FRP玻璃鋼復合材料論壇

標題: 再談BMC模壓工藝 [打印本頁]

作者: 心影 時間: 2009-5-15 20:44
標題: 再談BMC模壓工藝
[s:1]不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑料
（BMC DMC）模壓工藝

1. BMC成型工藝特點
BMC模塑料的壓制成型原理及其工藝過程與其他熱固性塑料基本上是相同的。在壓制時，將一定量的BMC模塑料放入預熱的壓模中，經加壓、加熱固化成型為所需的制品。除此之外，還具有以下特點：
①浪費料量少，通常只占總用料量的2%-5%，實際的物料損耗量還取決于所成型制品的形狀、尺寸及復雜程度。
②在成型過程中，BMC模塑料雖然是含有大量的玻璃纖維，但是卻不會產生纖維的強烈取向，故制品的均勻性、致密性較高，而殘余的內應力也較小。
③在加工過程中，由于填料和纖維很少斷裂，故可以保持較高的力學性能和電性能。
④在壓制時由于其流動長度相對來說較短，故模腔的磨蝕也不嚴重，模具的保養成本也較低。
⑤與注射成型相比，其所采用的成型設備、模具等的投資成本較低，因此整個制品的成型成本也較低。
2.壓制成型工藝過程
壓制成型時，是將一定量的準備好的BMC模塑料放進已經預熱的鋼制壓模中，然后以一定的速度閉合模具；BMC模塑料在壓力下流動，并充滿整個模腔；在所需要的溫度、壓力下保持一定的時間，待其完成了物理和化學作用過程而固化、定型并達到最佳性能時開啟模具，取出制品。
BMC模塑料壓制成型過程如圖3.16所示。
3.壓制成型前的準備工作
作為濕式預混料的BMC模塑料含有揮發性的活性單體，在使用前不要將其包裝物過早拆除，否則，這些活性單體會從BMC物料中揮發出來，使物料的流動性下降，甚至造成性能下降以致報廢。當然，對于已拆包而未用完的BMC模塑料，則一定要重新將其密封包裝好，以便下次壓制之用。
①投料量的計算和稱量
一般來說，首先是要知道所壓制制品的體積和密度，再加上毛刺、飛邊等的損耗，然后進行投料量的計算。裝料量的準確計算，對于保證制品幾何尺寸的精確，防止出現缺料或由于物料過量而造成廢品及材料的浪費等，都有十分直接的關系，特別是對于BMC這種成型后不可回收的熱固性復合材料來說，對于節省材料、降低成本，更具有重要的實際意義。
實際上，由于模壓制品的形狀和結構比較復雜，其體積的計算既繁復亦不一定精確，因此裝料量往往都是采用估算的方法。對于自動操作的機臺，其加料量可控制在總用料量的土1. 5％以內，而達到5％或超過此數量時，則肯定會在模具的合模面上出現飛邊。這薄薄的一層超量的物料在加熱狀態的高模溫作用下，會迅速地固化而形成飛邊。
估算裝料量的方法有許多。如有所謂“形狀、尺寸簡單估算法”、“密度比較法”和“注型比較法”等。
用上述方法估算出基本的裝料量后，并進行幾次的試壓，就可以比較準確地得出BMC模塑料壓制成型的裝投料量。
②模具的預熱
BMC模塑料是熱固性增強塑料的一種，對于熱固性塑料來說，在進行成型之前首先應將模具預熱至所需要的溫度，此實際溫度與所壓制的BMC模塑料的種類、配方、制品的形狀及壁厚、所用成型設備和操作環境等都有關系。應注意的是，在模溫未達設定值并均勻時，不要向模腔中投料。
③嵌件的安放
為了提高模壓制品連接部位的強度或使其能構成導電通路等目的，往往需要在制品中安放嵌件。當需要設置嵌件時，則在裝料、壓制前應先將所用的嵌件在模腔中安放好。嵌件應符合設計要求，如果是金屬嵌件，在使用前還需要進行清洗。對于較大的金屬嵌件，在安放之前還需要對其進行加溫預熱，以防止由于物料與金屬之間的收縮差異太大而造成破裂等缺陷。
在同一模腔中，如安放有不同類型、不同規格的嵌件，還應認真的檢查嵌件的安放情況。嵌件的錯位不但會產生廢品，更嚴重的是有可能損壞型腔。總之嵌件應安放到位、準確并緊固可靠。
④脫模劑的涂刷
對于BMC模塑料的壓制成型來說，由于在其配制時已在組分中加有足夠的內脫模劑，再加上開模后制件會冷卻收縮而較易取出，因此一般不需再涂刷外脫模劑。然而，由于BMC物料具有很好的流動性，模壓時有可能滲入到構成型腔的成型零件連接面的間隙里，而使脫模困難，故對新制造或長期使用的模具，在合模前或在清模后，給模腔涂刷一些外脫模劑也是有好處的。所用的外脫模劑一般是石蠟或硬脂酸鋅。
⑤裝模
在BMC模塑料的壓制成型中，裝模操作是否得當、合理是很值得注意的，這不但會影響物料壓制時在模腔中的流動，亦會影響到制品的質量，特別是對于形狀和結構都比較復雜的制品的成型。因此，如何將BMC模塑料合理地投放到壓模中，是一個十分重要的問題。
在大多數情況下，是用人工將壓實而且質量與制品相近的整塊（團）BMc物料投放到壓模型腔的中心位置上。但有時，也可以特地將物料投放到在壓制時可能會出現滯留的地方，如凸臺、型芯和凹槽這些地方。最不好的方法是將BMC模塑料分成若干塊而投放到模腔中，因在壓制中，當分成塊的物料流到會合點時可能會出現熔接線，使制品在此處出現強度的“薄弱環節”，如圖3.17（b）所示。
一般來說，裝模操作時還應考慮以下幾個問題。
△所投放的BMC模塑料的溫度一般應在15℃以上。
△應根據壓制時能獲得最短的流動路徑來選擇投放物料的位置，最好是保證物料能同時到達模腔的各個角落：對于有可能出現物料滯留或“死角”的地方，可預先在該處投放物料。
△應盡可能使投放的物料均勻分布。
△因通用BMC模壓料在150℃時所需的固化時間還不到lmin/mm,因此投料應迅速。如使用手工稱量物料，由于速度較慢而不利于生產效率的提高，因此，在壓制較小的制品時，最好是采用有共用加料室的模具。
△對于形狀比較復雜的制品，可先將物料預壓成與制品相似的坯塊，這樣可以避免壓制出的制品在凸出的部位上出現缺料或產生熔接線等問題。
△為便于投料和貯存，在配制BMC模塑料時，一般都把其擠壓成條狀或團塊狀。切忌將物料松散的投滿模腔，這不利于壓制時順利的將氣體排出、減少制品起泡。如用條狀料進行模壓時，應采用垂直加料的方式，這可得到各個方向都具有相同強度和收縮均勻的模壓制品。
4.壓制
(1)閉模、加壓加熱和固化
當完成向模腔內投料以后，則進行閉模壓制。由于BMC模壓料的固化速度非常快，而且為了縮短成型周期，防止物料出現過早固化（局部的過早固化會影響到壓制物料的流動），在陽模未觸及物料前，應盡量加快閉模速度；而當模具閉合到與物料接觸時為避免出現高壓對物料和嵌件等的沖擊，并能更充分的排除模腔中的空氣，此時應放慢閉模速度。
(2)開模及脫模（頂出制品）
當制品完全固化后，為減少成型周期，應馬上開模并脫出制品。如果制品的形狀比較簡單，而且模具的脫模斜度、模腔的表面光亮度等都比較合適，則制品的脫模不會有什莫困難。對于形狀比較復雜的制品，脫模的難度有可能提高。
5.制品的后處理及模具的清理
(1)制品的后處理
BMc模塑料的成型收縮率很小，制品因收縮而產生翹曲的情況并不嚴重。對于有些制品如出現有上述現象，可采取將其置于烘箱中進行緩慢冷卻的方法來消除。
(2)制品的修整
由于BMc模壓制品往往都會產生一些飛邊與其連在一起，需要將其除去。飛邊的最大厚度應該限制在0. lmm的范圍內。如果飛邊的厚度太大，則不但除去困難，而且物料浪費也太大，成本也會大大提高。如果時間允許的話，操作者可以在閉模固化的間隔時間里用挫刀片、修飾砂帶、壓入棒等工具將制品上的飛邊和孔洞等進行清理。小的制品通常都用滾輪磨邊機來清除飛邊。
(3)模具的清理
制品脫出后，應認真的清理模具。首先應把殘留在模具中的BMC碎屑、飛邊等雜物全部清理干凈，特別是應將滲入到模腔結合面各處間隙中的物料徹底清除，否則不但會影響到制品的表面質量，而且還有可能會影響到模具的開合和排氣。
清理模具一般要采用壓縮空氣、毛刷和銅質的非鐵工具，目的是在清理時不會損傷模腔表面。模具清理后對于容易出現粘模的地方可涂刷一定量的脫模劑，然后再仔細的檢查模腔內是否還有其他外來物存在，當做完上述工作后，即可進入下一個工序。
6.壓制成型工藝條件
與一般的熱固性模塑料一樣，BMC模塑料的壓制成型條件包括：成型壓力、成型溫度、固化時間等參數。
(1)成型壓力
BMC模塑料由于具有良好的流動性，因此在模壓時不需要很高的壓力就可以使其充滿整個模腔。對于同一種組分的BMC模塑料來說，其成型壓力主要是根據制品的復雜程度、制品的性質和其他成型工藝條件開選定的。例如，在壓制一些形狀簡單的制品時，5MPa的壓力就足夠了；對于設有凸臺或有盲孔的形狀較為復雜的制品，則可能要用高一些的壓力。
模具的類型對壓力的選擇也有影響，溢式壓模比半溢式的壓模使用的壓力小些，而不溢式壓模（很少用于BMC的壓制）所使用的壓力則要大些，甚至高幾倍。另外，對壓制成型表面質量要求高的制品，也要使用比較高的成型壓力。
對于大多數的BMC模壓制品來說，3. 5-7. OMPa壓力已經足夠了；但對于不溢式壓模和表面要求比較高的制品，有時可能要用到14MPa的成型壓力。
(2)成型溫度
BMC模塑料的壓制成型溫度是十分重要的工藝參數。成型溫度的高低與物料的類型、配方（組分）、所使用的成型壓力、制品的復雜程度及壁厚、收縮的控制、流動條件以及有無預熱等都有關。
溫度高，固化速度快，生產效率高；而要想獲得好的表面質量，則要用較低的溫度，特別是對有些要求用慢速閉模的成型制品。但溫度低、物料流動時間長，會使壓制成型過程放慢。為防止制品表面出現開裂，對一些深型腔、形狀復雜而壁薄的制品，則需要采用低溫的成型條件。
一般來說，上下模具通常是采用相同的溫度，但有時為了方便脫出制品，或是為了脫模的需要而選擇性地使其出現粘模，則應使兩半模的溫度有所差別。一般來說，希望制品能留在其上的該半模的溫度應低約5-15℃。
(3)固化時間
所有級別的BMC模塑料在壓制成型時其固化速度都是很快的，但也會有一些不同，如用黑顏色的BMC模塑料成型時明顯要比一般顏色的產品固化得慢，對于厚度、成型溫度相同的制品，黑顏色所需的固化時間要多一些。
如果是根據制品的厚度來選定固化時間的話，一般來說，制品的壁厚為3mm時，固化時間約為3min；厚度為6mm時約4-6min; 12mm厚時約為6一l0min。
(4)合模速度
由于BMC模塑料具有快速固化的特性，因此，在向模腔投放物料后可以馬上進行快速合模成型。一般來說，整個合模過程應在50秒內完成。閉模速度過慢，模腔中的物料有可能會發生局部的膠凝固化，這種現象在制品截面較薄處會較為明顯的出現；若閉模速度過快，除了會使物料出現組分分離的趨向外，有時也會出現排氣補暢、夾氣甚至有焦痕等缺陷。
過高的成型溫度和過慢的合模速度都會引起BMC模塑料的組分分離。因為在高溫下樹脂的硬度過低，在合模加壓時，樹脂會離析出來，并跑在（流向）填料和玻璃纖維的前面。當玻璃纖維的含量少于25%時，則要用較低的合模速度，才會獲得較好的制品質量。對于壁厚大于4.8mm得知品，采用較低的合模速度才能獲得質地致密均勻的制品，對于較厚的制品，為獲得更為均勻的固化速度，可以降低成型溫度。
（五）增強熱塑性塑料制品的模壓成型
纖維/熱塑性樹脂預混料一般采用對模模壓工藝，包括固態沖壓成型和流動模壓成型。沖壓成型是將裁好的片材坯料力口熱至低于基材粘流溫度10-20℃，然后投入50-70℃的模具型腔中，快速合模壓制成型。這種方法的特點是：成型溫度低、壓力小（一般在10Mpa以內）、周期短，制品的形狀比較簡單。固態沖壓成型工藝如圖3.19所示。流動模壓成型是將裁剪好的片材坯料預熱到高于樹脂融點的10-20℃溫度，投入模具型腔中，快速合模，加壓，迫使熔融的坯料流動、物料充滿模腔，冷卻、脫模，制成成品。流動模壓成型工藝如圖3.20所示，這種方法的特點是：成型壓力較高，纖維浸漬樹脂比較好。該方法適宜制造形狀復雜和帶有金屬嵌件的制品。
雖然兩種成型工藝的特點和工藝參數不同，但所用的設備和壓制工藝流程是相同的。

作者: whtzcgd 時間: 2010-7-11 11:09
這樣的好資料,以后要多發才是,我們支持你

作者: luoxingzhy 時間: 2010-12-22 13:36
[s:1] [s:2] [s:4]

作者: 新鮮人 時間: 2010-12-22 23:01
支持

作者: stone2009 時間: 2010-12-24 12:06
頂。。。。。

作者: 揚帆起航 時間: 2010-12-24 12:27
[s:1]

作者: jjron 時間: 2010-12-28 22:00

（五）增強熱塑性塑料制品的模壓成型

纖維/熱塑性樹脂預混料一般采用對模模壓工藝，包括固態沖壓成型和流動模壓成型。沖壓成型是將裁好的片材坯料力口熱至低于基材粘流溫度10-20℃，然后投入50-70℃的模具型腔中，快速合模壓制成型。這種方法的特點是：成型溫度低、壓力小（一般在10Mpa以內）、周期短，制品的形狀比較簡單。固態沖壓成型工藝如圖3.19所示。流動模壓成型是將裁剪好的片材坯料預熱到高于樹脂融點的10-20℃溫度，投入模具型腔中，快速合模，加壓，迫使熔融的坯料流動、物料充滿模腔，冷卻、脫模，制成成品。流動模壓成型工藝如圖3.20所示，這種方法的特點是：成型壓力較高，纖維浸漬樹脂比較好。該方法適宜制造形狀復雜和帶有金屬嵌件的制品。

雖然兩種成型工藝的特點和工藝參數不同，但所用的設備和壓制工藝流程是相同的。

樓主你太粗心了，多抄了一段關于增強熱塑性塑料制品的模壓成型的。

作者: 51frp.net 時間: 2010-12-29 22:25
[s:4]

作者: smcbmc 時間: 2011-1-28 08:56
這些細節都做到了，能夠解決很多問題！

作者: 揚帆起航 時間: 2011-1-28 09:09
[s:1]

歡迎光臨 FRP玻璃鋼復合材料論壇 (http://m.ywbdwj.cn/)