CN108262985A - 一种玻璃钢模具的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模具制作技术领域，尤其涉及一种玻璃钢模具的制作方法，包括(1)母模准备、(2)胶衣层喷涂、(3)表面层糊制、(4)增强层糊制、(5)模具加固、(6)后固化、以及(7)脱模。本发明的玻璃钢模具的制作方法操作简单，模具表面精度高；模具通过框架加强筋的布置进行了加固，可有效防止模具使用过程中的变形，延长了模具的使用寿命。

Description

一种玻璃钢模具的制作方法
技术领域
本发明涉及模具制作技术领域，尤其涉及一种玻璃钢模具的制作方法。
背景技术
目前，大部分地铁车头都为外表面光滑、内表面粗糙的壳体结构，而后用内饰件进行美化，很少有内外表面全光滑的产品。而生产这种内外表面全光滑的壳体结构，就必须有与之相匹配的模具，通过上、下模合模的方式进行制作，这对模具的精度要求极高，无疑增加了模具的制作难度，因此，急需提供一种模具的制作方法，来满足地铁车头内外表面全光滑相关产品的批量生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、模具表面精度高且模具使用寿命长的玻璃钢模具制作方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种玻璃钢模具的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
(1)母模准备：清除母模表面杂物；
(2)胶衣层喷涂：在母模表面进行胶衣层喷涂，喷涂操作至少分两遍完成，胶衣层的总厚度控制在0.6-1.0mm之间；
(3)表面层糊制：在步骤(2)中所述胶衣层的基础上铺敷表面毡；表面毡铺敷完成后，用树脂将所述表面毡浸透，并排除气泡，固化后形成表面层；对表面层进行清理毛刺、气泡、胶瘤操作；
(4)增强层糊制：在步骤(3)中表面层的基础上采用多层不同克重的短切毡进行复合积层糊制，固化后形成增强层；
(5)模具加固：在模具背部布置框架加强筋，所述框架加强筋通过树脂腻子与步骤(4)中的所述增强层粘接固定；所述框架加强筋固定后，在其外面糊制浸渍过胶液的短切毡，固化后打磨去除毛刺；
(6)后固化：对固化后的模具进行后固化；
(7)脱模：模具后固化完成后进行脱模，脱模后对模具表面进行表面处理。
进一步的，在步骤(4)增强层糊制完成后且步骤(5)模具加固前，还包括夹心层糊制步骤：在步骤(4)中增强层的基础上通过树脂腻子粘接固定夹心层，且夹心层固定后采用树脂糊制一层短切毡，步骤(5)中布置的框架加强筋与该层短切毡粘接固定。
进一步的，步骤(2)的胶衣层喷涂采用手工涂刷或喷枪喷涂，其中：采用手工涂刷时，胶衣层分两遍涂刷完成，每遍厚度控制在0.4±0.1mm之间；采用喷枪喷涂时，胶衣层至少分两遍喷涂完成，首先喷涂一遍，之后再进行二次喷涂，且喷涂时补加3-5﹪的苯乙烯。
进一步的，步骤(2)中的胶衣层固化后再进行步骤(3)表面层糊制，且胶衣层固化与表面层糊制的时间间隔不大于8小时。
进一步的，步骤(4)中，首先采用1-2层CSM300短切毡利用乙烯基模具树脂进行糊制，待其固化后采用5-7层CSM450短切毡或者400/200复合毡利用不饱和聚酯模具树脂进行糊制。
进一步的，步骤(4)中，短切毡纵横交替铺敷，且短切毡之间进行搭接，搭接长度在40-50mm之间。
进一步的，步骤(5)中，框架加强筋为与模具背部轮廓相吻合的封闭式框架结构，采用方钢管焊接而成，且方钢管的布置间距在200-400mm之间。
进一步的，步骤(5)中，用于框架加强筋粘接固定的树脂腻子的厚度小于5mm，框架加强筋外面所糊制的短切毡的宽度在100-150mm之间。
进一步的，步骤(6)中，模具在55-60℃条件下后固化2小时、或在40-45℃条件下后固化4小时后再常温固化6-7天。
进一步的，步骤(7)中，表面处理包括简便表面处理和细致表面处理，简便表面处理依次包括切割、去毛边、以及打磨处理；细致表面处理依次包括粗磨、水砂精磨、以及研磨抛光。
本发明的一种玻璃钢模具的制作方法，具有以下有益效果：
1、本发明的玻璃钢模具的制作方法操作简单，模具表面精度高，可保证所生产产品的内外表面均平整光滑；模具通过框架加强筋的布置进行了加固，可有效防止模具使用过程中的变形，保证了模具的耐冲击性和稳定性，延长了模具的使用寿命。
2、本发明的玻璃钢模具的制作方法还包括夹心层糊制，从而可以避免框架加强筋在模具表面胶衣层显影或表筋。
3、本发明的玻璃钢模具的制作方法所制作的模具脱模后进行简便表面处理和细致表面处理，从而保证了模具的表面质量。
4、本发明的玻璃钢模具的制作方法，通过增强层的糊制，使得制作的模具更适于生产周期长、生产数量大的产品的生产，从而从模具需求方面降低了产品的生产成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例的一种玻璃钢模具的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
(1)母模准备：清除母模表面杂物；
具体的，将处理好的母模，安放在生产现场，必要时用软布、毛刷等工具对母模表面进行杂物清理，并检查母模表面质量状况是否符合相关要求。
(2)胶衣层喷涂：在母模表面进行胶衣层喷涂，喷涂操作至少分两遍完成，胶衣层的总厚度控制在0.6-1.0mm之间；
具体的，胶衣层喷涂采用手工涂刷或喷枪喷涂，其中：采用手工涂刷时，胶衣层分两遍涂刷完成，每遍厚度控制在0.4±0.1mm之间，胶衣涂刷时必须在前层胶衣凝胶至用手触摸发软但不粘手后再涂刷下一层，涂刷时注意层与层之间的涂刷方向尽量垂直，以免出现漏涂，同时要注意清除模具表面胶衣中由于其他原因带进的杂质；采用喷枪喷涂时，胶衣层至少分两遍喷涂完成，首先喷涂一遍，之后再进行二次喷涂，且喷涂时可根据胶衣粘度适当补加3-5﹪的苯乙烯以调节胶衣的粘度及补充喷涂过程中所挥发损失的苯乙烯。
(3)表面层糊制：在步骤(2)中胶衣层的基础上铺敷表面毡；表面毡铺敷完成后，用树脂将表面毡浸透，并排除气泡，固化后形成表面层；对表面层进行清理毛刺、气泡、胶瘤操作；
具体的，为保证模具表面质量，在胶衣层的基础上糊制一层表面毡。表面毡的主要作用是保证模具表面平整，没有力学性能，因此对表面毡的铺敷方向没有严格要求，只要不出现漏铺即可。在铺完表面毡后，用毛刷或胶辊，或二者配合使用，将表面毡用树脂浸透，并排除气泡，注意涂刷时要从一端向另一端或从中间向两头将气泡赶净。表面层胶凝固化后，步骤(4)增强层糊制之前，根据表面层的平整情况，进行清理毛刺、气泡、胶瘤等工作，然后糊制增强层。应当注意，需在步骤(2)中的胶衣层固化后再进行步骤(3)表面层糊制，且胶衣层固化与表面层糊制的时间间隔不能太长，以不大于8小时为宜。
(4)增强层糊制：在步骤(3)中所述表面层的基础上采用多层不同克重的短切毡进行复合积层糊制，固化后形成增强层；
具体的，模具的增强层的材料和铺层选择要根据模具的使用情况进行设计。对于那些项目生命周期较长且生产数量较多的产品模具，前两层可采用1-2层CSM300短切毡利用乙烯基模具树脂进行糊制，待其固化后进行打磨处理，然后再糊制其它增强层，这些增强层可以采用不饱和聚酯模具树脂进行积成。对于那些生产数量小于200件的模具，可直接采用不饱和聚酯模具树脂进行糊制。为了改善模具的表面质量，优选的，首先采用1-2层CSM300短切毡利用乙烯基模具树脂进行糊制，待其固化后采用5-7层CSM450短切毡或者400/200复合毡利用不饱和聚酯模具树脂进行糊制，本领域技术人员也可以根据实际情况设计铺层层数和厚度。
由于短切毡经纬向强度不同，而模具要求正交各向同性，因此在铺敷的时候要使短切毡纵横交替，有棱角的地方要用无捻纱增强，也可根据模具的实际要求和使用情况，适当使用短切毡增强。糊制时，短切毡之间要搭接，搭接长度一般在40-50mm之间，然后根据设计要求进行层层糊制，直至规定的铺层层数和厚度为止。为防止树脂固化收缩和使用过程中的变形，必要时可预埋金属或木制加强筋等。
(5)模具加固：在模具背部布置框架加强筋，框架加强筋通过树脂腻子与步骤(4)中的增强层粘接固定；框架加强筋固定后，在其外面糊制浸渍过胶液的短切毡，固化后打磨去除毛刺；
具体的，为提高模具的强度和刚度，保证模具的耐冲击性、稳定性、尺寸精度等，必要时在玻璃钢模具的背面糊制框架加强筋，框架加强筋可以采用金属材料、或非金属材料。糊制框架加强筋时，先把框架加强筋放在需要加强的部位并使之与模具相吻合，有缝隙的地方可用树脂腻子(树脂与填料混合物)进行填充，然后在加强筋的外面糊制2-3层浸渍过胶液的短切毡。其中，模具加固应在模具本身尚未脱模时进行。
(6)后固化：对固化后的模具进行后固化；
具体的，当框架加强筋处的玻璃钢的巴氏硬度达到30后，将模具放入后固化车间进行后固化，模具在固化车间内，55-60℃后固化2小时或40-45℃后固化4小时后再常温固化6-7天。
(7)脱模：模具后固化完成后进行脱模，脱模后对模具表面进行表面处理；
具体的，表面处理包括简便表面处理和细致表面处理，简便表面处理依次包括切割、去毛边、以及打磨处理；细致表面处理依次包括粗磨、水砂精磨、以及研磨抛光；其中：
粗磨：首先用400#水砂纸经水浸泡后在模具表面平顺的反复打磨，使模具表面的脱模剂全部打掉为止；然后用600#水砂纸按上述方法打磨，直至模具表面无粗细不均的划痕；最后用800#水砂纸打磨至模具表面目视不见明显划痕为止。每一次打磨结束后，需要用水清洗模具表面，去掉余留的砂粒。
水砂精磨：分别用1000#、1200#、1500#、2000#水砂纸按上述粗磨方法反复打磨，每用一种标号的水砂纸打磨后都要对模具表面进行清洗。
研磨抛光：用抛光机进行中粗抛光和精细抛光，将抛光膏均匀地涂在模具表面上，稍停2-3min后，用装有布轮的抛光机进行逐段研磨，直至模具表面出现镜面反光和无残留砂磨痕迹，然后用毛刷、毛巾把粗抛残渣清除干净，重新涂抛光剂，停5-6min，待溶剂渗透到模具表面内，再用布轮抛光机继续研磨抛光，最后用装有羊毛轮的抛光机进一步精细抛光至目视模具表面呈高度清晰的镜面反光为止。
本发明的玻璃钢模具的制作方法操作简单，模具表面精度高，可保证产品内外表面均平整光滑；通过增强层的糊制，使得制作的模具更适于生产周期长、生产数量大的产品的生产，从而从模具需求方面降低了产品的生产成本；模具通过框架加强筋的布置进行了加固，可有效防止模具使用过程中的变形，保证了模具的耐冲击性和稳定性，延长了模具的使用寿命；模具脱模后进行简便表面处理和细致表面处理，从而保证了模具的表面质量。
进一步的，在步骤(4)增强层糊制完成后且步骤(5)模具加固前，还包括夹心层糊制步骤：在步骤(4)中增强层的基础上通过树脂腻子粘接固定夹心层，且夹心层固定后采用树脂糊制一层短切毡，步骤(5)中布置的框架加强筋与该层短切毡粘接固定。
具体的，对于一些中、大型的玻璃钢模具(例如：窗口墙板、卫生间壳体、车头面罩等)，为了防止框架加强筋在模具胶衣层上显影或表筋，可以在模具增强层糊制完成后增加胶合板、泡沫板或强芯毡等材料作为夹心层，本领域技术人员可根据模具成型特点自由选择。若选用胶合板或泡沫板作为夹心层材料，需先在其表面打孔排气，以消除大面积用不饱和聚酯腻子粘接时的气泡和应力，然后糊制一层CSM300短切毡。在铺敷了夹心层的情况下，后续模具加固步骤中的框架加强筋将粘接固定在夹心层上的该层短切毡上。
进一步的，框架加强筋为与模具背部轮廓相吻合的封闭式框架结构，采用方钢管焊接而成，且方钢管的布置间距在200-400mm之间。另外优选地，为了提高框架加强筋的强度，防止变形，框架加强筋可以加焊斜拉筋。
具体的，为防止模具变形，框架加强筋必须是封闭的框架结构；对于材质，本领域技术人员可根据经验及模具的尺寸大小、重量、用途等进行策划和设计。框架加强筋可以采用40x40方钢管；斜拉筋可以采用方钢管、圆管、角钢、异型钢及其他可以用来支撑的金属材料。对于一些简单曲面产品，建议将方钢管框架加强筋按样板要求对方钢管进行加工处理，以使其轮廓同模具背部轮廓相吻合；对于一些复杂曲面产品或壁厚较厚的管材可以采用切断后拼焊的方式来实现，模具背部用泡沫和腻子处理成平面以简化补强斜拉筋的制作。方钢管焊接时要保证受力面的焊接强度，根据不同的模具采取不同的焊接方式，焊机可用二氧化碳气体保护焊，交、直流弧焊机。根据模具造型的不同，一般将方钢管割口的工艺进行随型煨制，但要保证煨制成所需形状后要把垂直于模具的二个立面点焊以提高整体刚度，特殊形状方钢管不好煨制的可以采用钢板等离子切割。
进一步的，模具可以加焊四个用于插入行走轮的支撑管，对于特殊大、重的模具可视具体情况决定，一般情况不允许将万向或定向轮直接焊到框架加强筋上，以降低成本减少浪费，提高效益，行走轮支撑管可以使用50x50方钢管，长度取200-400mm之间；钢板使用厚度在2-10mm之间的钢板；角钢使用20-63mm的角钢；钢管一般使用D15-D60mm的钢管。
进一步的，步骤(5)中，用于框架加强筋粘接固定的树脂腻子的厚度小于5mm，以保证框架加强筋与模具随型，框架加强筋外面所糊制的短切毡的宽度在100-150mm之间，另外应注意糊制时不得出现漏糊现象。
本发明的玻璃钢模具的制作方法所制作的用于同一产品生产的模具包括上模以及下模，上模以及下模在糊制完成后，且在树脂未固化前进行合模，利用模具的自重将产品内外表面挤压光滑，并通过定位销使上、下模具精准定位，从而制作出内外表面光滑平整、美观的大型玻璃钢产品。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，该制作方法包括以下步骤：
(1)母模准备：清除母模表面杂物；
(2)胶衣层喷涂：在母模表面进行胶衣层喷涂，喷涂操作至少分两遍完成，胶衣层的总厚度控制在0.6-1.0mm之间；
(3)表面层糊制：在步骤(2)中所述胶衣层的基础上铺敷表面毡；所述表面毡铺敷完成后，用树脂将所述表面毡浸透，并排除气泡，固化后形成表面层；对所述表面层进行清理毛刺、气泡、胶瘤操作；
(4)增强层糊制：在步骤(3)中所述表面层的基础上采用多层不同克重的短切毡进行复合积层糊制，固化后形成增强层；
(5)模具加固：在模具背部布置框架加强筋，所述框架加强筋通过树脂腻子与步骤(4)中的所述增强层粘接固定；所述框架加强筋固定后，在其外面糊制浸渍过胶液的短切毡，固化后打磨去除毛刺；
(6)后固化：对固化后的模具进行后固化；
(7)脱模：模具后固化完成后进行脱模，脱模后对模具表面进行表面处理。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，在步骤(4)增强层糊制完成后且步骤(5)模具加固前，还包括夹心层糊制步骤：在步骤(4)中所述增强层的基础上通过树脂腻子粘接固定夹心层，且夹心层固定后采用树脂糊制一层短切毡，步骤(5)中布置的所述框架加强筋与该层短切毡粘接固定。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(2)的所述胶衣层喷涂采用手工涂刷或喷枪喷涂，其中：
采用手工涂刷时，胶衣层分两遍涂刷完成，每遍厚度控制在0.4±0.1mm之间；
采用喷枪喷涂时，胶衣层至少分两遍喷涂完成，首先喷涂一遍，之后再进行二次喷涂，且喷涂时补加3-5﹪的苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(2)中的胶衣层固化后再进行步骤(3)表面层糊制，且胶衣层固化与表面层糊制的时间间隔不大于8小时。
5.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(4)中，首先采用1-2层CSM300短切毡利用乙烯基模具树脂进行糊制，待其固化后采用5-7层CSM450短切毡或者400/200复合毡利用不饱和聚酯模具树脂进行糊制。
6.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(4)中，短切毡纵横交替铺敷，且短切毡之间进行搭接，搭接长度在40-50mm之间。
7.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(5)中，所述框架加强筋为与模具背部轮廓相吻合的封闭式框架结构，采用方钢管焊接而成，且方钢管的布置间距在200-400mm之间。
8.根据权利要求7所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(5)中，用于所述框架加强筋粘接固定的树脂腻子的厚度小于5mm，框架加强筋外面所糊制的短切毡的宽度在100-150mm之间。
9.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(6)中，模具在55-60℃条件下后固化2小时、或在40-45℃条件下后固化4小时后再常温固化6-7天。
10.根据权利要求1所述的玻璃钢模具的制作方法，其特征在于，步骤(7)中，所述表面处理包括简便表面处理和细致表面处理，所述简便表面处理依次包括切割、去毛边、以及打磨处理；所述细致表面处理依次包括粗磨、水砂精磨、以及研磨抛光。
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