模具铺层
模具胶衣需要二小时到三个半小时,即理想状态下的模具胶衣初凝时间是五十分钟,固化时间为一百分钟。等第二层胶衣固化后,就可以铺制基层了。对于制作玻璃钢模具有两种常见的铺层方法。一种是传统的多步骤铺层方法,另一种是快速低收缩系统铺层法。
a.传统的模具铺层方法A、 原料:
1、模具树脂
模具树脂应具有较高的热变形温度和低收缩性。间苯树脂、乙烯基树脂及DCPD树脂均可作为模具树脂。
乙烯基型聚酯树脂高固含量、触变性、已促进使其具有优秀的工艺性能,低收缩性能;优良的机械性能,耐热降解性能,耐化学腐蚀性能。在高温下有优越的强度保留,热变形温度高。在制造高挡模具时可 做为模具材料的首选,确保产品表面质量靠的是模具胶衣,保证产品质量的稳定与一致性,则靠的是模具树脂的性能。
2、玻纤增强材料
表面毡因其纤维细腻、浸润方便、消泡容易,经常作为首层增强材料。
短切毡是非常理想的模具用增强材料,因为这样可以最大程度减少纤维纹路的印出。
3、质量保证
为了保证模具树脂达到质量要求,也要象模具胶衣一样做进行质检。包括:材料储存期、测试胶凝时间。
B、操作工艺
首层(喷完胶衣后的第一铺层)
模具积层是从糊制首层开始的。根据模具形状的复杂程度,糊制首层时纤维可选用表面毡、300克或450克的短切毡。首层的质量要求是非常严格的,要避免模具完成后的再修理。为了保证模具的质量,应非常仔细的辊压铺层,确保所有气泡赶出,并应保证合理的树脂与纤维比例,操作上应采用专用工具滚涂树脂。当首层固化后,要彻底对铺层进行认真全面的检查,包括所有的拐角和曲面,以及所有可能发生问题的地方。如果发现气泡,必须小心的将气泡去掉,并将损伤面修补好。
C、增厚铺层
一种增厚层的铺制方是全部使用玻纤来制造,这是最传统的方法,在这里就不具体说明了。在此,向大家介绍一些新的方法。
在制造模具是可以选用强芯毡作为快速增厚铺层,它能有效的提高模具的表面质量,防止模具增强层中玻纤或夹心材料的纹路印出。可在首层后铺一层450G毡,铺强芯毡,再一层450G毡,三层同时铺制。这样的铺层可以有效的提高模具的表面质量。因为强芯毡的结构是有机纤维和微珠,这样的铺层还可适当的提高模具的刚度。
从结构上看,强芯毡是一种空心微珠和有机纤维复合的结构,它是一种玻璃钢工业中经常用到的薄型芯材,使用这种材料,可以适量的增加玻璃钢的刚度,而且能有效的提高模具或制品的表面质量。
另外一种模具铺层是:考虑在制模时是否使用三明治夹心结构。夹心结构是指的玻璃钢铺层中用轻木、PVC等材料替玻纤。
1、Balsa轻木:用量占所有夹心材料的50%以上。是一种使用历史最长的芯材,已有50多年了。它的工艺性较其它的芯材最好,抗压强度、抗压模量最高,最节省树脂用量,与面板粘接性最好,可做主要结构夹心来使用。
2、PVC:线性、交联的两种。
夹芯材料在复合材料结构上已被广泛使用。对于模具,采用夹心结构可以得到刚度高、重量轻的铺层,同时还可减少对外部结构骨架的要求。
如果你制作的产品比较薄,制品树脂放热低或者制品周期长,则使用夹心结构模具不会发生问题。但是,如果产品很厚,使用高放热树脂或者生产周期短时,最好不要使用夹心结构模具。
D、以 巴氏硬度决定铺层计划
制定铺层计划的一个好方法,就是观察铺层巴氏硬度的变化。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80%-90%时,就可以继续铺制下一个铺层了。当采用巴氏硬度仪测量铺层硬度时,要注意:需记录多个读数并算出平均值,并以此值做为硬度值。这种方法消除了由于因化时间差异而产生的数据误差,用这种方法铺层通常要比依据铺层时间计划表要快。
b、快速制模工艺
这种模具成型方法的关键是使用快速低收缩模具树脂体系,这种体系使用了一种特殊树脂和添料,在固化成型时收缩变形很小甚至不收缩。故此,积层的速度可以加快,并且可以使用玻纤喷射来得到更高的效率。该工艺即可结合传统工艺,也可在铺层设计时结合强芯毡、轻木夹芯等材料的使用。
这种高品质树脂系统可以生产高质量不变形的模具表面,但对温度和操作要求也严格。所以,生产条件和方法必须严格按树脂系统供应商的要求。
快速制模树脂,该树脂既可采用普通手糊工艺,也可采用喷射工艺。操作步骤如下:
手糊工艺:
1. 当模具胶衣固化后,第一层增强材料使用乙烯基树脂,待操作完毕固化后,开始使用快速制模树脂。
2. 连续铺敷6层450克/平方或300克/平方无碱短切毡以获得3-4毫米的厚度。在铺敷每一层时,最好使用滚涂树脂方法,使树脂分布均匀。同时使用消泡辊消除气泡。
3. 当树脂固化后铺层变成白色,一小时后可以进行下面4-6层的铺敷。操作方法和步骤2相同。
4. 重复上述步骤直至达到所需厚度。
喷射工艺:
1. 当模具胶衣固化后,第一层增强材料使用乙烯基树脂,待操作完毕固化后,开始使用快速制模树脂。
2. 喷射3-4毫米厚的该树脂和短切纤维,用消泡辊消除气泡并压实。
3. 当树脂固化后铺层变成白色,一小时后可以开始喷射下一个3-4毫米的该树脂和短切纤维,用消泡辊消除气泡并压实。
4. 重复上述步骤进行铺层以达到所需厚度。
如果结合强芯毡、轻木夹芯等材料的使用,在夹芯材料上下所使用的树脂为乙烯基树脂。
使用快速制模树脂一天即可完成模具增强层的制作,由于采用的是零收缩固化体系,模具具有更优秀的尺寸稳定性,同时模具具有更好的表面效果。
模具外结构
当模具铺层完毕后,下一步工作就是制作模具的外部加强结构。加强结构的目的是:使外部力量平均传递到模具表面阻止了模具的表面变形。
模具胶衣产生裂纹的最基本原因是模具受外力变形。正因为如此,设计上提高模具的刚性,将会大大阻止胶衣的开裂。模具铺层中强芯毡、轻木夹芯材料的使用可大幅度提高模具的刚性,减少在脱模过程外力对模具的损坏。
无论钢架结构、胶合板的条箱结构或骨架结构,如果结构直接与模面联接,不同的热传导将引起模具表面印痕。因此在结构和模具结合部位,采用隔热材料作为加强结构的基础铺层或低导热的粘接材料。