加工玻璃纤维复合材料需结合材料特性选择合适工艺,并注重细节控制以确保制品质量,以下是具体加工方法及细节要点:
一、原材料准备
玻璃纤维:根据需求选择合适的玻璃纤维类型,如E-glass(电工级)或S-glass(高强度级)。E-glass因成本低、综合性能好,广泛应用于民用和工业领域,其拉伸强度可达3450MPa,弹性模量约为72GPa。
树脂:树脂作为基体,负责粘结纤维并传递载荷。常见树脂类型包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂。不饱和聚酯树脂固化快、价格适中、工艺性好,适合手工铺层工艺;环氧树脂粘接强度高、收缩率低,但成本较高。
其他材料:固化剂(如MEKP过氧化甲乙酮)、脱模剂、催化剂、胶衣树脂(用于表面保护)以及防护装备(手套、护目镜、防毒面具)等。
二、模具准备
模具选择:模具质量直接影响Z终制品的表面光洁度与尺寸精度。使用玻璃钢模具或高密度板加涂层处理的模型,确保表面平整无缺陷。
模具清洁:在开始铺设前,须对模具进行清洁,去除灰尘、油污和旧残留物。可使用专用模具清洁剂配合无绒布擦拭。
脱模剂涂刷:均匀喷涂脱模剂,建议使用聚乙烯蜡型脱模剂,喷涂2-3层,每层间隔15分钟,并用干净布抛光至镜面效果,以确保后期顺利脱模。若需获得高光泽表面,可在脱模剂之上再涂覆一层胶衣树脂,厚度控制在0.3-0.6mm之间,采用喷涂或刷涂方式均匀覆盖。胶衣层需在室温下充分固化(通常需2-4小时),并通过手指触压测试确认无粘性后再进行后续操作。
三、铺层工艺
纤维裁剪:将裁剪好的玻璃纤维布(常见为方格布或无捻粗纱布)按设计方向铺设于模具表面,注意避免褶皱和气泡。多层结构中建议采用交叉铺层(如0°/90°交替)以增强各向同性力学性能。
树脂调配:树脂调配需严格按照产品说明书比例进行,例如不饱和聚酯树脂与MEKP固化剂的质量比通常为100:1-100:2,环境温度较低时可适当增加至100:3,但不得超过安全上限以防剧烈放热。混合时应缓慢搅拌2-3分钟,确保均匀,避免引入过多气泡。调配完成后需在凝胶时间内使用完毕,一般为15-30分钟。
铺层操作:每一层铺设后应尽快进行下一层,避免前层表干影响粘接力。可使用刷子、压辊或刮刀压挤织物,使其均匀浸胶并排除气泡。
四、固化工艺
常温固化:常温固化条件下,不饱和聚酯树脂需静置12-24小时方可脱模,初始固化(Green Strength)约在4-6小时后形成。
后固化处理:为加速固化并提升性能,可采用后固化处理。在室温固化后,将制品加热至60-80℃保温2-4小时,有助于提高交联密度,使弯曲强度提升10%以上。
五、脱模与后处理
脱模:脱模时应使用木质或塑料撬棒,从边缘缓慢施力,避免损伤模具或零件。
打磨:脱模后的制品可能存在毛边或不平整区域,需用砂纸(建议从180目逐步过渡到600目)进行精细打磨。
防护涂层:若用于户外环境,建议在表面涂覆紫外线防护涂层,防止树脂黄变与老化。
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