噴射成型技術(shù)是手糊成型的改進(jìn),半機(jī)械化程度。噴射成型技術(shù)在復(fù)合材料成型工藝中所占比例較大,如美國占9.1%,西歐占11.3%,日本占21%。目前國內(nèi)用的噴射成型機(jī)主要是從美國進(jìn)口。
(1)噴射成型工藝原理及優(yōu)缺點
噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出,同時將切斷的玻纖粗紗,由噴槍中心噴出,使其與樹脂均勻混合,沉積到模具上,當(dāng)沉積到一定厚度時,用輥輪壓實,使纖維浸透樹脂,排除氣泡,固化后成制品。
噴射成型的優(yōu)點:①用玻纖粗紗代替織物,可降低材料成本;②生產(chǎn)效率比手糊的高2~4倍;③產(chǎn)品整體性好,無接縫,層間剪切強(qiáng)度高,樹脂含量高,抗腐蝕、耐滲漏性好;④可減少飛邊,裁布屑及剩余膠液的消耗;⑤產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。其缺點為:①樹脂含量高,制品強(qiáng)度低;②產(chǎn)品只能做到單面光滑;③污染環(huán)境,有害工人健康。
噴射成型效率達(dá)15kg/min,故適合于大型船體制造。已廣泛用于加工浴盆、機(jī)器外罩、整體衛(wèi)生間,汽車車身構(gòu)件及大型浮雕制品等。
(2)生產(chǎn)準(zhǔn)備
場地噴射成型場地除滿足手糊工藝要求外,要特別注意環(huán)境排風(fēng)。根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小,操作間可建成密閉式,以節(jié)省能源。
材料準(zhǔn)備原材料主要是樹脂(主要用不飽和聚酯樹脂)和無捻玻纖粗紗。
模具準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。
噴射成型設(shè)備噴射成型機(jī)分壓力罐式和泵供式兩種:①泵式供膠噴射成型機(jī),是將樹脂引發(fā)劑和促進(jìn)劑分別由泵輸送到靜態(tài)混合器中,充分混合后再由噴槍噴出,稱為槍內(nèi)混合型。其組成部分為氣動控制系統(tǒng)、樹脂泵、助劑泵、混合器、噴槍、纖維切割噴射器等。樹脂泵和助劑泵由搖臂剛性連接,調(diào)節(jié)助劑泵在搖臂上的位置,可保證配料比例。在空壓機(jī)作用下,樹脂和助劑在混合器內(nèi)均勻混合,經(jīng)噴槍形成霧滴,與切斷的纖維連續(xù)地噴射到模具表面。這種噴射機(jī)只有一個膠液噴槍,結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,引發(fā)劑浪費少,但因系內(nèi)混合,使完后要立即清洗,以防止噴射堵塞。②壓力罐式供膠噴射機(jī)是將樹脂膠液分別裝在壓力罐中,靠進(jìn)入罐中的氣體壓力,使膠液進(jìn)入噴槍連續(xù)噴出。安是由兩個樹脂罐、管道、閥門、噴槍、纖維切割噴射器、小車及支架組成。工作時,接通壓縮空氣氣源,使壓縮空氣經(jīng)過氣水分離器進(jìn)入樹脂罐、玻纖切割器和噴槍,使樹脂和玻璃纖維連續(xù)不斷的由噴槍噴出,樹脂霧化,玻纖分散,混合均勻后沉落到模具上。這種噴射機(jī)是樹脂在噴槍外混合,故不易堵塞噴槍嘴。
(3)噴射成型工藝控制
噴射工藝參數(shù)選擇:①樹脂含量噴射成型的制品中,樹脂含量控制在60%左右。②噴霧壓力當(dāng)樹脂粘度為0.2Pa·s,樹脂罐壓力為0.05~0.15MPa時,霧化壓力為0.3~0.55MPa,方能保證組分混合均勻。③噴槍夾角不同夾角噴出來的樹脂混合交距不同,一般選用20°夾角,噴槍與模具的距離為350~400mm。改變距離,要高速噴槍夾角,保證各組分在靠近模具表面處交集混合,防止膠液飛失。
噴射成型應(yīng)注意事項:①環(huán)境溫度應(yīng)控制在(25±5)℃,過高,易引起噴槍堵塞;過低,混合不均勻,固化慢;②噴射機(jī)系統(tǒng)內(nèi)不允許有水分存在,否則會影響產(chǎn)品質(zhì)量;③成型前,模具上先噴一層樹脂,然后再噴樹脂纖維混合層;④噴射成型前,先調(diào)整氣壓,控制樹脂和玻纖含量;⑤噴槍要均勻移動,防止漏噴,不能走弧線,兩行之間的重疊富庶小于1/3,要保證覆蓋均勻和厚度均勻;⑥噴完一層后,立即用輥輪壓實,要注意棱角和凹凸表面,保證每層壓平,排出氣泡,防止帶起纖維造成毛刺;⑦每層噴完后,要進(jìn)行檢查,合格后再噴下一層;⑧最后一層要噴薄些,使表面光滑;⑨噴射機(jī)用完后要立即清洗,防止樹脂固化,損壞設(shè)備。