FRP工艺培训-模具

2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂1FRP工艺培训教材——模具2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂2模具的概念和材料当今生产业中，很少有这样的领域能够为个人提供如此多的机会，使年轻既能培养他们的创造力和独创能力，又能锻炼他们的技能和生产技术。模具加工在生产操作中是很基本的，因此，这个领域的机会是无限的。在制作模具的材料中使用塑料，这已经为有创造力的塑料工程师提高艺术水平和模具工程师增加模具的价值提供了许多新的机会。塑料工业的动态本质带来了它不断的变化和改进。在新材料，新应用及新模具组合技术的不断发展过程中，塑料加工工业一直在稳定发展。它已从“黑色艺术”发展成为一个建立在一个为人们所认可的化学及设计原则的基础上的现代加工工业。在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方法将会左右FRP成型的难易、制品的商品价值、尺寸精确度的维持、组装工序的难易程度。“设计自由度”是FRP的特征之一，制品的设计自由度完全受制于成型模具设计的好坏。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂3工程图样模具设计草图标准模具金属成型模具用来加工塑料部件的模具支撑模具铸件模具拉伸成型模热成型铸模微调模具模具液压成型模板敷层心轴钻模芯盒拉模黏结组合模具检测设备分型模落锤模喷射造型模板组合设备壳芯盒压力成型模产品图1-2典型性的模具制作工序2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂4应该尽可能注意以下FRP成型弱点：模具的拐角半径：模具的拐角部分容易缺料；制品难成型，易形成气泡。形状：模具因有悬伸部分而脱模困难；因上部弯边而无法脱模；因没有脱模锥度而脱模困难。面：平面难办，希望设计成曲面。以设计者的灵感为基础的形状设计，最终要成型还是模具工作者的工作，两者步调一致非常重要，这也影响到成本方面的问题。此外，当制作FRP制品及模具时，还要考虑以下几点：A只要可能，应将零件归到一个模具中。有时难免把局部搞成分割模，设计能成型悬伸部分的模具，但减少零件个数而进行整体成型，仍然是FRP的最大优点。B制成有装饰面（各种皱纹图案）或防滑图案（金字塔型或细条纹等）的制品，在木模的表面上事先加工好这些图案。C嵌金属件或衬板而进行成型时，根据需要在模具上嵌入定位轴套等。D在形状上想办法，以提高成型件的刚度，减轻重量，防止变形等。为此，要避免都是平面而尽量制作成带凹凸面的型状。E通过形状设计实现多种功能（把手、放物处、架座等）。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂5原模制作制作模具时，最应注意之点是FRP的收缩。其收缩因FRP成型件的形状、厚度、补强方法及成型速度等不同而各异，必须充分预料到其收缩量，并事先加以补偿。木模（原模）的制作首先制作木模，而后制作FRP成型模，在以该成型模进行制品的批量生产。制作木模和FRP的模型，成为制品生产的前提。木模制作工序中的所有缺陷，都会直接“拷贝”到成型模具上，用它成型出的制品，全部要重复这种缺陷，应该充分研讨制品精度和生产效率之后再着手木模的制作。木模制作中特别应考虑的问题为确保FRP制品的性能，在形状和尺寸上应该最忠实地进行制作，事先要很好地认识到这一点；应事先在木模上设定基准点，以使尺寸能准确而又容易进行核对；应事先充分探讨脱模方法。在木模工序中就应安排好切割边界的设置方法、脱模斜度、作成分割模时的各种问题等；拐角的园不应过小，玻璃纤维在拐角处应该很容易与FRP成型模贴合，这是获得可靠成型制品的必要条件；应该预估FRP的收缩余量；在分割模的情况下，应恰当考虑其分割位置，事先研究成型模的合拢方法；2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂6不管用那种模具材料都不特别重要，可以从木材、石膏、泡沫塑料、FRP、金属等之中选择，要考虑的问题是成型制品的生产数量（耐久性）、尺寸精确度的保持、生产效率、表面精加工水平、折旧分摊情况等。木模应该坚固，足以承受FRP成型模的制作。FRP在成型模制作时的收缩力出人意料的大。制品越大，成型模越重，木模应能充分耐受；木模的表面精修和光泽状态，与完成品应为同等级。木材的选择木模用的木材应尽量用含树脂少的，因为在其上面要涂饰并进行精修。最常用的是柳安木、花旗松、五须松、柳安胶合板等。选择木模用木材的一般条件是：使用充分干燥的木材（含水率15%以下）：干燥不充分时，在木模制作中有时会发生翘棱和裂纹，板材特别需要考虑含水问题。使用树脂少的材料：树脂一多在表面精修时就很难沾涂料，有时涂料还会发生不固化现象。使用有适度硬度和木纹的材料：木纹偏粗，精修涂腻子时就要花更多的功夫。FRP制品容易进行曲面成型，而木模多曲面时却加工困难。发泡体的利用，贴面板的灵活运用等，对漂亮地制作木模很有效，其使用方法大有研究之必要。骨架、边框等处多可使用柳安木、杉木等。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂7木模制作工序以船为例，一般用倒立建造法制作木模。其要领与建造木船相同，工序是：原图→样板→构架→张贴面板。⑴设置基座加入中心线、基线、肋的位置等主要尺寸。⑵竖肋并装嵌条肋的间隔和嵌条的配置，要充分考虑下一道工序的张贴面板而决定。形状复杂的部分，肋要加的密一些；装面板形状不合适的部分，嵌入木材或发泡体，然后切削出合适的形状。肋的间隔一般为300~600mm，船首尾的曲面窄至300mm左右。装嵌条，准确的进行修正。⑶张贴面板张贴面板的方法，取决于船的形状。①全部用木材按人字形张贴；②大部分用合板，合板形状不贴合部分改用木材人字形张贴。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂8木型精加工木型涂饰加工木型完成的好坏关系到FRP成型模具的好坏，所以木型的涂饰加工是一项非常重要的工作。在木型上修正表面波纹和变形也比事后修正阴模简单的多。从把作业往前进行的心理出发，往往容易忽视木型的精修而急于转向制作FRP成型模具，但正如谚语“欲速则不达”所说的，还是应该在木型上充分涂饰加工。木型涂饰加工有二种方法：一种是先用玻璃布覆盖木型而后进行涂饰加工，一种是直接对木型涂饰加工。由于木材的干燥程度、气候和精加工时间的长短不同，条件会发生变化，为阻止木材产生裂纹、膨胀及收缩等，还是以对木型进行包覆处理为好。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂9木型精修顺序实例封面涂料封面涂料最好用聚酯封面涂料或聚氨酯封面涂料。封面涂料的操作按厂家说明进行。用聚氨酯封面涂料时，约放置6~12小时才能进入下一道工序。如果过早，在下道工序的涂膜上易形成气泡或者密着性下降；如果过迟，由于密着性下降而造成涂膜剥离。聚氨酯封面涂料有单组分及双组分两种。聚酯封面涂料由于有速干性，适合要求尽快进行工作的情况。涂布后仅1~2小时即可进入下一道工序。但密着性比聚氨酯封面涂料要差些。对含树脂较多的木材，以聚氨酯封面涂料为好。在铺层用聚酯树脂（无蜡、含钴）中适当追加一些促进剂环烷酸钴，并多加些固化剂。这是为了加速固化以便尽快转入下道工序。另外，用丙酮稀释以使很好的浸入木材，稀释的涂料可以喷涂，也可以刷涂。这种混合液涂布后，只要丙酮挥发马上就会固化。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂10序号工序理由要领1木模制作防止翘曲、凹凸纹、裂纹使用干燥木材2砂纸打磨正面除去表面的毛刺和异物用80#~100#砂纸3涂封面层*1防潮和抑制木材的树脂改善腻子和涂料的附着性刷涂（木型包覆）参照“木型包覆”项玻璃布层二层4抹腻子修补木型细部，平滑表面用树脂腻子填补木纹接缝、钉孔、成型凹R部分5砂纸打磨*2用衬板①打磨快；②能充分去掉凹凸及波纹在100#~240#左右的砂纸上加衬板进行打磨6表面涂饰*3完全除去尘土后进行喷涂7砂纸精修水砂纸240#~1000#用衬板8部分修正在木型上用心精修，比精修FRP模具容易根据需要涂腻子，打磨9精加工*4用中、细砂纸和抛光器打磨用抛光轮抛光2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂11有时省略砂纸打磨与下道工序的整面涂料研磨同时进行。整面涂料或用聚氨酯类，或者在黑色胶衣中混合腻子制成稍稀的混合物使用之。此外，根据需要可采用简易方法。打磨应进行到能透过底漆看见木型为止，但是绝不能露出木型。精加工的涂料，应考虑该木型的精加工程度加以选择。例如使用聚氨酯类整面涂料，以黑色胶衣为基础混入腻子，进而在其中加入软树脂。此外，还可以用聚氨酯涂料。及在次工序中，以两次研磨进行精加工。用抛光膏的粗、中、细品种进行精加工时，也必须想各种办法。例如，必须按说明书的指示使用汽车用高级抛光膏及抛光1#、3#，或者使用脱模剂厂家推出的最后精加工用的抛光膏及电镀打磨用的黄棒等。其它如背面也涂漆，有防止木型变形的效果（涂料要适当选择）。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂12聚氨酯涂料涂饰一例添缝：用毛刷涂聚氨酯封面涂料（sealer）。基底检查：在出现表面伤痕处应事先做好记号，用聚酯腻子（涂料打底用）修整。暗色底漆：暗色着色的聚氨酯整面涂料喷涂一薄层，木型表面的状态变的容易观察，在次阶段也进行基底检查，必要时填腻子及进行抛光。底涂层：该工序仅在③阶段木型表面粗糙时才进行，多数情况要采用填料，根据需要，用专用的稀释剂稀释暗色底漆专用涂料，用毛刷或喷枪300g/m2左右（喷枪口径.3~1.6mm，压缩空气压力4kg/cm2）。常温下（20℃）指触干燥时间约1小时，固化时间约需15小时。充分固化后用400#砂纸打磨，可以修整成平滑的表面。中涂层：用专用稀释剂适当稀释聚氨酯底涂料（白色）进行中涂。以喷涂量达到100g/m2为目标进行喷涂（喷枪口径1.3~1.6mm，压缩空气压力3.0~3.5kg/cm2）。重要的是喷涂要均匀，不能发生垂流。常温（20℃，60%RH）下的干燥固化时间约需要24小时。固化后用400#砂纸全面打磨，而表面状态良好时，可以施用600#砂纸进行部分轻度打磨。面涂层：喷涂聚酯面层涂料以覆盖中涂的白色表面。喷涂量标准为100~150g/m2。其他喷涂要领与中涂层⑤相同。干燥和固化所需要的时间与中涂层⑤基本相同。在冬季，气温很低时，应加温到20~30℃以促进固化。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂13石膏原型模的制作石膏适合早就开始使用的造型材料。由于材料的进步，现在应用各种材料代替石膏模，但是在此我还是介绍一下石膏原模的工艺。工序概要：1.样板制作：有原图复印制作平面、断面、中央或间隙样板。划基准线；2.制作底板并粘贴平面样板；3.把2.固定在工作台上；4.将样板对准基准线组装起来（样板的划线、基准线朝同一个方向。）5.样板加强（将退火钢丝与垫片以软焊固定，用螺钉和螺母固定）６将金属网盖在退火的钢丝或螺丝上，用焊锡或金属丝固定。７．涂抹石膏（对于大型精密模具使用低膨胀石膏，如果是小型模具使用工艺石膏即可。2019/8/14青岛欧特美交通设备用限公司玻璃钢厂14石膏调配：１.准备所料容器与搅拌棒２.计算石膏和水的用量，用清水，水温在15~22℃；1kg石膏0.42kg水。3.搅拌：先将水倒入容器，再将事先计算好好的石膏均匀的撒到水里，最好用10~20目筛筛撒。砂膏撒完静置1~2分钟，待水把石膏粉浸透，用搅拌棒搅拌，直到成为均匀的膏状。即使看起来像均匀的膏状，如果很容易从搅拌棒上流下的话，也是搅拌不足，进一步搅拌，年度上升，不再从搅拌棒上滴落。用手指划一下膏状物，痕迹不会立刻消失，便是可涂抹的状态。4.打石膏：金属网到样板边缘20mm的间隔。最初涂抹12mm厚的石膏；用锯齿状刮板刮上约6mm厚的石膏，以便下道咬合。5.精涂：在锯齿纹上刷清漆，与前面一样把石膏作成糊状，用直线刮板将石膏刮上，将杜玉德石膏刮掉，中途不能停。6.划线：石膏硬固后可以划上基准线、切割线、切口线、孔的位置等划线。7.修补：用石膏修补缺陷。8.干燥：石膏会长时间不干，可在70℃以下前置干燥。9.表面刷漆：用聚氨酯漆