噴射成型工藝流程和工藝參數(shù)1、噴射成型工藝流程 噴射成型工藝流程如圖所示：
2、噴射工藝參數(shù) 在噴射成型時(shí)，大部分工藝參數(shù)都是對(duì)通過操作設(shè)備來控制的，所以，選用不同類型或不同型號(hào)的噴射機(jī)，其控制參數(shù)的操作會(huì)有不同，實(shí)際生產(chǎn)中，要結(jié)合設(shè)備自身的參數(shù)，制定該設(shè)備專用的操作說明書，標(biāo)明控制點(diǎn)及控制范圍。以氣動(dòng)柱塞外混噴射機(jī)為例，噴射成型操作時(shí)需要控制的，或可以調(diào)整的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)： （1）引發(fā)劑比例 噴射系統(tǒng)中，促進(jìn)劑用量一般是固定的，引發(fā)劑用量可根據(jù)環(huán)境（溫度和濕度）和制品的要求在0.5%～4%之間調(diào)整，故每次噴射前應(yīng)作凝膠試驗(yàn)。在噴射裝置中，一般先將樹脂與促進(jìn)劑按固定比例充分混合，也可從廠家直接購(gòu)進(jìn)預(yù)促型樹脂，然后將樹脂與引發(fā)劑分別通過樹脂泵和引發(fā)劑泵在噴槍內(nèi)部或外部混合。 （2）樹脂泵壓力 樹脂泵壓力主要根據(jù)樹脂溫度、黏度、噴涂面積等因素選擇，通常通過試驗(yàn)確定。壓縮空氣管徑和管長(zhǎng)對(duì)出口壓力也有較大影響。當(dāng)壓力合適時(shí)，噴在模具上的樹脂無(wú)飛濺、夾帶的空氣少，氣泡能在1～2分鐘內(nèi)自行消失，表明噴涂面寬度適中，故可以此作為調(diào)節(jié)壓力的標(biāo)準(zhǔn)。 （3）噴射量 噴射量太大，影響制品質(zhì)量，噴射量太小又降低生產(chǎn)效率，因此應(yīng)控制適中。噴射量與噴射壓力和噴嘴直徑有關(guān)，改變動(dòng)力源壓力可以調(diào)節(jié)噴射壓力。噴嘴直徑在1.2～3.5mm之間選擇，可使噴射量速度在8～60克/秒之間調(diào)整。 （4）噴槍夾角 預(yù)加速樹脂和引發(fā)劑在噴槍外的混合程度與噴槍出口的夾角有關(guān)。不同夾角噴射出來的樹脂混合交距不同，一般噴槍夾角為20度，噴槍口與模具表面距離為350～400mm，這樣便于操作，膠液混合的質(zhì)量均勻。如果要改變噴射距離，則需調(diào)整噴射夾角以保證樹脂在到達(dá)成型面前交集混合。確定噴射距離時(shí)，要考慮制品的形狀和膠液飛散等因素。 （5）纖維與樹脂的混合 被切斷的纖維在落到模具之前應(yīng)與噴出的樹脂系統(tǒng)充分混合以防止制品中纖維和樹脂分布不均勻。 （6）噴射走向 一般的噴射走向是從上到下、從右到左、平行、勻速地移動(dòng)，不能走弧線。相鄰的兩個(gè)行程間的重疊寬度為前一個(gè)行程寬度的三分之一以便得到一個(gè)均勻連續(xù)的纖維層。前一層與后—層的走向應(yīng)交叉或垂直以達(dá)到均勻覆蓋的目的。噴槍與噴涂面的夾角最好為90度。 （7）纖維品種、含量與長(zhǎng)度 噴射用無(wú)捻粗紗在制品中的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))通?？刂圃?0％左右。低于25％輥壓方便，但制品強(qiáng)度太低；纖維含量高于45％時(shí)輥壓困難，氣泡也較多。纖維長(zhǎng)度以25mm為宜（１英吋）。 通過設(shè)備參數(shù)的調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射速度、混合效果、纖維含量的控制；通過操作工人的操作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品厚度的均勻性、可控性和對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的工藝適應(yīng)性。如果剛剛接觸噴射成型操作，相關(guān)參數(shù)設(shè)定及其效果判斷還不熟練時(shí)，要放慢速度，仔細(xì)摸索其中規(guī)律，噴射工藝總體來說對(duì)操作人員的依賴還是十分明顯的，熟練的噴射工可以憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整各種參數(shù)，并以浸漬狀態(tài)判斷纖維含量，最終成型高質(zhì)量的噴射產(chǎn)品。即使是同一產(chǎn)品，對(duì)于不同局部的厚度、纖維含量等的要求也可能存在區(qū)別，機(jī)械地調(diào)整各參數(shù)只能符合一般性要求，具體情況還需要具體分析對(duì)待，久而久之，才能熟練掌握噴射成型工藝。 噴射成型工藝要點(diǎn) （1）成型環(huán)境溫度 噴射成型宜在20℃～35℃之間進(jìn)行，高溫環(huán)境中，樹脂固化過快，不好控制，影響制品質(zhì)量；溫度過低時(shí)，膠液黏度驟增，浸漬困難，固化慢。 （2）制品噴射成型工序要盡量標(biāo)準(zhǔn)化，以免人為因素產(chǎn)生過大的質(zhì)量差異。 （3）為避免壓力波動(dòng)，造成噴射量不穩(wěn)定，噴射機(jī)應(yīng)由獨(dú)立管路供氣，氣體要徹底除濕，以免影響固化。 （4）盛裝膠液的容器最好有加熱保溫功能，以保證膠液的黏度適宜。 （5）噴射開始時(shí)，應(yīng)注意纖維和樹脂的噴出量，調(diào)整氣壓，以達(dá)到規(guī)定的纖維含量。 （6）纖維切割不準(zhǔn)時(shí)，要調(diào)整切紗器的輥間距，并調(diào)整氣壓。必要時(shí)，需用轉(zhuǎn)速表重新校驗(yàn)切紗轉(zhuǎn)速。 （7）噴射成型時(shí)，在模具表面先噴涂一層樹脂，然后再開動(dòng)切紗器，噴射最初和最后層時(shí)，應(yīng)盡量薄些，以獲得光滑的表面。 （8）噴槍移動(dòng)速度要均勻，不允許漏噴，不能走弧線，相鄰兩個(gè)行程間重疊寬度應(yīng)為單行程的三分之一，以得到均勻連續(xù)的涂層，每層涂層的走向應(yīng)交叉或垂直以使均勻覆蓋。 （9）每個(gè)噴射面噴完后，立即用壓輥輥壓，要特別注意凹凸表面，排出氣泡后再噴下一層。 （10）特殊部位的噴射，噴射制品曲面時(shí)，噴射方向應(yīng)始終沿曲面的法線方向；噴射溝槽時(shí)，應(yīng)先噴四周和側(cè)面，然后再在底部補(bǔ)噴適量纖維，防止底部的樹脂含量過高；噴射轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)從夾角部位向外噴射，防止在尖角處出現(xiàn)膠集聚。 噴射成型制品存在的問題是離散系數(shù)大，其分散性比手糊成型工藝還高（見下表），且噴射成型工藝對(duì)每個(gè)操作者的操作技能要求比較高，這就要求在進(jìn)行 噴射產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，先進(jìn)行工藝參數(shù)的確定，以確保產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)要求； （2）根據(jù)所定工藝參數(shù)，制作噴射樣板，并進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)； （3）在主要受力部位，可采用噴射短切紗與方格布結(jié)合使用的方法，來提高材料的機(jī)械性能，滿足制品的使用條件。
噴射成型制品的質(zhì)量控制 噴射成型制品的缺陷與防治 1、流掛現(xiàn)象（垂流）
2、浸漬性差
3、脫落現(xiàn)象
6、空洞和氣泡
質(zhì)量控制 噴射工藝存在的最大問題是分散性大，為降低分散性，必須使材料、技術(shù)、設(shè)備維護(hù)、工藝管理制度化，標(biāo)準(zhǔn)化。 （1）驗(yàn)收材料的檢驗(yàn)項(xiàng)目 樹脂：固化特性、黏度、觸變指數(shù) 粗紗：硬挺度、浸漬性、切割性、分散性 （2）操作標(biāo)準(zhǔn) 噴射參數(shù)及噴射方法、脫泡方法、缺陷的解決方法。 （3）工程管理項(xiàng)目 樹脂溫度、模具、噴射時(shí)樹脂與纖維比例，噴射量，重量、固化溫度、模具溫度、產(chǎn)品固化后的硬度。 （4）設(shè)備管理項(xiàng)目 噴射成型化、泵、空氣壓縮機(jī)、固化爐、輸送管道。 質(zhì)量控制的主要檢測(cè)指標(biāo) 為了確保生產(chǎn)出質(zhì)量滿足要求的制品，必須實(shí)施經(jīng)過充分研究的管理系統(tǒng)，確定的生產(chǎn)管理。而產(chǎn)品的檢驗(yàn)是這個(gè)生產(chǎn)管理中十分重要的一項(xiàng)。產(chǎn)品檢驗(yàn)大致分為：常規(guī)檢驗(yàn)和性能檢驗(yàn)。 1、常規(guī)檢驗(yàn) （1）目測(cè) 依靠肉眼對(duì)中間產(chǎn)品及成品的內(nèi)、外表面進(jìn)行觀測(cè)，看是否有缺陷和傷痕等。檢驗(yàn)時(shí)要特別注意涉及增強(qiáng)材料的損傷、纖維分布不均，裂紋，浸漬不良，污垢等 （2）重量檢驗(yàn) 由制品的重量來檢驗(yàn)材料用量。重量在規(guī)定范圍以外，視為不合格。 （3）厚度檢驗(yàn) 作為制品的檢驗(yàn)內(nèi)容，除重量外還要檢驗(yàn)厚度，厚度可以使用螺旋測(cè)微儀或者測(cè)厚卡鉗等工具。 （4）其他 常規(guī)檢驗(yàn)的其它項(xiàng)目有尺寸檢查，功能檢查，結(jié)構(gòu)檢查等。 2、性能檢驗(yàn) 性能檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目有：結(jié)構(gòu)部件及重要組成部分的強(qiáng)度檢驗(yàn)（拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量、硬度、耐腐蝕性等），還有對(duì)制品整體的強(qiáng)度試驗(yàn)。各項(xiàng)檢測(cè)的控制指標(biāo)，對(duì)于不同的產(chǎn)品來講有不同的要求，檢測(cè)時(shí)可根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)定。 典型產(chǎn)品及工藝發(fā)展 目前，噴射成型工藝主要應(yīng)用于大型玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂產(chǎn)品的制造，建筑物補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域，代表性產(chǎn)品如浴缸、整體衛(wèi)生間、卡車導(dǎo)流罩、高頂、凈化槽、船身、機(jī)罩及容器與管道的內(nèi)襯層等等。
隨著復(fù)合材料工業(yè)的迅速發(fā)展，成型設(shè)備及原材料體系都不斷得到改進(jìn)行和完善，噴射工藝也是如此。 原材料方面，有一種美國(guó)開發(fā)的hyrizon樹脂是聚酯樹脂與異氰酸樹脂共混得體系用于噴射成型，其特點(diǎn)是纖維伏倒性好，幾乎不需要除泡操作，大大提高了生產(chǎn)效率，且其固化后的玻璃鋼性能也好于聚酯樹脂。該樹脂使用前是雙組分，A組分是異氰酸酯與苯乙烯的混合物，B組分是聚酯樹脂與酯化反應(yīng)催化劑的混合物，當(dāng)噴射成型時(shí)在噴槍處混合，聚酯樹脂與苯乙烯混合后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，異氰酸酯與酯化反應(yīng)催化劑混合發(fā)生酯化反應(yīng)，兩種反應(yīng)產(chǎn)物相互糾纏到一起形成復(fù)合高分子物 ，固化物兼有聚酯樹脂的強(qiáng)度和剛度及聚異氰酸氨酯的韌性，耐水性，耐腐蝕性也優(yōu)異。 設(shè)備方面，美國(guó)格拉斯公司推出的第三代外混型噴射機(jī)，其特點(diǎn)是維修簡(jiǎn)便，無(wú)需清洗，不易阻塞，提高了物料的利用率。其外混噴槍的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了固化劑和樹脂的完全均勻混合，混效果好過內(nèi)混型設(shè)備，同時(shí)該噴槍還增加了空氣助流包容技術(shù)，在噴射出的物料周圍形成一道“氣幕”，有效降低的物料的飛散，較其它設(shè)備，既能更好的改善工作環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且由于減少了飛散，提高了材料的利用率，降低了產(chǎn)品成本。 瑞典Aplicator公司制造了采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行噴射生產(chǎn)的設(shè)備，采用連續(xù)供料系統(tǒng)，由機(jī)械手?jǐn)y帶噴槍進(jìn)行噴射操作，所有相關(guān)參數(shù)均數(shù)字化并可進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，編程控制，這一自動(dòng)化的改進(jìn)，把操作人員從惡劣的環(huán)境中解脫出來，同時(shí)操作的穩(wěn)定性、均勻性、產(chǎn)品重現(xiàn)性均大大優(yōu)于人工操作，解決了噴射工藝離散性大的問題。
4、固化不足及固化不勻
5、粗紗切割不良
7、玻璃纖維堆積
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產(chǎn)生的原因 |
解決措施 |
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樹脂黏度太大 |
保證樹脂黏度，觸變性，浸漬性及固化特性 |
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粗紗粘接劑太軟 |
選擇更硬的粘接劑 |
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噴出的纖維量不勻 |
使樹脂和纖維的噴射速度一致，均勻噴射 |
8、厚度不勻
9、白化及龜裂
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