手糊工藝特點及模具制造
一、 手糊成型的特點
手糊成型工藝是手工作業把玻璃纖維織物和樹脂交替鋪層在模具上，然后固化成型為玻璃鋼制品的工藝。由于手糊成型工藝具有其獨特的不可替代的特點，至今仍然作為一種主要的FRP成型工藝被廣泛采用，特別是在。
1. 手糊工藝的優點如下：
1) 對設備要求不高，只需簡單的模具、工具，資金投入小。
2) 生產技術易掌握，員工可以過短期培訓即可上崗操作。
3) 成型的制品不受形狀、尺寸限制。
4) 可與其他材料（金屬、泡沫、木材等）復合使用。
5) 可在使用或室外現場施工。
2. 手糊工藝也存在著許多缺點：
1) 生產效率低、周期長，不適于生產批量大的制品。
2) 產品質量受作業人員不平影響較大，質量重復性不好。
3) 作業環境差，特別是單體的蒸氣和粉塵對人體危害大。
二、 手糊成型模具
在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方法和質量將決定FRP成型的難易程度、制品的尺寸精度和外觀質量。影響模具的質量因素包括：模具設計、制作模具所用的材料和模具制作過程。
?。ㄒ唬?、模具設計
設計自由度是復合材料的特征之一，制品設計自由度完全受制于成型模具設計的好壞，而成型模具的設計很多大程度上受制品設計結果的影響。
用于手糊成型的模具，在設計時應注意以下幾點：
1) 產品要求外面光潔時應制作成陽模；要求內表面光滑時，應制作成陰模，兩面都要求光滑時應制作成對模；
2) 模具拐角半徑：模具的拐角設計直接影響制品施工難度，如有直角或夾角均應設計成圓角，一般要求R>10mm，否則易形成氣泡。
3) 形狀：應設計一定的脫模角度，一般為3°~6°。
4) 型面：應略帶一定弧度。
5) 模具尺寸應考慮到制品的收縮率。
（二）、模具制作
制作模具時，應考慮FRP的收縮問題，其收縮程度因制品的形狀、厚度、增強方式及成型速度而不同，在制作模具前就應予以考慮。
模具制作常見程序為：模型制作 試驗模具 生產用模具，一般為玻璃鋼模具、木模具和石膏模具，在此重點介紹玻璃鋼模具的制作。
1 模型制作
用于制作模型的材料可以為木材、石膏、石蠟、硅橡膠等。其中以木質模型較多，其次為石膏模型。
1.1木質模型的制作
制作木質模型應考慮以下問題：
a) 為確保制品的性能，在形狀和尺寸上應精確設計并控制；
b) 應事先在模型上確立基準點，以確而方便地進行確認；
c) 認真考慮脫模方法，如脫模斜度、分型面等；
d) 拐角的弧度 因玻璃纖維在拐角處不易與模具貼合，拐角弧度不能過??；
e)估計制品將會產生的收縮量，并留出其余量；
f) 表面光滑程度。
1) 木材的選擇
制作模型主要用松木、杉木、油木等，應滿足以下要求：
a) 充分干燥，含水率在15%以下；
b) 使用膠合板時應選用樹脂含量少的板材；
c) 選擇木紋較細，硬度適當，孔隙率少。
2) 制作工序
設置基座--豎肋并裝嵌條--貼張面--表面打磨--封孔--抹膩子--表面打磨--表面涂飾--砂紙精修-- 精加工
3) 工作要領
a) 控制中心線、基線、肋等的位置；
b) 合理分布肋的位置，形狀復雜部分應多加；
c) 按人字形張貼面板；
d) 封面涂料好用聚酯或聚氨酯。用聚氨酯時應放置約6~12小時才能進入下一工序。用聚酯時約1~2小時即可進入下一工序；膠合板多用聚氨酯，至少涂1~2遍；
e)應將連接縫、釘孔處用膩子抹平，填縫的方法可用刮板刮平，一般用膩子配比如下：
材料名稱 重量份數
聚酯樹脂 100
促進劑（鈷鹽） 1
滑石粉 100
平整面或曲面用稍軟的膩子，拐角用較硬的膩子釘孔處膩子要稍高出型面；
f) 聚酯封孔時可以加入一些丙酮稀釋；
g) 打磨時紗紙應按由粗到細的順序更換，一般道打磨用80#~100#粗砂紙，第二道用100#~240#砂紙，然后用400#~1000#砂紙依次打磨；
h)打磨到能看到木紋，但不應露出木紋；
i) 后應拋光處理，表面光潔度達到鏡面效果。
2.1.2石膏模型制作
1) 材料選擇
石膏應采用特級或工藝級。
2) 制作工序
樣板制作--制作底板并粘貼平面樣板--固定在工作臺上-- 樣板加強--涂抹石膏--表面處理
3) 工作要領
a) 樣板制作與木模型要領相似；
b) 控制水和石膏配比及水溫。水與石膏配比為0.42：1，水溫一般為15~22℃，并根據石膏的國化特性進行調整；
c)掌握每次配料量和投料順序。先將規定量的水倒入容器中，再用篩子均勻篩加石膏粉，篩孔為10~20目；
d)投料后應靜置1~2分鐘，待水浸透石膏粉后在攪拌；
e)控制攪拌時間，直到粘度上升到不滴落為止；
f)石膏涂抹方式。底層用齒狀刮板，石膏層厚度可為12mm，面層用直板，石膏層厚度約為9mm；
g)表面處理。進行干燥處理時應超過70℃，表面應制作防潮層，用聚氨酯封涂，其打磨要求與木模型相似。
2 成型模具（玻璃鋼模具）制作
2.1材料選擇
1) 成型模具在過苛克條件下反復使用，由于樹脂選擇和玻璃纖維組成不同，型面的變化及模具變形的程度也將會有很大差異。通常增強材料的組合如下：
a) 當制品的表面質量要求非常高時，為：膠衣+表面氈+4×短切氈+粗紗布；
b) 當制品的表面質量一般時，為：膠衣+短切氈（230g/m2）+4×短切氈（450g/m2）+粗紗布。
2) 應選用硬度高、耐熱耐磨性好的專用膠衣樹脂，樹脂應為高HDT、收縮率低的樹脂
2.2制作工序
玻璃鋼成型模具的制作步驟一般如下：
確定分模線--必要時安裝脫模裝置--涂脫模劑--涂膠衣--糊制膠衣增強層--糊制增強層--加固--表面處理
1) 工作要領
a) 分模的位置應利于脫模，在保證順利脫模的條件下，塊數越少越好；
b) 脫模裝置的位置應不影響產品外觀；
c) 應用深色膠衣，分多次涂刷，每層顏色對比明顯，每層厚度約0.2~0.3mm，并避免拐角部位樹脂積聚；
d) 如膠衣采用噴涂方法，作業在20℃以上；
e) 膠衣增強材料用表面氈或0.2mm的方格布，且應在膠衣半固化狀態下進行；
f) 增強層用短切氈或方格布，也可二者混用；
g) 樹脂中應加入無機填料以增加剛度；
h) 表面打磨應用200#、400#、600#、800#、1000#、1200#和1500逐級進行，后用拋光機拋光，模具表面的光潔度應比產品表面要求高一個等級；
i)對模成型用FRP模具先制作陰模，然后在陰模上用蠟片鋪出產品厚度，再按陰模制作方法制作陽模；
j)脫模時機，肖氏硬度達到60~65時，一般在40℃下固化70小時可減少尺寸變化。
（三）、模具驗收
由于玻璃鋼制品的表面質量和尺寸精度直接受模具影響，而且制品的脫模效果也與模具質量有關，因此對模具質量進行控制是玻璃鋼制品制造過程中質量控制的重要環節，其控制內容包括：
a) 膠衣層厚度，模具在多數重復使用中對膠衣層的考驗大，同時，適當厚度的膠衣層可以防止背面纖維顯露，但如果膠衣層過厚又會導致表面層過脆，影響模具的使用壽命；
b) 膠衣層的硬度，用于評價膠衣層固化程度；
c) 模具型腔尺寸 確保制品尺寸滿足要求。
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手糊成型工藝是手工作業把玻璃纖維織物和樹脂交替鋪層在模具上，然后固化成型為玻璃鋼制品的工藝。由于手糊成型工藝具有其獨特的不可替代的特點，至今仍然作為一種主要的FRP成型工藝被廣泛采用，特別是在。
1. 手糊工藝的優點如下：
1) 對設備要求不高，只需簡單的模具、工具，資金投入小。
2) 生產技術易掌握，員工可以過短期培訓即可上崗操作。
3) 成型的制品不受形狀、尺寸限制。
4) 可與其他材料（金屬、泡沫、木材等）復合使用。
5) 可在使用或室外現場施工。
2. 手糊工藝也存在著許多缺點：
1) 生產效率低、周期長，不適于生產批量大的制品。
2) 產品質量受作業人員不平影響較大，質量重復性不好。
3) 作業環境差，特別是單體的蒸氣和粉塵對人體危害大。
二、 手糊成型模具
在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方法和質量將決定FRP成型的難易程度、制品的尺寸精度和外觀質量。影響模具的質量因素包括：模具設計、制作模具所用的材料和模具制作過程。
?。ㄒ唬?、模具設計
設計自由度是復合材料的特征之一，制品設計自由度完全受制于成型模具設計的好壞，而成型模具的設計很多大程度上受制品設計結果的影響。
用于手糊成型的模具，在設計時應注意以下幾點：
1) 產品要求外面光潔時應制作成陽模；要求內表面光滑時，應制作成陰模，兩面都要求光滑時應制作成對模；
2) 模具拐角半徑：模具的拐角設計直接影響制品施工難度，如有直角或夾角均應設計成圓角，一般要求R>10mm，否則易形成氣泡。
3) 形狀：應設計一定的脫模角度，一般為3°~6°。
4) 型面：應略帶一定弧度。
5) 模具尺寸應考慮到制品的收縮率。
（二）、模具制作
制作模具時，應考慮FRP的收縮問題，其收縮程度因制品的形狀、厚度、增強方式及成型速度而不同，在制作模具前就應予以考慮。
模具制作常見程序為：模型制作 試驗模具 生產用模具，一般為玻璃鋼模具、木模具和石膏模具，在此重點介紹玻璃鋼模具的制作。
1 模型制作
用于制作模型的材料可以為木材、石膏、石蠟、硅橡膠等。其中以木質模型較多，其次為石膏模型。
1.1木質模型的制作
制作木質模型應考慮以下問題：
a) 為確保制品的性能，在形狀和尺寸上應精確設計并控制；
b) 應事先在模型上確立基準點，以確而方便地進行確認；
c) 認真考慮脫模方法，如脫模斜度、分型面等；
d) 拐角的弧度 因玻璃纖維在拐角處不易與模具貼合，拐角弧度不能過??；
e)估計制品將會產生的收縮量，并留出其余量；
f) 表面光滑程度。
1) 木材的選擇
制作模型主要用松木、杉木、油木等，應滿足以下要求：
a) 充分干燥，含水率在15%以下；
b) 使用膠合板時應選用樹脂含量少的板材；
c) 選擇木紋較細，硬度適當，孔隙率少。
2) 制作工序
設置基座--豎肋并裝嵌條--貼張面--表面打磨--封孔--抹膩子--表面打磨--表面涂飾--砂紙精修-- 精加工
3) 工作要領
a) 控制中心線、基線、肋等的位置；
b) 合理分布肋的位置，形狀復雜部分應多加；
c) 按人字形張貼面板；
d) 封面涂料好用聚酯或聚氨酯。用聚氨酯時應放置約6~12小時才能進入下一工序。用聚酯時約1~2小時即可進入下一工序；膠合板多用聚氨酯，至少涂1~2遍；
e)應將連接縫、釘孔處用膩子抹平，填縫的方法可用刮板刮平，一般用膩子配比如下：
材料名稱 重量份數
聚酯樹脂 100
促進劑（鈷鹽） 1
滑石粉 100
平整面或曲面用稍軟的膩子，拐角用較硬的膩子釘孔處膩子要稍高出型面；
f) 聚酯封孔時可以加入一些丙酮稀釋；
g) 打磨時紗紙應按由粗到細的順序更換，一般道打磨用80#~100#粗砂紙，第二道用100#~240#砂紙，然后用400#~1000#砂紙依次打磨；
h)打磨到能看到木紋，但不應露出木紋；
i) 后應拋光處理，表面光潔度達到鏡面效果。
2.1.2石膏模型制作
1) 材料選擇
石膏應采用特級或工藝級。
2) 制作工序
樣板制作--制作底板并粘貼平面樣板--固定在工作臺上-- 樣板加強--涂抹石膏--表面處理
3) 工作要領
a) 樣板制作與木模型要領相似；
b) 控制水和石膏配比及水溫。水與石膏配比為0.42：1，水溫一般為15~22℃，并根據石膏的國化特性進行調整；
c)掌握每次配料量和投料順序。先將規定量的水倒入容器中，再用篩子均勻篩加石膏粉，篩孔為10~20目；
d)投料后應靜置1~2分鐘，待水浸透石膏粉后在攪拌；
e)控制攪拌時間，直到粘度上升到不滴落為止；
f)石膏涂抹方式。底層用齒狀刮板，石膏層厚度可為12mm，面層用直板，石膏層厚度約為9mm；
g)表面處理。進行干燥處理時應超過70℃，表面應制作防潮層，用聚氨酯封涂，其打磨要求與木模型相似。
2 成型模具（玻璃鋼模具）制作
2.1材料選擇
1) 成型模具在過苛克條件下反復使用，由于樹脂選擇和玻璃纖維組成不同，型面的變化及模具變形的程度也將會有很大差異。通常增強材料的組合如下：
a) 當制品的表面質量要求非常高時，為：膠衣+表面氈+4×短切氈+粗紗布；
b) 當制品的表面質量一般時，為：膠衣+短切氈（230g/m2）+4×短切氈（450g/m2）+粗紗布。
2) 應選用硬度高、耐熱耐磨性好的專用膠衣樹脂，樹脂應為高HDT、收縮率低的樹脂
2.2制作工序
玻璃鋼成型模具的制作步驟一般如下：
確定分模線--必要時安裝脫模裝置--涂脫模劑--涂膠衣--糊制膠衣增強層--糊制增強層--加固--表面處理
1) 工作要領
a) 分模的位置應利于脫模，在保證順利脫模的條件下，塊數越少越好；
b) 脫模裝置的位置應不影響產品外觀；
c) 應用深色膠衣，分多次涂刷，每層顏色對比明顯，每層厚度約0.2~0.3mm，并避免拐角部位樹脂積聚；
d) 如膠衣采用噴涂方法，作業在20℃以上；
e) 膠衣增強材料用表面氈或0.2mm的方格布，且應在膠衣半固化狀態下進行；
f) 增強層用短切氈或方格布，也可二者混用；
g) 樹脂中應加入無機填料以增加剛度；
h) 表面打磨應用200#、400#、600#、800#、1000#、1200#和1500逐級進行，后用拋光機拋光，模具表面的光潔度應比產品表面要求高一個等級；
i)對模成型用FRP模具先制作陰模，然后在陰模上用蠟片鋪出產品厚度，再按陰模制作方法制作陽模；
j)脫模時機，肖氏硬度達到60~65時，一般在40℃下固化70小時可減少尺寸變化。
（三）、模具驗收
由于玻璃鋼制品的表面質量和尺寸精度直接受模具影響，而且制品的脫模效果也與模具質量有關，因此對模具質量進行控制是玻璃鋼制品制造過程中質量控制的重要環節，其控制內容包括：
a) 膠衣層厚度，模具在多數重復使用中對膠衣層的考驗大，同時，適當厚度的膠衣層可以防止背面纖維顯露，但如果膠衣層過厚又會導致表面層過脆，影響模具的使用壽命；
b) 膠衣層的硬度，用于評價膠衣層固化程度；
c) 模具型腔尺寸 確保制品尺寸滿足要求。
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