手糊成型工艺及设备-模具与脱模剂

• ⑴木材： •加工容易、造价低， •不易变形的木材有：红 • 特点： 尺寸基本准确和稳定。松、段木、杉木、油木。
• 缺点： •不耐久，吸湿，不耐热，模具表
面必须进行封孔处理。
•常用于数量不多结构复杂的中小型制品。
• ⑵金属： 特点：
•模具不变形，精度 高，使用寿命长。
缺点： 制造周期长，成本高。
•钢材，铸铝（不能 用铜，不耐腐蚀）
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• ⑦光照检查 作用：及时发现不光顺部位，并采取相应措施弥补。
• ⑧研磨抛光 使用手工或抛光机，抛光机的转速不宜过高。
• ⑨上脱模蜡 是制作过渡模的最后一道工序，先擦蜡，然后加热， 这样可以在过渡模表面形成一层均匀的蜡膜。（注： 不要漏涂。漏涂后将来不易脱模，并且影响表面质量）
• ⑵.玻璃纤维表面毡和短切毡
• 作用：防止微裂纹；形成富 树脂层，提高光洁度和耐磨
性；消除玻璃布在模具表面 产生的布纹痕迹。
• 常用牌号：常选 用30g/ m2的表面 毡，300g/ m2的 短切毡
当制品的表面质量要求非常高时： •胶衣+表面毡+4×短切毡+粗纱布；
当制品的表面质量一般时：
•胶衣+短切毡（230g/m2）+4× 短切毡（450g/m2）+粗纱19布。
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模具结构与材料
2.模具材料
• 模具材料选择原则：
•①能够满足制品的尺寸精度、外观质量及使用寿命 要求； •②模具材料要有足够的刚度和强度，保证在模具使 用中不宜变形和损坏； •③不受树脂侵蚀，不影响树脂固化； •④耐热性好，制品固化或加热固化时，模具不变形； •⑤容易制造，容易脱模； •⑥尽量减轻模具质量，方便生产； •⑦价格便宜，材料容易获得。
• 4.模具表面处理 • 表面处理技术是制造高级GRP模具的关键。它的工序
包括：粗磨、精磨、研磨、抛光。 • ①粗磨
采用磨光机或水砂纸进行打磨。过程：把400#、 600#、800#水砂纸打磨到表面目视看不到明显 的划痕。用水冲洗模面。
• ②水砂精磨 分别用1000#、1200#、1500#水砂纸对模面进行打 磨。每一种标号的水砂纸磨完后，都要对模具进行 清洗。（这时模具并不光亮）
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
胶衣应涂刷三遍．每层厚度控制在0.2mm-0.Biblioteka Baidumm。每层胶 衣可采用不同颜色，以便检查漏涂。最外层胶衣以黑色 为宜，灯光检查时黑色吸光，易发现模具表面不平整部 位。模具翻制出后经水砂研磨，表面将被磨去0.2mm0.3mm，留下坚硬的黑色模面。
胶衣涂刷时必须在前层胶衣手触摸不粘后再涂刷一层， 并且第二层与第三层的涂刷方向应垂直。同时要注意 清除模具表面胶衣中由于喷涂或其它方式带进的微小 气孔和尘埃。
•用于表面质量要求高，批量大的中小型产品。 10
• ⑶石膏：•（它一般和砂混合使用：砂∶石膏
=1∶8加入20%水，混合均匀即可）
• 特点：
•制造简单，造价低。
• 缺点： •不耐用，易吸湿，模具表面也须进行封孔处理。
•用于形状简单的大型产品，或几何形状复杂的小产品。
•用浇铸成型制成模具，糊制完成后，加
•长时间的实践证明：用环氧树脂加瓷粉作模具的胶衣
由于环氧树脂具有硬度高、耐热、 耐磨、耐腐蚀、收缩率低的特点， 在经过水磨和研磨抛光处理，也同 样得到“镜面效果”的模具表面。
• 实际配方是在环氧树脂 中加入高硬度的瓷粉或 325目石英粉。（用量 在15%～35%）
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
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模具结构与材料
玻璃钢模： 特点：
手糊工艺中应 用最多的模具。
• ①制出产品美观、光亮； • ②强度高，可重复使用数百次； • ③尺寸准确，造型稳定，不易变形； • ④制造简便，造价适中； • ⑤制品可加温，加压成型。
• 用于数量多，表面质量要求高的大中小型产品。
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模具结构与材料
可供选用的其它模具材料
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• 3.GFRP模具翻制
• ①表面层糊制（胶衣层制作）
在已精加工的木模表面上涂刷脱模剂， 干燥后便可开始涂刷胶衣。
胶衣层厚度一般是0.4-0.6mm，树脂用量500600g/m2,涂刷后在室温(20-25℃)下放置至凝胶， 凝胶后在40-50℃下加温固化1.5-2小时。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• ③研磨抛光 在抛光机上进行粗抛光和精细抛光。
• ④模具表面质量检测 用SS-82型光电光泽计测量，测量角应选45°为 宜。测量的光泽度应达到90光泽单位以上，否 则为不合格。
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模具验收
由于玻璃钢制品的表面质量和尺寸精度、制品 的脱模效果等与模具质量有关，因此对模具质量进 行控制是玻璃钢制品制造过程中质量控制的重要环 节，其控制内容包括： 胶衣层厚度
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
胶衣树脂： 具有收缩率低、延伸率高、耐磨耐热等优 良性能。最理想的是专用模具胶衣树脂。
国内通用型33＃、793＃、102＃胶衣树脂用于制 作一般GFRP模具基本合乎要求。但其耐磨性、 硬度等性能比不上专用模具胶衣树脂，用其制 作镜面GFRP模具表面层不甚适宜。
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• 木质组合结构模， 成本较高，但加工 性能比较好，还有 优良的表面。
• 石膏成本低，但表面光顺 度难以保证，干燥时间较 长，影响生产周期。
•一般来说：曲率半径大，形状变化梯度小，外 表面高的制品，宜采用木质结构做过渡模。其它 的可采用石膏过渡模。 22
玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• 过渡模的表面加工工序： • ①砂纸打磨 •用80#-100#粗砂纸或磨光机，打
玻璃钢高级模具的制作（GRP）
实践表明，采用环氧树脂加填料来作模具的胶衣比 较适合。
由于环氧树脂具有耐磨、坚硬、面热、耐腐 蚀反收缩串低等待性，经水磨和研磨抛光处理，同样 能得到镜面效果的模具表面。
为提高模具的耐磨性、刚性和耐热性，可在胶衣 树脂中加入高硬度瓷粉或325目石英粉。用量为15-35 ％(质量比)
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• 3.材料选择：
• 原材料主要指制造模具表面层的纤维和树脂。
• ⑴.胶衣树脂：
•
胶衣应具有的特点：
•硬度高、耐热、耐磨、易抛光、 高亮度、喷涂效果好、使用寿命长。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
•国产的胶衣树脂33#、793#、102#， 只能满足一般玻璃钢模具的要求。
模具在多数重复使用中对胶衣层的考验最大，同时，适 当厚度的胶衣层可以防止背面纤维显露，但如果胶衣层 过厚又会导致表面层过脆，影响模具的使用寿命
胶衣层的硬度 用于评价胶衣层固化程度 模具型腔尺寸 确保制品尺寸满足要求
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脱模剂
• 为使制品与模具分离而附于模具成型面的物质称为 脱模剂。
• 作用：①使制品顺利脱下来；②保证制品表观质 量和模具完好无损。
掉毛刺或粗糙的木纹，目测或手 • ②涂铁红底漆 测使光顺度约为70%-80%。
• 涂醇酸铁红底漆，作用是嵌补模具表面微小孔 隙，又能使不光顺部位在光照反射下容易发现。
• ③腻子 • 作用：封闭木纹的针眼和细缝。
• 如果下一步干磨是用手工打磨，则用醇酸 腻子。若用电动机打磨，用聚氨酯腻子或 不饱和聚酯加滑石粉做腻子。
6.对于拼装模或组合模，分模面的开设除满足容易脱 模外，注意不能开设在表面质量要求高或受力大的 部位。
7.有一定耐热性，热处理变形小。 8.质量轻，衬料易得，造价便宜。
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手糊成型模具设计
• 设计程序
• ⑴分析原始资料
•（产品图纸、工艺资料、工厂实际条件），全面掌握产品功 用、技术要求、成型方法、设备特性及材料规格等。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• ②增强层糊制
• 采用短切毡和方格布混合使用，（因为 短切毡无方向性可减少制品变形）树脂 采用专用模具树脂或环氧树脂，还可加 入玻璃微珠或瓷土填料，增加它的刚度， 减少变形，减轻重量。
• 模具厚度一般为产品厚度的2-4倍为好。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
第一章 手糊成型工艺及设备
第四节 手糊成型模具及脱模剂
模具结构与材料 手糊成型模具设计 玻璃钢模具的制作 脱模剂的作用机理 手糊成型常用脱模剂
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在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方 法和质量将决定FRP成型的难易程度、制品的尺 寸精度和外观质量。
影响模具的质量因素包括：
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阴模
模具结构与材料
制品外表面尺寸准确、光滑。 阴模深，操作不便、通风条件不
好、卫生条件差。 常用来制造船壳、机罩及雷达罩
等外表要求光滑的制品。
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模具结构与材料
对模：由阴阳模两部分组成，制品内外表面均光滑， 厚度准确。不适合成型批量少及大型制品（模具、 设备投资大）。
拼装模：一些形状复杂的产品，为脱模方便，需利用 拼装模，即把模具分成几块进行拼装，脱模时可分 块进行，比较方便。
•用于形状复杂，脱模困难，表面质量要求不高的产品。 • ⑺低熔点金属： •（58%铋，42%锡制成，熔点135℃） • 特点：
•制模周期短， 可重复使用。
•用于：形状复杂，脱模困难1，2 表面质量要求不高的产品
手糊成型模具设计
• 设计要点
1. 根据制品的数量、形状尺寸、精度要求、脱模难易、 成型工艺条件(固化温度、压力)等确定模具材料与结 构形式。
2. 模具应有足够的刚度和强度，能够承受脱模时的冲击， 确保加工和使用过程中不变形。
3. 模具型面光洁度应比制品表面光洁度高出两级以上。
4. 模具拐角处的曲率应尽量加大。制品内侧拐角曲率半
径应大于2mm。避免由于玻璃纤维的回弹，在拐角周围
形成气泡空洞。
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手糊成型模具设计
5.对于整体式模具，为了成型后易于脱模，可在成型 面设计有气孔，采用压缩空气脱模。阳模深度较大 时．应有拔模斜度．一般以2°为宜。
模具设计、制作 模具所用的材料 和模具制作过程。
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模具结构与材料
1.模具结构 手糊成型模具分单模和对模两类。单模又
分阳模和阴模两种。
阴模
阳模
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对模
阳模
模具结构与材料
制品内表面尺寸准确、光滑。 操作方便，质量易控制，通风、
排气和散热方便，劳动条件好。 常用来生产浴盆、贮槽等内表
面要求光滑的产品。
• 1.脱模剂的基本要求
⑴不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂粘附力 小（＜0.01MPa）； ⑵成膜时间短，厚度均匀，表面光滑； ⑶使用完全，无毒害作用； ⑷脱模剂使用温度要高于固化温度； ⑸操作简便，价格便宜。
• ⑵设计内容
•①选定材料及制造方法； •②确定模具结构及脱模方法（包括选择合理的分型面）； •③编制模具制造工艺规程； •④绘制模具图纸。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• 1.定义： •用玻璃钢制作的，可获得“镜面效果”，
高光泽度，高平整度的手糊制品的模具。
• 2.高级模具的要求：
•①应有足够的强度和刚度，能承受脱模时敲打和冲击，使 用过程中不变形； •②模具表面胶衣要有一定的硬度（巴柯硬度40以上）和耐 热性，能承受树脂固化时的放热、收缩等作用； •③模具尺寸准确，表面平整，无潜在的气泡和针眼等弊病； •④模具表面光泽度达90以上，目测有清晰的镜面反光； •⑤抛光后，模具表面残留划痕度＜0.1微米。
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
• ④干磨
用铁砂纸进行打磨，使表面形成均匀的 封闭层，防止水磨时水渗透到过渡模内。 • ⑤水磨 用水砂纸打磨，使用水砂纸标号应用由低到高标号 400#-1200#。作用：清除表面宏观的微波及波纹。
• ⑥上清漆 喷涂聚氨酯清漆，要求这种清漆满足光亮、坚硬、 耐磨、耐水、耐热、耐腐蚀，且用良好的抛光效果。
玻璃钢高级模具的制作（GRP）
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玻璃钢高级模具的制作（GRP）
模具制造流程
木型（石膏）
表面加工 上脱模蜡
母模（过渡模） 玻璃钢模具翻制 模具表面处理
胶衣层制作 表层制作 芯层制作
模具表面2检1 测
• 2.过渡模制作
• 国内制作过渡模的材料主要有两类：
• ①砖外敷石膏，简称石膏模；
• ②木质模（用木材作成框架结构，用三合板做模 面）。
• ⑷石蜡： 热把石蜡熔化倒出来。可以重复使用。
•用于形状复杂无法脱模、数量小的制品。
• ⑸水泥： • 特点：
•造价低，制造容易， 使用次数少。
•用于形状简单，表面质量要求不高的大中型的产品。 11
模具结构与材料
• ⑹可溶性盐：
• 由磷酸铝（60%-70%），碳酸钠（30%-40%），偏 硼酸钠（5%-8%）石英粉（2%）几种组成。加工成 粉料，通过压制烧结成型，糊制完成后，加入80℃ 水，迅速溶解脱模。只能使用一次。