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SMC模壓成型工藝過(guò)程

編輯:admin 發(fā)布時(shí)間:2017-04-08 13:46 瀏覽次數: 次
SMC模壓成型工藝過(guò)程,主要有以下幾個(gè)工序 
1. 壓制前準備
(1)SMC的質(zhì)量檢查 
  SMC片材的質(zhì)量對成型工藝過(guò)程及制品質(zhì)量有很大的影響。因此,壓制前必須了解料的質(zhì)量,如樹(shù)脂糊配方、樹(shù)脂糊的增稠曲線(xiàn)、玻纖含量、玻纖浸潤劑類(lèi)型、單重、薄膜剝離性,硬度及質(zhì)量均勻性等。
(2)剪裁
  按制品的結構形狀,加料位置,流程決定片材剪裁的形狀與尺寸,制作樣板裁料。剪裁的形狀多為方形或圓形,尺寸多按制品表面投影面積的40%-80%。為防止外界雜質(zhì)的污染,上下薄膜在裝料前才揭去。
(3)設備的準備
  ①熟悉壓機的各項操作參數,尤其要調整好工作壓力和壓機運行速度及臺面平行度等。  
  ②模具安裝一定要水平,并確保安裝位置在壓機臺面的中心,壓制前要先徹底清理模具,并涂脫模劑。加料前要用干凈紗布將脫模劑擦均,以免影響制品外觀(guān)質(zhì)量。對于新模具,用前必須去油。
2、加料 
  (1)加料量的確定
   每個(gè)制品的加料量在首次壓制時(shí)可按下式計算:加料量=制品體積×1.8 
   (2) 加料面積的確定
   加料面積的大小,直接影響到制品的密度程度料的流動(dòng)距離和制品表面質(zhì)量.它與SMC的流動(dòng)與固化特性、制品性能要求、模具結構等有關(guān)。一般加料面積為40%-80%。過(guò)小會(huì )因流程過(guò)長(cháng)而導致玻纖取向,降低強度,增加波紋度,甚至不能充滿(mǎn)模腔;過(guò)大,不利于排氣,易產(chǎn)生制品內裂紋。 
  (3)加料位置與方式  加料位置與方式直接影響到制品的外觀(guān),強度與方向性。通常情況下,料的加料位置應在模腔的中部。對于非對稱(chēng)復雜制品,加料位置必須確保成型時(shí)料流同時(shí)達到模具成型內腔各端部。 
    加料方式必須有利于排氣。多層片材疊合時(shí),最好將料塊按上小下大呈寶塔形疊置。另外,料塊盡量不要分開(kāi)加,否則會(huì )產(chǎn)生空氣裹集和熔接區,導致制品強度下降。 
  (4) 其他
    在加料前,為增加片材的流動(dòng)性,可采用100℃或120℃下預熱操作。這一點(diǎn)對成型深拉形制品尤其有利。
3、 成型 
   當料塊進(jìn)入模腔后,壓機快速下行。當上、下模吻合時(shí),緩慢施加所需成型壓力,經(jīng)過(guò)一定的固化制度后,制品成型結束。成型過(guò)程中,要合理地選定各種成型工藝參數及壓機操作條件。 
  (1)成型溫度
   成型溫度的高低,取決于樹(shù)脂糊的固化體系,制品厚度 ,生產(chǎn)效率和制品結構的復雜程度。成型溫度必須保證固化體系引發(fā)、交聯(lián)反應的順利進(jìn)行,并實(shí)現完全的固化。 
    一般來(lái)說(shuō),厚度大的制品所選擇的成型溫度應比薄壁制品低,這樣可防止過(guò)高溫度在厚制品內部產(chǎn)生過(guò)度的熱積聚。如制品厚度為25-32mm,其成型溫度為135-145℃。而更薄制品可在171℃下成型。 
    成型溫度的提高,可縮短相應的固化時(shí)間;反之,當成型溫度降低時(shí),則需延長(cháng)相應的固化時(shí)間。成型溫度應在最高固化速度和最佳成型條件之間權衡選定。一般認為,SMC成型溫度在120-155℃之間。 
   (2)成型壓力
    SMC成型壓力隨制品結構、形狀、尺寸及SMC增稠程度而異。形狀簡(jiǎn)單的制品僅需25-30Mpa的成型壓力;形狀復雜的制品,成型壓力可達140-210Mpa。SMC增稠程度越高,所需成型壓力也越大。 
    成型壓力的大小與模具結構也有關(guān)系。垂直分型結構模具所需的成型壓力低于水平分型結構模具。配合間隙較小的模具比間隙較大的模具需較高壓力。 
    外觀(guān)性能和平滑度要求高的制品,在成型時(shí)需較高的成型壓力。 
    總之,成型壓力的確定應考慮多方面因素。一般來(lái)說(shuō),SMC成型壓力在3-7Mpa之間。 
   (3)固化時(shí)間
    SMC在成型溫度下的固化時(shí)間(也叫保溫時(shí)間)與它的性質(zhì)及固化體系、成型溫度、制品厚度和顏色等因素有關(guān)。 
    固化時(shí)間一般按40s/mm計算。對3mm以上厚制品,有人認為每增加4mm,固化時(shí)間增加1min。 
4、壓機操作 
        由于SMC是一種快速固化系統,因此壓機的快速閉合十分重要。如果加料后,壓機閉合過(guò)緩,那么易在制品表面出現預固化補斑,或產(chǎn)生缺料、或尺寸過(guò)大。在實(shí)現快速閉合的同時(shí),在壓機行程終點(diǎn)應細心調節模具閉合速度,減緩閉合過(guò)程,利于排氣。 
        某種SMC典型成型周期如下: 
        壓機開(kāi)啟7s      制品取出10s        加料20s         模具閉合10s      固化周期73s,共計120s. 
    SMC、HMC、XMC、TMC及ZMC生產(chǎn)技術(shù)
  片狀模壓料(Sheet Molding Compound, SMC)是由樹(shù)脂糊浸漬纖維或短切纖維氈,兩邊覆蓋聚乙烯薄膜而制成的一類(lèi)片狀模壓料,屬于預浸氈料范圍。是目前國際上應用最廣泛的成型材料之一。
  SMC是用不飽和聚酯樹(shù)脂、增稠劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、低收縮添加劑、填料、內脫模劑和著(zhù)色劑等混合成樹(shù)脂糊浸漬短切纖維粗紗或玻璃纖維氈,并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來(lái)形成的片狀模壓料。SMC作為一種發(fā)展迅猛的新型模壓料,具有許多特點(diǎn):①重現性好,不受操作者和外界條件的影響;②操作處理方便;③操作環(huán)境清潔、衛生,改善了勞動(dòng)條件;④流動(dòng)性好,可成型異形制品;⑤模壓工藝對溫度和壓力要求不高,可變范圍大,可大幅度降低設備和模具費用;⑥纖維長(cháng)度40~50mm,質(zhì)量均勻性好,適宜于壓制截面變化不大的大型薄壁制品;⑦所得制品表面光潔度高,采用低收縮添加劑后,表面質(zhì)量更為理想;⑧生產(chǎn)效率高,成型周期短,易于實(shí)現全自動(dòng)機械化操作,生產(chǎn)成本相對較低。
  SMC作為一種新型材料,根據具體用途和要求的不同又發(fā)展出一系列新品種,如HNC、XMC、ZMC等。
①高強度模壓料(Hight Molding Compound, HMC) 和高強度片狀模壓料XMC主要用于制造汽車(chē)部件。HMC中不加或少加填料,采用短切玻璃纖維,纖維含量為65%左右,玻璃纖維定向分布,具有極好的流動(dòng)性和成型表面,其制品強度約是SMC制品強度的3倍。XMC用定向連續纖維,纖維含量達70%~80%,不含填料。
②ZMC是一種模塑成型技術(shù),ZMC三個(gè)字母并無(wú)實(shí)際含義,而是包含模塑料、注射模塑機械和模具三種含義。ZMC制品既保持了較高的強度指標,又具有優(yōu)良的外觀(guān)和很高的生產(chǎn)效率,綜合了SMC和HMC的優(yōu)點(diǎn),獲得了較快的發(fā)展。
  1、 SMC的原材料
  SMC的原材料由合成樹(shù)脂、增強材料和輔助材料三大類(lèi)組成。
 。1)合成樹(shù)脂 合成樹(shù)脂為不飽和聚酯樹(shù)脂,不同的不飽和樹(shù)脂對樹(shù)脂糊的增稠效果、工藝特性以及制品性能、收縮率、表面狀態(tài)均有直接的影響。SMC對不飽和聚酯樹(shù)脂有以下要求:
①粘度低,對玻璃纖維浸潤性能好;
②同增稠劑具有足夠的反應性,滿(mǎn)足增稠要求;
③固化迅速,生產(chǎn)周期短,效率高;
④固化物有足夠的熱態(tài)強度,便于制品的熱脫模;
⑤固化物有足夠的韌性,制品發(fā)生某些變形時(shí)不開(kāi)裂;
⑥較低的收縮率。 
 。2)增強材料 增強材料為短切玻璃纖維粗紗或原絲。在不飽和聚酯樹(shù)脂模塑料中,用于SMC的增強材料目前只有短切玻璃纖維氈,而用于預混料的增強材料比較多,有短切玻璃纖維,石棉纖維、麻和其它各種有機纖維。在SMC中,玻璃纖維含量可在5%~50%之間調節。
 。3)輔助材料 輔助材料包括固化劑(引發(fā)劑)、表面處理劑、增稠劑、低收縮添加劑、脫模劑、著(zhù)色劑、填料和交聯(lián)劑。
  2、SMC的制備工藝
  SMC生產(chǎn)的工藝流程主要包括樹(shù)脂糊制備、上糊操作、纖維切割沉降及浸漬、樹(shù)脂稠化等過(guò)程,其工藝流程圖如下: 
 。1)樹(shù)脂糊的制備及上糊操作 樹(shù)脂糊的制備有兩種方法--間歇法和連續法。間歇法程序如下:
①將不飽和聚酯樹(shù)脂和苯乙烯倒入配料釜中,攪拌均勻;
②將引發(fā)劑倒入配料釜中,與樹(shù)脂和苯乙烯混勻;
③在攪拌作用下加入增稠劑和脫模劑;
④在低速攪拌下加入填料和低收縮添加劑;
⑤在配方所列各組分分散為止,停止攪拌,靜置待用。連續法是將SMC配方中的樹(shù)脂糊分為兩部分,即增稠劑、脫模劑、部分填料和苯乙烯為一部分,其余組分為另一部分,分別計量、混勻后,送入SMC機組上設置的相應貯料容器內,在需要時(shí)由管路計量泵計量后進(jìn)入靜態(tài)混合器,混合均勻后輸送到SMC機組的上糊區,再涂布到聚乙烯薄膜上。
 。2)浸漬和壓實(shí) 經(jīng)過(guò)涂布樹(shù)脂糊的下承載薄膜在機組的牽引下進(jìn)入短切玻璃纖維沉降室,切割好的短切玻璃纖維均勻沉降在樹(shù)脂糊上,達到要求的沉降量后,隨傳動(dòng)裝置離開(kāi)沉降室,并和涂布有樹(shù)脂糊的上承載薄膜相疊合,然后進(jìn)入由一系列錯落排列的錕陣中,在張力和輥的作用下,下、上承載薄膜將樹(shù)脂糊和短切玻璃纖維緊緊壓在一起,經(jīng)過(guò)多次反復,使短切玻璃纖維浸漬樹(shù)脂并趕走其中的氣泡,形成密實(shí)而均勻的連續SMC片料。

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