玻璃鋼船舶樹脂真空導入技術分析(1)

  玻璃鋼是20世紀60年代后期船舶制造的一種新型的復合材料,具有質量輕、強度高、耐腐蝕、可塑性強的特點。經過數十年的發展,玻璃鋼材料已在中小型船艇建造上得到了大量應用,尤其是近年來在游艇、高速艇和旅游客船上得到了廣泛的使用。本文著重介紹玻璃鋼船舶建造成型的新工藝——樹脂真空導人法。
  1 工藝技術介紹
  樹脂真空導人法是在剛性模具上預先鋪敷增強纖維材料,然后鋪真空袋,并抽除體系中的真空,在模具型腔中形成一個負壓,利用真空產生的壓力把不飽和樹脂通過預鋪的管路吸人纖維層中,讓樹脂浸潤纖維材料,后充滿整個模具,固化后揭去真空袋材料,從模具中脫模得到所需的產品。其工藝剖面下圖所示。
  真空導人工藝采用在單面剛性模具內建立一個閉合系統,是一種新型的大尺寸船艇成型建造技術。該工藝在1950年出現了記錄,直到近幾年才引入國內,并得到了發展。由于這種工藝是從國外引入,在命名上亦有多種稱呼,如真空導人、真空灌注、真空注射等。
  2 工藝技術原理
  真空導人工藝是基于1855年法國水力學家達西創立的水力學理論,即著名的達西定律:t=2hl/(2k(AP));式中:t為樹脂導人時間,由4個參數來決定;h為樹脂粘度,指導人樹脂的粘度;z為導人長度,指樹脂進料口與出料口之間的距離;AP為壓力差,指真空袋內外的壓力差值;k為滲透性,指玻纖、夾心材料等對樹脂浸潤的參數。由達西定律可知:真空導人工藝樹脂導入時間與樹脂導人的長度和粘度成正比,與真空袋內外的壓力差值和纖維材料的滲透性成反比。
  3 工藝技術流程
  具體工藝技術流程如下。
  步:開工準備工作
  先按照船舶型線、尺寸制作鋼質或木質模具,模具內表面處理必須保證要有較高的硬度和較高的光澤,并且模具邊緣至少保留15cm,便于密封條和管路的鋪設。在對模具進行清理后,涂敷脫模材料,可以打脫模蠟或抹脫模水。
  第二步:施涂船體膠衣
  根據船舶生產制作的要求,在模具內表面涂布含催化劑/催進劑的膠衣樹脂,可以用產品膠衣或打磨膠衣,選用類型有鄰苯、間苯和乙烯基??刹捎檬炙⒑蛧娡康姆椒ㄟM行施工。
  第三步:鋪敷增強材料
  先按照船體線型和基本結構,分別裁制增強材料和骨架芯材,然后按照鋪層圖和成型工藝在模具內進行鋪設。鋪敷時,必須充分考慮增強材料的材質和連接方式對樹脂流速的影響。
  第四步:鋪敷真空輔材
  在模具內鋪敷好的增強材料上,先鋪上脫模布,接著是導流布,后是真空袋,利用密封條進行壓實封閉。在合上真空袋之前,要仔細考慮樹脂和抽真空管路的走向。
  第五步:抽除袋內真空
  在模具內完成以上材料的鋪設后,夾緊管系上各樹脂導入進管,利用真空泵對整個體系抽真空,盡量把體系中空氣抽空,并檢查整體的氣密性,對漏氣的地方進行局部修補。
  第六步:調配樹脂比例
  袋內真空達到一定要求后,根據環境條件、制品厚度、鋪敷面積等來將樹脂、固化劑及其他主機按一定比例進行調配。調配好的樹脂液要兼顧有適當的粘度、合適的凝膠時間和預期要求的固化度。
  第七步:模具導人樹脂
  把調配好的樹脂導人壓力泵,經充分攪拌排除樹脂內氣泡,再根據導人順序依次打開夾子,并通過不斷的調整泵人壓力實施樹脂導人,達到有效控制船舶艇體的厚度。
  第八步:固化脫模舾裝
  在樹脂導人竣工后,船體應在模具中擱置一段時間讓樹脂固化,一般不低于24 h,在其巴柯爾硬度大于或等于40后方可脫模。脫模后,應采取必要的措施予以支撐,避免產生變形。徹底固化后,開始艇體合攏及舾裝。
       更多信息請關注復合材料信息網http://www.lzzz.net