玻璃鋼錨桿拉擠生產設備成型工藝及其參數

作者：創始人時間：2022-01-07 17:30:36 點擊：1

信息摘要：

近年來, 以合成樹脂為基體材料、玻璃纖維及其制品為增強材料組成的復合材料生產工藝技術發展很快, 機械化、自動化水平不斷提高, 新的生產方法不斷出現。生產中采用的成型方法主要有手糊、噴射、層壓、SMC、纏繞、注射、拉擠、模壓等成型工藝。玻璃鋼錨桿拉擠成型是將浸漬過樹脂膠液的連續玻璃纖維、玻璃纖維連續氈、玻纖或化纖表面氈等增強材料，通過預成型模具進入加熱的型材模具，在模具中升溫固化，在牽引力作用下連續拉出任意長的玻璃鋼錨桿。

生產復合材料制品的特點是材料的形成與制品的成型是同時完成的, 玻璃鋼錨桿的生產也不例外。因此, 成型工藝必須同時滿足玻璃鋼錨桿的性能、質量和經濟效益等多方面因素的基本要求。在確定成型工藝時, 主要考慮了以下三個方面:

①玻璃鋼錨桿的外型構造和尺寸大小;

②玻璃鋼錨桿的性能和質量要求, 如錨桿的物化性能、強度等;

③綜合經濟效益。目前生產玻璃鋼錨桿主要采用普通拉擠、拉擠模壓成型工藝。

拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等加工工序組成，成型制品再通過精細加工程序完成。玻璃纖維從紗架引出后，經過排紗器進入浸膠槽浸透樹脂膠液，然后進入預成型模具，將多余樹脂和氣泡排出，再進入成型固化模凝膠、固化，固化后的制品由牽引機連續不斷地從模具中拉出，然后由切斷機定長切斷。

主要成型設備有紗架、膠槽、模具、牽引機、型材切割機等，輔助設備有烘干機、攪拌機、切氈機等。在成型過程中，每道工序都可以有不同方法：如送紗工序，可以增加連續纖維氈或三向織物以提高制品強度；牽引工序可以是履帶式牽引機，也可以是液壓式牽引機；固化方式可以是模內固化，也可以用加熱爐固化；加熱方式可以是高頻電加熱或是熔融金屬等。

玻璃鋼錨桿拉擠工藝參數主要包括：固化溫度、固化時間、牽引力及速度、紗和氈數量等，拉擠速度和模具溫度是最重要的工藝參數。樹脂配方是決定玻璃鋼錨桿拉擠工藝參數的重要因素，原料配方確定以后，可由樹脂體系固化的放熱峰曲線來確定模具溫度分布，它是確定其他工藝參數的前提。模具溫度太高，則反應太快，容易引起制品熱開裂。工藝速度決定了材料在模具中停留的時間。拉擠速度的選擇必須與溫度匹配，模具溫度高，牽引速度增加。拉擠速度的上限與樹脂、纖維、模具三者的具體情況及拉擠設備的能力有關。為了提生產率，一般盡可能提高速度，這樣可提高模具剪切應力，提高制品表面質量。由于錨桿抗拉力較大，所以拉速度不易過大。拉擠工藝啟動時，速度應放慢，然后逐步提高到正常的速度。牽引力是重要的參數之一，影響牽引力的因素很多，在拉擠工藝中，牽引力的穩定性比起牽引大小更為重要，許多拉擠工藝故障的預兆都是牽引力驟然增加。牽引力的變化反映出產品在模具中的狀態，呈鋸齒形的牽引力反映出型材脫黏點蠕動的不穩定性。夾持力的大小以牽引時產品被夾住不滑動為宜，牽引力越高，所需夾持力越大。夾持力太大會使產品產生裂紋和壓痕，太小會產生阻塞，產品在模具中打滑。在拉擠工藝中要采用與型材外形相適合的夾具。

由于拉擠成型工藝參數是相互影響的，解決辦法是探測模具內的固化聚合反應，以此來清楚了解工藝參數的實際組合效果。實際過程中可在浸漬過樹脂的增強材料束中放置一熱電偶，當它經過模具時，可讀出實際反應溫度，模具內部溫度對應模具長度的曲線可直接反應出聚合反應過程和聚合度。為得到拉擠質量，溫度曲線應避免陡直上升，以減少產品熱應力。放熱峰應處于大約模具長度75%的位置。這樣既能保證較高的生產效率，同時，剩余的模具長度可進行有效的內部冷卻并起校準單元的作用。溫度曲線可用計算機測量和記錄。入口設計也是拉擠模具的關鍵之一。由于纖維束在入口處體積縮小而壓力升高，而入口處的幾何形狀是重要的影響因素。玻璃纖維浸漬樹脂進入成型模具時，纖維束是在成型機牽引作用下進入模具，由于模具進口處纖維束十分松散，往往在入口處積聚纏繞，這樣容易造成斷纖。此外，模具在長時間使用過程中，由于積聚纏繞的影響，往往造成入口磨損嚴重，影響產品質量。通常的入口形式可采用錐形、圓形和拋物線形。國內目前采用較多的是錐形入口(角度為5o~8o，長度為50~100 mm)，但它的壓力升高要高于圓形和拋物線形。提高入口的錐度，可降低入口壓力升高。為解決斷纖和磨損問題，還可在模具錐形入口處周邊倒一截面為1/4橢圓截面圓角，這樣可以大大減少斷纖現象發生，降低模具的磨損，提高玻璃鋼錨桿拉擠制品的質量。

盡管連續拉擠成型工藝機械化、自動化程度高, 經濟效益好, 制品的軸向抗拉強度高, 但只能生產等直徑的實心棒材, 不能滿足新型玻璃鋼錨桿的外型結構設計, 而且制品的抗剪切性能低, 所以不能簡單套用。誠鑫達曾經對拉擠模壓復合成型工藝研究。該工藝的原理是, 浸膠后的玻璃纖維無捻粗紗在牽引裝置的作用下被牽引, 經預成型后進入熱成型組合模具, 然后夾頭在扭轉裝置的作用下迅速扭勁, 在樹脂未固化還具有一定的變形能力時, 組合模具上方的活動模下壓, 樹脂和增強材料隨之流動, 發生變形, 填滿模具型腔的各個部位, 由于組合模具型腔的尾段為楔錐形, 故成型后的制品即可滿足新型玻璃鋼錨桿的外型結構設計要求。成型物繼續受熱固化后, 活動模上移, 然后牽引出模, 定長切割。采用這一工藝生產的錨桿雖然符合玻璃鋼錨桿的外型結構要求, 但卻有模具復雜, 尾部難于加工的缺點。