玻璃鋼成型工藝

                        （拉擠工藝、模壓工藝、纏繞工藝、手糊工藝）

 拉擠成型工藝模壓工藝

一概述

拉擠成型工藝是將浸透膠液的連續(xù)無捻粗紗、氈、帶或布等增強材料，在牽引力的作用下，通過模具擠壓成型、固化，連續(xù)不斷地生產長度不限的玻璃鋼型材。

拉擠成型工藝是玻璃鋼成型工藝中的一種特殊工藝，適于生產各種斷面形狀的玻璃鋼型材，如棒、管、實體型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材等。其優(yōu)點是：

1、生產過程連續(xù)進行，制品質量穩(wěn)定，重復性好；

2、增強材料含量可根據(jù)要求進行調整，產品強度高；

3、能夠調整制品的縱向強度和橫向強度，滿足不同的使用要求；

4、能夠生產截面形狀復雜的制品，滿足特殊場合使用的要求；

5、制品具有良好的整體性，原材料的利用率高；

6、設備的投資費用低。

二拉擠工藝用原材料

1、樹脂基體

在拉擠工藝中，應用zui多的是不飽和聚酯樹脂，還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。

（1）不飽和聚酯樹脂

用作拉擠的基本上是鄰苯和間苯型。間苯型樹脂有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能。目前國內使用的較多的是鄰苯型，因其價格較間苯型有優(yōu)勢，但質量因生產廠家不同差距較大，使用時要根據(jù)不同的產品慎重選擇。

（2）乙烯基樹脂乙烯基樹脂具有較好的綜合性能，可提高耐化學性能和耐水解穩(wěn)定性。

（3）環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，具有優(yōu)良的力學性能、高介電性能、耐表面漏電、耐電弧，是優(yōu)良絕緣材料。

（4）酚醛樹脂

它是zui早的一類熱固性樹脂。具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能，目前酚醛樹脂已成功應用在拉擠成型工藝中。

2、增強材料

拉擠工藝用的增強材料主要是玻璃纖維及其制品，如無捻粗紗、玻璃纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可用芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維等。

（1）玻璃纖維

用于拉擠工藝的玻璃纖維主要有無堿、中堿和高強玻璃纖維。

玻璃纖維制品的品種有：

①無捻粗紗

無捻粗紗有并股紗和直接紗，線密度為1100（1200）號到4400（4800）號。要求：成帶性好；退解性好；張力均勻；線密度均勻；浸透性好。

②玻璃纖維氈片

短切氈要求：面積質量均勻；短切原絲、粘c結劑分布均勻；適中的干氈強度；優(yōu)良浸透性。用于強度要求不太高的制品。

連續(xù)氈增強效果較短切氈好。要求同上。

表面氈起到表面修飾作用和耐酸性。

縫合氈不含粘結劑，浸透性能好，價格較低。

③玻璃纖維縫編織物可以增加制品的抗張強度及抗彎強度；減輕制品的重量；制品表面平整光滑。

④組合玻璃纖維增強材料，可調整制品的橫向和縱向強度。

（2）碳纖維

多用于要求強度高、重量輕的制品，一般與乙烯基和環(huán)氧樹脂配用。

3、輔助材料

（1）引發(fā)劑

引發(fā)劑的特性通常用活性氧含量、臨界溫度、半衰期來表示。

目前常用的引發(fā)劑有：

MEKP（過氧化甲乙酮）

TBPB（過氧化苯甲酸叔丁酯）

BPO（過氧化苯甲酰）

Lm-P（拉擠固化劑）

TBPO（過氧化異辛酸叔丁酯）

BPPD（過氧化二碳酸二苯氧乙基酯）

P-16[過氧化二碳酸雙（4—叔丁基環(huán)已酯]

實際應用中很少有用單組分的，通常都是雙組分或三組分按不同的臨界溫度搭配使用。

（2）環(huán)氧樹脂固化劑

常用的有酸酐類、叔胺、咪唑類固化劑。

（3）著色劑

拉擠中的著色劑一般以顏料糊的形式出現(xiàn)。

（4）填料

填料可以降低制品的收縮率，提高制品的尺寸穩(wěn)定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等；有效的調節(jié)樹脂粘度；可滿足不同性能要求，提高耐磨性、改善導電性及導熱性等，大多數(shù)填料能提高材料沖擊強度及壓縮強度，但不能提高拉伸強度；可提高顏料的著色效果；某些填料具有*的光穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性；可降低成本。

選擇填料的粒度要有個梯度，以達到*，的使用效果?，F(xiàn)在也有對填料進行表面處理來加大用量。

（5）脫模劑

脫模劑具有極低的表面自由能，能均勻浸濕模具表面，達到脫模效果。優(yōu)良的脫模效果是保證拉擠成型工藝順利進行的主要條件。

早期的拉擠成型工藝是用外脫模劑，常用的有硅油等。但用量很大且制品表面質量不理想，現(xiàn)已采用內脫模劑。

內脫模劑是將其直接加入到樹脂中，在一定加工溫度條件下，從樹脂基體滲出擴散到固化制品表面，在模具和制品之間形成一層隔離膜，起到脫模作用。

內脫模劑一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸鋅的脫模效果較好。在拉擠生產中，人們通常更愿意使用在常溫下為液體狀的內脫模劑。目前市售的內脫模劑多為伯胺、仲胺和有機磷酸酯與酯肪酸的共聚體的混合物。

（6）其它

在拉擠生產中還須根據(jù)制品的特殊要求和工藝需要添加一些其它輔助材料，大致有：

偶聯(lián)劑可以增加增強材料與樹脂之間粘合強度，提高玻璃鋼的性能，改善界面狀態(tài)，有利于制品的耐老化、耐應力及電絕緣性能。常用的有硅烷偶聯(lián)劑。

阻聚劑在夏天的生產中膠料常會發(fā)生自聚，可以適當添加，以延長適用期。常用的阻聚劑有：a-甲基苯乙烯、對苯二酚、叔丁基鄰苯二酚。

增韌劑具有降低玻璃鋼脆性和提高玻璃鋼抗沖擊性能。常用的增韌劑有苯乙烯類、聚烯烴類和苯二甲酸酯類。一般用于環(huán)氧樹脂的拉擠生產中。

稀釋劑可以降低樹脂粘度，改善樹脂對增強材料、填料等的浸潤性；控制固化時的反應熱；延長樹脂固化體系的適用期；填料用量增加，降低成本。不飽和聚酯用的稀釋劑主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸單體等。酚醛樹脂用稀釋劑主要是酒精、丙酮等溶劑。環(huán)氧樹脂用稀釋劑有鄰苯二甲酸二丁酯、含有環(huán)氧基團的低分子化合物等。

抗氧劑能抑制或減緩高分子材料自動氧化反應速度。主要有二芳基仲胺、對苯二胺、酮胺、醛胺、單酚、烷基化多酚及硫代雙酚等。

光穩(wěn)定劑能夠抑制或減弱光降解作用，提高聚合物和復合材料耐光性能的物質，由于大多數(shù)光穩(wěn)定劑都吸收紫外光，所以習慣上把這類物質稱為紫外線吸收劑。主要有水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、受阻胺類及有機鎳絡合物等。

熱穩(wěn)定劑能防止和減少聚合物在加工和使用過程中受熱而發(fā)生降解或交聯(lián)，延長玻璃鋼使用壽命。常用的有鹽基類、脂肪酸皂類、有機錫化合物、復合型熱穩(wěn)定劑。

阻燃劑能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑?。zui常用的和zui重要的是阻燃劑是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物。

三 拉擠工藝用設備

1、送紗及送氈裝置

送紗裝置主要是放置生產所必須的玻璃纖維粗紗紗團紗架。結構一般很緊湊，這樣可以減少占地面積。大小取決于紗團的數(shù)目，而紗團的數(shù)目又取決于制品的尺寸。一般要求穩(wěn)固、換紗方便、導紗自如、無任何障礙，并能組合使用。有框式和梳式兩種形式，可按裝腳輪，便于移動。

送氈裝置主要是安放在用的各種氈材并能順利準確地導出的材料架。在送進過程中，不必給氈材增加張力。氈材在通常情況下一般不浸膠，而是直接送入模具。

2、浸膠裝置

浸膠裝置由樹脂槽、導向輥、壓輥、分紗柵板、擠膠輥等組成。槽內配以導紗壓紗輥，樹脂槽的前后要形成一定的角度，使粗紗在進出樹脂槽時的彎曲角度不至于太大而增加張力。為了能調節(jié)樹脂的溫度，樹脂槽一般還設有加熱裝置，這對于環(huán)氧樹脂的拉擠尤為重要。

3、預成型裝置

預成型裝置是根據(jù)制品品種的要求使浸透了樹脂的增強材料逐步除去多余的樹脂，排除氣泡，將產品所需的紗和氈合理地、準確地組合在一起，確保它們的相對位置并使其形狀漸縮并接近于成型模的進口形狀。然后再進入模具，進行成型固化。預成型裝置沒有固定的模式，要根據(jù)產品的形狀和要求及操作習慣來設計。我公司可以根據(jù)用戶不同產品的需要，設計和制作預成型裝置。

4、成型模具

成型模具是拉擠成型技術的重要工具，成型模具橫截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于10，以保證模具有足夠的強度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。成型模具的長度是根據(jù)成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定，以保證制品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要光潔，耐磨，以減少拉擠成型中的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。

5、牽引設備

牽引機是拉擠成型工藝中的主機，它必須具備夾持與牽引兩大功能，夾持力、牽引力、牽引速度均需可調。牽引機有履帶式和液壓式兩大類。履帶式牽引機的特點是運動平穩(wěn)、速度變化量小、結構簡單，適用于生產有對稱面的型材、棒、管等。另一種是液壓牽引機，具有體積緊湊、慣性小，能在很大的范圍內實現(xiàn)無級調速、運動平穩(wěn)，與電氣、壓縮空氣相配合，可以實現(xiàn)多種自動化，用于玻璃鋼制品拉擠是非常合適的。

 6,切割裝置

一般采用標準的圓盤鋸式人造金剛石鋸片，有手動切割和自動切割。我公司配套生產的自動切割機可以為拉擠生產的自動化提供保障。

四  輔助設備

1、配料工具

為保證拉擠生產連續(xù)而穩(wěn)定的進行，膠料的配制應當準確，盡量做到所配膠料的一致性。配料工具的選擇和配制顯得很重要。但在有些生產廠家對此缺乏充分的認識，配料時很隨意，使生產過程不穩(wěn)定，制品質量波動很大。

2、攪拌設備

攪拌機是拉擠生產線主要輔助設備之一。我公司配套生產的液壓升降式攪拌機可以滿足拉擠工藝配制膠料的需要。目前在很多小型的拉擠生產廠家在配制膠料中對攪拌的重要性認識不足，導致膠料分散不均，制品質量的穩(wěn)定性很難保證。

3、切氈機

拉擠生產中的玻璃纖維氈片要根據(jù)具體制品的需要裁剪成規(guī)定寬度的尺寸，通常采用切氈機和裁氈機來滿足生產需要。我公司配套生產的切氈機是裁切各種纖維氈的設備，是拉擠生產線輔助設備之一?？梢酝瓿刹煌瑲志砹?、不同氈寬的切割需求，操作簡便，切氈外表整齊，。

五  工藝及控制

1、拉擠工藝

拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無捻粗紗從紗架引出后，經過導紗裝置進入樹脂槽浸透樹脂膠液，然后進入預成型模，將多余樹脂和氣泡排出，再進入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機連續(xù)不斷地從模具拉出，zui后由切斷機定長切斷。

拉擠成型工藝中除立式和臥式機組外，尚有彎曲形制品拉擠成型工藝，反應注射拉擠工藝等。

增強熱塑性塑料拉擠工藝在zui近幾年也取得了一定的突破。zui近美國道化學公司采用聚氨酯與玻纖經過拉擠制成強度、韌性、抗損傷性能均很優(yōu)良的型材。其拉擠速度可達到熱固性塑料拉擠速度的10倍。

2、工藝控制

拉擠成型工藝控制的參數(shù)主要包括成型溫度、固化時間、牽引張力及牽引速度等。

（1）成型溫度

在拉擠成型過程中，材料在穿越模具時發(fā)生的變化是zui關鍵的。

玻璃纖維浸膠后通過加熱的金屬模具，一般將連續(xù)拉擠過程分為預熱區(qū)、膠凝區(qū)和固化區(qū)。在模具上使用加熱板或加熱套來加熱。樹脂在加熱過程中，溫度逐漸升高，粘度降低。通過預熱區(qū)后，樹脂體系開始膠凝、固化，在固化區(qū)內產品受熱繼續(xù)固化，以保證出模時有足夠的固化度。

模具的加熱條件是根據(jù)樹脂體系來確定的。以聚酯樹脂配方為例，一般來講，模具溫度應大于樹脂的放熱峰值，溫度上限為樹脂的降解溫度。溫度、膠凝時間、拉速應當匹配。預熱區(qū)溫度可以較低，膠凝區(qū)與固化區(qū)溫度相似。溫度分布應使產品固化放熱峰出現(xiàn)在模具中部靠前，膠凝固化分離點應控制在模具中部。溫度梯度不宜過大。

（2）拉擠速度的確定

拉擠模具的長度一般為0 ．6-1 .2m。在一定的溫度條件下，樹脂體系的膠凝時間對工藝參數(shù)速度的確定是非常重要的。一般的說，選擇拉擠速度要充分考慮使產品在模具中部膠凝固化，也即脫離點在中部并盡量靠前。如果拉擠速度過快、制品固化不良或者不能固化，直接影響到產品質量；如果拉擠速度過慢，型材在模中停留時間過長，制品固化過度，并且降低生產效率。

拉擠工藝在啟動時，速度應放慢，然后逐漸提高到正常拉擠速度。一般拉擠速度為500一1300mm/min。現(xiàn)代拉擠技術的發(fā)展方向之一就是高速化。

（3）牽引力

牽引力是保證制品順利出模的關鍵，牽引力的大小由產品與模具之間的界面上的剪切應力來確定。在模具中剪切力是隨拉速的變化而變化的。

模具入口處的剪切應力與模具壁附近樹脂的粘滯阻力相一致。通過升溫，在模具預熱區(qū)內，樹脂粘度隨溫度升高而降低，剪切力也開始下降。初始峰值的變化由樹脂粘性流體的性質決定。另外，填料含量和模具入口溫度也對初始剪切力影響很大。

由于樹脂固化反應，它的粘度增加而產生第2個剪切應力峰。該值對應于樹脂與模具壁面的脫離點，并與拉速關系很大，當牽引速度增加時，這個點的剪切力大大減小。

 zui后，第3區(qū)域也即模具出口處，出現(xiàn)連續(xù)的剪切應力，這是由于在固化區(qū)中與模具壁摩擦引起的，這個摩擦力較小。

牽引力在工藝控制中很重要。成型中若想使制品表面光潔，要求產品在脫離點的剪切應力較小，并且盡早脫離模具。牽引力的變化反應了產品在模具中的反應狀態(tài)，它與許多因素，如：纖維含量、制品的幾何形狀與尺寸、脫模劑、溫度、拉速等有關系。

（4）各拉擠工藝變量的相關性

熱參數(shù)、拉速、牽引力三個工藝參數(shù)中，熱參數(shù)是由樹脂系統(tǒng)的特性來確定的，是拉擠工藝中應當解決的首要因素。拉擠速度確定的原則是在給定的模內溫度下的膠凝時間，保證制品在模具中部膠凝、固化。牽引力的制約因素較多，如：它與模具溫度關系很大，并受到拉擠速度的控制。拉速的增加直接影響到剪切應力的第二個峰值，即脫離點處的剪切應力；脫模劑的影響也是不容忽視的因素。

為了提高生產效率，一般盡可能提高拉速。這樣可降低模具剪切應力，以及制品表面質量。對于較厚的制品，應選擇較低拉速或使用較長的模具，增加模具溫度，其目的在于使產品能較好地固化，從而提高制品的性能。

為了降低牽引力，使產品順利脫模，采用良好的脫模劑是十分必要的，有時這在成型工藝中起到決定性的作用。

六  產品應用

拉擠玻璃鋼的應用范圍究竟有多大，這是人們關心的一個問題。據(jù)統(tǒng)計拉擠玻璃鋼可以在國民經濟各個產業(yè)部門中都有應用。大致有以下幾個方面：

1、電氣市場

這是拉擠玻璃鋼應用zui早的個市場，目前成功開發(fā)應用的產品有：電纜橋架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器隔離棒、電機槽楔、路燈柱、電鐵第三軌護板、光纖電纜芯材等。在這個市場中還有許多值得我們進一步開發(fā)的產品。

2、化工、防腐市場

 化工防腐是拉擠玻璃鋼的一大用戶，成功應用的有：玻璃鋼抽油桿、冷卻塔支架、海上采油設備平臺、行走格柵、樓梯扶手及支架、各種化學腐蝕環(huán)境下的結構支架、水處理廠蓋板等。

3,消費娛樂市場

這是一個潛力巨大的市場，目前開發(fā)應用的有：釣魚竿、帳篷桿、雨傘骨架、旗桿、工具手柄、燈柱、欄桿、扶手、樓梯、無線電天線、游艇碼頭、園林工具及附件。

4、建筑市場

在建筑市場拉擠玻璃鋼己滲入傳統(tǒng)材料的市場，如：門窗、混凝土模板、腳手架、樓梯扶手、房屋隔間墻板、筋材、裝飾材料等。值得注意的是筋材和裝飾材料將有很大的上升空間。

5、道路交通市場

成功應用的有：高速公路兩側隔離欄、道路標志牌、人行天橋、隔音壁、冷藏車構件等。

6、農村市場

畜圈、禽舍用圍墻柵、溫室框架、支撐構件、藤棚、輸水槽等。農村是一個潛在的大市場，但因為價格因素制約了其開發(fā)的空間。

                                纏繞玻璃鋼 

纏繞玻璃鋼是玻璃鋼成型工藝中的一種，這種工藝方法與車床切削工件相反。

纏繞工藝的定義：通過芯模的旋轉，吐絲嘴按的一定軌跡運動，充分浸透樹脂的連續(xù)玻璃纖維通過吐絲嘴而有規(guī)律的纏繞在芯模上，直到厚度達到設計要求為止。

纏繞工藝的特點： 

1、纏繞玻璃鋼的比強度高于普通鋼的三倍，是鈦的四倍。比強度高這一特點在航空方面的應用價值是顯而易見的。

2、纏繞制品質量穩(wěn)定，生產的效率高，便于大批量的機械化生產，容易實現(xiàn)機械化和自動化。

3、纏繞玻璃鋼制品所用的纖維增強材料無須紡織，可減少紡織工序，從而降低成本。

4、纏繞工藝適于耐腐蝕管道、儲罐及高壓管、容器的制造，這是其他工藝所不及的。

纏繞玻璃鋼管的分類：

1、按生產工藝可分為兩類，即工藝管道和夾砂管道；

2、按其用途和材質可分為食品級管道、耐酸管道、耐堿管道、耐高溫管道、耐高壓管道。

工藝流程：

準備工作 → 制襯 → 固化  → 纏繞  → 固化 → 修整  → 脫模 

準備：原輔材料的準備及模具、檢測設備處于完好狀態(tài)。

制襯：按照制襯工藝鋪層，逐層鋪設并達到工藝要求。

固化：芯模旋轉，紅外線加熱固化。

纏繞：通過微機控制，將浸透樹脂的連續(xù)玻璃纖維紗纏繞在已制成內襯的模具上，并達到其工藝要求。

修整：按修整要求修整承插口。

脫模：將固化并修整后的管道與模具分離。

                                 手糊工藝特點 

手糊成型工藝雖然是一種較為簡單的成型方法，但它具有許多其它成型方法*的也無法替代的*優(yōu)點。當然，該工藝也存在一定 的缺點。現(xiàn)在就它的優(yōu)缺點簡述如下：

一、手糊工藝的優(yōu)點

（1）模具成本低，容易維護、設備投資少、上馬快；

（2）生產準備時間短，操作簡便、易懂易學；

（3）不受產品尺寸和形狀的限制，適用于數(shù)量少、品種多、形狀簡單的產品或大型產品；

（4）可根據(jù)產品的設計要求，在不同部位任意補強，靈活性大；

（5）樹脂基體與增強材料可實行優(yōu)化組合；也可以與其它材料（如泡沫、輕木、蜂窩、金屬等）復合成制品。

（6）室溫固化、常壓成型。

（7）可加彩色膠衣層，以獲得豐富多彩的光潔表面效果。

二、手糊工藝的缺點

（1）生產效率低，勞動強度大，生產環(huán)境條件差；

（2）產品質量穩(wěn)定性差，受人的因素影響大；

（3）車間占地面積大，需要良好的通風設備。

總之，手糊工藝是玻璃鋼行業(yè)的工藝基礎，在生產中有著舉足輕重的地位，隨著玻璃鋼產業(yè)的發(fā)展，新工藝不斷出現(xiàn)如RTM,真空輔助、噴射等都與手糊工藝有著不可分割的關系。

                             手糊制品及其應用

一、石油化工方面

玻璃鋼具有突出的耐酸、堿、油、有機溶劑的性能，常用它制作石油化工設備。用玻璃鋼制造各種管道、閥門、泵、貯罐、貯槽、塔器及作為金屬、混凝土、木材等基體設備的襯里，己成為石油化工設備防腐蝕*的材料之一。由于玻璃鋼的應用，使得化工設備在不同介質、溫度、壓力條件下，延長了使用壽命，獲得了良好的效果。

與金屬相比，有些情況下玻璃鋼設備的初始投資要高一些，但由于它重量輕，使用壽命長，成型加工及維修均比較方便，因此總投資還是比較低的，所以石油設備即防腐蝕工程中推廣應用玻璃鋼是有實際意義的。如美國在幾年前鋪設的72萬多千米的玻璃鋼管道，現(xiàn)己成為美國三大輸油線路之一。

實踐證明，玻璃鋼是一種較好的防腐蝕材料，十幾年來在石油化工防腐設備中的應用取得了很大的成效。當然，目前，還存在一些問題、如成型工藝比較落后，產品不配套、質量不穩(wěn)定、樹脂品種及數(shù)量還有限等這些都有待于在今后的發(fā)展中積極的去著手解決。

二、交通運輸方面

由于玻璃鋼具有輕質高強、耐化學腐蝕、抗微生物作用以及成型方便等優(yōu)點，所以在造船、汽車、鐵路車輛、航空等工業(yè)部門得到了日益廣泛的應用。

在造船工業(yè)方面，由于采用了玻璃鋼制作船體及兩棲裝置，使船舶、艦艇無論在防腐蝕、抗微生物、延長使用壽命，還是在提高承載能力、航行速度及深潛性能方面，都有了較大的改善。因此，從小型船艇、掃雷艇、深水探測器到大型巡航艦都成功的運用了玻璃鋼零部件。如用它制作潛水艇艇體，其潛水深度比鋼制作艇體至少可增加80％，深水調查船能耐幾千米的水下壓力。早在60年代，美國*部門就規(guī)定，16m以下的船艇全部采用玻璃鋼制作。英國還設計了170m長的玻璃鋼大船。

在汽車制造方面，現(xiàn)在己發(fā)展到用玻璃鋼制造各種轎車、大型客車、三輪車、載重汽車、油槽車以及其他車輛的和各種配件，減輕了車輛自重，提高了運輸能力。

在鐵路運輸方面，現(xiàn)己用玻璃鋼制造了機車車身、貨車車廂、客車、油箱等許多部件。隨著陸路交通的發(fā)展，在鐵路電氣化、高速列車的制造方面，在采用玻璃鋼材料之后，有效地提高了運輸能力。

在飛機制造方面，早在二戰(zhàn)初期，美國就用玻璃鋼制造了飛機油箱、螺旋漿的復面及飛機后部部件。美國F戰(zhàn)斗機使用玻璃鋼后重量減輕15%，縮短了降落航行距離15%，增加航程20％，增加負荷20%,效果十分顯著。玻璃鋼夾層結構的出現(xiàn)，飛機制造已向復合材料結構方面發(fā)展。如美國的諾斯羅普飛機制造公司，準備在先進飛機上采用60%-70%復合材料結構，使飛機重量減輕12％。

三、電氣工業(yè)方面

由于玻璃鋼具有優(yōu)良的電絕緣性能，因此，它在電工器材制造方面得到了廣泛的應用。玻璃鋼可以制造各種開關裝置、電力管道、印刷電路板、插座、接線盒等。由于玻璃鋼具有不同反射無線電波、微波透過性好等特點，目前，在電信工程上普遍采用玻璃鋼制造各種雷達罩、波導管和反射面，如直徑14-44m的大型球體地面雷達罩、天線罩等

四、建筑工業(yè)方面

玻璃鋼作為一種建筑用結構材料與傳統(tǒng)的建筑材料相比，其成本要高一些，但由于玻璃鋼是一種輕質高強的結構材料，具有隔音、隔熱、防水等特點，所以己成為現(xiàn)代建筑中一種新型的結構材料。

國外，在建筑材料上應用玻璃鋼是比較普遍的、品種、數(shù)量也日益增多。例如英國的國民議會大廈，外表面全部采用玻璃鋼裝飾板鑲嵌；一些展覽館、博物館建筑，鐵路車站、公園溫室以及民用住宅等方面都應用了大量的玻璃鋼制品。我國玻璃鋼用于建筑上近十年來有了一定的發(fā)展。目前應用zui多的是玻璃鋼波形瓦、裝飾面板、活動房屋、通風與空調設備、冷卻塔、道路燈具、壁雕、工藝雕塑、整體歐式雕花吊頂頂棚、采光屋面、大型飲用水箱、防滲漏化糞池和污水處理池罩、衛(wèi)生設備和各種家具等，隨著建筑事業(yè)的發(fā)展，玻璃鋼在建筑上的應用也將越來越普遍。

五、機械工業(yè)方面

玻璃鋼材料在機械設備方面也得到了日益廣泛的應用。簡單的護罩類制品，如電機罩、發(fā)電機罩、空氣莊縮機罩、泵罩、風機罩、紡織機罩、皮帶輪防護罩、儀器罩、PPS軸瓦、PPS墊塊等；較復雜的結構件，如柴油機、造紙機、水輪機、風機、拖拉機的各種部件，如軸承、法蘭圈、軸承套等各種機械零件均采用了玻璃鋼這種新型材料。

機械設備采用玻璃鋼不僅可以簡化加工工藝與相應的工藝裝備、節(jié)約勞動力、延長使用壽命、降低成本，而且還可以大大節(jié)約各種金屬材料，例如不銹鋼、銅、鋁等。

六、軍械與裝備方面

玻璃鋼作為一種新興得工程材料，在國防工業(yè)上也得到了廣泛的應用。玻璃鋼應用于常規(guī)武器和裝備，既減輕了重量，又節(jié)省了大量木材和各種鋼材，而且提高了武器裝備的機動靈活性，是一種軍工武器上很有發(fā)展前途的新型材料。

具體應用有以下幾個方面：

1）防護工程：安全帽、防彈背心、坦克殼體等；

2）火炮與箭彈；

3）炮管、熱護套、發(fā)動機殼體、噴管、尾翼、發(fā)炮筒、引信結構；

4）裝甲內襯等。

                             玻璃鋼模壓制品設計原則

模壓制品設計的目的是要準確的滿足zui終產品的使用要求．在開始設計之前先需了解被設計產品的使用條件和使用環(huán)境空間，從而確定塑料制品的種類和幾何尺寸，以滿足強度要求、安裝要求、外觀要求等。

產品設計的原則：在能達到基本使用要求的前提下，盡可能降低材料消耗，減輕勞動強度，節(jié)省工時，使制品的綜合成本zui低。熟知塑料模壓成型工藝的設計者，在構想出大體的幾何尺寸之后，對涉及脫模斜度、壁厚、圓角、加強筋、支承面和凸耳、嵌件、孔、螺紋以及尺寸精度等內容，還應遵循一些基本原則，作出zui終的設計。具體如下：

一、脫模斜度

塑料模壓制品在模具中生產的黏附和收縮會使脫模時造成制品損傷或脫模困難，為利于生產操作，在模壓成型制品的內、外表面，沿脫模方向要設計脫模斜度。盡管脫模斜度將會影響制品的精度和外觀，卻是不得不做的。脫模斜度的表示方法通常由角度來表示。設計時，取斜度的方向：內側以小端為準，向大方向?。煌鈧纫源蠖藶闇?，向小方向取。

選取脫模斜度應考慮的主要因素有：

１、材料性能　　　?。?、精度要求

３、結構尺寸　　　?。础⒔Y構形狀、制品形狀復雜的表面，應選取較大的脫模斜度。

二、壁厚

壁厚的設計是在滿足強度、結構、質量、剛性及裝配等各項要求的前提下，選擇合適的壁厚尺寸并盡可能考慮壁厚均勻性。

１、壁厚尺寸

模壓制品的壁厚太薄，則制品剛性差，不耐壓，在生產和使用過程中易產生損傷和變形。便制品對剛性要求不高，也不應使壁厚太薄。反之，太厚，不僅浪費原料，而且制品內部很難達到均勻硬化模壓過程中空氣排出阻力增大，容易產生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。實際上，原材料的種類和流程的長短是影響壁厚選擇的zui直接的因素。對于模壓工藝來說，流程通常較短，對于較大型件，應選較厚的壁厚。

２、壁厚均勻性

在同一件制品上應盡可能設計成各部分的壁厚均勻一致，若結構上要求不同壁厚時，也應沿料流方向逐漸過渡，避免壁厚的突然變化。在壁厚不均的情況下，壁厚處冷卻較慢，而且zui終收縮量較大，這種收縮快慢、大小的不均容易產生很大的內應力而導致制品變形甚至裂縫。

三、圓角

在模壓制品的拐角和兩壁相鄰處應設計聲圓弧，其半徑不小于０.5mm，大型件取值更大一些。圓角半徑的大小視具體情況而定，通常應根據(jù)壁厚來選取圓角半徑的大小，這樣可兼顧壁厚的均勻性。

圓角設計的目的在于以下三方面：１）提高制品的強度　２）利于生產過程中熔料的填充，避免冷卻過程中收縮不均產生的翹曲變形等缺陷?。常┙档统杀?/span>

四、加強筋

它是為了改善制品的性能，又不影響其安裝使用功能，而在制品的某些局部增設的凸起筋狀結構，是制品的重要組成部分。其作用是在不增加壁厚的情況下，提高制品的強度和剛度。即可以避免壁厚過厚，從而避免制品產品產生氣泡或變形等缺陷，同時還節(jié)省了原材料。

五、支承面和凸耳

當制品需由一個面作為支承面（或基準面）時，以制品的整個底面作為支承面是不合理的，應用底角或凸邊作為支承面，這樣一來易于保證基面的效果。

在制品上用于裝配附件的部位，為便于安裝操作，通常設計成凸耳。凸耳也是受理較大的部位，要避免應力集中的結構模式。

六、嵌件

有些制品為了滿足某些特殊的使用要求，成型時在制品的內部嵌入預先加工好的零件形成不可拆連接，嵌入的零件則稱為嵌件。主要用途為：螺紋孔、導體、增強件和結七、孔

塑料制品上的孔有連接裝配用孔、功能性孔、裝飾用孔等。其形式有通孔、盲孔和異型孔等。一些小的孔可用機械加工的方法來實現(xiàn)，但其加工面難以光潔，并且生產效率低。采用模壓直接成型的方法是可行的，可省去后序加工，尤其是那些難以加工的異型孔?？讘O置在不易削弱制品強度的地方，在孔之間和孔與邊壁之間均應留有足夠的距離。

八、螺紋

制品上的螺紋除了設計成嵌件外，也可以直接在模塑時做出。直接模塑時要注意塑料的強度較差、成型收縮的變形以及脫模的方便性。

九、尺寸精度

成型制品的尺寸與設計的標準尺寸會出現(xiàn)一定的誤差，這種誤差的出現(xiàn)也是不可避免的，只要控制在一定的允許范圍之內，達到使用.

                        模壓工藝介紹                             

SMC/BMC模壓工藝是將一定量的SMC/BMC模壓料放入金屬對模中，在一定溫度和壓力下成型制品的一種方法。SMC/BMC模壓工藝具有如下特點：1 成型周期短，生產效率高，適于大批量制品生產；2 模壓制品價格低廉；3 自動化、機械化程度高，可大大降低勞動強度；4 模壓制品的尺寸，表面光潔，質量穩(wěn)定，可替換性好；5 多數(shù)產品可一次成型，無需進行后處理；6 操作性好，對操作人員要求不嚴。SMC/BMC模壓制品廣泛應用于交通、化工、輕工、建筑、電氣等多個行業(yè)，具體應用在汽車部件、鐵路客車車門窗、座椅、組合式水箱、浴缸、絕緣子、開關盒等多種產品上。

                        玻璃鋼生產工藝--模壓成型工藝簡述 

模壓成型工藝是復合材料生產中zui古老而又富有無限活力的一種成型方法。它是將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內，經加熱、加壓固化成型的方法。

模壓成型工藝的主要優(yōu)點：①生產效率高，便于實現(xiàn)專業(yè)化和自動化生產；②產品尺寸精度高，重復性好；③表面光潔，無需二次修飾；④能一次成型結構復雜的制品；⑤因為批量生產，價格相對低廉。

模壓成型的不足之處在于模具制造復雜，投資較大，加上受壓機限制，于批量生產中小型復合材料制品。隨著金屬加工技術、壓機制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進和發(fā)展，壓機噸位和臺面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。

模壓成型工藝按增強材料物態(tài)和模壓料品種可分為如下幾種：

①纖維料模壓法 是將經預混或預浸的纖維狀模壓料，投入到金屬模具內，在一定的溫度和壓力下成型復合材料制品的方法。該方法簡便易行，用途廣泛。根據(jù)具體操作上的不同，有預混料模壓和預浸料模壓法。

②碎布料模壓法 將浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物，如麻布、有機纖維布、石棉布或棉布等的邊角料切成碎塊，然后在金屬模具中加溫加壓成型復合材料制品。③織物模壓法 將預先織成所需形狀的兩維或三維織物浸漬樹脂膠液，然后放入金屬模具中加熱加壓成型為復合材料制品。

④層壓模壓法 將預浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其它織物，裁剪成所需的形狀，然后在金屬模具中經加溫或加壓成型復合材料制品。

⑤纏繞模壓法 將預浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布（帶），通過纏繞機提供一定的張力和溫度，纏在芯模上，再放入模具中進行加溫加壓成型復合材料制品。

⑥片狀塑料（SMC）模壓法 將SMC片材按制品尺寸、形狀、厚度等要求裁剪下料，然后將多層片材疊合后放入金屬模具中加熱加壓成型制品。

⑦預成型坯料模壓法 先將短切纖維制成品形狀和尺寸相似的預成型坯料，將其放入金屬模具中，然后向模具中注入配制好的粘結劑（樹脂混合物），在一定的溫度和壓力下成型。

模壓料的品種有很多，可以是預浸物料、預混物料，也可以是坯料。當前所用的模壓料品種主要有：預浸膠布、纖維預混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品種。

1、原材料

（1）合成樹脂 

 復合材料模壓制品所用的模壓料要求合成樹脂具有：①對增強材料有良好的浸潤性能，以便在合成樹脂和增強材料界面上形成良好的粘結；②有適當?shù)恼扯群土己玫牧鲃有?，在壓制條件下能夠和增強材料一道均勻地充滿整個模腔；③在壓制條件下具有適宜的固化速度，并且固化過程中不產生副產物或副產物少，體積收縮率小；④能夠滿足模壓制品特定的性能要求。按以上的選材要求，常用的合成樹脂有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有機硅樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂等。為使模壓制品達到特定的性能指標，在選定樹脂品種和牌號后，還應選擇相應的輔助材料、填料和顏料。

（2）增強材料 

模壓料中常用的增強材料主要有玻璃纖維開刀絲、無捻粗紗、有捻粗紗、連續(xù)玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等，也有少量特種制品選用石棉氈、石棉織物（布）和石棉紙以及高硅氧纖維、碳纖維、有機纖維（如芳綸纖維、尼龍纖維等）和天然纖維（如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等）等品種。有時也采用兩種或兩種以上纖維混雜料作增強材料。

（3）輔助材料 

一般包括固化劑（引發(fā)劑）、促進劑、稀釋劑、表面處理劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑（顏料）和填料等輔助材料。

2、模壓料的制備

以玻璃纖維（或玻璃布）浸漬樹脂制成的模壓料為例，其生產工藝可分為預混法和預浸法兩種。

（1）預混法 

先將玻璃纖維切割成30～50mm的短切纖維，經蓬松后在捏合機中與樹脂膠液充分捏合至樹脂*浸潤玻璃纖維，再經烘干（晾干）至適當粘度即可。其特點是纖維松散無定向，生產量大，用此法生產的模壓料比容大，流動性好，但在制備過程中纖維強度損失較大。

（2）預浸法 

纖維預浸法是將整束連續(xù)玻璃纖維（或布）經過浸膠、烘干、切短而成。其特點是纖維成束狀，比較緊密，制備模壓料的過程中纖維強度損失較小，但模壓料的流動性及料束之間的相容性稍差。