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复合材料拉挤生产工艺中的常见问题及解决方案

发布时间：2017-06-03

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复合材料拉挤生产工艺中的常见问题及解决方案

复合材料拉挤生产工艺中，会遇到剥落、起泡、表面裂缝、内部裂缝、色差、巴氏硬度低、收缩、模堵塞、弯曲、气泡或气孔等常见问题，本文将介绍这些常见问题及解决方案。

剥落
问题点
当部件表面有固化树脂颗粒从模中出来时，这种现象称为剥落或脱落。
解决方案
纠正措施：
①提高固化树脂早期模的入口喂料端温度。
②降低线速度，使树脂更早固化。
③停线清理（30至60秒）。
④增加低温引发剂的浓度。

起泡
问题点
部件表面出现起泡现象时。
解决方案
①提高入口端模的温度，使树脂更快固化。
②降低线速度，与上述措施作用相同。
③提高强化水平。起泡经常由玻璃纤维含量低导致的空隙引起。

表面裂缝
问题点
表面裂缝由过度收缩引起。
解决方案
①提高模温以加快固化速度。
②降低线速度，与上述措施作用相同。
③增加装填物的加载量或玻璃纤维含量，增加富含树脂表面的强韧性，从而减少收缩率、压力和裂缝。
④增加低温引发剂的含量或使用低于当前温度的引发剂。
⑤向部件添加表面衬垫或面纱。

内部裂缝
问题点
内部裂缝通常与截面过厚有关，裂缝可能出现在层压制品的中心位置，也可能出现在表面。
解决方案
①提高喂料端的温度，以使树脂更早固化。
②降低模尾端的模温，使其作为散热器，以降低放热曲线顶点。
③如无法改变模温，则提高线速度，以此来降低部件外部轮廓的温度以及放热曲线顶点，从而减少任何热应力。
④降低引发剂水平，特别是高温引发剂。这是最好的永久解决方案，但需要一些实验进行辅助。
⑤将高温引发剂替换为低放热但固化效果较好的引发剂。

色差
问题点
热点会导致不均匀收缩，从而产生色差（又称颜色转移）。
解决方案
①检查加热器，确保其处于适当位置，从而不会在模上出现温度不均匀的现象。
②检查树脂混合料以确保填充物或颜料不会出现沉降或分离（色差）。

巴氏硬度低
问题点
巴氏硬度计的读数低，由于未完全固化。
解决方案
①降低线速度以加速树脂的固化。
②提高模温以提高模内的固化速率和固化程度。
③检查导致过度塑化的混合物配方。
④检查其他污染物，例如水或能够影响固化速率的颜料。
注意: 巴氏硬度读数只能被用于对比使用相同树脂的固化效果。它们不能被用于对比使用不同树脂的固化效果，因为不同树脂会使用各自特定的乙二醇来生产，其交联深度也不尽相同。

收缩
问题点
由过度收缩导致的表面形状不规则。
解决方案
①加入更多的玻璃纤维，以降低固化过程的收缩率。
②加入一种减缩剂（低收缩添加剂）或增加填料加载量。

模堵塞
问题点
模被玻璃纤维堵塞，导致部件向外破出或拉拔头无法移动部件
解决方案
①降低模入口的温度，在模口的预固化会导致堵塞。
②将粗纱均衡地穿过每个塑型导引器，并且在塑型导引时没有纤维断裂或扭曲发生，这样可取得可接受的预塑型降低强化水平。在给定的位置，只能放置限定数量的纤维末端。如果拉拔多个腔，要进行检查，确保所有末端都进入正确的模内。
③检查模表面。模内的切口最终会导致部件的向外破出。这样一种情况可能是以堵塞的形式表现出来，但实际上会导致部件的破裂。
④过度粗糙（磨损）的模表面可导致同样的问题。

弯曲
问题点
部件从模内出来时因冷却出现弯曲。
解决方案
①检查是否采用了对称的强化模式，特别是在采用衬垫的情况下。不均匀的玻璃纤维分布会导致弯曲。调整强化绞合以抵消部件弯曲。
②检查是否采用了对称的热模型；不平衡加热导致不均匀的固化速度，从而产生不同的收缩率。
③检查部件设计。一些不对称设计可能导致弯曲。如果这是原因所在，可能有必要采用冷却装置。

气泡或气孔
问题点
在表面会出现气泡或气孔。
解决方案
①检查下是否在混合过程中有多余的水汽和溶剂或由于不正确的加热而导致。水和溶剂在放热过程中会沸腾蒸发，造成表面的气泡或气孔。
②降低线速，或升高模温，通过增加表面树脂硬度来更好地克服这个问题。
③使用表面罩或表面毡。这将加固表层树脂，有助消除气泡或气孔。
（文章来源：复合材料社区）

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