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模具工艺——玻璃钢模具制造工艺

时间:2011-6-16 来源: 作者:科宝化工

模具工艺——玻璃钢模具制造工艺
能制造出高质量的模具以及鉴于目前国内制造模具的技术水平和质量，科宝化工现对制造模具的过程做如下阐述，供大家参考。

一、制造模具的条件
1、环境条件
温度：在制造阳模和阴模的全过程应始终保持同一环境温度，即21~28℃。
湿度：湿度对胶衣和树脂的固化影响很大，理想的湿度范围为40~60，若制造模具时相对湿度超过65，应等待至合适的生产条件再施工，尤其南方及沿海地区，湿度比较大，更应该慎重。
2、洁净的车间
在一个肮脏环境中是不能制造出高质量的模具，阴、阳模的制造区应高度清洁，必须比制品生产区有更高的维护管理标准，所以，在模具制造伊始，就应提前作好模具制造区的除尘与清洁工作。
3、洁净的压缩空气
纯净、干燥的气源供给是制造高品质模具的另一要素。若风管中空气带有少量的水或油，则模具胶衣表面就会出现大量针孔和麻点，为此要付出大量的劳动力进行修补，这样，模具的质量将受到很大的影响�？昭够枰仓迷诹己玫幕肪持校⑽渑浔赣行У目掌稍锲骱陀退掷肫�。4、原辅材料的选用
选用优质的原辅材料，是制造高品质模具的重要条件。用于制造模具的原辅材料成本对于总成本来说只占很小的百分比，不能试图节约而使用产品树脂或已过贮存期的材料和劣质材料。
5、制定合理的制模时间表
安排适宜的制模时间表是制造好模具的因素之一。不管是采用传统的铺层方法，还是选用新的低收缩系统，所需求的时间均由这些原辅材料的化学特性决定的，企图走捷径或加速工艺，都将对模具的质量产生不良的影响。
二、模具胶衣的喷涂
模具胶衣的操作过程是模具制造中至关重要的一步，甚至可以想象模具胶衣就是整个模具，所有的后铺层及结构骨架都是为模具表面胶衣层服务的。
模具胶衣比一般产品胶衣需要更高的使用和固化条件。高质量的模具表面要求十分精密的模具胶衣操作及混合过程。
1、设备
采用喷射设备涂敷模具胶衣是模具制造工艺中一个重要环节。适宜的喷射压力对避免多孔和胶衣流挂、胶衣分色等现象有重要影响。
我们目前使用的871喷枪，在喷枪壶里，固化剂通过手动混合，保证了准确的比例，但喷枪喷出的扇形混合物的分布产生一非常细的雾化效果，喷涂的速度比泵送系统慢，其工作时间受到原料凝胶时间的限制。
2、模具胶衣的检验
模具胶衣的贮存期是要求非常严格的指标，依照胶衣供应商的建议是十分重要的，大多数情况下，生产者能够保证胶衣从包装到一特定时间的使用质量。因此，生产者与检查者应经常检验每桶胶衣的生产日期或日期编号，以便确认胶衣是否在有效的使用期内。
⑴ 混合
在使用前用一气动搅拌器彻底搅拌每一桶模具胶衣，并确保桶里所有的材料都得到完全的混合，然后，允许胶衣停留几分钟以恢复到它自身的黏度，再进行使用。
⑵ 温度
核实胶衣的温度在21~28℃范围内，该温度是制模工艺要求的适宜温度。
⑶ 凝胶时间
每桶模具胶衣的凝胶时间、供应商都有明确规定。模具胶衣进厂后，质检部门必须核实凝胶时间，即
A、样品应达到标准的测试温度25℃；
B、加入指定数量的固化剂并混和均匀；
C、记录下从固化到加入到凝胶的时间。
⑷ 粘度
需要用BROOKFIELD粘度计测试胶衣粘度。胶衣样品的温度为25℃。
a、选择合适的转子置于样品中；
b、粘度计以低速和高速旋转；
c、记录读数并转化为粘度指标。
在工厂内进行模具材料的质检是非常重要的，往往生产者都把这一重要步骤忽略了。
3、脱模腊、脱模剂处理
对模具进行脱模蜡或脱模剂处理。
⑴ 把水磨、抛光处理好的玻璃钢模具清理干净，用毛巾擦干，待干透后，用3~4层干净的纱布包上适量的脱模蜡（美国船牌 R333号），采用回旋法均匀的涂在模具表面上，稍待3~5分钟，用干净的白毛巾用力揩擦，直至镜面效果，放置约2小时。重复上述操作共4次。第5次操作放置6小时以上。
防滑面、形状复杂的地方上完脱模蜡之后，建议涂一遍多次脱模剂。
⑵A、新模具或旧模具皆应以适当之溶剂（例如丙酮）清洗，务必将表面之杂质、蜡垢等清洗干净，并至干燥。
B、将CHEMLEAS PMR 以干净之纱布浸湿后，涂覆于模具上。
C、涂覆后，在CHEMLEASE PMR 尚未干固前，用干布均匀涂覆至表面各处。
D、首次使用本品，须重复4―5次，每间隔约10―20分钟，如模具面积较大，则每涂覆一次后可连续涂覆，最后一层涂覆后须用干布将模具擦拭光亮，并静置一小时以上使用。
E、一次使用时，胶衣可能难以涂覆，这是脱模效果太好的缘故，可涂少量脱模蜡，以后不必使用。
F、若脱模较困难时，再以CHEMLEAS PMR 涂覆1―2次，如此即可达到节省成本和确保品质的目的。
4、胶衣的喷涂
模具上涂完脱模腊（剂）后，就进行胶衣喷涂。建议模具胶衣厚度为1mm，胶衣分两层，喷涂过程分两次完成，每层0.5 mm厚，且每层喷三遍，一遍 0.15 mm~0.17 mm。模具胶衣的厚度需要严格控制的，这就要求每喷完一遍胶衣后，都要用胶衣尺在模具表面很多地方精确计量胶衣层的厚度。
正确的胶衣喷涂方法如下：
⑴ 喷第一遍厚度为0.15 mm~0.17 mm的模具胶衣。
⑵ 与第一遍成垂直方向喷第二遍胶衣，厚度为0.15 mm~0.17 mm。
⑶ 再按第一遍的方向喷最后一遍胶衣，这样第一层的胶衣厚度就是0.5 mm。
⑷为避免龟裂或起皱，应在第一层胶衣固化后，才能喷另一层胶衣。在正常温度下，固化时间为90分钟。
三、模具铺层
胶衣喷完后1小时~3小时，等胶衣固化后，表面不粘手的情况下，进行铺层。我们目前基本上采用传统的多步骤铺层方法。
1、原料：
A、模具树脂
模具树脂具有较高的热变形温度和低收缩率，我们基本选用间苯树脂、乙烯基树脂。
B、玻纤增强材料
短切毡是非常好的模具增强材料，它可以最大程度的减少纤维纹路的印出。相对针织纤维毡和纤维编织类产品，短切毡的优点更为突出。
C、质量检验
为了保证模具树脂达到使用要求，也要象对模具胶衣那样进行质检。包括：材料贮存期，对每一批进行混合测试以及测试凝胶时间和黏度。
2、首层
模具积层是从糊制首层开始的。首层的质量要求是非常高的，要避免一切模具完成后的再修理或对胶衣造成破坏的可能性。根据模具形状的复杂程度，糊制首层时纤维选用30克米2表面毡、300克米2、450克米2的短切毡，积层时必须用铁滚仔细滚压铺层，确保所有气泡已赶净，并保证合理的树脂与纤维比例。当首层固化后，要对铺层做认真全面的检查，包括所有的拐角、曲面以及其他可能发生问题的地方。如发现气泡等缺陷，必须小心的将气泡去掉，并重新修补好创面。
3、增厚铺层
积层工艺一般为M450×4~5+RX×N，小的模具8mm厚左右，大的模具保证15mm左右。生产者必须严格执行积层工艺及时间表。
4、巴氏硬度
制定铺层计划的一个好方法，就是观察铺层巴氏硬度的变化。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80%~90%时，就可以进行下一铺层。当采用巴氏硬度仪测量铺层硬度时，要注意需记录多个读数并算出平均值，并以此作为硬度值。这种方法消除了由于固化时间差异而产生的数据误差，用这种方法铺层通常要比依据铺层时间计划表要快。
四、模具外结构
当模具铺层完毕后，下一步工作就是制作模具的外部加强结构。加强结构的目的是：使外部力量平均传递到模具表面，阻止了模具的表面变形。
模具胶衣产生裂纹的最基本原因是模具的变形，正因为如此，设计一刚性模具结构将会大大的阻止胶衣的干裂。
无论钢架结构或胶合板的条箱结构，都应悬吊在高于模具铺层面14英尺的地方，如果结构骨架直接与模面联结，不同的热传导将引起模具表面印痕。另外，在结构层与表面之间不要放置部分泡沫、层板或其他绝缘材料做垫层，该结构与铺层之间的黏结最好使用玻纤，但不要用编织布以防印痕。
五、脱模
当框架结构完全固化，模具就可以脱模。第一步将模具边缘切割整齐，然后用多个脱模楔均布插入阴、阳模之间，均匀用力（不要单独用力以防损坏模具），并用橡皮锤敲打各个应力集中部位（注意不要用铁器敲打），最后完全脱模。
六、模具处理
脱模后，仔细检查模具每一个部位，任何表面的缺陷都应注意到并标记出来。在理想状态下，模具不需要打磨表面，只将模具表面抛光即可，一般制造出的模具无法达到理想状态，那只好按照传统的方法对模具进行打磨处理。

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