手糊成型工艺

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1、手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上， 然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。 设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只 需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材 料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制， 性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员 造成伤害。0、接触低压成型工艺接触低压成型工艺的特点是

2、以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放 增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力（接触 成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加0.010.7MPa压力，最大压力不超过 2.0MPa）。接触低压成型工艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热 或常温固化，脱模后再经过辅助加工而获得制品。属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成 型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。其中前 两种为接触成型。接触低压成型工艺中，手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围 最广，其它方法都是手糊成

3、型工艺的发展和改进。接触成型工艺的最大优点是设备简单，适 应性广，投资少，见效快。根据近年来的统计，接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业 生产中，仍占有很大比例，如美国占35%，西欧占25%,日本占42%，中国占75%。这说 明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性，它是一种永不衰落的 工艺方法。但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。1、原材料接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。（1）增强材料接触成型对增强材料的要求：增强材料易于被树脂浸透；有足够的形变性，能满足 制品复杂形状的成型要求；气泡容易扣除；能够满足制品使用条件的物理和化学性能要

4、求；价格合理（尽可能便宜），来源丰富。用于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物，碳纤维及其织物，芳纶纤维及其织物等。（2）基体材料接触低压成型工艺对基体材料的要求：在手糊条件下易浸透纤维增强材料，易排除气 泡，与纤维粘接力强；在室温条件下能凝胶，固化，而且要求收缩小，挥发物少；粘度 适宜：一般为0.20.5Pas,不能产生流胶现象；无毒或低毒；价格合理，来源有保 证。生产中常用的树脂有：不饱和聚酯树脂，环氧树脂，有进也用酚醛树脂，双马来酰亚胺 树脂，聚酰亚胺树脂等。几种接触成型工艺对树脂的性能要求：（3）辅助材料接触成型工艺中的辅助材料，主要是指填料和色料两类，而固化剂、稀释剂、增韧剂等， 归

5、属于树脂基体体系。2、模具及脱模剂（1）模具模具是各种接触成型工艺中的主要设备。模具的好坏，直接影响产品的质量和成本，必 须精心设计制造。设计模具时，必须综合考虑以下要求：满足产品设计的精度要求，模具尺寸精确、表 面光滑；要有足够的强度和刚度；脱模方便；有足够的热稳定性；重量轻、材料来 源充分及造价低。模具构造接触成型模具分为：阴模、阳模和对模三种，不论是哪种模具，都可以根据 尺寸大小，成型要求，设计成整体或拼装模。模具材料 造反模具材料时，应满足以下要求：能够满足制品的尺寸精度，外观质量 及使用寿命要求；模具材料要有足够的强度和刚度，保证模具在使用过程中不易变形和损 坏;不受树脂侵蚀，不影响

6、树脂固化；耐热性好，制品固化和加热固化时，模具不变形； 容易制造，容易脱模；昼减轻模具重量，方便生产；价格便宜，材料容易获得。能用 作手糊成型模具的材料有：木材，金属，石膏，水泥，低熔点金属，硬质泡沫塑料及玻璃钢 等。脱模剂基本要求：不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂粘接力小于O.OIMPa；成 膜时间短，厚度均匀，表面光滑；使用安全，无毒害作用；耐热、能以受加热固化的温 度作用；操作方便，价格便宜。接触成型工艺的脱模剂主要有薄膜型脱模剂、液体脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。手糊成型工艺手糊成型的工艺流程如下：（1）生产准备场地手糊成型工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决定，场地要求清洁、干燥、

7、 通风良好，空气温度应保持在1535C之间，后加工整修段，要设有抽风除尘和喷水装置。 模具准备准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。树脂胶液配制配制时，要注意两个问题：防止胶液中混入气泡；配胶量不能过多， 每次配量要保证在树脂凝胶前用完。增强材料准备增强材料的种类和规格按设计要求选择。（2）糊制与固化铺层糊制手工铺层糊制分湿法和干法两种：干法铺层用预浸布为原料，先将预学好 料（布）按样板裁剪成坏料，铺层时加热软化，然后再一层一层地紧贴在模具上，并注意排 除层间气泡，使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。湿法铺层直接在模具上将增强材 料浸胶，一层一层地紧贴在模具上，扣除气泡，使之密实。一般手糊工艺多

8、用此法铺层。湿 法铺层又分为胶衣层糊制和结构层糊制。手糊工具手糊工具对保证产品质量影响很大。有羊毛车昆、猪鬃车昆、螺旋车昆及电锯、电 钻、打磨抛光机等。固化 制品固化分硬化和熟化两个阶段：从凝胶到三角化一般要24h,此时固化度达50%70% （巴柯尔硬性度为15）,可以脱模，脱后在自然环境条件下固化12周才能使制 品具有力学强度，称熟化，其固化度达85%以上。加热可促进熟化过程，对聚酯玻璃钢， 80C加热3h,对环氧玻璃钢，后固化温度可控制在150C以内。加热固化方法很多，中小型 制品可在固化炉内加热固化，大型制品可采用模内加热或红外线加热。（3）脱模和修整脱模脱模要保证制品不受损伤。脱模方法

9、有如下几种：顶出脱模在模具上预埋顶出 装置，脱模时转动螺杆，将制品顶出。压力脱模模具上留有压缩空气或水入口，脱模时 将压缩空气或水（0.2MPa）压入模具和制品之间，同时用木锤和橡胶锤敲打，使制品和模 具分离。大型制品（如船）脱模可借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。复杂制品可采 用手工脱模方法先在模具上糊制二三层玻璃钢，待其固化后从模具上剥离，然后再放在模 具上继续糊制到设计厚度，固化后很容易从模具上脱下来。修整 修整分两种：一种是尺寸修整，另一种缺陷修补。尺寸修整成型后的制品，按 设计尺寸切去超出多余部分；缺陷修补包括穿孔修补，气泡、裂缝修补，破孔补强等。（1）袋压法袋压成型是将手糊成型的未固

10、化制品,通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体 压力，使制品在压力下密实，固化。袋压成型法的优点是：产品两面光滑；能适应聚酯、环氧和酚醛树脂；产品重量 比手糊咼。袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：压力袋法压力袋法是将手糊成型未固化的制 品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.250.5MPa）,使制品在热压 条件下固化。真空袋法此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡 胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.050.07MPa）,使制品中的气泡和挥发物排除。真 空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。袋压法、热压罐法、液压釜法

11、和热膨胀模塑法成型袋压法、热压罐法、液压釜法和热膨胀模塑法统称为低压成型工艺。其成型过程是用手 工铺叠方式，将增强材料和树脂（含预浸材料）按设计方向和顺序逐层铺放到模具上，达到 规定厚度后，经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。四种方法与手糊成型工艺的区 别仅在于加压固化这道工序。因此，它们只是手糊成型工艺的改进，是为了提高制品的密实 度和层间粘接强度。以高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂为原材料，用低压成型方法 制造的高性能复合材料制品，已广泛用于飞机、导弹、卫星和航天飞机。如飞机舱门、整流 罩、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼、隔板、壁板及隐形飞机等。（1）袋压法袋压成型是

12、将手糊成型的未固化制品,通过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体 压力，使制品在压力下密实，固化。袋压成型法的优点是：产品两面光滑；能适应聚酯、环氧和酚醛树脂；产品重量 比手糊咼。袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：压力袋法压力袋法是将手糊成型未固化的制 品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.250.5MPa）,使制品在热压 条件下固化。真空袋法此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡 胶膜和模具之间，密封周边，抽真空0050.07MPa）,使制品中的气泡和挥发物排除。真 空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。（2）热压釜和

13、液压釜法热压釜和液压釜法都是在金属容器内，通过压缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、 加压，使其固化成型的一种工艺。热压釜法热压釜是一个卧式金属压力容器，未固化的手糊制品，加上密封胶袋，抽真 空，然后连同模具用小车推进热压釜内，通入蒸汽（压力为1.52.5MPa）,并抽真空，对 制品加压、加热，排出气泡，使其在热压条件下固化。它综合了压力袋法和真空袋法的优点， 生产周期短，产品质量高。热压釜法能够生产尺寸较大、形状复杂的高质量、高性能复合材 料制品。产品尺寸受热压釜限制，目前国内最大的热压釜直径为2.5m，长18m，已开发应 用的产品有机翼、尾翼、卫星天线反射器，导弹再入体、机载夹层结构雷达罩

14、等。此法的最 大缺点是设备投资大，重量大，结构复杂，费用高等。液压釜法 液压釜是一个密闭的压力容器，体积比热压釜小，直立放置，生产时通入压 力热水，对未固化的手糊制品加热、加压，使其固化。液压釜的压力可达到2MPa或更高， 温度为80100C。用油载体、热度可达200C。此法生产的产品密实，周期短，液压釜法 的缺点是设备投资较大。（3）热膨胀模塑法热膨胀模塑法是用于生产空腹、薄壁高性能复合材料制品的一种工艺。其工作原理是采 用不同膨胀系数的模具材料，利用其受热体积膨胀不同产生的挤压力，对制品施工压力。热 膨胀模塑法的阳模是膨胀系数大的硅橡胶，阴模是膨胀系数小的金属材料，手糊未固化的制 品放在阳

15、模和阴模之间。加热时由于阳、阴模的膨胀系数不同，产生巨大的变形差异，使制 品在热压下固化。二、夹层结构制造技术夹层结构一般是由三层材料制成的复合材料。夹层复合材料的上下面层是高强度、高模 量材料，中间层是较厚的轻质材料，玻璃钢夹层结构实际上是复合材料与其它轻质材料的再 复合。采用夹层结构方式是为了提高材料的有效利用率和减轻结构重量，以梁板构件为例， 在使用过程中，一要满足强度要求，二要满足刚度的需要，玻璃钢材料的特点是强度高，模 量低。因此，用单一的玻璃钢材料制造梁板，满足强度要求时，挠度往往很大，如果按允许 挠度进行设计，则强度大大超过，造成浪费。只有采用夹层结构形式进行设计，才能合理的 解

16、决这一矛盾。这也是夹层结构得以发展的主要原因。由于玻璃钢夹层结构的强度高，重量轻，刚度大，耐腐蚀，电绝缘及透微波等，目前已 广泛用于航空工业和宇航工业的飞机、导弹、飞船及样板、屋面板，能大幅度的减轻建筑物 的重量和改善使用功能。透明玻璃钢夹层结构板，已广泛用于寒冷地区的工业厂房、大型公 用建筑及温室的采光屋顶。在造船和交通领域，玻璃钢夹层结构广泛用于玻璃钢潜艇、扫雷 艇、游艇中的许多构件。我国设计制造的玻璃钢过街人行桥、公路桥、汽车和火车保温泠藏 车等，均采用了玻璃钢夹层结构，满足了重量轻、强度高、刚度大、隔热、保温等多性能要 求。在要求透微波的雷过罩中，玻璃钢夹层结构已成为其它材料不能与之相比的专用材料。1