  2、工藝控制

  拉擠成型工藝控制的參數主要包括成型溫度、固化時間、牽引張力及牽引速度等。

  (1)成型溫度

  在拉擠成型過程中,材料在穿越模具時發生的變化是最關鍵的。 玻璃纖維浸膠后通過加熱的金屬模具,一般將連續拉擠過程分為預熱區、膠凝區和固化區。在模具上使用加熱板或加熱套來加熱。樹脂在加熱過程中,溫度逐漸升高,粘度降低。通過預熱區后,樹脂體系開始膠凝、固化,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。 模具的加熱條件是根據樹脂體系來確定的。

  以聚酯樹脂配方為例,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。溫度、膠凝時間、拉速應當匹配。預熱區溫度可以較低,膠凝區與固化區溫度相似。溫度分布應使產品固化放熱峰出現在模具中部靠前,膠凝固化分離點應控制在模具中部。溫度梯度不宜過大。

  (2)拉擠速度的確定
  拉擠模具的長度一般為0.6-1.2m。在一定的溫度條件下,樹脂體系的膠凝時間對工藝參數速度的確定是非常重要的。一般的說,選擇拉擠速度要充分考慮使產品在模具中部膠凝固化,也即脫離點在中部并盡量靠前。如果拉擠速度過快、制品固化不良或者不能固化,直接影響到產品質量;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。 拉擠工藝在啟動時,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500一1300mm/min?,F代拉擠技術的發展方向之一就是高速化。

  (3)牽引力

  牽引力是保證制品順利出模的關鍵,牽引力的大小由產品與模具之間的界面上的剪切應力來確定。在模具中剪切力是隨拉速的變化而變化的。 模具入口處的剪切應力與模具壁附近樹脂的粘滯阻力相一致。通過升溫,在模具預熱區內,樹脂粘度隨溫度升高而降低,剪切力也開始下降。初始峰值的變化由樹脂粘性流體的性質決定。另外,填料含量和模具入口溫度也對初始剪切力影響很大。

  由于樹脂固化反應,它的粘度增加而產生第2個剪切應力峰。該值對應于樹脂與模具壁面的脫離點,并與拉速關系很大,當牽引速度增加時,這個點的剪切力大大減小。

  最后,第3區域也即模具出口處,出現連續的剪切應力,這是由于在固化區中與模具壁摩擦引起的,這個摩擦力較小。 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。牽引力的變化反應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、拉速等有關系。

  (4)各拉擠工藝變量的相關性

  熱參數、拉速、牽引力三個工藝參數中,熱參數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。拉擠速度確定的原則是在給定的模內溫度下的膠凝時間,保證制品在模具中部膠凝、固化。

  牽引力的制約因素較多,如:它與模具溫度關系很大,并受到拉擠速度的控制。拉速的增加直接影響到剪切應力的第二個峰值,即脫離點處的剪切應力;脫模劑的影響也是不容忽視的因素。

  為了提高生產效率,一般盡可能提高拉速。這樣可降低模具剪切應力,以及制品表面質量。對于較厚的制品,應選擇較低拉速或使用較長的模具,增加模具溫度,其目的在于使產品能較好地固化,從而提高制品的性能。

  為了降低牽引力,使產品順利脫模,采用良好的脫模劑是十分必要的,有時這在成型工藝中起到決定性的作用。

六、產品應用
  拉擠玻璃鋼的應用范圍究竟有多大,這是人們關心的一個問題。據統計拉擠玻璃鋼可以在國民經濟各個產業部門中都有應用。大致有以下幾個方面:

  a、電氣市場

  這是拉擠玻璃鋼應用最早的個市場,目前成功開發應用的產品有:電纜橋架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器隔離棒、電機槽楔、路燈柱、電鐵第三軌護板、光纖電纜芯材等。在這個市場中還有許多值得我們進一步開發的產品。

  b、化工、防腐市場

  化工防腐是拉擠玻璃鋼的一大用戶,成功應用的有:玻璃鋼抽油桿、冷卻塔支架、海上采油設備平臺、行走格柵、樓梯扶手及支架、各種化學腐蝕環境下的結構支架、水處理廠蓋板等。

   c、消費娛樂市場

  這是一個潛力巨大的市場,目前開發應用的有:釣魚竿、帳篷桿、雨傘骨架、旗桿、工具手柄、燈柱、欄桿、扶手、樓梯、無線電天線、游艇碼頭、園林工具及附件。

  d、建筑市場

  在建筑市場拉擠玻璃鋼己滲入傳統材料的市場,如:門窗、混凝土模板、腳手架、樓梯扶手、房屋隔間墻板、筋材、裝飾材料等。值得注意的是筋材和裝飾材料將有很大的上升空間。

  e、道路交通市場

  成功應用的有:高速公路兩側隔離欄、道路標志牌、人行天橋、隔音壁、冷藏車構件等。

  f、農村市場

  畜圈、禽舍用圍墻柵、溫室框架、支撐構件、藤棚、輸水槽等。農村是一個潛在的大市場,但因為價格因素制約了其開發的空間。

 

七、行業現狀

  1、拉擠行業的現狀我國的拉擠工業在近年來發展很快,由于投資小上馬快,呈現普遍開花現象,但規模都不是很大。國內拉擠廠大致分為:

  (1)國外引進設備和技術的原始廠。

  (2)由原始廠的從業人員在取得拉擠經驗和銷售渠道而自立門戶的創業者。

  (3)由用戶轉為制造的自產自銷者。

  (4)因手上有訂單而開始購買設備與技術的創業者。

  這樣的狀況形成目前大都數拉擠廠家都專注于一個市場、一種產品、一種工藝,甚至只對一個用戶。他們對自已掌握的技術和用戶嚴守秘密,其結果是沒有足夠的人員或時間來試驗新材料的開發,更談不上市場的開發。

  正是由于拉擠生產線上馬快,導致很多廠家是在低水平上的重復。由于國內市場的開發力度不足,很多產品都是銷往國外,而訂單大都掌握在國外的代理商手里,形成一塊蛋糕大家搶,勢必自家打起價格戰,樂壞了代理商。

  2、拉擠現狀的擔憂

  目前國內拉擠制品很多已形成系列,例如槽型、角型、工字型、方管、矩形管、圓管、圓棒等,但各生產廠家的規格尺寸,尤其是力學性能指標各生產廠差距較大,造成用戶在設計和使用上的不方便。更易使劣質產品混入市場,產生質量事故,造成不良影響。 由于市場的競爭,制品的贏利空間越來越小,這樣價低質差的原輔材料便迎合了某些生產廠家,直接后果是產品質量下降,最后形成一個怪圈,面多了加水,水多了加面。這樣不利于拉擠工業的發展。

 
 
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