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如何选用FRP玻璃钢制作工艺

返回列表来源:山川复合材料 发布日期 2017-05-25 08:38 浏览:-

  生产特定部件的最佳工艺可能很明显。但若不能轻易看出最佳工艺,就要通过工艺权衡分析来选择最佳工艺。

  工艺权衡分析包括比较部件生产成本,和不同工艺生产的部件性能因素。部件生产成本包括但不仅限于设备成本、工具成本、材料成本和工人成本。部件性能因素通过研究特定部件确定,但还包括重量、强度要求和外观要求。有害气体污染物(HAP)或其他常规材料的排放物随着工艺的不同也有所变化 ,它们也可能成为选择工艺的因素。以下为权衡分析的一个例子:

  主体为船甲板上的一个部件。折页舱口盖,为甲板下的储物舱或冷藏室的入口。外表面使用防滑型材。踏面由外有发泡的玻璃外皮和蜂窝芯材构成。部件尺寸为11英寸*25英寸,带高1.5英寸的周边法兰。设计标准为:可以承受从英尺高下来的300磅的撞击。部件参见图

图3/IV.1—舱口盖(权衡研究)

  权衡分析工艺为:开模,几种小体积闭模工艺,包括真空灌注工艺、硅酮袋RTM、轻质RTM、常规RTM。计算每种工艺生产一个件所需设备成本、模具成本、材料成本和工人成本。成本基于2005年的典型价格。然后展示开模生产一个件时的相对费用,以此为基准线。

  部件生产量通常为10到9000件。部件将生产三年,每年的产量将相同。工艺权衡分析结果参见图3/IV.2。随着部件生产数量的增加,每个部件的成本将减少。但是成本减少量取决于工艺,也就是说,在不同的生产速率下,不同工艺的成本效率也不同。

  若生产少于1000个舱口盖部件,传统RTM不是成本高效选择。若生产规模多余1000件,传统RTM将可与轻质RTM竞争。但是若生产9000件,由于需要胶衣表面,传统RTM将比轻质RTM要贵。

  若大规模生产没有胶衣表面的部件,那么成本比较也将不同。

  与轻质RTM相比,硅酮袋RTM不是生产舱口盖的成本高效工艺。因为材料成本中需加上硅酮袋的成本。虽然如此,若其他工艺不大容易生产这个部件,那么硅酮袋RTM仍是不错选择。

  当生产规模大于100件时,选择轻质RTM作为生产工艺,成本会较低。

  生产少于100件部件时,真空灌注相对于开模来说更有竞争力。但是若要求有更高的生产率,那么真空灌注就不是一个成本高效方法,因为真空灌注每一件都需要些可消耗材料(真空袋膜,密封胶带等)

  生产少于100个部件时,开模也是一个成本较低的工艺。但是多于100件时,此工艺就不是成本高效工艺。

  表格2种中总体工艺权衡分析,包括舱口盖部件外观,强度,成本,排放物。 

  相对于开模(使用低有机排放物材料)来说,闭模工艺可减少50%的排放物。不同的部件外观其排放物也不同,这就有可能影响工艺的选择。

  权衡研究提供了选择工艺的评估例子。这个结论并不有效于所有部件类型,大小,和特定的工人,材料,成本。

rtm.png

                            图3/IV.2工艺成本平衡分析结果


  生产FRP件时,开模是最广泛使用的工艺。基本的开模工艺包括涂胶衣到一面模具上。开模在通常环境条下进行。

  开模时通常使用的材料:

  •胶衣—部件的外涂层。生产过程中,交易保护模具不被化学物质侵蚀。同样它是一种可脱模涂层。生产后,交易成为部件的外饰涂层,使部件可以防水,耐候。大多数开模部件有胶衣。没有胶衣的开模产品通常为spas,浴缸,淋浴室底座,这些产品的外饰通常用压克力或ABS代替。

  •屏障胶—添加涂层用于胶衣后。以改善铺层的外观。还可以防止裂纹,提高航海部件的防水泡渗透性。


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