一种新式拉挤玻璃钢用导毡器

发表时间:2021/5/7   来源:《科学与技术》2021年第29卷第3期   作者:马中华
[导读] 拉挤玻璃钢的生产在我国也有五六十年的历史了
        马中华
        肥城三合工程材料有限公司 271604
        拉挤玻璃钢的生产在我国也有五六十年的历史了。拉挤玻璃钢型材具有耐高温、耐腐蚀、耐老化、强度韧性高、密度小等特点,根据要求可以加工成各种截面形状和各种颜色,在许多特殊环境下起到钢材和木材都无法起到的作用,因此被广泛应用于各行各业。随着社会的不断进步和发展,拉挤玻璃钢型材的应用会更加广泛。
        简单而言,拉挤玻璃钢型材的生产加工工艺就是:在玻璃纤维粗纱经过树脂槽时,用配制好的树脂将其浸透,然后在其表面包覆一层玻璃纤维毡,之后再进入高温模具进行高温固化成型,通过牵引机,将固化成形的玻璃钢牵引出高温模具。随着牵引机不断将固化成形的玻璃钢牵引出高温模具,后面浸透树脂并被玻纤毡包覆好的玻璃纤维粗纱又不断进入高温模具,进行高温固化形成玻璃钢。如此不间歇的连续行进,便形成了玻璃钢拉挤的生产。
        拉挤玻璃钢的生产设备可分为五个部分。(一)纱架:用来放置玻璃纤维粗纱,并按工艺要求的根数,将玻纤粗纱从纱架上引出;(二)树脂槽:用来存放按工艺要求配制好的树脂,并将从纱架上引出的玻璃纤维粗纱通过树脂槽,将玻纤纱浸透树脂;(三)预成形及导毡装置:浸透树脂的玻璃纤维粗纱和一定宽度的卷装的玻纤毡,随着不断向高温模具的运动,逐渐形成玻璃钢截面的形状,并将玻纤毡包覆在玻纤粗纱的表面,然后一起进入高温模具;(四)高温模具:将进入高温模具模腔的被包覆玻纤毡、浸透树脂的玻璃纤维粗纱进行高温固化,形成玻璃钢;(五)牵引机:将高温模具中固化形成的玻璃钢牵引出高温模具,形成连续不断的拉挤玻璃钢生产。
        牵引机是安装在玻璃钢拉挤生产线上的。两套牵引机在高压油泵的驱动下交替往复运动,将高温模具中固化的玻璃钢拉出。拉挤生产线无论拉挤什么样的玻璃钢型材都是通用的,纱架、树脂槽也都是通用的。所以拉挤不同截面的玻璃钢型材产品,只是更换模具、预成形和导毡系统,其它部分不动。当玻璃钢型材产品确定以后,开始加工订制模具、预成型和导毡器,这些都是模具加工厂一块订制的。
        尽管玻璃钢拉挤型材已有五、六十年的历史,拉挤设备自动化程度和模具的精度都有了非常大的提高,但预成形和导毡系统始终没有很大的变化,这在很大程度上影响了拉挤玻璃钢生产效率的提高,以及工人操作难度、生产环境和劳动强度的改善。目前国内拉挤行业的概况:拉挤生产线设备比较先进,包括自动化控制系统、外观设计、以及牵引机夹具的传动方式等(有油压驱动的,也有伺服电机传动螺杆驱动的,也有履带牵引的);模具的加工精度和使用寿命都较以往有了很大提高和发展,拉挤设备生产厂家和模具生产厂家都进行了很大的科技投入进行完善和提高。但大家都忽视了一点,那就是玻璃钢拉挤生产的导毡系统,所以玻璃钢拉挤生产线到了最后客户、操作工手中,操作难度仍然没有降低多少。拉挤玻璃钢的生产环境是比较差的,尤其是从树脂槽到模具之间,因为玻纤粗纱上都浸透了树脂,如果出现断纱、玻纤毡偏移等现象,操作工去处理往往两手会沾满树脂,很难清洗。

轻者会影响产品质量、重者造成“死机”,生产无法进行,这就是导毡和预成型部分出现了问题。导毡预成型系统所处的位置,就是树脂槽和模具之间,是玻璃钢拉挤生产最关键、最容易出现问题、环境最差的地方。因此,导毡预成型系统的好坏,不但影响产品质量、生产效率,而且还对操作工的劳动强度、生产环境都有很大的影响。可以这样说,没有拉挤生产线和模具,就没有玻璃钢拉挤型材的生产,但是如果导毡系统和预成系统没有改变,拉挤玻璃钢的生产环境以及操作工的劳动强度、产品质量、生产效率等都很难改善,尤其是拉挤玻璃钢截面较复杂的产品。
        拉挤玻璃钢型材的质量要求,其中很重要的一点就是所有表面必须包覆玻璃纤维毡(或玻纤布),包括型材上的孔内。如果没有包覆玻纤毡或包覆不全面,未包覆的部分就会很容易出现裂纹,严重影响玻璃钢型材的强度,甚至发生断裂。所以拉挤玻璃钢表面毡的包覆好坏,会直接影响产品的使用寿命,而玻纤毡的包覆最关键的就是导毡、预成形系统。目前,我国玻璃钢拉挤导毡预成形系统,绝大多数企业都是沿用的老工艺:玻纤毡与浸透树脂的玻纤纱平行同步运动,经过多块导纱板上的缝隙,使平面玻纤毡在导纱板缝隙形状的约束下,逐渐成形,然后包覆到玻纤纱的表面,再一起进入模具,这种预成形最大的缺点:1、玻纤纱与玻纤毡平行混夹在一起,互相干扰不清晰,纱上的树脂粘在毡上,对断纱不能及时发现,很难操作,往往操作工处理问题时手上要糊满树脂,很难清洗;2、一般截面形状的玻璃钢拉挤产品,至少要两块毡以上才能包覆,并且要通过多块导纱板缝隙才能使平面形状的毡逐渐包覆到玻纤纱的表面;3、毡、纱在同时行进的过程中,毡很容易在导纱板的缝隙中走偏,包覆不住产品,有时毡被挤在一起,堵塞模具,造成“死机”、停产;4、毡的块数越多,换毡的数量就越高,出现问题的几率就越大。虽然目前有些玻璃钢拉挤厂家设计的导毡器,也起到了一定的效果,但因为导毡器设计的精度、角度、形状以及受玻纤纱运动的干扰,使用效果仍不是很理想,而且导毡器如果设计及安装不合理,会更容易造成“死机”导致无法生产。因此,要想进一步提高玻璃钢拉挤水平,就必须改善导毡预成形系统。
        由笔者新发明的这款拉挤玻璃钢预成形导毡器,彻底颠覆了以往的玻璃钢拉挤导毡预成形的方法,从力学的原理上,完成了平面运动的毡面在通过导毡器后,会变成符合设计要求截面的筒状结构,并且毡面是在垂直玻纤纱运动方向进入,毡和玻纤纱彻底分开,互不干扰,各自的运动都非常清晰,毡面通过导毡器后,会顺势自动包覆水平方向的玻纤纱,在向前运动的牵引力的作用下,与玻纤粗纱一起进入模具。本导毡器系统,将导纱与导毡巧妙的结合在一起。首先是将浸透树脂的玻纤纱按照玻璃钢制品截面的形状进行均匀分布,然后再将其收拢成成品截面形状,再通过导毡器包覆玻纤毡。如果制品是空心,同样通过导毡器将型材制品空心表面包覆玻纤毡。本发明的导毡系统,对型材设计的每个表面基本都是用一块毡包覆,并且当玻纤毡通过导毡器出口时,毡片会自动形成型材截面的形状通过导毡器的角度精度形状,所以从包覆效果和操作上都能达到理想要求。
        本导毡器系统可以装配新定制的模具,也可以对正在生产的生产线进行改造。只要用户提供几个基本数据,便可根据客户要求定制,客户的生产线几乎不用改造,直接安装上即可,十分方便。对截面比较复杂且比较大的有多个设计空洞的型材更能体现出其优越性。
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