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树脂基复合材料的生产工艺主要分为以下几种:
手糊成型工艺:这是最简单也是最常见的一种生产工艺。它主要依赖人工操作,生产效率相对较低,但适合小批量生产。在这个工艺中,增强材料和树脂被手工铺设在模具上,然后固化成型。
喷射成型工艺:这种工艺使用喷枪将树脂和固化剂混合后,高速喷射到增强材料上,然后压实固化。生产效率高于手糊工艺,但需要使用专门的设备和操作技术。
模压成型工艺:将一定量的预浸料或玻璃纤维布放入金属对模中,经加热加压成型复合材料制品。这种工艺生产效率高,产品尺寸精度好,适合大批量生产。
拉挤成型工艺:这种工艺是通过牵引装置的连续牵引,使纱架上的无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍,通过具有固定截面形状的加热模拉出,在牵引装置牵引下,通过挤压和定型模定型而制得具有固定截面形状和一定长度的连续型材。
缠绕成型工艺:这种工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维按照一定规律缠绕到芯模上,然后经固化、脱模,获得制品。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同,分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种。
以上这些生产工艺各有优缺点,适合不同的产品需求和生产环境。在实际生产过程中,可以根据具体需求和条件选择合适的生产工艺。
复合材料的发展历程可以追溯到古代,但现代复合材料的发展和应用是从20世纪开始的。以下是一个简化的复合材料发展历程概述:
古代时期:在古代,人们已经开始使用天然纤维(如麻、草、木)与土壤、石灰等天然材料混合制作简单的复合材料,例如草绳、土木结构等。
20世纪初:随着工业革命的推进,人工合成的高分子材料(如酚醛树脂、尼龙等)以及金属材料的出现,为复合材料的进一步发展奠定了基础。
1940年代-1960年代:这个时期标志着现代复合材料的起始。玻璃纤维增强塑料(GFRP)在这个时期被大量研究和应用,成为第一代复合材料。它们首先被用于军事领域,如飞机和船舶制造。
1960年代-1980年代:先进复合材料的发展时期。在这个阶段,研究人员开始探索使用更高性能的增强纤维(如碳纤维、芳纶纤维)和更先进的基体材料(如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂)。复合材料的设计和制造技术也得到了极大的发展。
1980年代以后:复合材料的种类和应用继续扩大。纤维增强金属基复合材料、陶瓷基复合材料等新型复合材料相继出现。同时,复合材料的制造技术也不断进步,如3D打印技术、纳米技术等被引入到复合材料的制造中。
进入21世纪,随着环保意识的提高和可持续发展的需求,绿色复合材料、生物基复合材料等也成为了研究的热点。目前,复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子、体育器材等各个领域,并继续向着更高性能、更智能化、更环保的方向发展。
手糊树脂粘度一般在170~117cps之间。树脂粘度范围较宽,利于选择。但由于同一牌号树脂粘度上下限差约在100cps~300cps,冬、夏季粘度也会有明显的变化。
通过对树脂浸渍玻纤速度、树脂排泡性、糊层的致密性和厚度进行比较,可以发现:树脂粘度越小,浸渍玻纤的速度越快,生产效率越高,产品的空隙率越小,产品厚度均匀程度也就越好,但气温高或树脂用量稍多时易出现流胶(或称控胶);反之,浸渍玻纤的速度慢,生产效率低,产品空隙率较高,产品厚度均匀程度差,但控胶、流胶现象减少。
经过多次试验,在25℃时树脂粘度为200~320cps,是产品表面质量和内在质量及生产效率最佳结合点。在实际生产中,经常遇到树脂粘度偏高的现象,这时需要调节树脂粘度,使其降到适合操作的粘度范围。通常有两种方法来实现:①在树脂中加入苯乙烯稀释,降低粘度;②升高树脂的温度和环境的温度来降低树脂粘度。气温较低时,升高环境温度和树脂温度是非常有效的途径。一般情况下为了保证树脂的胶凝不致过快通常采用两种方法。
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