4夹层结构成型工艺解析.pptx

第四章 夹层结构制造技术4、1 概述l夹层结构一般是由三层材料制成的复合材料。l夹层复合材料的上下面层是高强度、高模量材料，中间层是较厚的轻质材料.l玻璃钢夹层结构实际上是复合材料与其它轻质材料的再复合。l由于玻璃钢夹层结构的强度高，重量轻，刚度大，耐腐蚀，电绝缘及透微波等，目前已广泛用于航空工业和宇航工业的飞机、导弹、飞船及样板、屋面板，能大幅度的减轻建筑物的重量和改善使用功能。l采用夹层结构方式是为了提高材料的有效利用率和减轻结构重量.养殖场屋顶采光 利用玻璃钢屋顶，可以有效的降低结构承重l透明玻璃钢夹层结构板，已广泛用于寒冷地区的工业厂房、大型公用建筑及温室的采光屋顶。温室的采光屋顶。外经楼屋顶l在造船和交通领域，玻璃钢夹层结构广泛用于玻璃钢潜艇、扫雷艇、游艇中的许多构件。l我国设计制造的玻璃钢过街人行桥、公路桥、汽车和火车保温冷藏车等，均采用了玻璃钢夹层结构，满足了重量轻、强度高、刚度大、隔热、保温等多性能要求。如四川抗震。为什么能保温、隔热呢?l在要求透微波的雷达罩中，玻璃钢夹层结构已成为其它材料不能与之相比的专用材料。SU-30MK的雷达罩雷达罩1、玻璃钢夹层结构的种类与特点根据夹层结构所用的芯材种类和形式不同，玻璃钢夹层结构分为：泡沫夹层结构，蜂窝夹层结构，玻板夹层结构。（1）泡沫塑料夹层结构 泡沫塑料夹层结构是采用玻璃钢薄板作蒙皮（面板），泡沫塑料做夹芯层.泡沫塑料夹层结构的最大特点是蒙皮和泡沫塑料夹芯层粘接牢固、受力不大和保温隔热性能要求高的部件，如飞机尾翼、保温通风管道及样板等。聚氨脂泡沫塑料夹层.聚苯乙烯泡沫夹层墙面板（2）蜂窝夹层结构l蜂窝夹层结构是采用玻璃钢薄板作蒙皮，蜂窝材料（玻璃布蜂窝、纸蜂窝或其它棉布及铝蜂窝等）做夹芯层。l蜂窝夹层结构的重量轻，强度高，刚度大，多用作结构尺寸大、强度要求高的结构件，如玻璃钢桥的承重板、球形屋顶结构、雷达罩、反射面、冷藏车地板及箱体结构等。雷达罩玻纤蜂窝的六边形结构（3）玻板夹层结构玻板夹层结构l这种夹层结构的两蒙皮为玻璃钢薄板，芯材采用玻纹板,两者交接在一起。4、2 蜂窝夹层结构制造技术（1）蜂窝种类）蜂窝种类 蜂窝的强度与选用原材料和蜂窝几何形状有关，根据平面投影几何形状，蜂窝夹芯材料可分为六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带六边形等。l在这些蜂窝夹芯材料中，以六边形强度最高.l由于正六边形蜂窝制造简单，用料省，强度也较高，故应用最广。（2）原材料l夹层结构的蒙皮和夹芯材料种类很多，如果用铝、钛合金做蒙皮和芯材，则称为金属夹层结构；外面板为1mm的防锈铝板，内面板（底板）为0.5mm的防锈铝板，中间为铝蜂窝芯 l用玻璃钢薄板，木质胶合板和无机复合材料板做蒙皮，用玻璃钢蜂窝、纸蜂窝及泡沫塑料做夹芯材料，则称为非金属材料夹层结构。l目前，以玻璃钢薄板做蒙皮、玻璃钢蜂窝和泡沫塑料做芯材的夹层结构应用最广。玻璃纤维布玻璃纤维布l玻璃纤维布（增强材料）生产玻璃钢夹层结构的玻璃布分为面层布和蜂窝布两种.l面层布是经过增强处理的中碱和无碱平纹布，其厚度一般为0.10.2mm。l为加强蒙皮和蜂窝之间的粘度强度，常在两者之间加一层短切玻璃纤维毡。l选用含蜡玻璃布做蜂窝材料，可以防止树脂浸透到玻璃布背面，减少蜂窝块层间的粘接，有利于蜂窝成孔拉伸。纸纸l生产蜂窝夹层结构的纸，要求有良好的树脂浸润性和足够的拉伸强度.蜂窝纸及其生产过程粘接剂（树脂）粘接剂（树脂）制造蜂窝夹层结构用的树脂分蒙皮用树脂、蜂窝用树脂和蜂窝与蒙皮粘接用树脂。根据夹层结构的使用条件，可分别选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂有机硅树脂及邻苯二甲酸二丙烯酯等。（3）蜂窝夹芯制造l生产玻璃布夹芯材料时，主要采用胶接拉伸法。工艺过程是先在制造蜂窝芯材的玻璃布上涂胶，然后重叠粘接成蜂窝叠块，固化后定型成蜂窝芯材，按需要蜂窝高度切成蜂窝条备用。可以采用手械涂胶，也可以使用机械化涂胶。玻璃布蜂窝夹层结构制造技术分湿法和干法两种。（4）蜂窝夹层结构制造）蜂窝夹层结构制造l此法是先将蜂窝夹芯和面板作好，然后再将它们粘接成夹层结构。为了保证芯材和面板牢固粘接，常在面板上铺一层薄毡（浸过胶），铺上蜂窝，加热加压，使之固化成一体。干法成型干法成型l干法成型的优点主要是产品表面光滑，平整，生产过程中每道工序都能及时检查，产品质量容易保证，缺点是生产周期长。l此法是面板和蜂窝夹芯均处于未固化状态，在模具上一次胶接成型。l生产时，先在模具上制好上、下面板，然后将蜂窝条浸胶拉开，放到上、下面板之间，加压、固化，脱模后修整成产品。湿法成型湿法成型l湿法成型的优点是蜂窝和面板间粘接强度高，生产周期短，最适合于球面、壳体等异形结构产品生产。l缺点是产品表面质量差，生产过程较难控制。4、3 泡沫塑料夹层结构制造技术（1）原材料）原材料 泡沫塑料夹层结构用的原材料分为面板（蒙皮）材料、夹芯材料和粘接剂。面板材料 主要是用玻璃布和树脂制成的薄板，与蜂窝夹层结构面板用的材料相同。粘接剂 面板和夹芯材料的粘接剂，主要取决于泡沫塑料种类。泡沫塑料的种类l树脂基体l硬度泡沫夹芯 材料种类种类l按树脂基体分，可分为：聚氯乙烯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫塑料，聚乙烯泡沫塑料，聚氨酯泡沫塑料，酚醛，环氧及不饱和聚酯等热固性泡沫塑料等。聚氨脂泡沫塑料夹层.聚苯乙烯泡沫夹层墙面板种类种类 按硬度分l硬质l半硬质l软质优点优点l用泡沫塑料芯材生产夹层结构的最大优点是防寒、绝热，隔音性能好，质量轻，与蒙面粘接面大，能均匀传递荷载，抗冲击性能好等。l生产泡沫塑料的发泡方法较多，有机械发泡法、惰性气体混溶减压发泡法、低沸点液体蒸发发泡法、发泡剂分解放气发泡法和原料组分相互反应放气发泡法等。（2）泡沫塑料制造技术）泡沫塑料制造技术l利用强烈机械搅拌，将气体混入到聚合物溶液、乳液或悬浮液中，形成泡沫体，然后经固化而获得泡沫塑料。机械发泡法l利用惰性气体（如氮气、二氧化碳等）无色、无臭、难与其它化学元素化合的原理，在高压下压入聚合物中，经升温、减压、使气体膨胀发泡。惰性气体混溶减压发泡法l将低沸点液体压入聚合物中，然后加热聚合物，当聚合物软化、液体达到沸点时，借助液体气化产生的蒸气压力，使聚合物发泡成泡沫体。低沸点液体蒸发发泡法l借助发泡剂在热作用下分解产生的气体，使聚合物体积膨胀，形成泡沫塑料。化学发泡剂发泡法l此法是利用能发泡的原料组分，相互反应放出二氧化碳或氮气等使聚合物膨胀发泡成泡沫体。原料化学反应发泡法l泡沫塑料夹层结构的制造方法有：预制粘接法整体浇注成型法。（3）泡沫塑料夹层结构制造）泡沫塑料夹层结构制造l将蒙皮和泡沫塑料芯材分别制造，然后再将它们粘接成整体。l预制成型法的优点是能适用各种泡沫塑料，工艺简单，不需要复杂机械设备等。其缺点是生产效率低，质量不易保证。预制粘接法l先预制好夹层结构的外壳，然后将混合均匀的泡沫料浆浇入壳体内，经过发泡成型和固化处理，使泡沫涨满腔体，并和壳体粘接成一个整体结构。整体浇注成型法l应用：透明玻璃钢夹层结构板，已广泛用于寒冷地区的工业厂房、大型公用建筑及温室的采光屋顶。温室的采光屋顶。外经楼屋顶养殖场屋顶采光 利用玻璃钢屋顶，可以有效的降低结构承重养殖场玻璃钢活动房玻璃钢活动房价格低廉,美观实用,可重复使用3次以上,安装方便,防火防水,保温隔热佳,玻璃钢板厚度为6MM,保温夹层为聚苯板,双面玻璃钢复合板厚度为52MM l保温冷藏车内外蒙皮为玻璃钢板，中间夹层为聚氨酯发泡隔热材料，四侧用高强度胶将玻璃钢板与聚氨酯泡沫材料粘合在一起，形成一种封闭性板块 l在造船和交通领域，玻璃钢夹层结构广泛用于玻璃钢潜艇、扫雷艇、游艇中的许多构件。l在要求透微波的雷达罩中，玻璃钢夹层结构已成为其它材料不能与之相比的专用材料。SU-30MK的雷达罩雷达罩