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玻璃鋼模具表面變形的原因是什么？有哪些解決辦法？

發(fā)布時(shí)間：2020-03-05

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玻璃鋼模具表面變形的原因是什么？有哪些解決辦法？

本文為您詳細(xì)講述玻璃鋼模具表面變形的原因及解決辦法。玻璃鋼模具表面變形是什么原因造成的？解決辦法有哪些？請(qǐng)看下文：

裝飾性缺陷的類(lèi)型--有三種類(lèi)型裝飾性缺陷會(huì)出現(xiàn)在模具膠衣表面上，這些缺陷程度可以是很小變形或嚴(yán)重的纖維印痕。

變形——變形是模具表面上光反射的波紋。

印痕——印痕是類(lèi)似纖維性增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)的圖案。以纖維束形式出現(xiàn)的印痕稱(chēng)為纖維印痕，以編織結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)的印痕稱(chēng)為編織印痕。

條痕——條痕是可見(jiàn)證據(jù)，其由一種材料到另一種材料邊界上的剛性及硬度的不同引起的。這種邊界通常出現(xiàn)在模具或模型上并且轉(zhuǎn)移到成型的部件上。一個(gè)常見(jiàn)的例子是由玻璃纖維鋪層及整體填充劑制作而成的陽(yáng)模具。整體填充劑較軟并且與玻纖鋪層相比，具有較低的玻璃化溫度。它們也在熱膨脹和熱容量特性上不同。由于樹(shù)脂收縮，放熱產(chǎn)生的熱量和力均產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力分散到不同的區(qū)域有不同的反應(yīng)。條痕會(huì)出現(xiàn)在它們之間的邊界處。當(dāng)模具框架元件與模具后側(cè)接觸時(shí)，條痕也會(huì)出現(xiàn)。

原因--膠衣表面經(jīng)常出現(xiàn)這些裝飾性缺陷

然而，根本原因不在于膠衣層的任何特性或特點(diǎn)。在平坦、拋光的模型上適當(dāng)固化的膠衣膜會(huì)展現(xiàn)出高光澤性及可見(jiàn)光滑性。膠衣與模具表面的光滑性及光澤性一致。成型部件會(huì)失去一些光澤及光滑性。

甚至當(dāng)樹(shù)脂在膠衣膜后鑄塑時(shí)，生成的表面是很有光澤、光滑性并且沒(méi)有這些裝飾性缺陷。由樹(shù)脂收縮引起的裝飾性缺陷受不同材料影響。當(dāng)膠衣是薄的或欠固化時(shí)，這些缺陷會(huì)被放大。

當(dāng)緊鄰膠衣層的鋪層固化時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裝飾性缺陷。它們的嚴(yán)重性直接與固化過(guò)程中樹(shù)脂收縮程度有關(guān)。收縮大的樹(shù)脂比收縮小的樹(shù)脂造成更大的裝飾性缺陷。這些缺陷也受增強(qiáng)纖維性質(zhì)及基礎(chǔ)鋪層中纖維結(jié)構(gòu)影響。

纖維收縮性小不會(huì)導(dǎo)致裝飾性缺陷。相反，纖維對(duì)樹(shù)脂收縮的阻礙會(huì)導(dǎo)致缺陷的出現(xiàn)。不同的纖維因纖維橫向硬度對(duì)樹(shù)脂收縮的阻礙不同。玻纖具有大約10msi（百萬(wàn)磅/平方英寸）的橫向于纖維軸硬度。樹(shù)脂具有大約1/2msi的硬度，是玻纖的20分之一。當(dāng)樹(shù)脂收縮并且擠壓玻纖時(shí)，與樹(shù)脂相比，玻纖能提供20倍抵抗力來(lái)抵抗擠壓。這導(dǎo)致纖維印痕在膠衣表面上清晰可見(jiàn)，因?yàn)闃?shù)脂豐富區(qū)域從膠衣表面上收縮，而纖維豐富區(qū)域抵抗從膠衣表面收縮。

由于纖維生產(chǎn)過(guò)程中的分子方向，碳纖維，石墨及聚合物纖維在軸向上具有高硬度。因此，它們橫向硬度很低，為1/2到2msi。纖維橫向硬度越低，纖維對(duì)裝飾性缺陷的影響越少，因?yàn)樗蛔璧K樹(shù)脂收縮。所以聚合物纖維印痕封阻劑比玻纖氈能提供更好的裝飾性。

在紡織結(jié)構(gòu)（如：編織粗紗）中纖維束的編織方式（經(jīng)向和緯向）會(huì)產(chǎn)生與纖維束交替的樹(shù)脂袋。樹(shù)脂袋內(nèi)的不受控收縮與纖維束內(nèi)的受控收縮顯著的差別導(dǎo)致在表面上形成編織印痕。這樣，纖維結(jié)構(gòu)形式對(duì)裝飾性具有明顯的影響。

樹(shù)脂收縮、纖維橫向硬度和纖維結(jié)構(gòu)形式是裝飾性缺陷的根本原因。就給出的纖維及其形式（如：短切玻纖）而言，裝飾性缺陷的嚴(yán)重程度隨著樹(shù)脂的收縮性變化。大多數(shù)樹(shù)脂收縮發(fā)生在成型過(guò)程中即固化階段。在脫模后，任何進(jìn)一步固化均稱(chēng)為后固化。后固化導(dǎo)致進(jìn)一步的收縮并且這種后固化的收縮也會(huì)造成裝飾性缺陷。

正常室溫不能提供足夠的能量使不飽和聚酯樹(shù)脂完全固化。在固化過(guò)程的某個(gè)階段，當(dāng)交聯(lián)度高到一定程度時(shí)固化反應(yīng)停止。進(jìn)一步固化需要接近樹(shù)脂玻璃化溫度的溫度。這種進(jìn)一步的固化促使樹(shù)脂玻璃化溫度接近其最大值，其導(dǎo)致完全固化。一旦固化完全，不會(huì)再出現(xiàn)其他的固化收縮并且裝飾性質(zhì)量穩(wěn)定。通常，在首批一些部件生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)放熱時(shí)，模具經(jīng)歷最終固化階段。

對(duì)新玻璃鋼模具可進(jìn)行特殊后固化處理，而不是讓新模具在生產(chǎn)部件成型放熱時(shí)進(jìn)行后固化。后固化溫度應(yīng)該比預(yù)期的生產(chǎn)放熱溫度高20ºF（11ºC）或者高于用于生產(chǎn)模具的膠衣和樹(shù)脂預(yù)期的最大玻璃化溫度，兩者之一低的那個(gè)溫度。在此溫度下進(jìn)行4小時(shí)的固化，通常能達(dá)到完全固化并且達(dá)到最大玻璃化溫度。間苯二甲酸模具膠衣具有最高的玻璃化溫度是200到210ºF（93到99ºC），而乙烯基酯膠衣具有最高的玻璃化溫度是250到260ºF（121到127ºC）。

任何高溫后固化應(yīng)該總是在模具內(nèi)無(wú)承重的條件下進(jìn)行，由模具支撐部件以防自身重量造成變形。如果當(dāng)模具仍在原模型上，在高溫下進(jìn)行后固化，由于幾何結(jié)構(gòu)，熱膨脹的不同會(huì)導(dǎo)致原模型和模具膠衣表面上各地方出現(xiàn)條痕。就最好的固化效果而言，任何高溫后固化應(yīng)該在最初固化三天內(nèi)進(jìn)行。

濕法打磨和拋光可去除模具表面上，因固化及后固化造成的裝飾性缺陷。而這僅在模具達(dá)到其最終固化狀態(tài)后才能進(jìn)行。一旦固化完全，模具在任何溫度下都不會(huì)出現(xiàn)與固化相關(guān)的收縮。

如果模具溫度接近或高于其玻璃化溫度，然而，模具材料會(huì)軟化并且由于生產(chǎn)部件內(nèi)收縮引起的應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致條痕出現(xiàn)。如果部件含有編織粗紗，當(dāng)模具溫度接近或高于模具玻璃化溫度時(shí)，部件上的編織印痕能轉(zhuǎn)移到模具表面上。如果部件是由零收縮樹(shù)脂制作而成，部件不會(huì)在模具表面上施加收縮應(yīng)力，并且稍高于模具玻璃化溫度時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致印痕從部件轉(zhuǎn)移到模具表面上。

總結(jié)：

由于固化及后固化過(guò)程中樹(shù)脂的收縮進(jìn)而導(dǎo)致模具出現(xiàn)裝飾性缺陷。

裝飾性缺陷能被打磨掉，但如果模具沒(méi)有充分固化，裝飾性缺陷會(huì)再出現(xiàn)。

如果放熱溫度接近或超過(guò)模具玻璃化溫度，由傳統(tǒng)不飽和聚酯樹(shù)脂制作的部件，能在充分固化的模具上產(chǎn)生印痕或變形。

低變形樹(shù)脂產(chǎn)生較輕裝飾性缺陷，與傳統(tǒng)不飽和聚酯樹(shù)脂相比，這些體系收縮可被忽略。

僅在膠衣后有鋪層時(shí)，變形（有時(shí)稱(chēng)為橘皮紋）出現(xiàn)在膠衣表面上，這種情況出現(xiàn)在纖維橫向硬度足夠大以抵抗樹(shù)脂收縮時(shí)。變形不是由膠衣后側(cè)粗糙度所引起，因?yàn)榫鶆蚬瓮磕＞吣z衣產(chǎn)生與噴涂膜相同程度的變形，而后者具有橘皮紋特征。

如果在膠衣膜后沒(méi)有鋪層或在膠衣膜后僅有未增強(qiáng)的樹(shù)脂，噴涂或刮涂（光滑表面）的膠衣膜不會(huì)顯示變形。

如果模具膠衣具有212ºF(100ºC)最高玻璃化溫度，在高于此溫度下后固化模具不會(huì)改進(jìn)其抗變形性。

“較硬”模具膠衣不會(huì)具有更好的抗變形性。它可能得到較高的拋光光澤，但有更大的破裂傾向。

（來(lái)源：玻纖復(fù)材）

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