玻璃钢船舶建造工艺:闭模成型法

我国玻璃钢船舶的建造工业发展很迅速,从广东省的蛇口渔轮厂至黑龙江省的哈尔滨船厂以及江苏、浙江、安徽等地区约6O多家船厂都在生产玻璃钢船。船舶的种类不仅有游艇、渔船、救生艇、巡逻艇、汽艇、运输船、客船和机帆船,还有作为水上体育运动器材的赛艇、
皮划艇等。

由于我国目前尚无成文的建造规范, 所以大多数厂家, 或是借鉴国外规范, 或是根据本厂情况吸收国内现有的建造技术和经验,来进行玻璃钢船舶的建造。虽然这样也能达到较好质量水平,但须看到,由于我国玻璃钢船舶工业起步较晚,建造技术和工艺尚不成熟(约比国外落后10年),原材料品种少及管理工作不完善等诸因素影响,使得产品的质量、产量与国外相比,尚有一段差距,从而影响了市场竞争能力。玻璃钢船舶建造技术和工艺,国内目前尚无成文资料介绍。

闭模成型法是采用阴阳两套模具组成的对模,两模之间的问距就是产品的厚度,产品接触上、下模具的表面都可获得相应程度的光洁度。闭模成型先期阶段均采用耐高压、可通电加热的金属模具,使用的材料是用短切玻璃纤维加工成的模塑料,按其形状分为团状模塑料(BMC)与片状模塑料(SMC)。制作时按需要量称量好模塑料,放人底模,闭合上模,在加热加压下固化成型。其制作过程短,生产效率高,但模具费用高,还需配上压机,由于压机台面有限,因此只适用于生产较小的产品。由于手糊成型仅仅依靠作业工具的接触压力,使得产品致密度较差。为此,研究人员开发了真空袋法,即将已手糊制作好的尚在模具上的产品随即用膜状材料与模具边缘连接并密封,抽真空。由于负压作用,使膜材紧贴制品表面,对未固化的玻璃钢层施加一定压力,使之较为密实,而将膜材及表面附加的脱模材料去除后,即可得到较为平整的表面。随后,真空袋法又逐渐由湿法(即手糊后抽真空)发展到干法,并得到不断改进和完善。所谓干法就是在模具上铺设若干层所需的增强材料,并加以固定,防止位移。用膜材封闭,抽去模腔空气,打开树脂管道阀门,树脂即在负压下自动进入模腔浸渍并最终充满模腔,并在此状态下固化成型。鉴于玻璃钢/复合材料成型时不需太大压力的特点,闭模成型工艺又从硬质模具发展到半硬质模具,即用玻璃钢模具代替金属模具,用干法成型代替模塑料压制,用常温固化取代加热固化,此举不但脱离了压机,降低了成本,而且使制品尺寸不受限制,为玻璃钢船艇生产开辟了一条新的工艺方法。为进一步降低模具成本,又开发了半硬质模具与弹性膜材相结合的闭模方式,液体树脂借助抽真空形成的负压进入模腔,此谓灌注法(LRI)。灌注法又发展了使用一种有半渗透陛的特殊膜,它只能通过空气,不能通过树脂,这就能在树脂凝胶前抽去其中的气泡,提高玻璃钢的质量,此法叫做半渗透膜灌注工艺(SPMI),此法可用于制作厚度大于50ram的制品。此外,在灌注工艺的基础上又发展了树脂膜灌注工艺(RFI),其使用的树脂为非液态,而是粘度较大的树脂膜。将树脂膜与增强材料交替铺放于模具中,闭模后放人真空烘箱中,树脂在加热下变成流体浸渍增强材。此法成本很高,不适合大型制品,现主要用于航空工业中。

综上所述,闭模工艺具有多种方法,材料、设备也不相同。以模具材质分,有硬质(金属)、半硬质(玻璃钢/复合材料)、弹性(橡胶、塑料)等几种;按制品所用原材料不同,可分为模塑料及干态增强材料再加树脂;从树脂进入方式,可分为压力注入与真空吸人两种方式;从树脂状态,还可分为液态及膜状等。随着闭模工艺的不断发展,一些方法已经应用在玻璃钢船艇制造上。

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