复合材料拉挤成型实例
复合材料的挤出成型
复合材料的挤出成型摘要：简单的回顾了挤出成型的机械设备，成型基本工艺，并以木塑复合材料和聚丙烯／纳米复合材料为例，介绍了复合材料的挤出工艺及挤出不同复合材料的不同之处。
关键词：挤出成型木塑材料超声混合1.序言挤出成型是使高聚物的熔体（或黏性流体）在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材。
挤出成型，尤其在塑料制品的成型加工中运用广泛。
采用挤出成型，可以制备塑料管材，板材，片材，棒材，薄膜，以及塑料的共混改性。
其技术较为成熟，应用广泛，在日常生活中发挥了非常大的作用。
并且，随着技术的进步，挤出成型制品的种类不断增长，新的工艺也展露头角，这一经典的成型技术正呈现出光明的发展前景。
如今，复合材料正欣欣向荣的发展，挤出成型用之于复合材料也必是一大发展的热点。
2.基础理论和基础知识2.1挤出成型的设备成型加工中，其设备包括了挤出机，机头口模以及冷却定型，牵引，切割，卷曲等附属设备。
而其中，最为重要的当然是挤出机。
挤出机大致分为螺杆式挤出机以及柱塞式挤出机。
其中，柱塞式挤出机由于生产非连续，且对物料的混合分散作用较差，所以生产上使用并不多。
而螺杆式挤出机，则由于能较好的给予物料剪切力，塑化能力高，而得到了广泛的运用。
对于螺杆挤出机，又可以细分为单螺杆挤出机，双螺杆挤出机以及多螺杆挤出机。
其中单螺杆挤出机设计简单，制造容易，价格便宜，通常都能有效的完成成型任务而得到广泛的应用。
双螺杆挤出机混炼效果更佳，能用于粉料的加工；而行星挤出机和四螺杆挤出机则大幅度增加了螺杆对物料的捏合，挤压和剪切，生产效率极高。
不过综合其性能和价格，大多情况下是使用单螺杆挤出机。
2.2挤出机基本结构和作用螺杆式挤出机包括以下几个部分：加料装置，料筒，螺杆，机头和口模，其中螺杆是挤出机的核心。
2.2.1螺杆的结构和几何参数螺杆是一根笔直的有螺纹的金属圆棒，其表面光洁，并具有很高的硬度。
dt!_复合材料制备技术讲义(9)-拉挤成型实例
3.4模具尺寸的确定 模具尺寸的确定
目前国内模具长度一般设计为 左右。 目前国内模具长度一般设计为900mm左右。一般模具厚度为制品厚 模具长度一般设计为 左右 一般模具厚度为制品厚 度的2～ 倍 度的 ～3倍。
玻璃钢窗框型材大多是中空制品，一般芯模具的有效长度为模具长 玻璃钢窗框型材大多是中空制品，一般芯模具的有效长度为 芯模具的有效长度 度的2/3～ ，而在拉挤工艺过程中要考虑到芯棒固定及调整以及防止 芯棒固定及调整以及 度的 ～3/4，而在拉挤工艺过程中要考虑到芯棒固定及调整以及防止 偏心，此外芯棒还要考虑到配重的问题， 考虑到配重的问题 偏心，此外芯棒还要考虑到配重的问题， 对于模具长度为 左右的模具， 可设计为1200mm 对于模具长度为900mm左右的模具，芯棒的长度可设计为 模具长度为 左右的模具 芯棒的长度可设计为 左右。 左右。
浸渍区：
预成型区(preforming area) ： （1）赋于概略形状，可以降低纤维束与固化模入口处的摩 擦与多余树脂。 （2）赋于纤维束、mat、或其它补强材适当的位置，以进 入固化模。
固化区：
拉挤模具 (die) ：赋于工件的形状 加热装置： 电热板 电波加热 热油循环
辅助加热：在含浸纤维入模口之前先行预加热（微波加 热） 。 优点：树脂所需热传导的时间缩短，模具长度可以缩短，用 于大型工件。
建立拉挤模具温度传递模型，利用计算机辅助设计可以确定最佳的模 具温度分布及分析。 牵引速度：是平衡固化程度和生产速度的参数。在保证固化度的条件下 应尽可能提高牵引速度。 牵引力：是保证制品顺利出模的关键，牵引力的大小由制品与模具之间 的界面上的剪切应力确定。 温度参数、拉挤速度、牵引力在三个参数中，温度参数是由树脂系统的 特性确定的，是拉挤工艺中首要解决的因素。通过树脂固化体系的放热 曲线的峰值和有关条件，确定模具加热的各段温度值。拉挤速度确定的 原则是在给定的模内温度下的凝胶时间，保证制品在模具中部凝胶、固 化。牵引力与模具温度关系很大，并受拉挤速度的控制。脱模剂的影响 也是重要因素。
复合材料-拉挤成型工艺-(综合版改)
复合材料拉挤成型工艺——纺硕1205班柴寅芳、丁倩、刘冰、刘小梅、戎佳琦、王卷1 拉挤成型定义拉挤成型是指玻璃纤维粗纱或其织物在外力牵引（外力拉拔和挤压模塑）下，经过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割，连续生产长度不限的玻璃钢线型制品的一种方法。
这种工艺最适于生产各种断面形状的型材，如棒、管、实体型（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（门窗型材、叶片）等。
2 拉挤成型的特点2.1优点：1)典型拉挤速度0.5-2m/min，效率高，适于批量生产，制造长尺寸制品；2)树脂含量可精确控制；3)主要用无捻粗纱增强，原材料成本低，多种增强材料组合使用，可调节制品力学性能；4)拉挤制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥连续纤维的力学性能，产品强度高；5)原材料利用率在95％以上，废品率低；6)制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求。
2.2缺点：1)不能利用非连续增强材料；2)产品形状单调，只能生产线形型材（非变截面制品），横向强度不高；3)模具费用较高；4)一般限于生产恒定横截面的制品。
3 拉挤成型所需的材料拉挤成型工艺中使用的材料包括树脂、增强材料、辅助材料等。
3.1拉挤成型工艺所用树脂拉挤成型工艺要求所用的树脂黏度低，主要使用不饱和聚酯树脂和环氧树脂或改性环氧树脂。
不饱和聚酯树脂用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。
间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
目前国内使用的较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势。
环氧树脂和不饱和聚酯树脂相比，具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，是优良绝缘材料。
常用拉挤工艺用树脂如表1所示，树脂生产配方如表2和表3。
表1拉挤工艺用树脂表2典型拉挤用不饱和聚酯树脂配方树脂 196 100份填料（轻质碳酸钙）脱模剂（硬脂酸锌）固化剂（过氧化物）低收缩剂（PVC树脂）颜料5～15份3～5份1～3份5～15份0.1～1份表 3环氧树脂配方环氧树脂 E-55脱模剂（硬脂酸锌）固化剂（590#）增韧剂100份3～5份15～20份10～15份适量稀释剂3.2拉挤成型工艺所用增强材料拉挤成型玻璃钢所用的纤维增强材料，主要是 E 玻璃纤维无捻粗纱居多，其优点是不产生悬垂现象，集束性好，易被树脂浸透，力学性能较高。
大型风机叶片主梁拉挤成型工艺
大型风机叶片主梁拉挤成型工艺
大型风机叶片主梁拉挤成型工艺：
①材料准备：
- 准备拉挤所需的增强材料，如玻璃纤维、碳纤维等。
- 确保树脂体系（基体材料）处于适用状态，如环氧树脂、聚酯树脂等。
②纤维浸润：
- 将纤维材料通过浸润槽，确保纤维完全被树脂体系浸透。
③成型模具：
- 通过模具引导浸润后的纤维材料，使其形成所需的主梁截面形状。
④固化过程：
- 在模具中，通过加热或其他固化方式，使树脂快速固化，形成稳定的结构。
⑤连续拉挤：
- 使用拉挤设备持续拉出固化中的复合材料，形成连续的主梁结构。
⑥长度切割：
- 当主梁达到预定长度后，使用切割设备将其切成所需长度的段落。
⑦后处理：
- 对切割后的主梁进行表面处理，如打磨、清洁，以去除任何多余的树脂或毛刺。
⑧质量检查：
- 对主梁进行尺寸、强度和外观质量的检查，确保符合设计和制造标准。
⑨装配准备：
- 将合格的主梁运送至风机叶片装配区，准备与其他组件进行组装。
拉挤玻璃钢的模具、预成型设计
拉挤成型工艺自动化程度高、工艺稳定，随着玻璃钢复合材料应用市场的不断拓展，拉挤制品所占份额也越来越大。
开发一件新的拉挤制品，首先是根据其使用条件和性能要求对制品进行材料选择和结构设计，确定产品的截面形状和原材料配比方式；其次就是拉挤成型中非常重要的一道工序，玻璃拉挤模具及预成型的设计与加工。
模具及预成型部分可以说是拉挤生产的中心环节，由纱架、胶槽部位过来的增强材料经由预成型初步定型，然后在牵引装置的作用下进入模具固化成型，最后切割为定长产品。
玻璃钢拉挤模具及预成型的设计与加工的好坏将直接决定拉挤生产的效率高低，甚至成败与否，同时还决定着拉挤制品的外观与质量。
模具一但加工定型后将很难改变，预成型部分尽管可以作调整，但如果设计加工不合理同样会给生产造成很大的经济损失，如需要更多的人员参与生产从而增加人工成本，纱束和毡走不到位，造成次品、废品，甚至发生堵模导致生产停顿，接下来就是费工费力的拆模、清理和重新穿纱再次起机。
因此模具及预成型的设计与加工很关键，设计加工合理可避免很多不必要的损失。
2玻璃钢拉挤模具设计加工在拉挤成型工艺过程中，模具是各种工艺参数作用的交汇点，其主要要求是具有良好的尺寸稳定性、优良的耐磨性和极低的表面粗糙度。
目前拉挤生产常用的模具主要为直腔钢制模具，有整体式的，也有组合式的，一般为长方体结构，结构形式尽管相对简单，但设计加工过程中需要注意和考虑的地方较多，主要有如下几个部分。
2.1模具材料选择及加工类型玻璃钢拉挤模具材料应能满足以下要求，强度高、热处理变形小、加工性能好、使用过程中尺寸稳定性好、耐磨、耐热及耐热腐蚀等。
完全都能满足这些要求的材料为数不多，目前常用模具材料为40Cr,耐磨要求高的可选用Crl2、Crl2MoV、38CrMoAl等，型腔表面硬度应大于HRC50,型腔表面粗糙度必须达到0.025-0.0800卩m。
为达到拉挤模具的工艺要求，通常须经过锻造，退火、粗铣、调质、精铣、淬火、研磨等一系列工序。
聚合物基复合材料的成型工艺：挤出成型讲解
挤出机按其螺杆数量可以分为单螺杆、 双螺杆和多螺杆挤出机。目前以单螺杆 挤出机应用最为广泛，适宜于一般材料 的挤出加工。双螺杆挤出机由于具有由 摩擦产生的热量较少、物料所受到的剪 切比较均匀、螺杆的输送能力较大、挤 出量比较稳定、物料在机筒内停留长,混 合均匀 。
单螺杆挤出机特点
硬齿面齿轮箱，交流或直流无级传动 调速。
简介
挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑。是借助螺 杆和柱塞的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过 模口而成为具有恒定截面的连续制品。
挤出成型介绍
在纤维化学工业中也有用挤出机向喷丝 头供料，以进行熔体纺丝。挤出应用于热 塑性塑料和橡胶的加工，可进行配料、造 粒、胶料过滤等，可连续化生产，制造各 种连续制品如管材、型材、板材(或片材)、 薄膜、电线电缆包覆、橡胶轮胎胎面条、 内胎胎筒、密封条等，其生产效率高。在 合成树脂生产中，挤出机可作为反应器， 连续完成聚合和成型加工,在橡胶工业中压 缩比不同的挤出机可以用来塑炼天然胶.不 同材料的挤出机器的压缩比有些不同.
新型螺杆结构，熔融混和均匀，确保 低融温高产量
螺杆机筒材料采用氮化钢38CrMoAIA 氮化处理，表面合金处理硬度更高。
铸铜、铸铝加热器，根据要求采用风 冷与水冷。
先进的电器控制系统
双螺杆挤出机特点
和单螺ห้องสมุดไป่ตู้挤出机相比，双螺杆挤出机的特 点是：
1、较高的固体输送能力和挤出产量； 2、自洁能力； 3、混合塑化能力高； 4、较低的塑化温度，减小分解可能； 5、结构复杂，成本高。
挤出过程
加料——在螺杆中熔融塑化——机头口模 挤出——定型——冷却——牵引——切 割
挤出成型的特点
① 连续化,效率高,质量稳定 ② 应用范围广 ③ 设备简单,投资少,见效快 ④ 生产环境卫生,劳动强度低 ⑤ 适于大批量生产
复合材料拉挤成型工艺
复合材料拉挤成型工艺
复合材料拉挤成型工艺是指采用拉挤机将预浸料与纤维增强材料送入模具后，在高温、高压的条件下完成成型的一种工艺。
在该工艺中，预浸料主要由树脂、填料和固化剂等组成，而纤维增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维等。
在拉挤机内，预浸料与纤维增强材料在高速旋转的螺杆和模头的作用下，混合均匀后被挤出，通过模具进一步的成型和固化。
复合材料拉挤成型工艺的优点在于生产效率高、工艺控制简单、产品质量稳定、成品强度高、表面光洁度好等。
因此，在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域广泛应用。
复合材料(玻璃钢)拉挤成型管材与棒材
尺寸缺陷 厚度偏差 偏芯、同心度差 翘曲变形、直线度差 扭曲、扭拧度大 垂直度偏差 长度偏差
性能缺陷 不耐老化、易褪色 绝缘性差 强度不够、力学性能差
拉挤工艺设备
实现拉挤工艺的主要设备是拉挤机。分立式、卧式 两种。
卧式拉挤机结构比较简单，操作方便，对生产车间 结构没有特殊的要求。
一般设备的主体功能基本相同。包括：送纱（毡） 架、浸胶区、模具放置区、加热装置、牵引装置、 切割等部分。
送纱装置包括纱架和集束器；浸胶装置主要由树 脂槽、导向辊、压辊、分纱板、挤胶辊等组成。
3、交通车辆：冷藏车构件、卡车结构件、公交车墙板、拖车地 板、公共汽车排气管、行李架、方向牌、座椅等。
4、耐腐蚀设备：化工设备、水处理设备、酿造设备、下水道井 盖、储罐保护架、洗涤器组合器构件、水族馆检查廊、冷却塔支 架、抽油杆等。
5、体育设备：弓箭、钓鱼竿、帐篷杆、、帆船用张力构件、滑 雪板、组合式游泳板、雪船、平衡棒、高尔夫球杆等。
度不高。
可用范围 主要用作工字型、角型、槽性、异性截面管、波纹板，实芯棒以及以 上述断面构成的组合截面型材。
应用实例
1、电力电器行业：电缆托架、梯架、支 架、绝缘梯、变压器 用的隔热棒等，电机槽楔、照明用附件、路灯柱、天线杆、带电 维修架空线路用吊杆、电力、电波塔，光纤电缆型材等。
2、建筑土木建材：大棚、围栏、窗框、温室框架、脚手架、采 光瓦、遮音棚、等
800
38℃
280
63℃
110
反应活性 凝胶时间/min 1.6
（82.2℃） 固化时间/min
3.0
放热温度/℃
200
2 100 20 1 0.75 0.5 0.25 1600 680 370 1.3 2.0 196
塑料挤出成型工艺与实例分析
塑料挤出成型工艺与实例分析塑料挤出成型是一种常见的塑料加工方法，广泛应用于塑料制品的生产中。
它是通过将塑料颗粒加热熔化后，通过挤出机的螺杆将熔融塑料挤出成型，然后根据需要进行切割，成为不同形状的制品。
塑料挤出技术具有成型速度快、生产效率高、生产成本低等优点，因此受到了广泛欢迎。
在塑料挤出成型过程中，首先需要将塑料颗粒放入挤出机的料仓中，然后通过加热系统加热，使其熔化成熔融态的塑料。
接着，熔融塑料被送入挤出机的螺杆中，通过螺杆的转动和外部压力的作用，熔融塑料被挤压出料嘴，然后通过模具的成型，最终得到所需形状的制品。
塑料挤出成型工艺可以分为单螺杆挤出和双螺杆挤出两种方式。
单螺杆挤出工艺简单、成本低，适用于一些普通的塑料制品生产，但在挤出过程中容易出现塑料温度分布不均匀的情况。
而双螺杆挤出工艺能够更好地均匀混合塑料，提高生产效率，适用于一些要求较高的生产场合。
在实际生产中，塑料挤出成型工艺有着广泛的应用。
比如在塑料管道生产中，先将塑料颗粒加热熔化后，通过挤出机挤出成型，根据需要进行定型冷却，最终得到管道产品。
又如在塑料薄膜生产中，将塑料颗粒加热熔化后，通过挤出机拉伸挤压成薄膜形状，然后通过冷却切割成不同规格的薄膜制品。
除了常见的管道、薄膜等制品外，塑料挤出成型还可以生产更多种类的制品，比如塑料板材、塑料型材、塑料丝等。
这些制品在日常生活中随处可见，广泛应用于建筑、家具、包装等领域。
总的来说，塑料挤出成型工艺是一种常用的塑料加工工艺，具有生产效率高、生产成本低等优点，适用于生产各种形状的塑料制品。
通过不断改进工艺技术和提高设备性能，塑料挤出成型工艺将会有更广阔的应用前景，为塑料制品的生产提供更多可能性。
1。
复合材料挤出成型
复合材料挤出成型在建筑行业中的应用
节能环保
复合材料挤出成型技术能够生产出高性能的节能环保材料，如保温 隔热材料、防水材料等，有助于提高建筑能效和环保性能。
结构强度与稳定性
复合材料挤出成型产品在建筑结构中具有较高的强度和稳定性，能 够提高建筑的安全性和耐久性。
建筑装饰与构件
复合材料挤出成型技术还可应用于建筑装饰和构件的生产，如玻璃纤 维增强塑料门窗、屋顶等。
其组成和结构进行划分，如金属基复合材料、树脂基复合材料、陶瓷基复合材料等。
复合材料挤出成型的工艺流程
总结词
复合材料挤出成型是一种将两种或多种材料混合并经 过熔融、塑化后通过模具挤出成型的工艺。该工艺主 要包括配料、熔融、塑化、成型Байду номын сангаас冷却等步骤。
详细描述
复合材料挤出成型是一种将两种或多种材料混合并经过 熔融、塑化后通过模具挤出成型的工艺。该工艺的流程 包括配料、熔融、塑化、成型和冷却等步骤。在配料阶 段，根据配方将各种原材料称重并混合均匀；在熔融和 塑化阶段，利用加热和压力作用将混合料熔融和塑化； 在成型阶段，通过模具将熔融和塑化的材料挤出并形成 所需的形状；在冷却阶段，对成型后的材料进行冷却定 型，完成整个工艺流程。
复合材料挤出成型
目录
• 挤出成型技术概述 • 复合材料挤出成型原理 • 复合材料挤出成型设备 • 复合材料挤出成型工艺参数 • 复合材料挤出成型质量控制 • 复合材料挤出成型的应用与发展趋势
01 挤出成型技术概述
挤出成型技术简介
01
挤出成型是一种常见的塑料加工 技术，通过螺杆旋转加压的方式 将塑料原料从模具口挤出，并按 照模具的形状形成所需的制品。
观质量。
移动速度
碳纤维拉挤成型工艺
碳纤维拉挤成型工艺
碳纤维拉挤成型是一种目前常用的工艺，用于制造高强度、低重量的碳纤维复合材料构件。
1. 原材料准备：首先，将碳纤维单丝进行预处理，包括去除杂质、涂覆树脂等。
然后，将经过处理的碳纤维单丝编织成纱线或拧成纱，用于后续的拉挤成型。
2. 拉挤成型：在拉挤机中，将碳纤维纱线或纱束引入机器，经过一系列的装置进行塑化加热，并通过模具将其拉伸、挤出。
模具的形状决定了最终构件的形状和尺寸。
同时，可以通过真空封闭模具和注射树脂等方式，确保碳纤维的密实度和表面质量。
3. 固化：拉挤出的构件会进入固化炉，经过一定的时间和温度条件下进行热固化。
在此过程中，树脂会固化，将碳纤维牢固地粘结在一起，并形成坚硬而轻量的复合材料。
4. 后续加工：经过拉挤成型和固化的构件还需要进行后续的加工和整理。
包括去除模具残留物、修整表面、加工孔洞等步骤，以确保构件的精度和质量。
碳纤维拉挤成型工艺具有生产效率高、造型灵活、可实现大批量生产等优点。
在航空航天、汽车、船舶等行业中得到广泛应用，为实现轻量化、高强度的产品设计提供了有效的解决方案。
复合材料拉挤成型实例
300
A－模具初始温度
250
B－工艺过程中最佳温度
200
150
100
B
50
A
模腔温度分布曲线
基于UP/复合型引发剂的固化工艺特性，将模具分为加热温度不同的三 个区段。 （1）预热段
固化区：
拉挤模具 (di：在含浸纤维入模口之前先行预加热（微波加 热） 。 优点：树脂所需热传导的时间缩短，模具长度可以缩短，用 于大型工件。
典型的模具长度在30～150 cm 之间； 模具材料：工具钢； 模具形式：整体式、组合式、悬垂式（空腹结构）
20世纪80年代初开发（加拿大）； 20世纪90年代，扩展到美国、俄罗斯、德国、日本等国；
我国是建筑窗框产量最多的国家。
2. 拉挤玻璃钢窗框的工艺
材料：UP树脂＋玻璃纤维＋短切毡＋表面毡； 温区控制：根据UP放热曲线确定； 拉挤速度； 纱量； 树脂配方。
3. 拉挤玻璃钢窗框模具
3.1模具的选材
（1）较高的强度，耐疲劳性和耐磨性； （2）较高的耐热性和较小的热变形性； （3）良好的耐腐蚀性； （4）良好的切削性和表面抛光性能； （5）受热变形小，尺寸稳定性好。
牵引速度过高 由预固化引起的热树脂突然回流
玻璃纤维量不足 固化区应力太高，产生爬行蠕动
纤维体积含量低，填料加入量少 内脱模剂效果不好或用量太少
速度太快 温度太低 模具太短 树脂体系选择不恰当
模具内表面光洁度差 脱模时，产品粘模，导致制品表面损伤
沟痕，不平 制品的平面部分不平整，局部有沟状痕迹
拉挤成型工艺及应用
54 工程塑料应用1的7年，第25卷，第3期© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 展-囝1为现今的拉挤成型工艺流程示意图。
拉挤成型工艺及应用黄克均张建伟(第五三研究所.济南250031)内容提要概述拉挤成型工艺及其应用前景，通过对拉挤成«工艺与其它复合材料加工工艺的 比较，阐述了拉挤戋型工艺的特点和这种新的复合材料加工工艺在航空、躭天、交通、电气、化工和建 筑等领域的发展潜力。
关键词拉挤成5!复合杈枰树脂材料工艺应明1前言拉挤成型工艺是复合材料的主要成型工艺方法 之一。
用拉挤成型工艺可以全自动地生产不变截面 的棒、板,如c 型槽(板）、丨型梁、圆柱棒、j 型棒等。
最初的拉挤制品是钓鱼竿和电机檜楔等。
自70年代 以来，拉挤成型工艺不断完善,拉挤成型制品应用范 围已遍及航天，航空、交通、建筑、化工和电气等各个 领域，甚至用来制造桥梁结构架、汽车和轮船传动轴 等主承力结构件。
90年代初拉挤制品的世界年产量 为复合材料总年产量的3%〜5%,达9万〜15万t, 其中美国占一半左右。
拉挤制品的年增长率达到 10%〜15%,是复合材料制品中增长最快的- 种[卜2拉挤工艺过程2- 1 拉挤工艺拉挤成型工艺是指将浸溃了树脂的连续纤维粗 纱经加热模拉出形成预定截面型材的过程。
在拉挤 成型工艺的发展中，有三种同时发展起来的工艺：(1) 隧道炉拉挤工艺该工艺是把玻纤粗纱或 类似的增强材料牵引穿过树脂浴后，经过整形套管 除去包藏的空气和多余的树脂达到预定的直径，然 后牵引穿过隧道炉并悬空连续固化得到最终产品。
(2>间歜成型拉挤工艺该工艺是把增强纤维 牵引穿过树脂浸溃槽并进入对分式阴模，在脖止状 态下由模外加热固化。
通常模具的进入端要冷却以 防树脂固化.当一段增强纤维上的浸溃树脂完全固 化后,打开模具再把下一段牵引到模中。
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我国是建筑窗框产量最多的国家。
2. 拉挤玻璃钢窗框的工艺
材料：UP树脂＋玻璃纤维＋短切毡＋表面毡； 温区控制：根据UP放热曲线确定； 拉挤速度； 纱量； 树脂配方。
3. 拉挤玻璃钢窗框模具
3.1模具的选材
（1）较高的强度，耐疲劳性和耐磨性； （2）较高的耐热性和较小的热变形性； （3）良好的耐腐蚀性； （4）良好的切削性和表面抛光性能； （5）受热变形小，尺寸稳定性好。
25~30 2~3
5. 成型模具加热区温度设定
加热一区
加热二区
加热三区
135 ℃
170～175 ℃
95 ℃
6. 工艺流程
选定树脂 配方体系
确定树脂体系的 固化温度区间
根据设计图纸 制备金属模具
根据模腔尺寸 计算纱用量
设计预成型模 和分纱导向板
配纱，安装模具
模具加热区 三区温度设定
观察制品表面情 况，继续或改进
复合材料 成型与加工技术
曾竟成 教授 杜 刚 讲师
第9章 拉挤制备技术（Pultrusion Process） 9.1 拉挤制备技术含义：
拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维束、带或布等，在牵 引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的 玻璃钢型材。这种工艺最适于生产各种断面形状的型材，如棒、管、实 体型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材（门窗型材、叶片等） 等。
9.9 拉挤制品常见的缺陷及改进措施
缺陷部位
现象
鸟巢
增强纤维在模具入口处相互缠绕，导致制 品在模具内破坏。
固化不稳定
在模具内粘附力突然增加，可引起制品在 模具内破坏。
表观粗糙 表面光洁度差，起鳞。
粘模
部分制品与模具粘附，使制品拉伸破坏
未完全固化
白粉
制品出模后，制品表面附着白粉状物
原因
纤维断了 纤维悬垂的影响 树脂粘度高 纤维粘附着的树脂太多 牵引速度过高 模具入口设计不合理
2. 拉挤槽钢纤维用量计算
前提条件： 玻璃纤维无捻粗纱：2400TEX 纤维体积含量（不计短切毡所占体积）：45％ （1）计算模具横截面积
A（模）＝（71－3）×3×2＋151.6×3＝863（mm2） （2）计算单根玻璃纤维的横截面积
A（纱）＝2.4/2.35/100≈1（mm2） （3）纤维在模具中所占的截面积
使增强材料浸渍的树脂匀化。 （2）固化段
使树脂体系从粘稠态经凝胶态、橡胶态而迅速固化。 （3）离型段
减少温差对型材的内应力和体积收缩的影响。
由于模具长度一定，加热设备长度也一定，故制品的固化温度和时间主 要取决于树脂的引发固化体系。通用的不饱和聚酯树脂，多采用有机过 氧化物为引发剂，其固化温度一般要略高于有机过氧化物的临界温度。 若采用协同引发剂体系，则通常是通过不饱和聚酯树脂固化放热曲线来 确定。一般地，模具的温度应大于树脂的放热峰值，温度的上限是树脂 的降解温度。同时做树脂的凝胶试验，保证温度、凝胶时间、拉速应当 匹配。
牵引机构连续工作。
主要特点：牵引和模塑过程均连续，生产效率高。成型制品质量关键是 控制凝胶时间和固化程度、模具温度和牵引速度。 2.立式拉挤成型工艺
宜生产空腹型材。
9.5 拉挤制备技术的流程分布 (1) 纤维区 (2) 浸渍区 (3) 预成型区 (4) 固化区 (5) 拉拔区
纤维区：
以E-glass为主，和较高性能的S-glass及carbon。
3.2分型面的选择
在满足模具制造的前提下，尽量减少分型面，保证合缝严密。
3.3模具入口设计
模具入口处周边设计1/4倒角，带有锥度（角度在5～8°，长度在 50～100mm）
3.4模具尺寸的确定
目前国内模具长度一般设计为900mm左右。一般模具厚度为制品厚 度的2～3倍。
玻璃钢窗框型材大多是中空制品，一般芯模具的有效长度为模具长 度的2/3～3/4，而在拉挤工艺过程中要考虑到芯棒固定及调整以及防止 偏心，此外芯棒还要考虑到配重的问题，
9.2 拉挤成型的特点
（1）自动化、连续化生产工艺； （2）生产效率高，可多模多件； （3）拉挤制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥连 续纤维的力学性能，产品强度高； （4）制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用 要求； （5）制品性能稳定可靠，波动范围在±5％之内； （6）原材料利用率在95％以上，废品率低 ； （7）不能利用非连续增强材料； （8）产品形状单调，只能生产线形型材（非变截面制品），横向强度不 高。
模具设计的好坏，直接影响拉挤过程中所用牵引力大小，若牵引阻力 过大，易造成机械事故。经常因某段模具被拉毛，表面不够光滑，树脂 易固化，造成牵引机履带与轮之间打滑，致使玻璃纤维都固化在模具中， 牵引机拉不动。
成型模具按结构形式可分为整体成型模具和组合式成型模具两类。整体模具 是由整体钢材加工而成，一般适用于棒材和管材。组合成型模具有上、下模 对合而成。这种类型的模具易于加工，可生产各种类型的型材，但制品表面 有分型线痕迹。 空腹制品采用芯模。芯模一端固定，另一端悬臂伸入上、下模所形成的空间， 与上、下模一起构成产品所需的截面形状。为减少脱模时芯模产生的阻力， 芯模尾部加工成1/300~1/200的锥度，较大的芯模应考虑采用模心加热装置。
9.3 目前主要的拉挤制品（部分制品实例及应用）
9.4 拉挤成型工艺分类
1.卧式拉挤成型工艺 （1）间歇式
牵引机构间断工作，浸胶的纤维在热模中固化定型，然后牵引出模， 下一段浸胶纤维在进入热模中固化定型后，再牵引出模。
主要特点：成型物在模具中加热固化，固化时间不受限制。生产效率低， 制品表面易出现间断分界线。 （2）连续式
9.7 拉挤成型用增强材料
用于拉挤制品的增强材料多为玻璃纤维及其织物，如无捻粗纱、布带和 各种毡。
无捻粗纱：不产生悬垂现象，集束性好，易被树脂浸透，力学性能较高；
玻璃纤维毡：有能承受牵引力的足够强度。
拉挤制品横向增强的主要方法：玻璃纤维毡和纤维织物，纤维环向缠绕 或螺旋缠绕（过去）；纤维针织物（现在）。
①预成型模具：在拉挤成型过程中，增强材料浸渍树脂后（或被浸渍的 同时），在进入成型模具前，必须经过由一组导纱元件组成的预成型模 具，预成型模的作用是将浸胶后的增强材料，按照型材断面配置形式， 逐步形成近似成型模腔形状和尺寸的预成型体，然后进入成型模，这样 可以保证制品断面含纱量均匀。
②成型模具：成型模具横截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或 等于10，以保证模具有足够的强度和刚度，加热后热量分布均匀和稳定。 拉挤模具长度是根据成型过程中牵引速度和树脂凝胶固化速度决定，以 保证制品拉出时达到脱模固化程度。一般采用钢镀铬，模腔表面要求光 洁，耐磨，借以减少拉挤成型是的摩擦阻力和提高模具的使用寿命。
纤维针织物：以单束纱线连续围绕交叉的形式重叠在一起，并相互缠结 固定。针织物单重均匀，强度高，弹性好且不易悬垂，可以提高制品的 冲击强度和剪切强度，并可加工成定向或三向织物。
9.8 拉挤成型工艺参数
工艺参数：模腔温度、树脂温度、模腔压力、树脂粘度、固化速度、 固化程度、牵引张力及速度、纱团数量等。
牵引速度过高 由预固化引起的热树脂突然回流
玻璃纤维量不足 固化区应力太高，产生爬行蠕动
纤维体积含量低，填料加入量少 内脱模剂效果不好或用量太少
速度太快 温度太低 模具太短 树脂体系选择不恰当
模具内表面光洁度差 脱模时，产品粘模，导致制品表面损伤
沟痕，不平 制品的平面部分不平整，局部有沟状痕迹
白斑
含有表面毡，连续毡的制品表层，出现局 部发白或露有白纱现象
建立拉挤模具温度传递模型，利用计算机辅助设计可以确定最佳的模 具温度分布及分析。
牵引速度：是平衡固化程度和生产速度的参数。在保证固化度的条件下 应尽可能提高牵引速度。
牵引力：是保证制品顺利出模的关键，牵引力的大小由制品与模具之间 的界面上的剪切应力确定。
温度参数、拉挤速度、牵引力在三个参数中，温度参数是由树脂系统的 特性确定的，是拉挤工艺中首要解决的因素。通过树脂固化体系的放热 曲线的峰值和有关条件，确定模具加热的各段温度值。拉挤速度确定的 原则是在给定的模内温度下的凝胶时间，保证制品在模具中部凝胶、固 化。牵引力与模具温度关系很大，并受拉挤速度的控制。脱模剂的影响 也是重要因素。
空腹型材模具示意图
特性 高耐磨 低变形 加工性好 渗碳、渗氮 预硬型 淬硬型 耐冲击型
拉挤模具用钢分类
钢号 GCr9、Cr12、Cr12MoV、Cr5Mo1V
T13、9Mn2V、CrWMn T12、4CrMo、WCrV 20Cr、12CrNi2、20Mn2、20CrMnTi 40Cr、38VrMoAl、3Cr2Mo、38CrMnAlA 4CrB、9MnZY、T7 6CrW2Si、5CrNiMo
纤 维 的 形 态 主 要 有 粗 纱 （ roving ） ， 短 切 毡 (mat) ， 及 表 面 毡 (surfacing veil)，平面织物等。
浸渍区：
预成型区(preforming area) ：
（1）赋于概略形状，可以降低纤维束与固化模入口处的摩 擦与多余树脂。
（2）赋于纤维束、mat、或其它补强材适当的位置，以进 入固化模。
模腔温度：用于拉挤的树脂体系对温度敏感，模腔温度控制严格。温 度低，树脂不能固化，温度过高时，坯料一入模就固化，使成型、牵 引困难，严重时会产生废品甚至损坏设备。
300
A－模具初始温度
250
B－工艺过程中最佳温度
200
150
100
B
50
A
模腔温度分布曲线
基于UP/复合型引发剂的固化工艺特性，将模具分为加热温度不同的三 个区段。 （1）预热段