大庆油田水务公司涉水制品设备分公司 黑龙江省大庆市 163000
摘要:我国高职教育的目标是培养生产、服务、管理第一线的高素质专业人才。因此,我们应该提高玻璃钢成型的培训内容,注意培养学生分析问题和解决问题能力,提高学生质量和创新能力,并强调统一的理论知识和实践能力,教学效果会明显提升,为材料、化工等相关专业实验实训教学改革提供了参考和借鉴。
关键词:FRP制品;成型;培训课程;设计;练习
1玻璃钢的诞生和物理化学性质
玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料(玻璃钢、GRP),一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯,环氧树脂和酚醛树脂与玻璃纤维或碳纤维加固钢筋玻璃纤维的横截面。玻璃钢的一般特点是:高强度、光密度、抗老化、耐酸碱腐蚀、良好的电气绝缘、隔音、减震、耐瞬间高温烧蚀、透明电磁波、颜色规格灵活等。玻璃钢的强度可达到普通钢的水平,重量为钢的1 / 4和铝的2 / 3。添加抗老化添加剂的玻璃钢格栅使用寿命可达20年以上,金属或木甲板的使用寿命一般不超过5年。不同基体树脂材料制成的玻璃钢制品具有不同的耐腐蚀性,可长期用于不同酸、碱、盐、有机溶剂、液体和气体的腐蚀承载结构中,已广泛应用于化工、冶炼、防腐等领域。它正在逐渐取代碳钢、不锈钢、木制品和一些合金。
2总体设计思路
玻璃纤维增强塑料的成型工艺有很多,模压成型就是其中之一,应用非常广泛。传统的模压实训方法是学生使用统一购买的团状或片状模压料,直接在液压机上进行压制,模压技术单一,不能有效地融合模压工艺的理论与实践。对现有的以玻纤、不饱和聚酯树脂、填充剂、增稠剂、内脱模剂为原料,通过正交试验研究了玻纤含量、树脂含量、填充剂含量、增稠时间等因素对成型制品性能的影响。学生查阅资料,确定具体实施方案,教师指导并检查其可行性,学生进行成型操作和产品性能测试,对数据进行分析和讨论,最后报告总结完成答辩过程。这些综合应用能力的训练,打破了以往简单的技能训练,帮助学生提高自己的综合职业能力和创新能力。实验室试剂:不饱和聚酯树脂191工业级;玻璃纤维2400吨;氧化镁分析纯;工业氢氧化铝;工业用硬脂酸锌。实验仪器:青岛亚华机械有限公司XLB平板硫化机;承德大嘉仪器有限公司xjjjud50冲击试验机。
3培训设计
3.1查阅资料并确认试验计划
在玻璃钢模压工艺中,制备模压料采用的原材料较多,不同原料对工艺及制品的性能均有较大影响,且部分原料虽然使用量较少但作用重大。学生分组查阅资料,采用正交设计法确定成型复合制剂的培养方案。正交设计实验法具有实验次数少、位置分布均匀、结论可靠等优点,有利于学生有效地完成训练。该项目通过一个认证团队进一步完成后续培训操作。
表1是为学生设计的成型材料正交实验方案之一。在成型温度为110℃、压力为9 MPA、压制时间为20 min的条件下,考察了树脂含量、纤维含量、填料含量和增稠时间对产品性能的影响,每个因素选择三个等级。
表1模压实验因素水平正交表
3.2按正交实验方案,制备模压料
模压料的原料组成为:191树脂、玻璃纤维、填料、增稠剂、固化剂、脱模剂等。各组学生按设计的正交实验方案进行模压料的制备。
3.3测定制品性能,分析数据
采用GB/T1843-2008测定试样的冲击性能,测试结果见表2。
表2模压制品冲击强度正交实验表
由表2可看出,各因素对制品冲击强度的影响顺序是:纤维含量对制品抗冲击强度影响最大,增稠时间与填料含量次之,树脂含量影响最小。最佳工艺条件是纤维含量35g,增稠时间24h,填料加入量40g,树脂含量50g,此时制品的冲击强度最大。根据表2可知,学生需以此为条件补充实验进行验证。
3.4训练总结、报告与答辩
实验结束后,学生应撰写训练报告,还要报告与答辩成型训练的过程。每组完成5分钟左右的报告,说明培训目标、培训方法、培训结果、收获和不足,回答老师和其他同学的提问。通过学生的自我梳理,教师与学生交换问题,使他们进一步了解自己的优势和劣势,其他学生也可以从中取长补短,促进综合能力的提升。
4教学效果
实践教学是高职院校人才培养的重要环节。通过模压训练课程的设计,改变了以往模压训练只训练学生动手操作的局限,从单一的技能操作和重复性实验,转变为文献综述、实验设计、动手操作、数据分析、写作表达等综合性训练;同时,理论课程的相关知识等成形工艺,实验设计课程和性能测试课程之前,学生们学习了有机地集成到模压培训的过程中,这样他们就可以应用他们所学到的东西,取得了很好的理论和实践的结合。提高了高职学生的综合业务能力和创新能力,提高了实践教学效果,较好地实现了教学目标。为材料、化工等相关专业实验教学的进一步改革提供了思路。
5实际培训课程
可根据学生基础差异、课程学时差异等进行内容拓展或限制,例如,除了调查的影响不同的原材料,它还可以检查成型工艺条件的影响,或添加的测试手段,如树脂一致性测试,产品拉伸、弯曲、耐磨性、尺寸稳定性、阻燃性、填充细度、吸油值,等等,根据不同的实验训练要求,调整课程内容和课时,课程设置更加灵活。
6玻璃钢产品的应用
近年来,玻璃钢材料的槽、罐制造技术已经基本成熟、各型加工制品(如格栅板、管道等)已经形成系列规格,根据现场生产的需要,根据图纸都可以生产制造商交付到现场安装后,原材料、模具等。也可以运到现场进行加工(对于大规模生产或较大的部件一般都在施工、生产现场生产,避免运输不便,降低运输成本)。在使用的过程中在腐蚀性环境中,例如,25毫米厚格栅的价格是110 - 130元每平方,使用寿命可达20年,安装和拆卸非常方便,长期的比较成本和维护成本远远低于混凝土或钢结构盖板。
7结论
如今,化工、冶炼等行业的快速发展导致了建筑和装备制造业的迅速崛起。公开竞争的市场,玻璃纤维增强塑料行业也迅速发展和标准化,由于玻璃钢的广泛应用工业和环境,应该进一步完善有关规定和有针对性,和科研单位的技术人员,生产企业、加工和制造工厂应该加强沟通和交流,积极改善使用中遇到的新问题,提出解决方案,与此同时,根据现场生产企业的需要,提高研究和开发的努力,继续创新的材料和产品,从本质上讲,解决现场设备配置,生产企业降低成本和提高效率提供保障,实现多方共同发展。
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