玻璃鋼生產(chǎn)工藝與裝備基礎知識
組織復合材料制品生產(chǎn)時，成型方法的選擇必須同時滿足材料性能、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益等的基本要求。
纖維增強材料的材料特性，導致其常用的基本成型工藝有如下幾種：手糊成型工藝、拉擠成型工藝、纏繞成型工藝、模壓成型工藝。（一）手糊成型工藝
1．手糊成型法原理
手糊成型工藝又稱接觸成型，是樹脂基復合材料生產(chǎn)中最早使用和應用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強材料，在涂有脫模劑的模具上以手工鋪放結合，使二者粘接在一起，制造玻璃鋼制品的一種工藝方法。基體樹脂通常采用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂，增強材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織物。在手糊成型工藝中，機械設備使用較少，它適于多品種、小批量制品的生產(chǎn)，而且不受制品種類和形狀的限制。
2.成型工藝流程圖
手糊成型工藝的流程是：先在清理好或經(jīng)過表面處理的模具成型面上涂抹脫模劑，待充分干燥好后，將加有固化劑（引發(fā)劑）、促進劑、顏料糊等助劑并攪拌均勻的膠衣或樹脂混和料，涂刷在模具成型面上，隨后在其上鋪放裁剪好的玻璃布（氈）等增強材料，并注意浸透樹脂、排除氣泡。重復上述鋪層操作，直到達到設計厚度，然后進行固化脫模
3.成型設備
手糊成型工藝所用的設備較少，制作模型的設備有木工車床、木工刨床、木工圓鋸；脫模一般會用到空氣壓縮機、吊裝設備等。（二）模壓成型法
1．模壓成型法原理
熱固性模壓成型是將一定量的模壓料加入預熱的模具內(nèi)，經(jīng)加熱加壓固化成型塑料制品的方法。其基本過程是：將一定量經(jīng)一定預處理的模壓料放入預熱的模具內(nèi)，施加較高的壓力使模壓料填充模腔。在一定的壓力和溫度下使模壓料逐漸固化，然后將制品從模具內(nèi)取出，再進行必要的輔助加工即得產(chǎn)品。
2.成型工藝流程圖
模壓成型工藝主要分為壓制前的準備和壓制兩個階段，其工藝流程見圖
3.成型設備
(1)浸膠機
制備膠布的主要設備是浸膠機，由送布架、熱處理爐、浸膠槽、烘干箱和牽引輥等幾部分組成。根據(jù)熱處理爐和烘干箱放置的位置，可以分為臥式浸膠機和立式浸膠機兩種。
(2)預浸料機組
這一方法所用設備有切割機、捏合機和撕松機。常用的切割機類型有沖床式、砂輪片式、三輥式和單旋轉(zhuǎn)刀輥式。捏合機的作用是將樹脂系統(tǒng)與纖維系統(tǒng)充分混合均勻?；旌蠘话愣疾捎肸槳式結構。在捏合過程中主要控制捏合時間和樹脂系統(tǒng)的粘度這兩個主要參數(shù)，有時在混料室結構中裝有加冷熱水的夾套，以實現(xiàn)混合溫度的控制?；旌蠒r間愈長，纖維強度損失愈大，在有些樹脂系統(tǒng)中，過長的捏合時間還會導致明顯的熱效應產(chǎn)生?；旌蠒r間過短，樹脂與纖維混合不均勻。樹脂粘度控制不當，也影響樹脂對纖維的均勻浸潤及滲透速度，而且也會對纖維強度帶來一定的影響。
撕松機的主要作用是將捏合后的團狀物料進行蓬松。撕松機主要由進料輥和一對撕松輥組成，通過撕松輥的反向運動將送入的料團撕松。
(3)片狀模塑料機組
一個完整的SMC機組，大體由機架、輸送系統(tǒng)、PE薄膜供給裝置、刮刀、玻璃纖維切割器、浸漬和壓實裝置、收卷裝置等7個主要部分和玻璃纖維紗架、樹脂糊的制備及喂入系統(tǒng)、靜電消除器等3個必備輔助系統(tǒng)組成。
(4)壓機
壓機是模壓成型的主要設備。壓機的作用是提供成型時所需要的壓力以及開模脫出制品時所需的脫模力，現(xiàn)大多采用液壓機。
（三）纏繞成型法
1．纏繞成型法原理
纖維纏繞工藝是樹脂基復合材料的主要制造工藝之一。是一種在控制張力和預定線型的條件下，應用專門的纏繞設備將連續(xù)纖維或布帶浸漬樹脂膠液后連續(xù)、均勻且有規(guī)律地纏繞在芯?；騼?nèi)襯上，然后在一定溫度環(huán)境下使之固化，成為一定形狀制品的復合材料成型方法。2.成型工藝流程圖
纖維纏繞成型工藝示意圖如圖所示：
3.成型設備
纖維纏繞機是纖維纏繞技術的主要設備，纖維纏繞制品的設計和性能要通過纏繞機來實現(xiàn)。按控制形式纏繞機可分為機械式纏繞機、數(shù)字控制纏繞機、微機控制纏繞機及計算機數(shù)控纏繞機，這實際上也是纏繞機發(fā)展的四個階段。目前最常用的主要是機械式和計算機數(shù)控纏繞機。纖維纏繞機是纖維纏繞工藝的主要設備，通常由機身、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分組成。輔助設備包括浸膠裝置、張力測控系統(tǒng)、紗架、芯模加熱器、預浸紗加熱器及固化設備等。
（四）拉擠成型工藝
1．拉擠成型原理
拉擠成型工藝是通過牽引裝置的連續(xù)牽引，使紗架上的無捻玻璃纖維粗紗、氈材等增強材料經(jīng)膠液浸漬，通過具有固定截面形狀的加熱模具后，在模具中固化成型，并實現(xiàn)連續(xù)出模的一種自動化生產(chǎn)工藝。
對于固定截面尺寸的玻璃鋼制品而言，拉擠工藝具有明顯的優(yōu)越性。首先，由于拉擠工藝是一種自動化連續(xù)生產(chǎn)工藝，與其它玻璃鋼生產(chǎn)工藝相比，拉擠工藝的生產(chǎn)效率最高；其次，拉擠制品的原材料利用率也是最高的，一般可在95％以上。另外，拉擠制品的成本較低、性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、外表美觀。由于拉擠工藝具有這些優(yōu)點，其制品可取代金屬、塑料、木材、陶瓷等制品，廣泛地應用于化工、石油、建筑、電力、交通、市政工程等領域。
2.成型工藝流程圖
增強材料（玻璃纖維無捻粗紗、玻璃纖維連續(xù)氈及玻璃纖維表面氈等）在拉擠設備牽引力的作用下，在浸膠槽充分浸漬膠液后，由一系列預成型模板合理導向，得到初步的定型，最后進入被加熱了的金屬模具，模具高溫的作用下反應固化，從而可以得到連續(xù)的、表面光潔、尺寸穩(wěn)定、強度極高的玻璃鋼型材。
3．成型設備
實現(xiàn)拉擠工藝的設備主要是拉擠機，拉擠機大體可分為臥式和立式兩類。一般情況下，臥式拉擠機結構比較簡單，操作方便，對生產(chǎn)車間結構沒有特殊的要求。而且臥式拉擠機可以采用各種固化成型方法（如熱模法、高頻加熱固化等），因此它在拉擠工業(yè)中應用較多。立式拉擠機的各工序沿垂直方向布置，主要用于制造空心型材，這是由于在生產(chǎn)空心型材時芯模只能一端支承，另一端為自由無支承端，因此立式拉擠機不會因為芯模懸臂下垂而造成拉擠制品壁厚不均勻；這種拉擠機由于局限性較大，生產(chǎn)的產(chǎn)品單一，己經(jīng)不再使用。無論是臥式還是立式拉擠機，它們都主要由送紗裝置、浸漬裝置、成型模具與固化裝置、牽引裝置、切割裝置等五部分組成，它們對應的工藝過程分別是排紗、浸漬、入模與固化、牽引、切割。