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船体真空导流一体成型工艺

2019-08-26 09:22:48 常州友邦船业股份有限公司 阅读

下网捕鱼船作为满足人们精神需要或享受需要的高级消费品,其需求随着经济的发展和购买力的提高必然呈不断上升的趋势。据国外下网捕鱼船产业发展中的统计数据显示: 当地区人均GDP 超过3000 美元时,下网捕鱼船消费开始起步,而2010 年中国人均GDP 将达到4000 美元,因此,下网捕鱼船产业作为中国后汽车时代的消费热点对引导高端消费、形成新的国民经济增长点具有重要的作用。目前国内外下网捕鱼船是金属材质的较少,大多采用玻璃钢材质。

随着玻璃钢捕鱼船产业的迅速发展,对艇体成型工艺的要求越来越高,特别是成型工艺的环保及成本方面的要求越来越高。传统的船体成型大部分采用手糊制,而手糊成型生产率低,劳动强度大,劳动卫生条件差,产品质量不易控制,性能稳定性不高,产品力学性能较低。对于成型相对较小的产品,手糊成型成本低,易于实施,但对于结构复杂、力学性能要求高、体形庞大的大型船体,应用传统的手糊成型工艺已很难实施,迫切需要一种新的成型工艺来解决这一难题。

真空导流一体成型的原理

将在已有的固定模具内,选定区域,在选定区域内铺设预进料毡布或干的复合毡,后将施工部分用真空袋膜密封,并将膜内的空气抽尽,使内外的气压差达到并保持一个大气压,导入树脂而(预进料毡无需树脂导入)后无氧固化成型。

真空树脂导入成型工艺示意图

真空树脂导入成型工艺示意图

真空导流所需的基本材料

  1.真空泵;

  2.测压隔离桶;

  3.真空袋膜;

  4.脱模布;

  5.导流网;

  6.进料浪管;

  7.密封胶

  8.三通;

  9.进料管;

  10.复合材料;

  11.芯材;

  12.树脂

真空芯材导流工艺的特点和优势

    玻璃钢材料成型技术的机械化、程序化,可使玻璃钢复合材料性能进一步优化,使成本降低,使生产过程更加环保。

    真空导流工艺是将玻璃纤维增强材料和泡沫夹心材料干法预铺设在密闭的模具内,然后安装供树脂进入和流动扩散的进胶接头和引流管道,通过真空薄膜袋密封和真空泵的抽气实现整个模具面积上铺层内部的高真空环境( 一般为99% 以上的真空度) 。在系统保压良好的情况下将低粘度的树脂,经进胶管道由大气压注入系统内部,树脂按照预先设计的管道扩散,在预订时间内浸泡所有铺层结构,待胶液固化后,揭去真空袋材料,就可从模具上得到所需的下网捕鱼船。整个真空导流过程可重复,可质量控制,产品气泡含量降到***,产品的纤维含量达到65%以上。而且由于真空薄膜的密闭作用把苯乙烯等有害气体的扩散降低了90%以上,实现了健康、环保的要求。

    与传统工艺相比,真空芯材导流工艺将夹芯复合材料的所有优点与闭式压模工艺、复合性能以及卫生保健和安全保障等多方面的优势有机地结合在一起。采用夹芯结构与FRP 单板结构、铝材、钢材相比,在保持强度的同时明显减轻了重量、增加了刚度,在基本不增加重量的情况下,通过增加芯材的厚度,下网捕鱼船获得更高的强度和刚度,在同样原材料的情况下,与手糊构件相比,真空树脂导入工艺成型构件的强度、刚度及其它的物理特性可提高30% ~50%以上。工艺稳定后下网捕鱼船成品率可接近100%。

船体真空导流一体成型工艺操作流程

1.模具的处理

  A.成品模具在合模时合模边上加密封胶带;

  B.合模边表面手工积层时增加M300毡积层厚度;

  C.手工积表面层时必须严格清除汽泡;

  D.针对表面光洁度要求较高的制品,有必要使用屏碍胶衣,或手糊DB型复合材料,树脂含量可适当大些。

  E.针对简易模,则需分两次手工积层四层M300毡,且要在已固化的表面涂上快干树脂,粘胶边应最少增加两层M300毡,且同样要涂上快干树脂。

 

2.粘密封胶并保护

  为防止在后继施工过程中,灰尘或玻纤污染粘胶处影响密封效果,应在铺层前粘密封胶带且保护。

 

3.厚层铺设

  铺层中应注意如下几点:

  A.喷胶要均匀,适量;

  B.毡的铺设要均匀且压实,特别是转角处应尽可能的压实;

  C.毡之间须重叠,接面不少于100mm,且每层重叠处错开;

  D.注意防潮防湿;

  E.小心防止铺层脱落;

  F.贴芯材时应注意芯材拼接要密合,芯材上下表面要与短切毡相连。

4.布管·封膜

    ▶完成结构层铺设后在其表面一般要铺设脱模布和导流网(复板结构可以省去),目的在于一是防止玻纤或铺层表面脏物扎破密封膜,二是方便后期进料管与制品脱离,三是如是单结构,必须在导流网与铺层之布脱模布,否则导流网将无法与制品正常脱离,这一环节须注意如下几点:

   A.进料管须达到一定的厚度,要求在真空压力下不会被压偏;

   B.进料管之间间距和三通放置间距;1.复板(复合材料+芯材+复合材料):进料管与芯材切面相连接,则一个进料点可支持纵向进料4—5米,支持横向进料3米(如隔仓板等),一个吸气口可保证8-10平方米内的压力均匀,进料采用接力方式,吸气点与增厚层之间要有隔离带(M300玻璃毡或脱模布,大约间距为150—200mm )

   C.单板结构(全由复合材料增厚):所有单板结构件均需铺设导流网,进料管须与导流网相连,一个进料点支持横向进料3米,纵向进料0.5米,进料采用接力方式,在增厚层不超过8000g/㎡状态下,导流网可铺满所有积层面,从而加快进料速度,进料速度一般为20mm/分钟。但当增厚层超过8000g/㎡,(最大不超过29000 g/㎡),则应注意在两条平行的进料管之间应留一定间隔不铺设导流网,而达到积层面上下树脂渗透速度趋于一致。

   D.三通放置时检查是否通畅,且须緾密封胶,以便后继插管密封;

   E.吸气管应以短切毡或脱模布制作树脂隔离带,一般在150mm—200mm之间。

   F.按施工面积,制定足够大的真空袋膜;

   G.封膜时在转角等处的打折尽可能的保持对称;封膜完成后应对粘贴处反复“按摩”处理,直到完全密封为止。

   H.施工中不宜在薄膜上行走或踩踏。

5.插进料管·吸气管·测压

    ▶这一环节应先插吸气管,然后抽气达到一定压力时关闭吸气管,对转角进行按压,调整进气三通完毕后打开吸气管到一个大气压进行测压。测压完成后才可以进行下一步的插吸气管和再一次的测压。这一过程中还需注意:

   A.吸气管,进料管应确保插紧并有效捆绑固定,防止进料过程中脱落;

   B.吸气管应有隔离带,并使用隔离桶后与真空泵连接,防止树脂进入真空泵内损坏机器设备;

   C.各进料管应有明确的标示,方便操作

   D.隔离桶具有测压和隔离两个功能,隔离功能要谨慎使用:只有在进料已完成,但有漏气发生时,为保持压力需真空泵一直不停运转的状况下才有树脂进入隔离桶内,而出现这种情况后,漏气点的树脂会被抽空,影响成品的密性和结构性。

   E.测压时压力的保持,理想状态是关闭进料与吸气管,压力长时间的保持,实际操作中,压力的保持时间最少应与从进料到开始凝胶所需时间相同。

 

6.施工前的模拟实验

   树脂导入时间和固化时间

    ▶详细的撑握施工现场环境温度的变化。在15度以下,不宜操作真空导流,适宜温度为20℃-35℃。不同温度下,加入同一比例固化剂,树脂的粘度和固化的时间均会发生改变,应尽可能的选择与温度相适宜的树脂(如冬天选用低温型,夏天使用高温型)。同一型树脂,在不同的环境温度下,为取得相同的固化时间,硬化剂加入比例不同,而这时的树脂粘度也是不一样的。在导入树脂前一定要做固化实验并详细的记录以便撑握好操作时间。

    ▶在密封状态下导入树脂,如在一定的时间内树脂凝胶,而某一进料点所支持的施工面没有完全渗透,结果则是失败。影响树脂导入时间的因素有两个方面:A.树脂的粘度;B.芯材,复合材料,介质等的空洞性和穿透性。影响树脂固化时间的因素有:A.树脂的类型;B.硬化剂的类型与加入的比例;C环境温度。

 

7.进料

    ▶进料完全渗透到凝胶这一时间内,是最危险的一个时期,此时的吸气管作用已不大,如出现漏气点而没有及时的处理,则可能导致最后的失败,故一定要小心看守,随时处理突发状况。除此外,这一过程中还要注意:

   A.进料时间,树脂用量,固化剂用量,环境(温湿度)须有详细记录;

   B.树脂重量与加入固化剂比例要精确;

   C.一次加入的树脂不宜过多,以10—15KG为宜;

   D.应以接力的方式依次开启和关闭进料点;

   E.进料中密切关注进料面,发现汽泡,迅速查找并密封。

 

8.施工前的模拟实验

    ▶详细的撑握施工现场环境温度的变化。在15度以下,不宜操作真空导流,适宜温度为20℃-35℃。不同温度下,加入同一比例固化剂,树脂的粘度和固化的时间均会发生改变,应尽可能的选择与温度相适宜的树脂(如冬天选用低温型,夏天使用高温型)。同一型树脂,在不同的环境温度下,为取得相同的固化时间,硬化剂加入比例不同,而这时的树脂粘度也是不一样的。在导入树脂前一定要做固化实验并详细的记录以便撑握好操作时间。

    ▶树脂导入时间和固化时间

    在密封状态下导入树脂,如在一定的时间内树脂凝胶,而某一进料点所支持的施工面没有完全渗透,结果则是失败。影响树脂导入时间的因素有两个方面:A.树脂的粘度;B.芯材,复合材料,介质等的空洞性和穿透性。影响树脂固化时间的因素有:A.树脂的类型;B.硬化剂的类型与加入的比例;C环境温度。

 

9.脱薄膜·离模布

    ▶薄膜,离模布的撕脱时间一般要求是压力保持四小时以上,现实生产中主要是指曲面和立面,而平面一般在树脂完全固化 ,制品表面温度与环境温度一致时就可以施工。

附注:上述数据和操作方法均为现场实际操作和实验所得,具有可操作性。在工作中应以此为基础,进行大胆的创新和改进,降低工料成本。