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复合材料制品达到A级表面精度的技术措施
发布时间:2017-06-04
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l、复合材料制品产生纹理、波纹的原因
织物在基层(substate)面上产生肉眼可见的清晰的纹理、波纹。产生纹理、波纹的原因有:
(1)制品成型冷却过程中,粘接剂基材的收缩远大于增强纤维;
(2)粘接剂、纤维分布不均匀(例如:经线与纬线交会处纤维含量大,粘接剂含量小;其余地方则相反);
(3)绝大部分热塑性塑料的线性热膨胀系数,至少比纤维(如:GF、CF、amm~d)大一个数量级,导致局部产生可变体积收缩;
(4)晶体聚合物会产生附加结晶收缩。
 
2、表面性能随时间推移而降解
即使费大力气使制品达到了A级表面精度,但制品存放(特别是存放在恶劣环境里)不久后,其表面性能会降解,“A级”会不翼而飞。且看一实例:Audi A6轿车的前发动机罩,是喷漆的先进纤维(织物)复合材料,达到了A级表面精度。但喷漆后存放在温度为70℃、62%相对湿度的环境里,一周后肉眼可观察到制品表面上隐约的经、纬线纹理,但不能定量表述,以及不规则的桔皮纹——而这与A级表面精度无关。
 
3、实现A级表面精度的技术措施
提高复合材料制品的表面性能的方法很多,例如:粘接、模内涂层、喷胶衣、打底漆、喷漆、火焰处理、等离子处理、电晕放电、flocking工艺和气相氟处理等。总的来说该技术研究方向大致分为三个方面:
(1)从材料着眼,筛选最佳(性能价格比最佳的)原材料,且各种(相)原材料之间科学匹配;
(2)从工艺技术着眼,如筛选所用材料的最佳成型工艺、最佳工艺参数等;
(3)借助于光学测量仪(如:表面光洁度仪、Wavescan Plus仪)等,准确地测到具有A级表面精度制品的技术参数。

玻璃钢模具
 
3.1、从原材料着眼。探索制品达到A级表面精度
为了使树脂充分浸渍纤维,提高制品的强度和表面性能,采用不同形式的纤维(如:织物、非织物和特种表面毡等),不同形式的填料(如有必要的话,如:棒状填料[硅灰石]、片状填料[云母])相配和,达到最佳匹配(效果见表1)。采用低糙度树脂,树脂与纤维精确匹配,并进行联机喷漆。有的制品喷漆前进行清洗,如:火焰或等离子体处理。制品表面涂覆底漆(一般为双组份胶衣),这样可掩蔽表面波纹,并提高制品表面与胶衣之间的粘接强度。接着喷透明胶衣。采用水剂漆进行着色,着色方法有:喷漆、静电粉末涂层和浸涂。喷漆可提高制品的热变形温度和热膨胀系数。喷漆方法有:离线喷漆,物理干燥;联机喷漆,采用单组份漆或双组份漆(温度较低)。有的RTM制品可喷着色胶衣。有的SMC制品采用模内涂层(IMC)技术。
 
3.2 从生产工艺着眼。探索直至达到目的
首先,探索具有A级表面精度的SMC制品模塑过程中的反应收缩率(目前尚未见到这类的报道)。第二步,探索该反应收缩率的最佳工艺参数。最后,反其道而行之,直至达到制品获得A级表面精度的目的。实践说明,在模塑过程中SMC制件的反应收缩率(s),是施加于它的模压压力(v)和模内温度(t)的函数,即S=f

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