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          SMC玻璃鋼電纜支架質量影響因素分析(一)

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          SMC玻璃鋼電纜支架質量影響因素分析(一)
          發布時間:2012-08-23 14:49:09  來源:本站  作者:暢元玻璃鋼

          復合材料由于其眾所周知的優異性能及各種工藝的日益成熟、原材料來源豐富、成本下降、可靠性提高,使其受到用戶與生產者雙方的青睞,越來越多地取代傳統金屬材料,我們的時代已進入了復合材料時代。據美國塑料工業協會復合材料所(Society of the Plastics Industry's Instit ute)1997年元月27日發表的年度統計報告表明:1996年美國復合材料的銷售量為161萬噸,比1995年的158.5萬噸增長約1.6%,是復合材料的銷售量連續第五年增長。據預測,1997年以及以后五年內復合材料銷售量仍會連續增長。

              聚合物基復合材料模壓成形工藝在各種成形工藝方法中占有重要地位,主要用于異型制品的成形,因而所用的成形壓力高于其它工藝方法。

              由于模壓成形工藝所需設備簡單,又能對纖維料、碎布、氈料、層壓制品、纏繞制品、編織物進行模壓成形,因而被各種規模的復合材料生產企業所普遍采用,復合材料模壓工藝也幾乎為各生產單位家喻戶曉。因此,本文并不打算對模壓復合材料制品工藝進行系統介紹,僅就影響復合材料制品質量的一些重要環節談談體會,因為就復合材料復雜結構異型件而言,保證質量、提高合格率比一般制件更為重要,難度也更大。

              一、對smc玻璃鋼電纜支架質量產生影響的因素

              模壓成形工藝的基本過程是將一定量的經過一定預處理的模壓料放入預熱的壓模內,施加較高的壓力使模壓料充滿模腔。在預定的溫度條件下,模壓料在模腔內逐漸固化,然后將制品從壓模內取出,再進行必要的輔助加工即得到比較終制品。

              從上述過程看,完成比較終制品涉及的因素有模壓料本身、壓模模具、加壓加溫的熱壓機等;比較重要的當是壓制工藝,本文將單列一節予以重點講述;還有工作環境和輔助加工等。

              1.模壓料

              任何形式的模壓料(碎布料、氈料、長、短纖維),在裝模前均應使其按預定比例與樹脂均勻浸漬。對經溶劑稀釋的樹脂溶液,在浸漬纖維后應充分晾置使溶劑揮發。晾置時間與環境溫度濕度有關。

             2.壓制模具

              制品用的模具除應保證在工作壓力下的強度、剛度條件以外,主要應考慮能給制品的各部位、各方向較均勻地加上壓力。一定的拔模斜度既能保證制品順利出模,又能起到側向加壓的作用。模具設計盡量使制品整體成形,既可保證制品的強度、剛度,又可減少輔助加工工序和工裝模具數量。

              在模具上應開有流膠槽使多余的膠料順利排出。
              壓模的成型表面應至少進行拋光或鍍鉻,使光潔度在Δ9以上,以保證順利脫模。
              應在模具靠近型腔部位開設測溫孔。
              模具本身,必要時考慮設計一定的附件以保證較方便地實現脫模。

              3.壓機

              壓機的尺寸和噸位應能滿足制品及所選材料、模具結構的要求。
              壓機的溫度、壓力比較好能有手控和自動控制兩種模式。
              壓機的工作臺或上下加熱板應盡量使工件保持水平以避免樹脂向一側流聚。加熱板在有效工作范圍內溫度差控制在±5℃左右。

              4.工作場地

              工作場地應光線充足、通風良好,溫度、濕度滿足要求,吊升降叉車、真空泵、壓縮機、工作臺等配套設備齊全、工作安全可靠。
              環境清潔、整齊。

              二、SMC玻璃鋼電纜支架的壓制工藝

             SMC玻璃鋼電纜支架的壓制工藝(以環氧樹脂基體復合材料為例)是指模壓料裝模后在固化劑存在或加熱的條件下在模腔內固化成制品的過程。它是溫度、壓力、時間綜合作用的結果,壓制工藝條件的選擇及可靠控制是決定制品質量的關鍵。

          雖然原則上講某一種牌號的樹脂有一定的固化特性,但由于同牌號樹脂的分子量、軟化點,環氧值等都有一定的變化范圍,因而固化特性也會有所差異。為保證復合材料制品的質量,比較好對每一批次樹脂的固化特性進行測定,以確定比較佳的壓制工藝。這一工作我們是通過DDA(動態介電分析)和DMA(動態力學性能分析)來完成的。

              環氧樹脂的固化過程從DDA曲線來看可分為軟化流動、凝膠、固化、熟化(后固化)四個階段。如將后兩個階段合并為固化階段也可視為三個階段。根據制品材料制作的試片所測的DDA曲線,再根據制件的厚度和模具結構情況,確定在一定的加熱速度下每個階段所需保溫時間和加壓時機。在對不同加熱速率、不同保溫時間和加壓時機的試片進行DMA測試后,選擇動態力學性能比較好的試片的溫度、壓力與時間關系的固化特性確定壓制工藝。圖1、2、3分別為F46+BF3·MEA樹脂體系試片的DDA、DMA測試曲線及該體系為基體的結構制品的固化曲線。由于該復合材料制品尺寸大、厚度厚、結構復雜,為保證接頭部位的強度和剛度又采用了難度很大的整體成形工藝,因而固化壓制工序成了特別關鍵的工序?紤]產品大而厚的因素及壓機中心位置與邊緣溫度的差異,為保證整個產品均勻固化,我們在80℃的軟化流動峰前增加了在 (45±5)℃時0.5小時的低溫保溫過程。另外,在固化后的自然降溫階段,考慮到鋼模與碳復合材料熱物理性能的差異,為避免鋼模收縮造成復合材料制品的翹曲變形,在工藝文件中規定在產品溫度降至70℃左右時松開模具四周的頂模螺釘,使產品自由降至室溫再卸模。在上述壓制工藝條件下壓制的制品合格率達到90%以上。

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