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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)布時間：2020-03-05
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本文為您詳細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？請看下文：
裝飾性缺陷的類型--有三種類型裝飾性缺陷會出現(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——印痕是類似纖維性增強材料結(jié)構(gòu)的圖案。以纖維束形式出現(xiàn)的印痕稱為纖維印痕，以編織結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)的印痕稱為編織印痕。
條痕——條痕是可見證據(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。一個常見的例子是由玻璃纖維鋪層及整體填充劑制作而成的陽模具。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。由于樹脂收縮，放熱產(chǎn)生的熱量和力均產(chǎn)生應力。這些應力分散到不同的區(qū)域有不同的反應。條痕會出現(xiàn)在它們之間的邊界處。當模具框架元件與模具后側(cè)接觸時，條痕也會出現(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。在平坦、拋光的模型上適當固化的膠衣膜會展現(xiàn)出高光澤性及可見光滑性。膠衣與模具表面的光滑性及光澤性一致。成型部件會失去一些光澤及光滑性。
甚至當樹脂在膠衣膜后鑄塑時，生成的表面是很有光澤、光滑性并且沒有這些裝飾性缺陷。由樹脂收縮引起的裝飾性缺陷受不同材料影響。當膠衣是薄的或欠固化時，這些缺陷會被放大。
當緊鄰膠衣層的鋪層固化時，會出現(xiàn)裝飾性缺陷。它們的嚴重性直接與固化過程中樹脂收縮程度有關。收縮大的樹脂比收縮小的樹脂造成更大的裝飾性缺陷。這些缺陷也受增強纖維性質(zhì)及基礎鋪層中纖維結(jié)構(gòu)影響。
纖維收縮性小不會導致裝飾性缺陷。相反，纖維對樹脂收縮的阻礙會導致缺陷的出現(xiàn)。不同的纖維因纖維橫向硬度對樹脂收縮的阻礙不同。玻纖具有大約10msi（百萬磅/平方英寸）的橫向于纖維軸硬度。樹脂具有大約1/2msi的硬度，是玻纖的20分之一。當樹脂收縮并且擠壓玻纖時，與樹脂相比，玻纖能提供20倍抵抗力來抵抗擠壓。這導致纖維印痕在膠衣表面上清晰可見，因為樹脂豐富區(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，纖維對裝飾性缺陷的影響越少，因為它不阻礙樹脂收縮。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）會產(chǎn)生與纖維束交替的樹脂袋。樹脂袋內(nèi)的不受控收縮與纖維束內(nèi)的受控收縮顯著的差別導致在表面上形成編織印痕。這樣，纖維結(jié)構(gòu)形式對裝飾性具有明顯的影響。
樹脂收縮、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，裝飾性缺陷的嚴重程度隨著樹脂的收縮性變化。大多數(shù)樹脂收縮發(fā)生在成型過程中即固化階段。在脫模后，任何進一步固化均稱為后固化。后固化導致進一步的收縮并且這種后固化的收縮也會造成裝飾性缺陷。
正常室溫不能提供足夠的能量使不飽和聚酯樹脂完全固化。在固化過程的某個階段，當交聯(lián)度高到一定程度時固化反應停止。進一步固化需要接近樹脂玻璃化溫度的溫度。這種進一步的固化促使樹脂玻璃化溫度接近其最大值，其導致完全固化。一旦固化完全，不會再出現(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)過程中經(jīng)過放熱時，模具經(jīng)歷最終固化階段。
對新玻璃鋼模具可進行特殊后固化處理，而不是讓新模具在生產(chǎn)部件成型放熱時進行后固化。后固化溫度應該比預期的生產(chǎn)放熱溫度高20ºF（11ºC）或者高于用于生產(chǎn)模具的膠衣和樹脂預期的最大玻璃化溫度，兩者之一低的那個溫度。在此溫度下進行4小時的固化，通常能達到完全固化并且達到最大玻璃化溫度。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）。
任何高溫后固化應該總是在模具內(nèi)無承重的條件下進行，由模具支撐部件以防自身重量造成變形。如果當模具仍在原模型上，在高溫下進行后固化，由于幾何結(jié)構(gòu)，熱膨脹的不同會導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，任何高溫后固化應該在最初固化三天內(nèi)進行。
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。而這僅在模具達到其最終固化狀態(tài)后才能進行。一旦固化完全，模具在任何溫度下都不會出現(xiàn)與固化相關的收縮。
如果模具溫度接近或高于其玻璃化溫度，然而，模具材料會軟化并且由于生產(chǎn)部件內(nèi)收縮引起的應力，進而導致條痕出現(xiàn)。如果部件含有編織粗紗，當模具溫度接近或高于模具玻璃化溫度時，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脂制作而成，部件不會在模具表面上施加收縮應力，并且稍高于模具玻璃化溫度時，不會導致印痕從部件轉(zhuǎn)移到模具表面上。
總結(jié)：
由于固化及后固化過程中樹脂的收縮進而導致模具出現(xiàn)裝飾性缺陷。
裝飾性缺陷能被打磨掉，但如果模具沒有充分固化，裝飾性缺陷會再出現(xiàn)。
如果放熱溫度接近或超過模具玻璃化溫度，由傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂制作的部件，能在充分固化的模具上產(chǎn)生印痕或變形。
低變形樹脂產(chǎn)生較輕裝飾性缺陷，與傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂相比，這些體系收縮可被忽略。
僅在膠衣后有鋪層時，變形（有時稱為橘皮紋）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脂收縮時。變形不是由膠衣后側(cè)粗糙度所引起，因為均勻刮涂模具膠衣產(chǎn)生與噴涂膜相同程度的變形，而后者具有橘皮紋特征。
如果在膠衣膜后沒有鋪層或在膠衣膜后僅有未增強的樹脂，噴涂或刮涂（光滑表面）的膠衣膜不會顯示變形。
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改進其抗變形性。
“較硬”模具膠衣不會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。
（來源：玻纖復材）
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