摘　要：簡要論述玻璃銅噴射成型工藝的原理、特點及其在KLQ6129客車玻璃鋼覆蓋件制作過程中的應用，對客車玻璃銅制品批量生產起到指導作用。
關鍵詞：客車；玻璃鋼；覆蓋件；噴射成型工藝；應用

　　為了順應客車用材料輕量化的發展潮流，輕質高強度、耐腐蝕、加工方便、制造成本低、能有效縮短開發周期的玻璃鋼制品的應用越來越受到客車倉業的重視，并成為客車結構的理想材料，特別是在車身大型覆蓋件方面已獲得較廣泛應用。與此同時，近年來，客車玻璃鋼制品的成型工藝也開始由單一的于糊法逐步向多種半機械化成型方式轉移，其中噴射成型工藝逐步被業內重視和推廣。本文著重介紹玻璃鋼噴射成型工藝的原理、特點及其在KLQ6129客車玻璃鋼覆蓋件制作過程中的應用。

1　噴射成型工藝原理及特點

　　噴射成型工藝是利用噴槍將玻璃纖維及樹脂同時噴到模具上而制得玻璃鋼件的工藝方法。其具體作法是將加入引發劑和混有促進劑的兩種樹脂分別從噴槍兩側噴出，同時連續的玻璃纖維粗紗被切割器切斷成短切纖維，由噴槍中心噴出，使其與樹脂均勻混合，噴到模具表面上。當沉積到一定厚度時，用輥輪 實，使玻璃纖維浸透樹脂，排除氣泡，經同化后形成制品。見圖1。
　　玻璃鋼噴射成型工藝是手糊成型的改進，半機械化操作。噴射成型在復合材料成型工藝中所占比例較大，如美國占9.1％，西歐占11.3％，日本占21％，國內僅占7.3％。目前國內用的噴射成型機主要是從美國進口。

　　噴射成型工藝有以下優點：
　　1)生產效率比手糊的高2～4倍，且勞動強度低。
　　2)利用粗紗代替玻璃纖維布，可以降低材料費用。
　　3)產品整體性好，無接縫，層間剪切強度高。
　　4)產品尺寸、形狀不受限制，尤其適合客車大型制品。
　　5)材料的可控性及穩定性高，特別是材料的配比不受人為因素的限制。
　　6)減少飛邊、裁屑和膠液剩余損耗，且產品外觀表面質量較高。
　　噴射成型也有以下缺點：
　　1)產品與手糊成型一樣，依然只能做到單面光滑。
　　2)對生產環境的排風除塵要求較高。

2　在KLQ6129客車覆蓋件上的應用

2.1　工藝流程
　　噴射成型工藝的主要工序包括：樹脂固化劑分組噴射，玻璃纖維粗紗切斷和噴散，沉積在模具表面的樹脂纖維鋪層輥壓、固化、脫模及后處理等，其中關鍵的是前 項工序。目前，噴射成型工藝已在蘇州金龍KIQ6129客車玻璃鋼覆蓋件上批量應用，其工藝流程如下。
　　1)模具清理。模具必須清洗干凈并擦干后，方可涂脫模劑；待脫模劑干至不粘手時，才能進行膠衣噴射。
　　2)膠衣噴射。先將桶中的膠衣攪拌均勻，再將噴射導料管插入膠衣中，蓋上桶蓋，防止灰塵雜物進入；然后根據工作氣溫及模具溫度調整固化劑調節閥(a.正常情況下，室內氣溫在18～25℃ 及模具溫度有40～50℃時為1％～1.25％為宜；b.25℃以上時，一般為1％；c.當整體室內溫度較低，即在10～18℃時，一般為1.5％～2％；d.冬天一般為2％～3％，固化劑高不超過3％，低不低于1％為宜)。依據操作規程啟動設備，噴射時，噴槍嘴距模具表面40～60 cm，且盡可能垂直為宜，以12 cm／S的速度移動噴槍，確保共兩次來回的遍數。同時，保持扇形面的1／3相互重疊，膠衣覆蓋均勻全面，不得看見模具顏色，模具轉角、死角不得堆積，要求膠衣厚度為0.35～0.50 mm。
　　3)積層準備(邊緣鋪層)。膠衣層基本固化后，將用二氧化硅調配的膩子涂刷前后圍模具進氣格柵、燈框等處的拐角、死角部位，膩子刷成薄薄的一層，不宜太厚，以后道工序的短切纖維能平順過渡且能與模具表面輥壓貼合為宜；對于后圍中部凸臺、進風格柵等短切纖維不易輥壓部位，刷膩子后鋪一層表面氈，并輥壓脫泡，從而避免該處產品表面氣泡的出現。注意事項：二氧化硅膩子的調配必須由配料員進行，不得自行隨意調配；膩子固化劑的配比必須根據當天的氣溫變化及后道工序的操作速度進行，確保后道工序氣泡未輥壓完之前不得固化。
　　4)遍纖維噴射。配料員依據配料操作規程進行樹脂準備，噴射操作員要提前進行噴槍檢查，依據纖維噴射操作規程進行設備啟動；然后根據工作溫度調節固化劑調節閥， 固化劑配比以15～20 min凝膠，25～35 min固化為宜(a.正常情況下，室內氣溫在18～25 ℃時為1％～1.25％為宜；b. 25℃以上時，一般為1％；c．當整體室內溫度較低，即在10～18 ℃時，一般為1.5％～2％；d.冬天一般為2％～3％； 固化劑高以不超過3％、低不低于1％為宜)。遍噴射不能太厚，厚度控制在1.75～2 mm，整體確保共3次來回的遍數，按12 cm／s的速度進行；噴槍距離模具表面40～60 cm為宜；纖維在模具上分散均勻，相鄰來回兩次噴射扇形面重疊1／3，模具邊緣的纖維超出模具1～2 cm為宜。同時，為了保證前后圍周邊埋鐵的順利進行，前后圍周邊埋鐵處需重復兩次來回的遍數，基本保證邊緣厚度達2.5 mm。
　　5)遍輥壓脫泡。先兩位操作人員持豬鬃滾筒分模具的兩邊且沿模具的某一方向(以免遺漏)進行輥壓脫泡，輥壓需將產品的有效面散亂纖維壓平，以便后序鐵輥的輥壓；其余操作人員持鐵輥筒和毛刷依模具狀況進行分布操作，并緊隨著豬鬃滾筒進一步輥壓脫泡；對于溢出的樹脂用毛刷進行轉移，鐵輥筒操作完畢，需迅速檢查所輥壓的部位，確保無遺漏，表面必須平整、元氣泡、毛刺與樹脂淤積，特別是與其他人員輥壓的銜接部位，工位負責人需進行全面檢查。
　　6)二遍纖維噴射。配料員依據配料操作規程進行樹脂準備，噴射操作員依據纖維噴射操作規程進行設備啟動；然后根據工作溫度調節固化劑調節閥，固化劑配比以15～20 min凝膠，25～35 min固化為宜。一般可在遍噴射的固化劑量上增加0.25％ (固化劑量隨溫度變化調節配比同遍纖維噴射要求)，第二遍噴射纖維厚度控制在2～2.5 mm，整體確保共3次來回的遍數，按8 cm／s的速度進行，噴槍距離模具表面40～60cm為宜；纖維在模具上分散均勻，相鄰來回兩次噴射扇形面重疊1／3，模具邊緣的纖維超出模具1～2 cm為宜。
　　7)二遍輥壓脫泡。操作方法同遍輥壓脫泡。
　　8)產品固化削邊。當產品已初步固化可以削邊時，用削邊刀刀口緊貼模具邊緣約45°方向，做到“刀前人后”，按照模具邊緣弧線切削。注意需待產品固化適中時方可削邊，以免造成產品邊緣毛糙和局部分層；對于局部拐角噴射，容易造成較厚而影響下道工序骨架放置的部位，需及時削平，削完的廢邊腳料需及時放入垃圾車內，并及時灑水，以防因固化激烈產生自燃現象。
　　9)骨架放置預埋。將檢驗合格的骨架轉移至所在工位，打磨前后圍骨架需要包覆的部位，并用抹布將骨架擦拭干凈，確保骨架干燥、無水、無油污，然后用行車將骨架放入模具，用八角錘調整，讓骨架與模具的定位線對齊，使骨架與產品貼合。
　　10)骨架包覆。前后匍骨架放置完成，操作人員將骨架上需包覆的部位涂刷膩子，膩子涂刷以填補鐵件周邊縫隙能讓玻璃纖維均勻過渡為宜，禁止隨意滴落在產品表面，以確保產品表面清潔；然后鋪上2層M300 (或1層M450)玻璃纖維行進行樹脂浸潤，氣泡趕壓，要求樹脂浸潤無溢、無氣泡，產品表面平整、無毛刺；隨后將模具轉移到烘房，并作好進入烘房的相關記錄。
　　11)產品烘烤及脫模。操作人員提前啟動烘房加熱系統，依據烘烤操作規程填寫相關操作記錄，要求所烘烤的產品在烘房內60～70％溫度下45～60 min；當烘烤時間到達后，將模具移出烘房至產品脫模工位，先將模具上的埋鐵或模具活塊移出、拆除，再將空氣接口與模具上的氣脫裝置接通氣源，讓產品與模具進行初步松動、分離。當模具松動后，用撬杠將骨架撬啟脫模時，根據對稱受力原則在凹槽處兩邊同時進行，避免模具凹槽過深而損傷模具，當產品與模具松離后，用行吊將產品緩慢起吊，并將產品移至轉運架，平穩放置；產品上架完畢，將模具活塊或埋鐵重新裝好，之后檢查模具是否損傷。若有，及時填寫模具維護記錄表。產品進行修補、后處 ，送檢合格后，即可入庫。
2.2　工藝要點
　　1)噴射成型環境溫度應控制在25℃±5℃為宜，過高，固化快，易引起噴槍堵塞；過低，膠液黏度大，浸漬不均，固化慢。
　　2)覆蓋件噴射成型 序應標準化，以免因操作不同而產生過大的質量差異。
　　3)噴射機系統內不允許有水分存在，否則會影響產品固化。
　　4)樹脂膠液灌內溫度應根據需要加熱或保溫，以維持膠液黏度適宜。
　　5)噴射開始時，應注意玻璃纖維和樹脂噴出量，調整氣壓， 以達到規定含量。
　　6)噴射成型時，在模具上先噴一層樹脂，然后再噴樹脂纖維混合層；噴射初和后一層時，應盡量薄些，以獲得光滑表面。
　　7)噴槍移動速度均勻，不允許漏噴，不能走弧線；相鄰來回兩次噴射扇形面重疊1／3，以得到均勻連續的涂層；前后涂層走向應交叉或垂直，以便均勻覆蓋。
　　8)每個噴射面噴完后，立即用輥輪壓實，要特別注意凹凸表面，需先壓平表面，整修毛刺，排出氣泡，然后再噴第二層，要充分調整噴槍和纖維切割器噴出的樹脂纖維混合物的噴涂直徑，以期得到好的脫泡效果。
　　9)噴射覆蓋件曲面時，噴射方向應始終沿曲面法線方向；噴射溝槽時，應先噴四周和側面，然后在底部補噴適量纖維，防止樹脂在溝槽底部聚集；噴射轉角時，應從夾角部位向外噴射，防止在尖角出現膠液聚集。
　　10)噴射完畢，所有容器、輥輪及噴射機等都要清洗干凈，防止樹脂固化后損壞沒備。

3　結束語

　　隨著我國客車工業的快速發展，玻璃鋼噴射成型工藝以其優異的特性越來越受到業內認同，它不僅改善了客車玻璃鋼覆蓋件的產品質量，而且大大提升了生產效率，對客車玻璃鋼制品的發展起到了很重要的作用，其應用前景將越來越廣闊。