我国玻璃钢制品的制作工艺分析

导读：我国玻璃钢制品的制作工艺分析，玻璃钢的科学名称是玻璃纤维增强塑料，它是国外20世纪初开发的一种新型复合材料，是以玻璃纤维或其织物(玻璃布、带、毡等)为增强材料，以合成树脂为基体而制成的一种复合材料。

       1969一2000年，广船国际设有专门从事玻璃钢制品(救生艇、交通快艇、工作艇、玻璃钢消防箱、玻璃钢窗盒等)设计及制作的部门。从1993年到1996年，当时的玻璃钢制品不管从质量到产量，都达到鼎盛时期。自行设计及生产的6.0m、6.5m、7.0m、8.0m吊架降落式全封闭耐火救生艇，取得过CCS、NK、By、LR、ABS等证书;自行设计及生产的交通快艇，销往珠海、江门、汕头、太平等地方;自行设计及生产的小工作艇，还曾销往非洲、东南亚等地区。可惜因为各种原因，公司在2000年底撤销了该部门。近几年，玻璃钢行业在我国得到迅猛发展，广船国际也有意在这领域重占市场。

       玻璃钢的介绍

       玻璃钢的科学名称是玻璃纤维增强塑料，它是国外20世纪初开发的一种新型复合材料，是以玻璃纤维或其织物(玻璃布、带、毡等)为增强材料，以合成树脂为基体而制成的一种复合材料。它具有质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等诸多优点。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃成分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，因此形成了这个通俗易懂的名称/玻璃钢。

       玻璃钢的特点是比重轻，只有1.85吨/立方米，比强度(强度与重量的比值)高，无磁性，电磁波的穿透性好，耐腐蚀，抗海生物力强，成型方便，是一种能大量节约能源的新型现代材料。用玻璃钢制造的船的维修费用比木船和钢船少很多，吸水率大大低于木材，整体成型无缝隙，不渗水漏水。另外，玻璃钢船还有加工容易，不锈不烂，容易着色，不需油漆等优点。

       由于玻璃钢产品，可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求，自行设计复合而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。所以说玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。

       在造船工业方面，玻璃钢被用于制作船体及船用栖装件，使船舶无论在防腐、防微生物、延长使用寿命，还是在提高承载能力、航行速度及深潜性能方面，都有着突出的优点，而且它具有成型简便、维修费用低和船体自重轻的特点。因此，从小型船艇(救生艇、工作艇、交通快艇、游艇等)、渔船到潜水艇、扫雷艇、深水探测器，直到大型巡洋舰都成功地应用了玻璃钢。

       玻璃钢制品制作介绍

       1.基本原材料

       (l)增强材料(玻璃纤维及其织物)，常用的有无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维强度较高，耐水性、电性能、耐碱性都较好，但耐酸性较差，价格较贵;中碱玻璃纤维强度比无碱玻璃纤维差，耐水性、耐碱性和电性能都较差，但耐酸性好，价格低。在船舶建造中，一般都选用无碱玻璃纤维，这主要是考虑耐水性和强度的原因。

       手糊成型玻璃钢制品中常用的玻璃纤维及其织物主要有:无捻粗纱一一主要用于填充死角或局部加强;短切纤维一一主要用于填充死角;玻璃纤维带——产品局部加强;无捻方格布一一手糊工艺中主要增强材料，工艺性好，气泡易于排除，制品抗冲击性好，价格便宜，用于厚度大强度要求不高的制品，手糊成型用的玻璃布要预先经过脱蜡(经浸润剂前处理的玻璃布不必脱蜡)、表面处理、防潮湿处理、去除油垢。耐蚀玻璃钢制品用的玻璃布一般采用耐酸性好的中碱玻璃布;½短切纤维毡一一主要用于制品表面，能使制品表面平整光滑，浸渍性好，气泡易排除，形变性好，施工方便，制品含胶量大，价格便宜，增厚效率高等。

       (2)树脂，在手糊成型工艺中，最常用的是聚醋树脂(工艺性好，价格较便宜，但机械强度不如环氧树脂);环氧树脂(价格比较贵，机械强度比聚醋高，但较脆，耐水性、耐碱性优良，收缩率小)次之;酚醛树脂(毒性大)很少单独使用;(3)辅助材料，手糊成型的玻璃钢辅助材料包括各种固化剂、引发剂、促进剂、填料、颜料等。

       2制作成型工艺

       (l)手糊法一一手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法;

       (2)模压法一一热固性模压成型是将一定量的模压料加人预热的模具内，经加热加压固化成型塑料制品的方法。其基本过程是:将一定量经一定预处理的模压料放人预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产品;

       (3)纤维缠绕成型法一一纤维缠绕工艺是树脂基复合材料的主要制造工艺之一。是一种在控制张力和预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续纤维或布带浸渍树脂胶液后连续、均匀且有规律地缠绕在芯模或内衬上，然后在一定温度环境下使之固化，成为一定形状制品的复合材料成型方法;

       闭拉挤成型法一一拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍，通过具有固定截面形状的加热模具后，在模具中固化成型，并实现连续出模的一种自动化生产工艺。

       我国有90%以上的玻璃钢产品都是手糊法生产的，手糊法基体树脂通常采用不饱和聚醋树脂或环氧树脂，增强材料通常采用无碱或中碱玻璃纤维及其织物。在手糊成型工艺中，机械设备使用较少，它适于多品种、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状的限制。

       3模具

       模具在几种主要的成型方法中占有重要地位，在手糊法中它是唯一的成型工具。合理的选择模具对保证产品质量和降低成本关系极大。

       手糊成型的模具分为单模和对模两类。单模又分为阴模和阳模两种。不论单模或对摸都可以根据工艺要求设计成整体模和拼装模。

       1阴模:阴模的工作面是向内凹陷，用阴模生产的产品外表面光滑，尺寸准确。但凹陷深的阴模操作不方便，排风困难，也不易控制质量，劳动条件差。多用于外表面要求高的产品，如船体等;

       2阳模:阳模的工作面是凸的。用阳模生产的产品内表面光滑，尺寸准确，操作方便，质量容易控制，便于通风处理;

       3对模:对模是由阴模和阳模两部分组成，通过定位销装配。用对模生产的产品内外表面都很光滑，厚度准确。对模一般用来生产内外表面精度及产品厚度要求高的制品，但上模要经常搬动，从而不适应于大型制品的生产;闯拼装模:拼装模的构造比较复杂，但是由于某些产品结构复杂或为了方便脱模，常将模具分成几块拼装。在设计模具时，要综合考虑以下几点:

       •符合产品设计的精度要求;

       •有足够的刚度和强度，使用周期长;

       •容易脱模。脱模难易是评定模具设计的重要指标。一般大型制品多用拼装模。在模具设计中，拐角处尽量避免锐角;

       •材料易得，造价低。模具的经济效果，不仅要从模具本身的造价考虑，而且要从使用周期来折算。根据制造模的材料分，模具的种类有:木模，硅胶模，石膏模，玻璃钢模，钢模、石蜡模、水泥模、泡沫塑料模等。