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碳纖維加工工藝——模壓成型步驟介紹

作者: 發(fā)布日期:2023-06-09 17:15:42

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模壓成型工藝過程包括:嵌件放置并預熱、加料、合模、排氣、保壓、固化、脫模、清理模具等步驟,接下來就給大家詳細介紹一下各個步驟。

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1、嵌件放置

嵌件一般由金屬制成,可對制品起增強作用, 使用嵌件的制品力學性能提高較大。也有的是為了給制品賦予導電、導熱特性或者其他功能特性而加入嵌體。嵌件放置前,進行預熱為佳。

通常是用手放置嵌件,放置位置要準確、穩(wěn)定,若是小型嵌件亦可用鉗子或鑷子安裝。一件制品可以用一個嵌件,也可放置幾種不同的嵌件,其位置不得放錯,不得歪斜,一定要使嵌件穩(wěn)定,必要時應加以固定,防止位移或脫掉,否則達不到使用嵌件的目的,反而會造成制品的報廢,甚至會損害模具。

 

 
2、加料

加料量的精確度會直接影響制品的尺寸與密度,應嚴格加以定量,將物料均勻地加入型模槽中。定量加料法有:重量法、計數(shù)法和容量法。

重量法準確但較麻煩,多用于尺寸要求精確和難以用容量法加料的物料,如碎屑狀、纖維狀物料。

容量法不如重量法準確,但操作方便,一般用于粉料計量。

計數(shù)法只用于預壓物料加料。

注意事項:加料前,應首先檢查型腔內是否有油污、飛邊、碎屑和其他異物。將準確計量的物料, 按型腔形狀加入,對某些流動阻力大的部位應盡可能填滿,并注意難以充模部位(如凸臺、細小孔眼、狹縫及開口附近),應多加些物料。為了排氣方便,最好將物料中間突起,并在嵌件周圍預先放上物料并壓緊,這樣可減少料流對嵌件的沖擊力,嵌件的插孔內也不會發(fā)生“逃料” 現(xiàn)象。如果預先預壓成制品形狀加料更為方便。

 

 
3、合模

合模分為兩步,凸模未接觸物料前,需低壓(1.5 一 3.0MPa)快速,這樣,可以縮短周期和避免塑料發(fā)生變化,當凸模接觸物料之后,應開始放慢閉模速度,改用高壓(15-30MPa)慢速,以免損壞嵌件、并使模內空氣排出。

 

 

4、排氣

為了排除模內空氣、水氣及揮發(fā)物,在模具閉合后,有的還需要將模具開啟一段時間,這個過程稱為排氣。排氣操作應力求迅速,一定要在物料尚未塑化時完成。否則物料硬化而失去可塑性,此時即使打開模具也排不了氣,即使提高溫度和壓力也不可能得到理想的制品。排氣可以縮短固化時間,而且能提高制品的力學性能和電性能。為了避免制品的分層現(xiàn)象,排氣過早過遲都不好,過早達不到排氣的目的,過遲物料表面已固化,氣體排不出來。

 

 

5、固化

物料從流動態(tài)變成堅硬的不熔不溶狀態(tài)的過程稱為熱固性樹脂的固化。這里所講的固化實質上是講固化速度,即變定速度,它是在模壓標準試樣時,塑料在模具內變?yōu)椴蝗鄄蝗軤顟B(tài)時的速度,通常都用(s/cm厚度)來表示。固化速度與塑料的性質、預壓、預熱、壓制溫度和壓力等因素有密切的關系。

固化速度的快慢取決于樹脂中低相對分子質量組成向高相對分子質量產(chǎn)物轉化的速率,即固化速度與樹脂的分子結構有關。如:熱塑性酚醛樹脂因相對分子質量較低,支鏈少,固化劑容易與活潑基團反應,所以硬化速度快。相對分子質量高, 粘度越大,不利于活潑基團(羥甲基)的縮合,因此固化速度慢。固化速度的快慢直接影響到生產(chǎn)效率。為了加速熱固性塑料的固化,有時在成型時加入一些固化劑, 如熱固性酚醛模塑粉可加入六次甲基四胺;脲醛模塑粉可加入草酸等固化劑。某些無機填料對模塑粉的固化速度也有一定的影響,如鎂的氯化物或氫氧化物便能加速酚醛模塑粉的硬化。

 

 
6、保壓時間

樹脂在模內固化的過程始終處于高溫和高壓之下,從開始升溫、加壓、到固化至降溫降壓所需要的時間稱為保壓時間。保壓時間實質上就是保持溫度和壓力的時間,它與固化速度完全一致,保壓時間過短,即過早地降溫降壓,會導致樹脂固化不完全,降低制品的力學性能和電性能以及耐熱性能。同時制品在脫模后會繼續(xù)收縮而出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。保壓時間過長,不僅延長生產(chǎn)周期,而且使樹脂交聯(lián)過大,導致物料收縮過大,密度增加,樹脂與填料之間還會產(chǎn)生內應力,嚴重時會使制品破裂。因此,必須根據(jù)塑料性能制定適當?shù)谋簳r間,過長過短均不適宜,通常在模壓時將固化時間調節(jié)在 30s 到幾分鐘不等。

 

 

7、脫模

脫模通常是靠頂(出)桿來完成的。帶有成型桿或某些嵌件的制品應先用專門的工具將成型桿等擰脫,而后再進行脫模。

 

 

8、清理模具

由于模壓時可能在模具里留有一些殘存的物料及掉入飛邊。所以每次模壓后必須將模具清理干凈,如果模具上附著物太牢可以用銅片清理,也可用拋光劑拭刷等,清理后涂上脫模劑以便進行下一次模壓。

 

 

9、后處理

為了進一步提高制品的質量,制品脫模后,常需在較高溫度下進行處理,后處理溫度的高低視塑料的種類而異。后處理的目的是:

①保證塑料制品固化完全。

②減少制品的水分及揮發(fā)物, 以提高其電性能。

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