SMC模壓成型工藝以及常見的問題引發(fā)的一系列思考
發(fā)布時(shí)間:
2024-08-26
SMC是一種干法制造玻璃鋼制品的模壓中間材料,由不飽和聚酯樹脂、低收縮/低輪廓添加劑、引發(fā)劑、內(nèi)脫模劑、礦物填料等預(yù)先混合成糊狀,在加入增稠劑等混合均勻后,對短切玻璃纖維進(jìn)行充分浸漬,形成片狀的“夾芯”結(jié)構(gòu)。SMC模壓工藝是最先進(jìn)、最重要的玻璃鋼成型方法之一。
SMC是一種干法制造玻璃鋼制品的模壓中間材料,由不飽和聚酯樹脂、低收縮/低輪廓添加劑、引發(fā)劑、內(nèi)脫模劑、礦物填料等預(yù)先混合成糊狀,在加入增稠劑等混合均勻后,對短切玻璃纖維進(jìn)行充分浸漬,形成片狀的“夾芯”結(jié)構(gòu)。SMC模壓工藝是最先進(jìn)、最重要的玻璃鋼成型方法之一。
一、SMC特點(diǎn)
1、輕質(zhì)高強(qiáng)
實(shí)現(xiàn)輕量化目標(biāo);實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo);良好的抗沖吸能性
2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的流線型設(shè)計(jì);通過后粘接技術(shù)實(shí)現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)的成型;減輕產(chǎn)品重量
3、材料流動(dòng)性好,可實(shí)現(xiàn)3D復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型
筋、臺(tái)結(jié)構(gòu)的一次成型;預(yù)埋件的成型;抽芯結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
4、可實(shí)現(xiàn)A級表面質(zhì)量水平
可實(shí)現(xiàn)SMC部件之間或SMC部件和金屬件之間的粘接;可實(shí)現(xiàn)隨車身進(jìn)行高溫烤漆;線脹系數(shù)非常低
5、低的熱導(dǎo)率和良好耐腐性
隔熱;隔音;減震;耐腐蝕
6、綜合優(yōu)勢
重量減輕;設(shè)計(jì)靈活;功能組合;總成本降低;一次性成型,單件產(chǎn)品成型周期一般為3~5min;產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好,尺寸精度高;操作環(huán)境清潔、安全;產(chǎn)品易于進(jìn)行后續(xù)加工、裝配與處理;產(chǎn)品開發(fā)周期一般為3~5個(gè)月;一次性投資較大;適于2~5萬件/年的需求量......
二、支持SMC迅速發(fā)展的原因
SMC是在DMC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其之所以迅速發(fā)展主要得益于兩個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)步以及其成型工藝的優(yōu)越性:
1、引入各種熱塑性塑料作為SMC體系的低收縮、低輪廓添加劑;
2、在配方中加入堿土金屬氧化物等作為體系的增稠劑,以控制不同階段的粘度變化;其成型工藝特別適用于高精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外觀要求高、具不同應(yīng)用要求的零件或制品的大規(guī)模生產(chǎn),而且過程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性高。
三、SMC模壓成型工藝介紹
SMC材料模壓工藝是玻璃鋼/復(fù)合材料成型工藝中生產(chǎn)效率最高的一種。SMC模壓工藝還有很多優(yōu)點(diǎn),例如:制品尺寸準(zhǔn)確、表面光潔、制品外觀及尺寸重復(fù)性好、復(fù)雜結(jié)構(gòu)也可一次成型、二次加工無需損傷制品等。但在SMC模壓生產(chǎn)過程中也會(huì)出現(xiàn)不良缺陷現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、模壓成型滿足的基本條件:
模壓料是在模具開啟的狀態(tài)下加入;成型過程中模壓料需要在較高溫度條件下快速固化;制品成型需要保持較高成型壓力,成型壓力一般由液壓機(jī)施加;制品尺寸和形狀主要由閉合狀態(tài)下的模具型腔來保證
2、模壓成型設(shè)備(壓機(jī))應(yīng)具有:
足夠的臺(tái)面,足夠的行程,足夠的壓力,合理的速度
四、SMC模壓成型常見的質(zhì)量問題及解決方法
在SMC模壓生產(chǎn)過程中也會(huì)出現(xiàn)不良缺陷現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、缺料
缺料是指SMC模壓成型件沒完全充滿,其產(chǎn)生部位多集中在SMC制品的邊緣,尤其是邊角的根部和頂部。
產(chǎn)生機(jī)理及對策:
①SMC材料受熱塑化后,熔融粘度大,在交聯(lián)固化反應(yīng)完成前,沒有足夠的時(shí)間、壓力和體積使融體充滿模腔。
②SMC模壓料存放時(shí)間過長,苯乙烯揮發(fā)過多,造成SMC模壓料的流動(dòng)性能明顯降低。
③樹脂糊未浸透纖維。成型時(shí)樹脂糊不能帶動(dòng)纖維流動(dòng)而造成缺料。由上述原因所引起的缺料,最直接的解決方法是切料時(shí)剔除這些模壓料。
④加料量不足引起缺料。解決方法是適當(dāng)增大加料量。
⑤模壓料中裹有過多的空氣及大量揮發(fā)物。解決方法有,適當(dāng)增加排氣次數(shù);適當(dāng)加大加料面積嗝一定時(shí)間清理模具;適當(dāng)增大成型壓力。
⑥加壓過遲,模壓料在充滿模腔前已完成交聯(lián)固化。
⑦模溫過高,交聯(lián)固化反應(yīng)提前,應(yīng)適當(dāng)降溫。
2、氣孔
產(chǎn)品表面上有規(guī)則或不規(guī)則的小孔,其產(chǎn)生部位多在產(chǎn)品頂端和中間薄壁處。
產(chǎn)生機(jī)理及對策:
①SMC模壓料中裹有大量空氣以及揮發(fā)物含量大,排氣不暢;SMC料的增稠效果不佳,不能有效趕出氣體。對于上述引起原因,可通過增加排氣次數(shù)以及清理模具相結(jié)合的方法而得到有效的控制。
②加料面積過大,適當(dāng)減少加料面積可得到控制。在實(shí)際操作過程中,人為因素也有可能造成砂眼。比如加壓過早,有可能使模壓料裹有的氣體不易排出,造成制品表面出現(xiàn)氣孔的表面缺陷。
3、翹曲變形
產(chǎn)生的主要原因是模壓料固化不均勻和脫模后產(chǎn)品的收縮。
產(chǎn)生機(jī)理及對策:
在樹脂固化反應(yīng)過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,引起體積收縮,固化的個(gè)均勻使得產(chǎn)品有向首先固化的一側(cè)翹曲的趨勢。其次,制品的熱脹系數(shù)較大于鋼模具。當(dāng)制品冷卻時(shí),其單向收縮率大于模具的單向熱收縮率。為此,采用如下方法加以解決:
①減少上、下模溫差,使溫度分布盡可能均勻;
②使用冷卻夾具限制變形;
③適當(dāng)提高成型壓力,增加制品的結(jié)構(gòu)密實(shí)性,降低制品的收縮率;
④適當(dāng)延長保溫時(shí)間,消除內(nèi)應(yīng)力。
⑤調(diào)整SMC材料的固化收縮率。
4、起泡
在已固化制品表面的半圓形鼓起。
產(chǎn)生機(jī)理及對策:
可能是材料固化不完全,局部溫度過高或是物料中揮發(fā)分含量大,片材間困集空氣,使制品表面的半圓形鼓起。
①適當(dāng)提高成型壓力
②延長保溫時(shí)間
③降低模具溫度
④減小放料面積
5、制品表面顏色不均勻
產(chǎn)生機(jī)理及對策:
①模溫不均勻,局部過高,應(yīng)適當(dāng)控制模溫;
②模壓料的流動(dòng)性差,造成纖維分布不均勻,一般可提高成型壓力增加融體的流動(dòng)性;
③在色漿調(diào)配過程中顏料與樹脂不能很好的混溶。
其實(shí)模壓出好產(chǎn)品是由四個(gè)元素決定:材料、模具、壓機(jī)和操作人員。好的材料才能模壓出好產(chǎn)品,雖然它不是唯一條件,但它一定是先決條件。所以本文對SMC的選材與工藝控制的做一些嘗試性思考,雖然道理比較簡單,但實(shí)際生產(chǎn)過程中有些問題往往被忽略。
五、SMC的生產(chǎn)工藝及其過程
1、引發(fā)思考
現(xiàn)在,生產(chǎn)SMC材料的業(yè)界或者廠家出現(xiàn)這樣的狀況,越是專業(yè)生產(chǎn)廠家越感覺SMC材料難做,不是生意難做,而是質(zhì)量;越是外行,感覺SMC生產(chǎn)越簡單:一條SMC生產(chǎn)線,一個(gè)攪拌,上線浸一些玻璃纖維,薄膜包覆,就叫SMC片材了;做SMC同行,越是做年份久,越對SMC有敬畏感!由于SMC生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不高,很多材料投放和計(jì)量都是人來操作,頻次越高,不穩(wěn)定的概率越大。那如何生產(chǎn)出根據(jù)工藝配方的產(chǎn)品來呢?管理制度化、員工職業(yè)化、操作規(guī)范化,只有為做出好質(zhì)量產(chǎn)品,SMC生產(chǎn)也不例外。這里本文主要對SMC的選材與工藝控制的做一些嘗試性思考。
2、SMC片狀膜塑料質(zhì)量控制
是指為達(dá)到質(zhì)量要求所采取的作業(yè)技術(shù)和活動(dòng)的統(tǒng)稱。
選材:一定要選滿足配方要求的原材料,而且要求原材料的質(zhì)量一定要穩(wěn)定,否則因?yàn)樵牧闲〉牟▌?dòng)會(huì)帶來產(chǎn)品大的差異。做出好的產(chǎn)品必須有質(zhì)量可靠的原材料作為基礎(chǔ),“巧婦難為無米之炊”,再優(yōu)秀的員工,再高明的技術(shù),再規(guī)范的管理,如果沒有高質(zhì)量的原材料作為基礎(chǔ),也難做出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
原材料的進(jìn)場檢驗(yàn),需確保每批原材料(所用樹脂、玻璃纖維紗、碳酸鈣、氫氧化鋁、活性炭化鎂、過氧化苯甲酸叔丁酯、硬脂酸鋅、聚苯等)附質(zhì)保書,提交技術(shù)品保部驗(yàn)證。原材料進(jìn)廠及時(shí)通知相關(guān)測試室進(jìn)行檢測。
3、生產(chǎn)過程控制
樹脂糊粘度檢測;樹脂糊固化時(shí)間檢測;樹脂糊水份檢測0.1-0.15% ;樹脂糊增稠檢測,增稠曲(30min);刮板固化性能;片狀膜塑料玻璃纖維含量在線檢測 ;色差對比檢測;片狀膜塑料增稠檢測。
4、成品控制
外觀:應(yīng)平整、顏色均勻、纖維浸漬良好、無雜質(zhì),薄膜覆蓋無破損
薄膜剝離性:薄膜在剝離時(shí)薄膜上不粘樹脂混合物
玻璃纖維含量允許偏差值:SMC的玻璃纖維含量允許偏差為±2%,例如:玻璃纖維含量為25%,則測試值應(yīng)為23-27%;這里容易出現(xiàn)一個(gè)誤區(qū),只要在這個(gè)區(qū)間就是合格的,試想一箱的玻璃纖維的含量是23%,一箱的玻璃纖維含量是27%,如果模壓時(shí)其投料量和流動(dòng)性肯定不一樣。
單位面積質(zhì)量:SMC單位面積質(zhì)量允許偏差為4±0.5KG,這也是反映質(zhì)量穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。
力學(xué)性能:SMC的模塑試樣,其力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、沖擊韌性等檢測
模塑收縮率:SMC的模塑收縮率均應(yīng)小于0.1%。模塑收縮率是指模塑制品與所用模具相應(yīng)尺寸的差同模具相應(yīng)尺寸之比,用百分?jǐn)?shù)表示。注:模塑件與模具的尺寸是在常溫下測量的。
箱質(zhì)量及其允許偏差:每箱產(chǎn)品的凈質(zhì)量應(yīng)符合包裝明示值,其允許偏差應(yīng)符合GB/T15568規(guī)定在實(shí)際生產(chǎn)過程中,員工的上崗培訓(xùn)非常重要,同時(shí)也要作業(yè)指導(dǎo)書,這是綱領(lǐng)性文件,也是質(zhì)量穩(wěn)定性文件,否則質(zhì)量無法保證。
結(jié)語
隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我們?nèi)蕴幱赟MC模具創(chuàng)新的前沿。我們將無縫銜接SMC模具、工具和成型服務(wù),重新定義制造業(yè)的可能性,為人類的進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。繼續(xù)以精度、品質(zhì)和創(chuàng)新為核心,成為那些尋求頂級SMC模具解決方案的合作伙伴。
經(jīng)驗(yàn)靠積累,教訓(xùn)要反思!好的產(chǎn)品需要材料、配方、設(shè)備和人共同完成。管理制度化、員工職業(yè)化、操作規(guī)范化,只有為做出好質(zhì)量產(chǎn)品保駕護(hù)航!也希望可以通過我們堅(jiān)定的奉獻(xiàn)重新定義您對SMC模具的視角。歡迎各位蒞臨華誠模具指導(dǎo)工作,互相學(xué)習(xí),共同進(jìn)步!
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