玻璃钢模具制作技术

玻璃钢模具制作技术

制造顶级质量的模具，应从工场硬件、管理水平、人员培训三方面入手，并在模具材料选择、工艺规程安排及质量检测方面进行扎实有效的工作，现就制造技术作一介绍。

一、制造模具的条件

1、环境条件。温度：理想的温度范围为24—28℃。在制造原模和翻制模具的过程中应保持此环境温度，否则会延长或加快基体材料化学反应过程，对模具性能产生不利影响。

湿度：相对湿度≥70%时，对胶衣和树脂固化有重要影响，应避免或采取除湿措施。

2、车间管理。模具制造车间应具备化工产品存贮条件、控制温湿度的设备和清洁的环境，在管理上要按工艺流程作区域划分，工艺规程卡、作业指导书、质量跟踪卡等控制文件完备，记录详细。

3、压缩空气。纯净、干燥的气源是制造高品质模具的另一要素。气管中少量的水或油会给模具胶衣带来重要影响，故空压机必须配置有效的空气干燥器和油水分离器，还要有稳压与调压系统。

4、原料。选用最优质的原材料是制造高质量模具的又一重要条件。制模原材料成本只占总成本很小比例，千万不要因节约而影响质量。

5、安排合理的工艺流程。无论是采用传统铺层方法还是选用低收缩系统，所要求的时间均由材料的固化特性来决定。企图走捷径或加快工艺工程将影响质量。

6、训练有素的技术工人。作业人员必须具备基本知识和专业技术，有良好的行为习惯和能自觉规范个人行为。

二、材料选择

1、原模材料。基于铺层热力学原理，必须有一层热传递速度一致，具有一定刚性的材料作为表面处理材料的基材，再使用易打磨材料来修正原模表面的轮廓尺寸的精确性和光顺性，并使用具有高光亮表面的气干型胶衣，以得到高光的原模表面。

2、脱模材料。原模表面脱模材料的要求是：确保脱模效果，脱模材料不能转到模具上，不影响原模表面光亮度。

3、模具材料。模具制作水平（光顺度、光亮度、表面空隙率等）靠工艺水平决定，模具使用寿命则是靠模具材料性能来决定。

模具胶衣目前主要用乙烯基酯和间苯型不饱和聚酯两类。模具胶衣赋予模具表面机械强度、光亮度、柔韧性和耐候耐化学性·它需要比一般胶衣更高的使用和固化条件。

模具树脂应具备足够的机械强度，并应有一定韧性、低收缩性和较高的热变形温度。

三、模具胶衣施工工艺及装备

采用喷射设备涂敷模具胶衣是模具制作工艺中的一个重要环节，可选用产品胶衣的喷射设备或空气雾化压力喷壶。注意点是：一是控制好固化剂的比例：二要确保传输系统正常；三要使扇形混合物分布均匀。

(1）混合使用前用气动搅拌器彻底搅拌每桶模具胶衣，确保桶底、桶边的胶衣也完全混合。使用前停留几分钟以恢复粘度及消泡。

(2)温度胶衣施工温度为23—28'C.

(3）凝胶时间每个批号的胶衣树脂均应按照规定方法做凝胶时间试验，以利使用。

(4)喷射胶衣树脂应分为两次进行，模具胶衣厚度为0.6mm—0.8mm。操作方法为：

a、先喷厚约0.15—0.2mm的第一遍；

b、与第一遍成垂直方向喷第二遍；

c、再按a、b步骤喷第二层胶衣，厚度不超过第一层的2/3，约0.2-0.3mm。

喷时应先难后易、先沟槽再平面，避免局部厚度，如喷射角不理想，也可手刷辅助。

胶衣完成过程约2—3.5小时，即初凝50分钟，固化100分钟，然后可以铺制基层。

四、模具铺层方法

1、传统方法。外表层选用表面毡、300-450g短切毡，应仔细地辊压铺层，排净气泡，保证合理的树脂与纤维比例。为避免修理，这一层的质量要求非常严格，固化后要全面检查，包括拐角和曲面，发现气泡要仔细去除并将损伤面修补好。随后的增厚铺层可全部用玻纤毡和玻纤布来制造。

2、快速增厚方法。在外表层完成后，在其后铺一层450g短切毡，再铺强芯毡，再一层450g短切毡，三层同时铺制。强芯毡是有机纤维和微珠构成，这样的铺层能有效提高模具质量及提高模具刚度。

3、夹心结构。在玻璃钢铺层中间加入轻木等芯材而成夹心结构，这种结构在一些产品上己被广泛使用。模具采用夹心结构具有刚度高、重量轻的效果，还可减少对外部结构骨架的要求。夹芯结构模具使用于产品较薄、制品树脂放热低及建造周期短的场合。

4、快速制模工艺。此法的关键是使用快速低收缩模具树脂体系。由于使用了特殊树脂和添加剂，在固化成型时收缩变形很小甚至不收缩，故此，积层速度可以加快，并可以使用玻纤喷射来得到更高的效率。用此工艺既可结合传统工艺，也可结合使用强芯毡、轻木夹芯等材料。采用此工艺对温度及操作要求也是很严格，必须严格按照树脂系统供应商的要求。操作步骤简介如下：

(1)当模具胶衣固化后，第一层增加材料使用乙烯基树脂，固化后开始使用快速体系。

(2)连续铺敷6层450g或300g/m2无碱短切毡以获得3-4mm的厚度，或用喷射法获得3-4mm

的厚度。

(3)当树脂固化后铺层变成白色，1小时后即可进行下一次4—6层的铺敷，与(2)同。

(4）重复上述步骤直至到所需厚度。

如果结合强芯毡、轻木夹芯等材料使用，在夹芯材料上下应使用乙烯基酯树脂。

使用快速制模工艺一天即可完成模具增强层的制作，由于采用零收缩固化体系，模具有更优秀的尺寸稳定性和更好的表面效果。

五、模具外结构

模具铺层完毕后再制作外部加强结构，目的是保持模具的稳定性，防止蠕变及受外力后损伤。外结构可采用钢架结构、胶合板的条箱结构或骨架结构。如果结构直接与模面联接，应采用隔热材料作为基础铺层或用低导热的粘接材料，不同的热传导将引起模具表面印痕。

六、脱模

当框架结构完全固化并保养3-5天后就可脱模。先将边缘切割整齐，再用多个脱模楔插入模与原型之间，均匀用力，使之完全脱模。

七、模具表面处理

仔细检查模具表面，标注缺陷并修补。理想状态下不需打磨表面，只将模面抛光即可。如不理想则需适当处理和修饰。抛光时，先粗抛消除各种原因造成的印痕，再细抛消除粗抛印迹，抛光材料要注意不含增亮成份，使抛后呈现的是胶衣的真实亮度。