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本文為您詳細(xì)講述玻璃鋼模具表面變形的原因及解決辦法。玻璃鋼模具表面變形是什么原因造成的?解決辦法有哪些?請看下文:
裝飾性缺陷的類型--有三種類型裝飾性缺陷會出現(xiàn)在
模具膠衣表面上,這些缺陷程度可以是很小變形或嚴(yán)重的纖維印痕。
變形——變形是模具表面上光反射的波紋。
印痕——印痕是類似纖維性增強材料結(jié)構(gòu)的圖案。以纖維束形式出現(xiàn)的印痕稱為纖維印痕,以編織結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)的印痕稱為編織印痕。
條痕——條痕是可見證據(jù),其由一種材料到另一種材料邊界上的剛性及硬度的不同引起的。這種邊界通常出現(xiàn)在模具或模型上并且轉(zhuǎn)移到成型的部件上。一個常見的例子是由
玻璃纖維鋪層及整體填充劑制作而成的陽模具。整體填充劑較軟并且與玻纖鋪層相比,具有較低的玻璃化溫度。它們也在熱膨脹和熱容量特性上不同。由于
樹脂收縮,放熱產(chǎn)生的熱量和力均產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力分散到不同的區(qū)域有不同的反應(yīng)。條痕會出現(xiàn)在它們之間的邊界處。當(dāng)模具框架元件與模具后側(cè)接觸時,條痕也會出現(xiàn)。
原因--
膠衣表面經(jīng)常出現(xiàn)這些裝飾性缺陷
然而,根本原因不在于膠衣層的任何特性或特點。在平坦、拋光的模型上適當(dāng)固化的膠衣膜會展現(xiàn)出高光澤性及可見光滑性。膠衣與模具表面的光滑性及光澤性一致。成型部件會失去一些光澤及光滑性。
甚至當(dāng)樹脂在膠衣膜后鑄塑時,生成的表面是很有光澤、光滑性并且沒有這些裝飾性缺陷。由樹脂收縮引起的裝飾性缺陷受不同材料影響。當(dāng)膠衣是薄的或欠固化時,這些缺陷會被放大。
當(dāng)緊鄰膠衣層的鋪層固化時,會出現(xiàn)裝飾性缺陷。它們的嚴(yán)重性直接與固化過程中樹脂收縮程度有關(guān)。收縮大的樹脂比收縮小的樹脂造成更大的裝飾性缺陷。這些缺陷也受增強纖維性質(zhì)及基礎(chǔ)鋪層中纖維結(jié)構(gòu)影響。
纖維收縮性小不會導(dǎo)致裝飾性缺陷。相反,纖維對樹脂收縮的阻礙會導(dǎo)致缺陷的出現(xiàn)。不同的纖維因纖維橫向硬度對樹脂收縮的阻礙不同。玻纖具有大約10msi(百萬磅/平方英寸)的橫向于纖維軸硬度。樹脂具有大約1/2msi的硬度,是玻纖的20分之一。當(dāng)樹脂收縮并且擠壓玻纖時,與樹脂相比,玻纖能提供20倍抵抗力來抵抗擠壓。這導(dǎo)致纖維印痕在膠衣表面上清晰可見,因為樹脂豐富區(qū)域從膠衣表面上收縮,而纖維豐富區(qū)域抵抗從膠衣表面收縮。
由于纖維生產(chǎn)過程中的分子方向,碳纖維,石墨及聚合物纖維在軸向上具有高硬度。因此,它們橫向硬度很低,為1/2到2msi。纖維橫向硬度越低,纖維對裝飾性缺陷的影響越少,因為它不阻礙樹脂收縮。所以聚合物纖維印痕封阻劑比玻纖氈能提供更好的裝飾性。
在紡織結(jié)構(gòu)(如:編織粗紗)中纖維束的編織方式(經(jīng)向和緯向)會產(chǎn)生與纖維束交替的樹脂袋。樹脂袋內(nèi)的不受控收縮與纖維束內(nèi)的受控收縮顯著的差別導(dǎo)致在表面上形成編織印痕。這樣,纖維結(jié)構(gòu)形式對裝飾性具有明顯的影響。
樹脂收縮、纖維橫向硬度和纖維結(jié)構(gòu)形式是裝飾性缺陷的根本原因。就給出的纖維及其形式(如:短切玻纖)而言,裝飾性缺陷的嚴(yán)重程度隨著樹脂的收縮性變化。大多數(shù)樹脂收縮發(fā)生在成型過程中即固化階段。在脫模后,任何進一步固化均稱為后固化。后固化導(dǎo)致進一步的收縮并且這種后固化的收縮也會造成裝飾性缺陷。
正常室溫不能提供足夠的能量使不飽和聚酯樹脂完全固化。在固化過程的某個階段,當(dāng)交聯(lián)度高到一定程度時固化反應(yīng)停止。進一步固化需要接近樹脂玻璃化溫度的溫度。這種進一步的固化促使樹脂玻璃化溫度接近其最大值,其導(dǎo)致完全固化。一旦固化完全,不會再出現(xiàn)其他的固化收縮并且裝飾性質(zhì)量穩(wěn)定。通常,在首批一些部件生產(chǎn)過程中經(jīng)過放熱時,模具經(jīng)歷最終固化階段。
對新玻璃鋼模具可進行特殊后固化處理,而不是讓新模具在生產(chǎn)部件成型放熱時進行后固化。后固化溫度應(yīng)該比預(yù)期的生產(chǎn)放熱溫度高20ºF(11ºC)或者高于用于生產(chǎn)模具的膠衣和樹脂預(yù)期的最大玻璃化溫度,兩者之一低的那個溫度。在此溫度下進行4小時的固化,通常能達到完全固化并且達到最大玻璃化溫度。間苯二甲酸模具膠衣具有最高的玻璃化溫度是200到210ºF(93到99ºC),而乙烯基酯膠衣具有最高的玻璃化溫度是250到260ºF(121到127ºC)。
任何高溫后固化應(yīng)該總是在模具內(nèi)無承重的條件下進行,由模具支撐部件以防自身重量造成變形。如果當(dāng)模具仍在原模型上,在高溫下進行后固化,由于幾何結(jié)構(gòu),熱膨脹的不同會導(dǎo)致原模型和模具膠衣表面上各地方出現(xiàn)條痕。就最好的固化效果而言,任何高溫后固化應(yīng)該在最初固化三天內(nèi)進行。
濕法打磨和拋光可去除模具表面上,因固化及后固化造成的裝飾性缺陷。而這僅在模具達到其最終固化狀態(tài)后才能進行。一旦固化完全,模具在任何溫度下都不會出現(xiàn)與固化相關(guān)的收縮。
如果模具溫度接近或高于其玻璃化溫度,然而,模具材料會軟化并且由于生產(chǎn)部件內(nèi)收縮引起的應(yīng)力,進而導(dǎo)致條痕出現(xiàn)。如果部件含有編織粗紗,當(dāng)模具溫度接近或高于模具玻璃化溫度時,部件上的編織印痕能轉(zhuǎn)移到模具表面上。如果部件是由零收縮樹脂制作而成,部件不會在模具表面上施加收縮應(yīng)力,并且稍高于模具玻璃化溫度時,不會導(dǎo)致印痕從部件轉(zhuǎn)移到模具表面上。
總結(jié):
由于固化及后固化過程中樹脂的收縮進而導(dǎo)致模具出現(xiàn)裝飾性缺陷。
裝飾性缺陷能被打磨掉,但如果模具沒有充分固化,裝飾性缺陷會再出現(xiàn)。
如果放熱溫度接近或超過模具玻璃化溫度,由傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂制作的部件,能在充分固化的模具上產(chǎn)生印痕或變形。
低變形樹脂產(chǎn)生較輕裝飾性缺陷,與傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂相比,這些體系收縮可被忽略。
僅在膠衣后有鋪層時,變形(有時稱為橘皮紋)出現(xiàn)在膠衣表面上,這種情況出現(xiàn)在纖維橫向硬度足夠大以抵抗樹脂收縮時。變形不是由膠衣后側(cè)粗糙度所引起,因為均勻刮涂模具膠衣產(chǎn)生與噴涂膜相同程度的變形,而后者具有橘皮紋特征。
如果在膠衣膜后沒有鋪層或在膠衣膜后僅有未增強的樹脂,噴涂或刮涂(光滑表面)的膠衣膜不會顯示變形。
如果模具膠衣具有212ºF(100ºC)最高玻璃化溫度,在高于此溫度下后固化模具不會改進其抗變形性。
“較硬”模具膠衣不會具有更好的抗變形性。它可能得到較高的拋光光澤,但有更大的破裂傾向。
(來源:玻纖復(fù)材)
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