01 强芯毡
强芯毡是一种主要由聚酯纤维和微粒小球组成,并由一种可溶于苯乙烯的胶粘剂粘接成一整体的毡状物。
由于强芯毡的拉伸强度较弱,一般情况不会单独使用,而是加在纤维夹层间。这是一种典型的三明治夹芯结构,因此强芯毡属于夹芯材料。
传统的轻木及泡沫夹芯仅在表面吸附一层树脂,而强芯毡的吸胶量明显要多,常见强芯毡的吸胶量在500-600克/㎡/mm,有些特殊的可以低到350克/㎡/mm。
相比纤维材料的话,强芯毡的这个吸胶量又显得少了,加上本身的自重轻,所以能起到比较明显的减重效果。
但仅拿强芯毡和玻璃纤维做对比的话,其成本一般是玻璃纤维的3-5倍。
和传统硬质夹芯比,减重效果不行。和传统增强材料玻璃纤维比,拉伸强度弱,成本又高。
强芯毡,究竟强在哪里?
02 PK硬质夹芯
强芯毡容易加工,用普通的剪刀或者美工刀即可加工成任何所需的形状。常见的厚度有2-5mm,最厚的有10mm,因此可以代替多层的纤维材料。
减重,提高产品的比刚度。这些性能,传统的硬质夹芯材料也能胜任,但说到加工性能,硬质夹芯就不如强芯毡了。
不管是轻木,还是PVC、PET、PMI等泡沫夹芯,其加工都需要通过设备才能完成。当然有很多供应商可以帮你完成这一步,平切、开槽、打孔,甚至是KIT。只要加钱,都能搞定。
但,强芯毡还有一招。
强芯毡属于无纺布,其质地柔软,容易随形,因此在铺层这个步骤完胜硬质夹芯材料。特别是在一些异形件或者多曲面的产品,优势明显。
由于强芯毡也吸胶,因此和上下蒙皮的结合更好,层间结合力更强。
有测试表明,使用了强芯毡后,FRP的螺纹紧固力也得到了有效的提升。这对于需要后装配的制品,可以提高其连接力。
03 PK玻璃纤维
普通的强芯毡,2mm厚度的价格基本都在二十多元一平米。
而相同厚度,仅需2层450克/平米短切毡即可实现。就算按10元/公斤,换算成平米价格成本也才9元/平米。
强芯毡价格是短切毡价格的2-3倍,确实让人难以接受。
但我们在计算成本的时候,不能只算单一的材料成本,还需要考虑其它材料、工艺及效率的成本。
为了更好地进行综合成本对比,我先来给大家做一个重量上的对比。
表格/长弓侠
通过数据对比可以看出,使用一层强芯毡,制品的重量减轻效果非常明显。自重轻,加上吸胶量少,两个因素一叠加,做出来的制品总重量也就减轻了。
吸胶量的减少,也就是树脂用量减少了,所以算材料的综合成本时需要考虑这个因素。
表格/长弓侠
表格中的成本核算,都是按单位平米所用材料进行核算的。
为便于核算,在这里450克短切毡的价格取10元/公斤,树脂的价格13元/公斤(不饱和树脂),强芯毡则按通用款的价格进行核算。
综合材料的成本看,强芯毡还是没有价格优势。但此时的价格差距已经非常小,2mm强芯毡贵了5.6元/平米,3mm强芯毡的差距更小,不到1元/平米的差距。
实际中短切毡的价格可能会更便宜些,但树脂的价格也有可能会贵一些(比如乙烯基树脂),强芯毡的采购价格会随批量的大小有所降低。
因此,单单从材料成本进行核算的话,使用强芯毡和短切毡的成本应该是伯仲之间。算上节省的树脂用量,强芯毡的成本并非是玻璃纤维的3-5倍,可见核算方式不一样,差距也是非常大。
以上还仅仅是材料成本的核算。因为强芯毡可替代多层的玻璃纤维,加上容易裁剪,其铺层效率明显更高。而效率高,也就是代表你的人工成本会更低。
强芯毡可以提高制品的平整度,加上明显的减重效果,对于制品的性能也有很大的提升。这部分的附加值,一方面会增加产品的竞争力,另一方面又可能为产品赋予更好的价格。
如果我们能综合核算所有材料的成本,加上效率和性能提升,使用强芯毡对于总的成本是降低的。
最重要的是,它可以改善产品的性能,让其拥有更多的属性。
04 总结
强芯毡不是一种新材料了。
作为一种薄层夹芯材料,在提高产品的比刚度,遮挡布纹、提高表面平整度,减轻产品重量等方面具有非常明显的优势。
但强芯毡的应用范围却还相对比较窄,很多企业在尝试应用的时候,会碰到较大的阻力,除非是一些特定需求的产品,一般情况还是采用传统的玻璃纤维材料铺层。
而强芯毡的制造技术基本掌握在国外,常见的有荷兰、日本、德国、法国等品牌,尚未实现国产化,因此单一材料成本比较高,而国内的很多企业又往往不去算综合成本,所以难以推广。
除了常见的手糊强芯毡,还有一些特殊用途的强芯毡。如带六边形蜂窝状的强芯毡,可用于闭模工艺。这种强芯毡自带导流效果,独特的通道让树脂流动更快,浸透效果也更好。
还有一些强芯毡可以用来提高表面效果,遮挡布纹。针对玻璃纤维和碳纤维均有对应的产品,可以帮助大家解决一些实际存在的问题。
总体来看,强芯毡的性能非常优异,其应用范围可以更广泛。
希望这篇文章能让大家再一次认识强芯毡,对其有更深入的了解,这样才能更好地应用它。
关于强芯毡详细的产品分类及用途,找时间另写一篇。
(文:长弓侠FRP,转载自复合材料社区)
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