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玻璃鋼真空樹脂導入工藝和手糊工藝的比較

發布時間：2020-03-10

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目前用于汽車配件制造的材料主要為聚酯玻璃纖維復合材料，成型工藝主要為手糊工藝和真空樹脂導入工藝，兩者的優缺點比較如下：

手糊工藝是一種開模工藝，目前在玻璃纖維增強的聚酯復合材料中占65%。他的優點是在模具的形狀改變上有很大的自由度，模具價格低，適應性強、產品性能得到市場認可和投資少等。所以特別適合于小公司。但該工藝也存在一系列問題，如可揮發有機物(VOC)排放超標、對操作人員的健康影響大、人員易流失、許用材料限制多、產品性能低，樹脂浪費并且用量大等，尤其是產品質量不穩定，產品的玻纖和樹脂比例、部件厚度、層材制造速率、層材的均勻性等都受操作人員的影響，要求操作人員有較好的技術、經驗和素質。手糊產品的樹脂含量一般在50%-70％左右。開模工藝的VOC排放超過500PPm，苯乙烯的揮發量高達使用量的35%-45%。而各國規定都在50-100PPm。目前國外大都改用環戊二烯(DCPD)或其它低苯乙烯釋放樹脂，但苯乙烯作為單體還沒有好的替代品。

真空樹脂導入工藝是近20年來發展的低成本制造工藝，尤適合于大型產品的制造。其優點如下：

(1)產品性能優良，成品率高。在同樣原材料的情況下，與手糊構件相比，真空樹脂導入工藝成型構件的強度、剛度及其它的物理特性可提高30%-50%以上。工藝穩定后成品率可接近100%。

典型聚酯玻璃鋼性能比較：

增強材料	無捻粗紗布	雙抽向織物	無捻粗紗布	雙抽向織物
成型工藝	手糊	手糊	真空樹脂擴散	真空樹脂擴散
玻纖含量	45	50	60	65
拉伸強度（MPa）	273.2	389	383.5	480
拉伸模量（GPa）	13.5	18.5	17.9	21.9
壓縮強度（MPa）	200.4	247	215.2	258
壓縮模量（GPa）	13.4	21.3	15.6	23.6
彎曲強度（MPa）	230.3	321	325.7	385
彎曲模量（GPa）	13.4	17	16.1	18.5
層間剪切強度（MPa）	20	30.7	35	37.8
縱橫剪切強度（MPa）	48.88		52.17
縱橫剪切模量（GPa）	1.62		1.84

(2)產品質量穩定，重復性好。產品質量受操作人員影響小，不論是同一構件還是各構件間都存在高度的一致性。產品的纖維用量在注入樹脂前已按規定的量放入模具中，構件有相對恒定的樹脂比，一般在30%-45％，因此產品性能的均勻性和重復性比手糊工藝產品好得多，缺陷也少得多。

(3)抗疲勞性能提高，可減輕結構重量。由于制品纖維含量高、孔隙率低、產品性能高，尤其是層間強度的提高，大大提高了產品的抗疲勞性能。在強度或剛度要求相同的情況下，采用真空導入工藝制作的產品可減輕結構重量。

(4)環境友善。真空樹脂導入工藝是一種閉模工藝，揮發性有機物和有毒空氣污染物均被局限于真空袋中。僅在真空泵排氣（可過濾）和打開樹脂桶時有微量的揮發物。VOC排放不超過5PPm的標準。這也大大改善了操作人員的工作環境，穩定了勞動人員的隊伍，也擴大了可用材料的范圍。

(5)產品整體性好。真空樹脂導入工藝可同時成形加強筋、夾芯結構及其它嵌件，提高了產品的整體性，因此可制造風機機罩、船體和上層建筑等大型制品。

(6)減少原材料使用，減少用工。在同樣鋪層時，樹脂用量減少30%。浪費少，樹脂損耗率低于5％。勞動生產率高，比手糊工藝可節約勞動力50%以上。尤其在成型大型復雜幾何形狀的夾芯和加筋結構件時，材料和人工的節省更為可觀。如在航空工業的垂直舵制造中，使緊固件減少365個價格比傳統方法減少75%，產品重量不變，性能更好。

(7)制品精度好。真空樹脂導入工藝產品的尺寸精度（厚度）優于手糊制品。在同樣的鋪層下，一般真空樹脂擴散技術產品的厚度為手糊制品的2/3 。產品厚度偏差約為士10%，而手糊工藝一般為士20% 。產品表面的平整度優于手糊產品。真空樹脂導入工藝的機罩產品內壁光滑，表面自然形成富樹脂層，不需要另外加涂面漆。減少了打磨和涂漆工序的人工和材料。

當然目前真空樹脂導入工藝也有一定的缺點：

（1）準備工序時間較長而且較為復雜。需要正確的鋪層、鋪設導流介質、導流管、有效的真空密封等。因此對于小尺寸產品，其工藝時間反而超過手糊工藝。

（2）生產成本較高，并產生較多的廢料。如真空袋膜、導流介質、脫模布及導流管等輔助材料都是一次性使用，而且目前相當多的要依賴進口，故生產成本比手糊工藝高。但產品越大，這個差別越小。隨著輔助材料的國產化，這一成本差別也越來越小。當前研究可多次使用的輔助材料是本工藝的一個發展方向。

（3）工藝制造有一定的風險。尤其是大型復雜結構產品，一旦在樹脂灌注中失敗，產品易報廢。因此要有較好的前期研究，嚴格的工藝控制和有效的補救措施，以保證工藝的成功。（來源：玻纖復材）

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