复合材料成型工艺培训课件(PPT 34页)
复合材料的成型工艺PPT课件
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另外,在缠绕的时候,所使用的芯模应 有足够的强度和刚度,能够承受成型加工过 程中各种载荷(缠绕张力、固化时的热应力、 自重等),满足制品形状尺寸和精度要求以 及容易与固化制品分离等。
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常用的芯模材料有石膏、石蜡、金 属或合金、塑料等,也可用水溶性高分 材料,如以聚烯醇作粘结剂制成芯模。
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连续纤维缠绕技术的优点
首先,纤维按预定要求排列的规整度和精度 高,通过改变纤维排布方式、数量,可以实现等 强度设计,因此,能在较大程度上发挥增强纤维 抗张性能优异的特点,
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其次,用连续纤维缠绕技术所制得 的成品,结构合理,比强度和比模量高, 质量比较稳定和生产效率较高等。
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连续纤维缠绕技术的缺点
设备投资费用大,只有大批量生产时 才可能降低成本。
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连续纤维缠绕法适于制作承受一定 内压的中空型容器,如固体火箭发动机 壳体、导弹放热层和发射筒、压力容器、 大型贮罐、各种管材等。
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近年来发展起来的异型缠绕技术,可 以实现复杂横截面形状的回转体或断面呈 矩形、方形以及不规则形状容器的成型。
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6. 拉挤成型工艺
拉挤成型工艺中,首先将浸渍过树脂 胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置 作用下通过成型模而定型;
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其次,在模中或固化炉中固化,制成具有 特定横截面形状和长度不受限制的复合材料, 如管材、棒材、槽型材、工字型材、方型材 等。
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精选复合材料第章复合材料的成型工艺资料课件 (一)
精选复合材料第章复合材料的成型工艺资料课件 (一)近年来,随着人们对新型材料研究的不断深入,复合材料在各行各业中的应用越来越广泛。
而复合材料的成型工艺则是整个制造过程中不可或缺的一环。
今天我们要介绍的是《精选复合材料》第一章复合材料的成型工艺资料课件,希望能够帮助大家更好地了解复合材料及其成型过程。
一、复合材料的概念及组成复合材料是由两种或更多种不同种类的材料经过一定的工艺方法组合而成的复合材料。
常见的复合材料有纤维增强复合材料、层合板和复合材料泡沫等。
其基本组成为增强体和基体,其中增强体由纤维、纤维束或纱线等组成,基体则由树脂、金属或陶瓷等组成。
二、复合材料的成型工艺1.手工层叠法手工层叠法是指将预先涂上树脂的增强材料通过层叠的方式组合成一个整体。
这种成型方法简单易行,适用于小批量生产。
2.真空吸气成型法真空吸气成型法是指在增强材料叠放好后,通过将气体抽走,从而形成基体与增强材料的一体化。
该方法不仅可以形成高质量的成型件,而且还具有生产效率高、工艺简单等优点。
3.热压成型法热压成型法是指在预先涂上树脂的增强材料叠放好后,再通过加热和压力的作用下使其固化成型。
该方法适用于生产高强度、高精度的复合材料制品。
4.模压成型法模压成型法是指通过预先制作好模具和加热压力机,将增强材料与树脂一起放置在模具中,通过加热和压力的作用使其形成一体化。
该方法适用于生产大量相同形状的复合材料制品。
三、复合材料成型中需要注意的问题1.增强材料的方向:增强材料的方向直接决定了复合材料的强度和刚度,应注意增强材料的按顺序层叠和方向一致性。
2.树脂的固化条件:树脂的固化条件直接影响复合材料的成型效果,应确保树脂能够固化且不出现缺陷。
3.热压成型注意事项:在进行热压成型时,应注意加热温度、加热时间、压力大小和升降速度等因素对成型效果的影响。
四、总结复合材料的成型工艺是复合材料制品生产中不可或缺的一步,其优点是可以生产出高强度、高精度的制品。
聚合物复合材料工艺课件
关于聚合物复合材料工艺
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料将增强材料粘结在一起的一种成型方法 。
在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上铺贴一层按要求剪裁好
的纤维织物,用刷子、压辊或刮刀压挤织物,使其均匀浸胶并排除气泡后,再涂刷树
脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度为止,然后进行 固化、脱模、后处理及检验等。
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普通列车的前端
普通列车前端体积大,结构较为复杂,
通常采用喷射成型制得
(3) 缠绕成型
芯模
缠绕控制
小车及树脂
纤维
缠绕成型是一种将浸渍了树脂的连续纤维(预浸纱、丝束或布带)通 过缠绕机控制张力和缠绕角,以一定方式按照一定规律缠绕在回转芯模上、 常压下在室温或较高温度下固化成型的一种复合材料制造工艺。
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手糊成型工艺流程
手糊成型常用的树脂体系有不饱和聚酯树脂胶液、环氧树脂胶液;33号胶 衣树脂(间苯二甲酸型胶衣树脂),耐水性好;36PA胶衣树脂,自熄性胶衣树脂( 不透明);39号胶衣树脂,耐热自熄性胶衣树脂;21号胶衣树脂(新戊二醇型) ,耐水煮、耐热、耐污染、柔韧、耐磨胶衣。
第4章 聚合物基复合材料的工艺
4.1 概述 4.2 成型工艺方法 4.3 模具与辅助材料 4.4 复合材料成型用半成品的制备工艺
复台材料成型工艺PPT课件
树脂转移模塑成形法(RTM)
缺点
1)不易制作较小产品; 2)因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用模具要重和 复杂,价位也高一些; 3)能有未被浸渍的材料,导致边角料浪费。
树脂转移模塑成形法(RTM)
典型产品 小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
缠绕成形法(FW)
湿法缠绕的工艺原理图
缠绕成形法(FW)
该方法适用于手糊、喷射和 预浸料工艺,并可以配合烘 箱、热压罐使用。
按照上述铺层,用导流布、
真空树脂导入法的典型铺层方式
导流管取代3和4即可。该工 艺广泛应用于船舶、风力叶
片、火车等领域。
1 增强材料铺完后,铺导流布
2 铺导流管 3 导流布与导流管 4 铺真空袋膜
5 树脂浸润过程(一)
6 树脂浸润过程(二) 7 树脂浸润结束
拉挤成型 (Pultrusion)
优点 1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率较高,适于大批量
生产,制造长尺寸制品; 2)树脂含量可精确控制; 3)由于纤维呈纵向,且体积比可较高(40%-80%),因
而型材轴向结构特性可非常好; 4)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; 5)制品质量稳定,外观平滑。
优点
1)因为纤维迳直以合理的线型铺设,承担负荷,故复合材料 制品的结构特性可非常高;
2)由于同内衬层组合,可制得耐腐蚀、耐压、耐热的制品; 3)可制造两端封闭的制品; 4)铺放材料快、经济、用无捻粗纱,材料费用低; 5)可采用树脂计量,然浸胶后的纤维通过挤胶或口模,控制 树脂含量; 6)可大量生产和自动化; 7)机械成型,复合材料材质及方向性均匀,质量稳定。
拉挤成型的程序是 1)使玻璃纤维增强材料浸渍树脂; 2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸
复合材料制备的技术讲义模压成型实例ppt课件
火箭发动机喷管耐热内衬原材料性能指标
产地 北京251厂 陕西玻璃纤维总厂 吉林碳素纤维厂
游离酚 (%) 11.22 SiO2含量 (%) ≥ 96 含碳量 (%) 精选ppt≥课件92
主要性能指标 固体含量 (%) 98.09% 径向强力 (N/mm) 486/25 径向强力 (N/mm) 800/25
精选ppt课件
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4.3 模压成型工艺过程 (1)模压工艺流程
模压料计量、预热或预压
冷模具
模具预热
涂脱模剂
嵌件放置
加模压料
合模
模具清理
脱模
保压固化
排气
后处理
精选ppt课件
4
①模压料预热目的 ➢提高物料流动性,可预压成型,便于装模; ➢去除物料中大部分的水分和挥发物,提高制品性能; ➢降低模压压力,减少对型腔的磨损,延长模具的使用寿命;
模具预热
制
品
装模,初始压力 制
备
成型压力,保温2h
胶液配精置选ppt课件
脱模,修整
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6、模压工艺参数确定 (根据树脂的放热曲线) 616#氨酚醛树脂DTA曲线特征温度
固化过程 编号
峰始温度/℃ 峰顶温度/℃
1
87
145
2
89
147
3
85
143
4
90
148
平均
88
146
结束温度/℃ 180 180 180 180 180
温度,也不易成型结构复杂的制品。因此,应根据模压料的流动性能
来选定合适的工艺参数。
精选ppt课件
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(3)防眩板模压工艺参数的确定
防眩板各部位的厚度不一。根部厚度最大,为10mm。两边厚度次 之,为6mm。中间厚度最薄,仅为3mm。制品属薄壁结构,形状较为复 杂。当防眩板用铁架、螺栓固定竖立后,作为一种悬臂梁受力构件, 要求制品具有较好的抗折强度和弹性,以满足使用要求。从制品性能、 结构和形状要求来看,采用较大的成型压力和较高的成型温度是较理 想的。压力大,温度高,有利于提高制品的强度,且容易成型薄壁制 品。模温高,与固化放热峰的温差就大,制品的表面质量较好。考虑 到模压料的性能与生产效率,合适的保温时间是非常重要的。保温时 间太短,制品有可能固化不完全;保温时间过长,生产效率低。
复合材料的成型工艺课件
注射成型工艺
注射成型工艺是将热塑性或热固 性复合材料加热至熔融状态,然 后通过注射机将其注入模具中,
冷却后脱模得到制品的工艺。
该工艺适用于制备大型、结构复 杂的制品,如家电外壳、汽车零
部件等。
注射成型工艺具有生产效率高、 自动化程度高等优点,但模具成 本较高,且对材料性能要求较高
。
层压成型工艺
层压成型工艺是将多层复合材料叠合 在一起,然后在压力和温度作用下使 其粘合在一起并成型的一种工艺。
随着科技的发展,对复合材料的 性能要求越来越高,复合材料成 型工艺正朝着高性能化的方向发
展。
智能化
智能化成型工艺能够提高生产效率 和产品质量,是复合材料成型工艺 的重要发展方向。
绿色化
环保意识的提高,对复合材料的生 产过程中的环保要求也越来越高, 绿色化成型工艺成为未来的发展趋 势。
复合材料成型工艺面临的挑战
。
体育器材领域的应用实例
总结词
轻量、高强度、耐用
VS
详细描述
体育器材领域也是复合材料应用的重要领 域,如滑雪板、羽毛球拍、自行车车架等 。这些应用主要得益于复合材料的轻量、 高强度和耐用等特性,能够提高运动器材 的性能和寿命。
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复合材料成型工艺的发展趋势与挑战
复合材料成型工艺的发展趋势
高性能化
热压成型工艺的原理与特点
热压成型工艺原理
热压成型是利用热塑性复合材料的热塑性,在加热、加压条 件下,将材料加热至熔点或软化点,然后在压力作用下使材 料塑性变形并贴合在模具表面,冷却固化后形成所需形状的 制品。
热压成型特点
热压成型工艺具有生产效率高、制品尺寸精度高、表面质量 好等优点,适用于生产形状复杂、尺寸精度要求高的复合材 料制品。
复合材料成型工艺培训
复合材料成型工艺培训复合材料是由两种或更多种不同性能的材料组成,结合其各自的优点,形成一种具有特殊性能的新材料。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、电子产品等领域,其成型工艺对于保证产品质量和性能至关重要。
复合材料成型工艺包括预浸料制备、层叠、压制和固化等多个环节。
首先是预浸料制备。
预浸料是由纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维)和树脂基体组成的。
预浸料制备工艺包括纤维裁剪、纤维预浸渗透和树脂固化等步骤。
纤维材料根据设计要求进行裁剪,然后将树脂基体与纤维材料进行混合,并通过渗透作用将树脂基体浸润到纤维之间,最后通过适当的温度和压力条件进行固化。
其次是层叠。
在复合材料制造中,需要按照设计要求将预浸料层叠在一起。
层叠是将预浸料按照一定的顺序和布局进行叠放,以确保最终构件获得所需的力学性能和外观质量。
在层叠过程中需要注意纤维的走向和厚度分布,以及纤维之间的粘结问题。
接下来是压制。
在层叠完成后,将其放置在压机中进行压制。
通过施加一定的压力和控制温度,在压制过程中使树脂基体与纤维紧密结合,排除气泡和空隙,提高复合材料的密实度和强度。
最后是固化。
通过对成型后的复合材料进行固化处理,使树脂基体发生化学反应,形成交联网络结构,并与纤维材料紧密结合。
固化过程中需要控制温度、时间和压力等参数,以保证复合材料的固化效果和性能。
以上是复合材料成型工艺的基本流程,不同的复合材料类型和产品要求可能会有所差异。
为了保证复合材料成型的质量,操作人员不仅需要具备相关的材料知识和工艺技能,还需要遵循操作规范和严格执行各个环节的工艺要求,确保每一道工序都符合设计要求和标准。
在复合材料成型工艺的培训中,应该注重理论学习和实践操作的结合,培养学员的分析和解决问题的能力。
通过实际操作练习,学员可以更好地掌握工艺流程和技术要点,熟悉各种设备的操作和调节,提高工作效率和产品质量。
另外,培训还应重点强调质量控制和安全意识。
复合材料成型工艺中存在一定的工作风险和危险因素,如化学物品的使用和处理、设备操作的安全等。
金属基复合材料的制备工艺原理PPT课件
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制造技术应具备的条件
(1) 使增强材料均匀地分布金属基体中,满足复合材料结构和强度要求; (2) 能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥; (3) 能够充分发挥增强材料对基休金属的增强、增韧效果; (4) 设备投资少,工艺简单易行,可操作性强;便于实现批量或规模生产; (5) 能制造出接近最终产品的形状,尺寸和结构,减少或避免后加工工序.
积法以及电解法。 不锈钢真空球磨罐
QM-星行球磨机
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2、压制成坯块
成型的目的是 制得一定形状和 尺寸的压坯,并 使其具有一定的 密度和强度。成 型的方法基本上 分为加压成型和 无压成型。加压 成型中应用最多 的是模压成型。
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液压机原理图
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热等静压法
• 热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)工艺是将 制品放置到密闭的容器中,向制品施加各向同等的压力, 同时施以高温,在高温高压的作用下,制品得以烧结和致密 化。
• 也是热压法的一种。采用惰性气体加压,工件在各个方向 上受到均匀压力的作用。
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在热等静压机中处理的人工 关节 , 用于消除在铸造过程中 形成的内部微空和缺陷 .
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三种热等静压工艺
• 先升压后升温:其特点是无需将工作压力开到最高压力, 随着温度升高,气体膨胀,压力不断升高,直至达到需 要压力,适用于金属包套的工艺制备;
• 先升温后升压:适用于玻璃包套制备复合材料; • 同时升温升压:适合于低压成形、装入量大、保温时间
温度,时间,气氛.
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树脂基复合材料成形工艺36页PPT
•
46、寓形宇内复几时,曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下,悠然见南山。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
48、啸傲东轩下,聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗,不见其增,日 有所长 。
•
50、环堵萧然,不蔽风日;短褐穿结 ,箪瓢 屡空, 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
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4、阻燃型树脂 阻燃型树脂是在合成时使用一种能产生阻燃(自熄)的成分,例
如使用四溴苯酐、氯茵酸酐(HET酸酐)取代苯酐代合成树脂。 5、耐气候型树脂
这类树脂使用新戊二醇及甲基丙烯酸酯类交联单体,并添加紫外光 吸收剂,提高了树脂的耐气候性和光稳定性。树脂透明性好,耐用树脂 浇铸体的折射率可与玻璃纤维的折射率相近或一致。 6、高强型树脂
复合材料成型工艺
主讲 金保宏 材料科学与工程学院
第2章 手糊成型工艺
手糊成型的玻璃钢制品,如:船舶、汽车 配件、贮罐、玻璃钢管接头、家具等
2.1 手糊成型的原材料
增强材料 玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维玻璃纤维
基体材料 不饱和聚酯树脂 环氧树脂 酚醛树脂 其它热固性树脂 聚氨酯树脂 热塑性树脂 高性能树脂 双马来酰亚胺树脂
2.2 糊制与固化
铺层糊制
手工铺层糊制分干法和湿法两种: 1 干法铺层
用预浸布为原料,先将预浸料(布)按样板裁剪成坯 料.铺层时加热软化,然后再一层一层地紧贴在模具上.并 注意排除层间气泡,使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。
2 湿法铺层
直接在棋具上将增强材料浸胶,一层一层地紧贴在模具上, 排除气泡,使之密实。一般手糊工艺多用此法铺层
树脂和玻纤比:70/(100 - 70)=2.33, 树脂质量:2.7×2.33=6.29kg/m2 填料质量:6.29×40/60=4.1kg/m2 玻璃毡厚:2.7×0.391=1.05mm 树脂厚:6. 29×0.837=5. 265mm 填料厚:4.19×0.4=1.676mm 铺后总厚度;1. 05十5.26十1. 676≈8mm
1、通用型树脂 通用型树脂主要是邻苯型不饱和聚酯树脂,它们大多
用于手糊玻璃纤维增强塑料制品。 2、耐热型树脂 耐热型树脂的热变形温度应不小于110℃,在较高温度
下具有高的强度保留率。 3、耐化学型树脂 这类树脂具有优异的耐腐蚀性能和耐水性能,商品树
脂主要有双酚A型不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、间苯型不饱 和聚酯树脂和卤代聚酯树脂等。
辅助剂
偶联剂 不饱和聚酯树脂引发剂和促进剂 阻聚剂与缓聚剂 增韧剂与稀释剂 环氧树脂固化剂 抗氧剂 光稳定剂 热稳定剂 填料 脱模剂 着色剂与触变剂 阻燃剂
2.2 手糊成型工艺
手糊成型的工艺流程如下
手糊成型的示意图
1、场地
生产准备
手糊成型工作场地的大小,要根据产品大小和日产量决
定,场地要求清洁、干燥、通风良好,空气温度应保持在15—
35℃之间,后加工整修段,要设有抽风除尘和喷水装置。
2、模具准备
准备工作包括清理,组装及涂脱模剂等。
(1) 模足产品质量及生产规模的数量要求。
(2) 涂脱模剂要喷涂均匀,防止漏涂和涂层过厚;
脱模剂的种类要根据模具质量、树脂品种种及成本选择。
3、树脂胶液配制
铺层效计算
己细制品厚度时,铺层致可按下 式计算:
n= A/mf (Kf +C1KR) 式中,n为增强材料铺层数, A为制品厚度mm, mf 为增强材料单位面积质量k8/m2,Kf为增强材料厚 度系数[mm/(kg·m-2)] ;KR为树脂基体厚度系数 [Mm/(kg·m-2)] ;C1为树脂与增强材料质量比。
4、促进剂: E- 含6%萘酸钴 的苯乙烯溶液
5、促进剂: D- 含10%二甲 基苯按得的苯乙烯溶液。
4.增强材料准备
增强材料的种类和规模按设计要求选择,剪裁时应注意: 裁布的方向性要遵守设计要求: 布层拼接,分搭接和对接时,搭接长度不小于25mm,对接要
使各层拼缝错开; 圆环形制品可利用布的变形性,裁剪成经纬向45◦的布; 布块尺寸大小套裁,节约用布; 布层裁剪量须按产品设计厚度计算。
不饱和聚酯树脂
➢ 不饱和聚酯树脂 由不饱和二元羧酸(或酸酐)或它们与饱和
二元羧酸(或酸酐)组成的混合酸与多元醇缩聚 而成的,具有酯键和不饱和双键的线型高分子化 合物。
➢不饱和聚酯类型 1、 邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯 2、 双酚A型不饱和聚酯 3、 乙烯基树脂 4、 卤代不饱和聚酯
➢ 不饱和聚酯的商品牌号
这类树脂具有高的强度和坚韧性,主要用于纤维缠绕工艺制备的复 合材料 7、胶衣树脂
用于复合材料的胶衣层,以提高制品的外观、质量和使用寿命。
环氧树脂
根据分子结构,环氧树脂大体上可分为 五大类:
1、 缩水甘油醚类环氧树脂 2、 缩水甘油酯类环氧树脂 3、 缩水甘油胺类环氧树脂 4、 线型脂肪族类环氧树脂 5、 脂环族类环氧树脂
配制时.要注意两个问题:
(1) 防止胶液中混入气泡,
(2) 配胶量不能过多,每次配量要保证在树脂凝胶前用完。
➢ 常用的胶液配方
a. 固化环氧树脂配方
b. 不饱和聚酯树脂配方
1、引发剂:H-50%过氧化环 己酮二丁酯糊
2、引发剂:M-过氧化甲乙酮 溶液
3、引发剂: B- 50%过氧化 苯甲酰二丁酯糊
➢ 手糊制品厚度与层数计算
制品厚度估算
制品厚度可按下式计算
t=m×K。 t —制品厚度(mm);m —材料质量( kg/m2 ); K —厚度系数[ mm/(kg·m-2 ) ]
70 100 70
举例:
已知玻璃钢制品由一层300g/m2和4层600g/m2 E玻纤毡铺成,聚 酯树脂(密度1.2g/cm3 )胶液中含40%填料(密度2.5g /cm3 )。树脂含 量70%。求制品厚度。 解:玻纤毡总质量1×0.3 + 4×0.6=2.7 kg/m2
湿法铺层又分胶衣层糊制和结构层糊制‘
• 胶衣层(面层)制作
制品厚度一般为0.25- 0.5mm,可采用涂刷和喷涂施工。 胶衣层一段做两遍;第一遍凝胶后铺表面毡,再喷涂第二遍 胶衣,要防止漏涂和不均匀。
胶衣层作用是美化制品外观,提高防腐蚀能力。
• 结构层糊制
结构层糊制是在凝胶后的胶衣层上.将增强材料浸放, 一层一层紧贴在模具上,要求铺贴平整,不出现褶皱和悬空, 用毛刷和压辊压平,直到铺层达到设计厚度。在铺第一、二 层时,树脂含量要适当增多,以有利于排出气泡和浸透纤维 织物。一般方格布的含胶量为50%- 55%,毡的含胶量为74% - 75%。