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真空导流工艺成功实施的前期条件

2017-05-12 09:03:20 浙江佑威新材料股份有限公司 阅读

需要考虑的第一件事就是:使用现有的模具,还是加工新的模具?无论选择哪一种方法,都必须核查一些关键问题,方能确保所用的模具合适。具体事项如下:

    • 模具要保证很好的气密性。

    • 模具必须有足够的刚度,能够承受真空形成的压力。

    • 在制品固化期间,模具必须能够承受树脂固化周期的放热。

    • 模具必须有凸缘法兰边,并且应足够宽,以放置真空管和密封胶带。

    • 任何次模件都必须和主模接合在一起,以免在部件导流过程中发生系统的漏气。

    • 模具表面必须具有较高的平整度。众所周知,带有孔洞、龟裂或裂缝的模具会影响真空状态。所以,在生产之前,须对模具进行压降试验来检验是否存在这一问题。确认是否适合导流的模具,这一过程都是必需的。

  解决了这些问题后,下一步就要考虑模具或部件的整体加工。人们常说,导流工艺中最慢的就是材料铺放,而最快的就是实际导流。也是基于此原理,越是制作大的部件,或者制作含带较多的次结构构件的大型部件时,真空导流工艺就越显现出其经济、快捷的优势。此外,如果干铺铺层的过程可以缩短,则会更加缩短建造周期。对于手糊工艺而言,制品经过初步糊制后,小的部件组份的粘接以及主构件和次构件比如加强筋、支撑件等的粘结通常要花费很多的时间。而对于导流部件而言,像梁或桁这样的加强构件以及支撑件等可以合到一个组件中。这样一来,不仅确保了部件之间连接牢靠,而且还节省了准备、粘结、打磨、抛光等时间,并全面降低了材料消耗。总之,采用导流工艺可以减少构件的数量,这就意味着该工艺能够处理由基本壳体结构和辅助构件组成的较大板材以及更为复杂的结构。

铺层

  第二个需要考虑的事项便是铺层的选择。这一点至关重要,因为这会影响制品重量、承重能力以及建造时间。如果使用现有的铺层,则需要对比现有工艺特点与导流工艺提供的新数据之间的差异。真空导流工艺由于是在高真空度下进行,铺层会压缩得比手糊工艺紧密得多,而且纤维含量也更高。不过铺层的强度虽然提高了,但由于厚度降低了,也更容易弯折和挠曲。尽管增加铺层可以解决这一问题,却会因此而减慢加工速度,而且难以降低成本。另一种解决办法是使用能够制作较大体积铺层的材料,如导流毡。

  目前国内外最主流的趋势是使用夹芯复合技术,该技术在提高硬度的同时又不会增加重量。过去,人们曾担心全部采用芯材的壳体中会出现分层。但是借助导流工艺,芯材与强化表层之间的粘结性能大幅提高,有效解决了脱层问题。

  采用夹芯结构的纤维铺层通常要比实心铺层薄。由于硬度提高了,板材尺寸也得以加大,而且需要的支撑物(加固装置、框架、舱壁等等)也更少了。另外,铺层的安装速度也加快了,从而缩短了建造时间并降低了材料的总体使用量。

  运用这种方法还比其他任何的导流方法都更快,透过真空袋的连接线路和进料管的数量也减少了,这些又进一步缩短了整体建造时间并降低了耗材的成本。

材料的选择

  在确定铺层符合设计标准后,便需要关注材料的采购了。切勿忽视这些材料组合后的整体效果,因此,不能低估任何一种产品的重要性。它们彼此之间必须相容才能达到最佳的效果。在向供应商说明所需的材料时,请务必告诉他们您将使用真空导流工艺来制造部件。同样,还务必亲自检查,以确保供应商推荐的材料适合于真空导流工艺。

  虽然大多数的材料都能在真空导流工艺中使用,但是目前已开发出了专门用于导流工艺的产品。尽管它们在外观上可能与普通材料没有什么差别,但是都经过了改进,诸如导流速度、渗透性、放热性、浸透性等特性都进一步提高了。在初选之后,进行小的抽样检测并衡量性能。记录详细信息,如导流时间、浸透质量、流速、树脂的消耗情况、耗材的浪费等等。

人员的利用

  现在一切都已准备就绪,加工模具也已安排妥当,您已经选择了建造部件所需的材料,您已掌握了正确的复合材料工艺和技术,现在只差人员培训了。如今,好的员工很难找,也很难留住,导流技术的一大优势在于,与较为“传统的”方法相比,它是一种半自动化的过程,除了一些关键管理人员外,只需要一个人数相对较少、并且技能要求也不高的操作人员队伍。

  由于导流技术采用的是闭式压模工艺,因此工作环境更为清洁,这与浸润手糊涂敷加工环境相比,对工人更具有吸引力。另外,这种环境也有利于工人的健康,因为他们不会再置身于刺激性气体和有害粉尘中。由于材料可以成套购买,因此员工能够更加迅速、更加轻松地进行安装材料,进而缩短生产时间。

  在开始对人员进行导流培训之后,您很快便会发现他们是否在导流工艺的某一领域有所专长,或者是否更愿意从事工艺中的某一特定环节。在生产车间里,人员通常会被安排在导流工艺的专门区域,并且他们在完成自己的工艺环节后,便从一个模具转移到另一个模具。这与建筑业的运作方法非常相似。一般来说,女员工适合于叠放和装填铺层以及芯材,因为她们更能够胜任这类工作。由于材料通常都是成套包装的,因此也易于取放。当第一批员工完成培训之后,他们就可以转移到需要导流的其他制品制造,而新的员工再进来接受培训,或者是与第一批已经培训过的员工一起工作,并向他们学习必要的技能。

工厂设置

  工厂是导流配置需要考虑的最后一系列事项之一。一般来说,原有的工厂已在生产复合材料部件,虽然通常人们就都会认为这样的工厂适合引进导流工艺,但是做一些明智的变动还是有助于提高生产效率,并提前预防一些日后可能突发的问题。

  我们所用的工艺能够显著减少各类排放物,并且能够避免手糊工艺经常出现的脏乱现象,我们希望工厂环境保持清洁。为此,生产场地应该进行分区,以最大限度地降低“交叉污染”。

  涂胶衣和表层的区域应安排在工厂的一端。这样可以限制该工艺流程中所产生的烟雾以及不粘附喷涂物。模具可以移至干燥的物料存放区域或执行导流操作的主要区域。在这里,便可以开始在部件上铺设纤维织物、芯材以及真空管和进料管。此后,便可以安装真空袋了。这一过程应尽可能安排在工厂最安静的区域进行。真空袋装好后通常需要检测是否存在微小的泄漏,因为泄漏的声音很难听到,所以需要声学检漏仪进行检测。如果周围背景噪音太大,操作起来将会非常困难。 

  导流结束后,可将模具转移至装备区域。在这里可以拆除、处理耗材并开始组装其他部件。有时部件可以脱模,然后转移到一个支撑架上,于是模具便可以立即投入下一个周期的使用。此外,您还要关注设备要求以及设备的各种装配方法。这将取决于模具的大小以及生产能力。选择类型适当的真空泵也至关重要,还应配一个缓冲保压罐体装置,以便在出现电力故障时备用。规模较大的工厂可以安装一个大型油回转泵,并将其接到可通至工厂导流区域的管道系统上。这样便可以连通多条真空管路。在装置较小或模具无法移动时,您可以使用装在手推车上的小型真空泵。

  需要注意的是,叶片式油回转泵是按全压运转条件设计的,如果在不足全压一半的情况下运行5~10分钟,则可能受损。在这种情况下,泵里的油将无法循环流动,进而造成内部运动部件磨损甚至损坏。由于排空大型部件中的空气通常需要一定的时间,所以开始时可以使用初压泵作为启动系统,直到真空袋收紧。初压泵的选择标准是:泵所能达到的极限压力值不高,但是排空速度比较快。通常在到达所需压力的一半左右时,便可以关掉初压泵,而打开叶片式油回转泵继续完成这一过程。规模较大的工厂可以配备小型的叶片式油回转泵作为备用装置。万一主电源出现故障,自行启动的发电机可以防止出现停电带来的灾难性的后果,这也是工厂的一项必要投资。此外,好的真空泵制造商应能够就工厂布局提出相应的建议。切勿忘记测试所有的硬性连接管路,以确保达到最好的真空状态。