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玻璃鋼模具制造技術(shù)
時間:2015-04-21 08:08:01 點擊次數(shù):

    制造頂級質(zhì)量的模具,應從工場硬件、管理水平、人員培訓三方面人手并達到優(yōu)秀的水準。必須在模具材料選擇、工藝規(guī)程合理安排、質(zhì)量的檢測等方面進行扎實有效的工作。

一、制造模具的條件:
1、環(huán)境條件
    溫度:理想的溫度范圍為21-28°C。在制造原模和模具的過程中應始終保持這樣的環(huán)境溫度。模具制造所使用的基體材料應有最佳的化學反應過程,環(huán)境因素不適合,會延長或加快這一過程,對模具的性能產(chǎn)生不利影響。
    濕度:濕度對膠衣和樹脂固化有重要的影響,若在制造模具時相對濕度大于或等于70﹪時,對基體材料的固化產(chǎn)生不利影響,應慎重,并應等待至合適的生產(chǎn)條件或采取除濕措施。
2、完善的車間管理
    模具制造的車間,應具備化工產(chǎn)品存儲條件、控制溫度、濕度的設(shè)備和清潔的工作場地。管理方面需要有按工藝流程定置區(qū)域劃分,工藝規(guī)程卡、作業(yè)指導書、質(zhì)量跟蹤卡等控制文件完備、記錄詳細。
3、壓縮空氣
    純凈、干燥的氣源供應是制造高品質(zhì)模具的另一要素。氣管中少量的水或油都會給模具膠衣帶來重要影響。需匹配一臺安置于良好環(huán)境中的空壓機,并為其配備有效的空氣干燥器和油水分離器,還要有穩(wěn)壓與調(diào)壓系統(tǒng)。
4、原料
    盡可能選用最優(yōu)質(zhì)的原材料,是制造高質(zhì)量玻璃鋼模具的又一重要條件。用于制造模具的原材料成本對于總成本來講只占很小的比例,千萬不要試圖節(jié)約。
5、安排合理的工藝流程
    無論是采用傳統(tǒng)的鋪層方法,還是選用低收縮系統(tǒng),所要求的時間均由這些材料的固化特性來決定。企圖走捷徑或加快工藝過程,都將對模具的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
6、訓練有素的技術(shù)工人
    所謂訓練有素就是具備常識性基本知識和專業(yè)技能,有良好的行為習慣、能夠自覺規(guī)范個人行為。

玻璃鋼模具制造技術(shù)

二、材料的選擇:
A、 原模材料
    原模是制造優(yōu)質(zhì)玻璃鋼模具的最重要前提。原模的基體材料的選擇主要依據(jù)模具類型和尺寸,以及制作不同類型模具時所獲得的經(jīng)驗來決定。基于鋪層熱力學原理,原模表面材料的不同密度、接縫、螺釘孔等缺陷的消除,必須有一層熱傳遞速度一致、具有一定的剛性的材料做表面處理材料的基材。在種基材上,使用易打磨材料來修正原模表面的輪廓尺寸的精確性、光順性,使用具有高光亮表面的氣干型膠衣來得到高光亮度的原模表面。
原模表面的輪廓尺寸的精確性、光順性、光亮度直接決定玻璃鋼模具的質(zhì)量。
確保原模表面的輪廓尺寸的精確性、光順性需要具有下列特點的材料:
1.氣干的噴射型、可快速累計一定厚度
2.低隙孔、易打磨修形
3.耐溫性好
確保原模表面的高光亮度需要具有下列特點的材料:
1.氣干的噴射型
2.低隙孔、易水磨
3.耐溫性好
4.表面光潔、細膩
B、 原模表面脫模材料的要求
1.確保脫模
2.不影響原模表面光亮度
3.脫模材料不轉(zhuǎn)移到模具上
C、模具的材料:
    衡量模具的制作水平最重要是模具膠衣表面的光亮度、光順度、光澤、表面的孔隙率等。這是靠工藝水平來決定。而模具表面質(zhì)量保持時間的長短,也就是通常說的模具壽命,則是靠模具材料性能來決定。
模具膠衣:
模具膠衣目前主要有乙烯基模具膠衣和間苯型不飽和聚酯模具膠衣。
模具膠衣的樹脂結(jié)構(gòu)賦予最終的模具表面機械強度、光亮度、耐侯耐化學性及柔韌性。
模具膠衣的操作過程是模具制造中至關(guān)重要的一步,模具膠衣就是整個模具,所有的后鋪層及結(jié)構(gòu)骨架都是為模具表面膠衣層服務(wù)的。
模具膠衣比一般產(chǎn)品膠衣需要更高的使用和固化條件。高質(zhì)量的模具表面要求十分精密的模具膠衣操作及混合過程。
因此模具膠衣材料的性能、環(huán)境控制裝備、工藝技術(shù)水平,是決定模具制作的關(guān)鍵。
模具膠衣施工工藝裝備
    采用噴射設(shè)備涂敷模具膠衣是模具制作工藝中一個重要環(huán)節(jié)??梢赃x用兩種類型的噴射設(shè)備,一種是典型地用于產(chǎn)品膠衣噴射的設(shè)備,另一種為空氣霧化壓力噴壺。兩種類型的設(shè)備均能生產(chǎn)出高質(zhì)量膠衣表面。但在操作時,您必須考慮到以下幾點:
    對于典型的膠衣噴射設(shè)備,固化劑通過內(nèi)混或外混方式注入原料中。這些噴槍很容易使用而且通常比噴壺的效率高。然而,需要注意的是如果固化劑的比例和分布出現(xiàn)偏差,傳輸系統(tǒng)出問題或扇形混合物分布不好,就有可能造成膠衣缺陷。
    許多模具制作者選擇使用一個空氣霧化噴壺來消除生產(chǎn)工藝出現(xiàn)的偏差。在噴壺槍里,固化劑通過手動混合保證了準確的比例。此外,扇形混合物的分布產(chǎn)生一非常細的霧化效果,但噴涂的速度比泵送系統(tǒng)慢,其工作時間受到原料膠凝時間的限制。
a、混合
    在使用前用一氣動的攪拌器徹底攪拌每一桶模具膠衣,并確保桶里所有的材料都得到完全的混合。不能采用手動混合方式,也不要因為害怕空氣混入模具膠衣,而降低混合的完全程度,要確保桶底部和桶邊的膠衣也能被完全的混合。然后在使用前,允許膠衣停留幾分鐘以恢復到它自身的黏度及消泡。
b、溫度
核實膠衣的溫度是否在23-28°C范圍內(nèi),如果不在范圍內(nèi),應采取措施。
c、固化劑在不同類型材料中、不同工藝中的性能,進行測試與選擇。
d、凝膠時間
膠衣質(zhì)檢的下一步是驗證凝膠時間,這將證明模具膠衣是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。核實凝膠時間是過程簡單并且不要求什麼設(shè)備。
1.檢測樣品應達到標準測試溫度25℃;
2.加入指定數(shù)量的固化劑量并混合均勻;
3.記錄下從固化劑加入到凝膠的時間。
    膠衣供貨商會推薦設(shè)備并提供詳細說明指導用戶在自已的工廠進行膠衣質(zhì)檢。在工廠內(nèi)進行模具材料的質(zhì)檢是很重要的,可視為制模工藝中的一部分。
    在原模上涂沫完脫模劑后,就該開始噴膠衣了。膠衣分別噴兩層,模具膠衣的厚度是需要極嚴格控制的,這就要求在每噴過一遍膠衣后,都要在模具表面很多地方精確計量膠衣層的厚度。
正確的膠衣操作方法如下:
1、第一遍噴厚度為約0.15-0.2mm厚度的模具膠衣。
2、與第一遍成垂直方向噴第二遍膠衣。
3、再按第一遍的方向噴最后一遍膠衣,現(xiàn)在整層膠衣的厚度就是0.5-0.6mm。
4、在第一層膠衣固化之后(通常情況下模具膠衣90-120分鐘固化),才能噴另一層膠衣。該遍膠衣不能超過第一膠衣厚度的三分之二。
5、與第一層膠衣的噴射方法一樣(上面的1、2步驟)噴第二層0.3-0.4mm的膠衣。
膠衣的噴射遵循先難后易、先溝槽后平面的原則,盡量避免局部過厚,在噴射角度不理想的情況下,可采用先手刷輔助的方法。
模具鋪層
    模具膠衣需要二小時到三個半小時,即理想狀態(tài)下的模具膠衣初凝時間是五十分鐘,固化時間為一百分鐘。等第二層膠衣固化后,就可以鋪制基層了。對于制作玻璃鋼模具有兩種常見的鋪層方法。一種是傳統(tǒng)的多步驟鋪層方法,另一種是快速低收縮系統(tǒng)鋪層法。
a.傳統(tǒng)的模具鋪層方法
A、原料:
1、模具樹脂
    模具樹脂應具有較高的熱變形溫度和低收縮性。間苯樹脂、乙烯基樹脂及DCPD樹脂均可作為模具樹脂。
    乙烯基型聚酯樹脂高固含量、觸變性、已促進使其具有優(yōu)秀的工藝性能,低收縮性能;優(yōu)良的機械性能,耐熱降解性能,耐化學腐蝕性能。在高溫下有優(yōu)越的強度保留,熱變形溫度高。在制造高擋模具時可 做為模具材料的首選,確保產(chǎn)品表面質(zhì)量靠的是模具膠衣,保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與一致性,則靠的是模具樹脂的性能。
2、玻纖增強材料
    表面氈因其纖維細膩、浸潤方便、消泡容易,經(jīng)常作為首層增強材料。
    短切氈是非常理想的模具用增強材料,因為這樣可以最大程度減少纖維紋路的印出。
3、質(zhì)量保證
    為了保證模具樹脂達到質(zhì)量要求,也要象模具膠衣一樣做進行質(zhì)檢。包括:材料儲存期、測試膠凝時間。
B、操作工藝
    首層(噴完膠衣后的第一鋪層)
    模具積層是從糊制首層開始的。根據(jù)模具形狀的復雜程度,糊制首層時纖維可選用表面氈、300克或450克的短切氈。首層的質(zhì)量要求是非常嚴格的,要避免模具完成后的再修理。為了保證模具的質(zhì)量,應非常仔細的輥壓鋪層,確保所有氣泡趕出,并應保證合理的樹脂與纖維比例,操作上應采用專用工具滾涂樹脂。當首層固化后,要徹底對鋪層進行認真全面的檢查,包括所有的拐角和曲面,以及所有可能發(fā)生問題的地方。如果發(fā)現(xiàn)氣泡,必須小心的將氣泡去掉,并將損傷面修補好。
C、增厚鋪層
    一種增厚層的鋪制方是全部使用玻纖來制造,這是最傳統(tǒng)的方法,在這里就不具體說明了。在此,向大家介紹一些新的方法。
    在制造模具是可以選用強芯氈作為快速增厚鋪層,它能有效的提高模具的表面質(zhì)量,防止模具增強層中玻纖或夾心材料的紋路印出。可在首層后鋪一層450G氈,鋪強芯氈,再一層450G氈,三層同時鋪制。這樣的鋪層可以有效的提高模具的表面質(zhì)量。因為強芯氈的結(jié)構(gòu)是有機纖維和微珠,這樣的鋪層還可適當?shù)奶岣吣>叩膭偠取?br/>    從結(jié)構(gòu)上看,強芯氈是一種空心微珠和有機纖維復合的結(jié)構(gòu),它是一種玻璃鋼工業(yè)中經(jīng)常用到的薄型芯材,使用這種材料,可以適量的增加玻璃鋼的剛度,而且能有效的提高模具或制品的表面質(zhì)量。
另外一種模具鋪層是:考慮在制模時是否使用三明治夾心結(jié)構(gòu)。夾心結(jié)構(gòu)是指的玻璃鋼鋪層中用輕木、PVC等材料替玻纖。
    1、Balsa輕木:用量占所有夾心材料的50%以上。是一種使用歷史最長的芯材,已有50多年了。它的工藝性較其它的芯材最好,抗壓強度、抗壓模量最高,最節(jié)省樹脂用量,與面板粘接性最好,可做主要結(jié)構(gòu)夾心來使用。
    2、PVC:線性、交聯(lián)的兩種。
    夾芯材料在復合材料結(jié)構(gòu)上已被廣泛使用。對于模具,采用夾心結(jié)構(gòu)可以得到剛度高、重量輕的鋪層,同時還可減少對外部結(jié)構(gòu)骨架的要求。
    如果你制作的產(chǎn)品比較薄,制品樹脂放熱低或者制品周期長,則使用夾心結(jié)構(gòu)模具不會發(fā)生問題。但是,如果產(chǎn)品很厚,使用高放熱樹脂或者生產(chǎn)周期短時,最好不要使用夾心結(jié)構(gòu)模具。
D、以巴氏硬度決定鋪層計劃
    制定鋪層計劃的一個好方法,就是觀察鋪層巴氏硬度的變化。當積層的巴氏硬度達到完全固化硬度的80%-90%時,就可以繼續(xù)鋪制下一個鋪層了。當采用巴氏硬度儀測量鋪層硬度時,要注意:需記錄多個讀數(shù)并算出平均值,并以此值做為硬度值。這種方法消除了由于因化時間差異而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差,用這種方法鋪層通常要比依據(jù)鋪層時間計劃表要快。
b、快速制模工藝
    這種模具成型方法的關(guān)鍵是使用快速低收縮模具樹脂體系,這種體系使用了一種特殊樹脂和添料,在固化成型時收縮變形很小甚至不收縮。故此,積層的速度可以加快,并且可以使用玻纖噴射來得到更高的效率。該工藝即可結(jié)合傳統(tǒng)工藝,也可在鋪層設(shè)計時結(jié)合強芯氈、輕木夾芯等材料的使用。
    這種高品質(zhì)樹脂系統(tǒng)可以生產(chǎn)高質(zhì)量不變形的模具表面,但對溫度和操作要求也嚴格。所以,生產(chǎn)條件和方法必須嚴格按樹脂系統(tǒng)供應商的要求。
    快速制模樹脂,該樹脂既可采用普通手糊工藝,也可采用噴射工藝。操作步驟如下:
手糊工藝:
1.當模具膠衣固化后,第一層增強材料使用乙烯基樹脂,待操作完畢固化后,開始使用快速制模樹脂。
2.連續(xù)鋪敷6層450克/平方或300克/平方無堿短切氈以獲得3-4毫米的厚度。在鋪敷每一層時,最好使用滾涂樹脂方法,使樹脂分布均勻。同時使用消泡輥消除氣泡。
3.當樹脂固化后鋪層變成白色,一小時后可以進行下面4-6層的鋪敷。操作方法和步驟2相同。
4.重復上述步驟直至達到所需厚度。
噴射工藝:
1.當模具膠衣固化后,第一層增強材料使用乙烯基樹脂,待操作完畢固化后,開始使用快速制模樹脂。
2.噴射3-4毫米厚的該樹脂和短切纖維,用消泡輥消除氣泡并壓實。
3.當樹脂固化后鋪層變成白色,一小時后可以開始噴射下一個3-4毫米的該樹脂和短切纖維,用消泡輥消除氣泡并壓實。
4.重復上述步驟進行鋪層以達到所需厚度。
如果結(jié)合強芯氈、輕木夾芯等材料的使用,在夾芯材料上下所使用的樹脂為乙烯基樹脂。
使用快速制模樹脂一天即可完成模具增強層的制作,由于采用的是零收縮固化體系,模具具有更優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性,同時模具具有更好的表面效果。

玻璃鋼模具制造技術(shù)

三、模具外結(jié)構(gòu)
    當模具鋪層完畢后,下一步工作就是制作模具的外部加強結(jié)構(gòu)。加強結(jié)構(gòu)的目的是:使外部力量平均傳遞到模具表面阻止了模具的表面變形。
    模具膠衣產(chǎn)生裂紋的最基本原因是模具受外力變形。正因為如此,設(shè)計上提高模具的剛性,將會大大阻止膠衣的開裂。模具鋪層中強芯氈、輕木夾芯材料的使用可大幅度提高模具的剛性,減少在脫模過程外力對模具的損壞。
    無論鋼架結(jié)構(gòu)、膠合板的條箱結(jié)構(gòu)或骨架結(jié)構(gòu),如果結(jié)構(gòu)直接與模面聯(lián)接,不同的熱傳導將引起模具表面印痕。因此在結(jié)構(gòu)和模具結(jié)合部位,采用隔熱材料作為加強結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)鋪層或低導熱的粘接材料。
四、脫模
    當框架結(jié)構(gòu)完全固化后,在模具上保養(yǎng)3-5天后,模具就可以準備脫模。開始將邊緣切割整齊,然后用多個脫模楔分布插入模與原型之間,均勻用力,不要單獨用力以防損壞模具,最后完全脫模。
五、處理模具
    脫模后,仔細檢查模具表面,任何表面的缺陷都應被標注出來并進行修補。在理想狀態(tài)下,模具不需要打磨表面,只將模具拋光既可。但是,也有一些情況下,需對模具表面進行適當?shù)奶幚砗托揎棥?
模具在拋光過程中要注意:
1.在粗拋研磨過程中,消除修補、水磨、脫模劑或其他原因造成的印跡。
2.使用細拋材料過程中,消除粗拋造成的印跡。
3.使用拋光材料要注意材料中含不含增亮成份,拋光后是否是模具膠衣的真實亮度。
模具制造是一個有機的連續(xù)過程,成功制模的關(guān)鍵在于:使用最好原料,選擇合適的制模工作環(huán)境和條件,訓練有素的員工,簡便有效的管理。

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