学术论文
大型SMC复合材料艇身整体模压成型技术应用研究与开发
2014-02-25  浏览:501
大型SMC复合材料艇身整体模压成型技术应用研究与开发
/王华侨 李玉丰 毛克祥
中国航天科工集团第九研究院红阳机械厂(湖北孝感 432100)
       热固性玻璃钢压缩模是将片状玻璃纤维板料料放入成型温度下的模具加料腔,使其受热受压,成为熔融状态充满整个型腔,当塑件固化成形后,上下模打开利用顶出装置顶出塑件,从而得到所需制品,主要用于热固性塑料成型。其特点是简单、无浇注系统、料耗少、制品变形小、收缩小、各向异性小。压缩模的典型结构为固定式压缩模,其上下模都固定在压机上,开模、合模、脱模等工序均在压机内进行,生产效率高,操作简单,劳动强度小,开模振动小,模具寿命长。但其结构复杂,成本高,且安放嵌件不方便。适用于成形批量较大或形状较大的塑件。热固性塑料压缩成型需花较高的温度下进行,因此模具必须加热,常见的加热方式有电加热、蒸汽加热、煤气或天然气加热等,电加热应用普遍,但是其维修保养麻烦,且温度均匀性难以控制。高精度的smc压缩模应用较多的是采用油加热,其加热温度可保证一致性好,且成本低同时可延长模具的使用寿命。


  压缩模的典型结构可按如图1所示的方式分类,按与压机连接的方式可分为移动式和固定式,按照模具凸凹模配合的结构形式可分为溢式、半溢式和不溢式三种。其中不溢式压缩模又称封闭式压缩模,这种模具有加料室,其断面形状与型腔完全相同,加料室是型腔上部的延续。没有挤压边,但凸模与凹模有高度不大的间隙配合,一般每边间隙值约0.075 mm左右,压制时多余的塑料沿着配合间隙溢出,使塑件形成垂直方向的毛边。模具闭合后,凸模与凹模即形成完全密闭的型腔,压制时压机的压力几乎能完全传给塑料。不溢式压缩模的特点是塑件承受压力大,故密实性好,强度高。不溢式压缩模由于塑料的溢出量极少.因此加料量的多少直接影响着塑件的高度尺寸,每模加料都必须准确称量,所以塑件高度尺寸不易保证,故流动性好、容易按体积计量的塑料一般不采用不溢式压缩模。凸模与加料室侧壁摩擦,不可避免地会擦伤加料室侧壁,同时,加料室的截面尺寸与型腔截面相同,在顶出时带有伤痕的加料室会损伤塑件外表面。不溢式压缩模必须设置推出装置,否则塑件很难取出。如图2所示为典型的压缩模结构示意图。

  不溢式压缩模一般不设计成多腔模,因为加料不均衡就会造成各型腔压力不等,而引起一些制件欠压。不溢式压缩模适用于成形形状复杂、壁薄和深形塑件,也适用于成形流动性特别小、单位比压高和比容大的塑料。例如用它成形棉布、玻璃布或长纤维填充的塑料制件效果好,不仅仅是因为这些塑料流动性差,要求单位压力高;而且若采用溢式压缩模成形,当布片或纤维填料进入挤压面时,不易被模具夹断而妨碍模具闭合.造成飞边增厚和塑件尺寸不准.去除困难。而不溢式压缩模没有挤压面,所得的飞边不但极薄,而且飞边在塑件上呈垂直分布,去除比较容易,可以用平磨等方法去除。

半溢式压缩模又称为半封闭式压缩模,这种模具具有加料室.但其断面尺寸大于型腔尺寸。凸模与加料室呈间隙配合.加料室与型腔的分界处有一环形挤压面.其宽度约4—5 mm。挤压边可限制凸模的下压行程,井保证塑件的水平方向毛边很薄。半溢式压缩模的特点是模具使用寿命较长。因加料室的断面尺寸比型腔大,故在顶出时塑件表面不受损伤.塑料的加料量不必严格控制,因为多余的塑料可通过配合间隙或在凸模上开设的溢料槽排出。塑件的密度和强度较高,塑件径向尺寸和高度尺寸的精度也容易保证简化加工工艺。当塑件外形复杂时,若用不溢式压塑模必造成凸模与加料室的制造困难.而采用半溢式压塑模则可将凸模与加料室周边配合而简化。半溢式压缩模由于有挤压边缘,在操作时要随时注意清除落在挤压边缘上的废料,以免此处过早地损坏和破裂。由于半溢式压缩模兼有溢式压缩模和不溢式压缩模的特点,因而被广泛用来成形流动性较好的塑料及形状比较复杂、带有小型嵌件的塑件,且各种压制场合均适用。溢式压缩模由于其成本低,常用于制件技术含量低要求不高的场合。


图2 压缩模的典型结构示意图

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