CN110774615B - 一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法 - Google Patents

一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明专利涉及玻璃钢主题道具的制备技术领域，旨在提供一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其技术方案要点是：包括如下步骤：S1、成型模具准备；S2、粘贴边缘胶条；S3、涂刷脱模剂；S4、调配胶衣；S5、喷涂胶衣；S6、铺设增强纤维层；S7、纤维修剪；S8、铺设模具成型模腔脱模布；S9、铺设导流网；S10、铺设模具边缘脱模布；S11、铺设中心导流管；S12、铺设边缘导流管；S13、铺设真空膜；S14、密封真空膜；S15、抽真空及保压；S16、树脂填充；S17、保温固化；S18、脱模；S19、养护‑上色。本发明具有施工工艺稳定、施工效率高，所制得的制品质量好、良品率高的优点。

Description

一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法
技术领域
本发明专利涉及玻璃钢主题道具的制备技术领域，特别涉及一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法。
背景技术
玻璃钢又称玻璃纤维增强塑料（GRP）,是一种复合材料，包含树脂基体和增强体两部分。一般是以玻璃纤维或其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强体，以不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂为树脂基体复合制备形成的一种玻璃纤维增强塑料。根据使用树脂基体的不同，可以分为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢。玻璃钢材质轻盈，质地坚硬，不导电，机械强度高，力学性能稳定，耐化学性好，尤其适用于形状复杂、不易成型的产品的加工制造，经济效益突出。
随着经济的不断发展和人们生活水平的日益提高，主题乐园越来越受到人们的喜爱和追捧。由此催生出大量的主题类道具制品的需求。主题道具的形状一般复杂多变，如果使用普通材料和传统加工工艺会导致加工难度增大，且产品质量和产品批次一致性难以保证，而玻璃钢独特的材料特性应用于主题道具的加工则具有广阔的前景。
现有的一种玻璃钢制品生产工艺，包括如下工艺流程：
S1、制作合格的制品原型，即母模；
S2、根据制品原型(母模)制作成型模；
S3、在成型模表面涂刷脱模剂；
S4、涂胶衣树脂；
S5、裁切玻璃纤维织物；
S6、配胶；
S7、糊制：先人工在胶衣层表面均匀涂刷一层较厚的树脂，接着在树脂层上铺设第一层玻璃纤维增强材料，并用刷子压实，压实至树脂透析至玻璃纤维增强材料表面并完全浸没玻璃纤维增强材料。使用上述相同的方法继续涂刷树脂、铺设玻璃纤维增强材料，直至达到所需糊制的厚度。在糊制的过程中要保证树脂完全浸透玻璃增强纤维材料，每糊制一层玻璃增强纤维材料都尽可能排尽气泡，并注意贴胎良好；
S8、固化；
S9、脱模；
S10、封边修整；
S11、养护熟化；
S12、喷漆上色。
上述现有的这种玻璃钢制品生产工艺虽然工艺成熟，但是需要操作人员手工分层糊制。操作人员使用毛刷在成型模腔内涂刷树脂会导致树脂的流动状态不易稳定，且人工铺设玻璃增强纤维材料时也很难做到完全贴合模胎。同时，由于玻璃增强纤维材料具有极其丰富的微孔结构，树脂在浸润玻璃增强纤维材料时由于浸润速率不均一，从而容易产生气泡，进而极大的影响制品的质量和品控；另一方面，人工糊制也极大增加了制品制作的时间和生产成本。因此，需要对现有技术方案做进一步改进，以提高玻璃钢主题道具制品的质量和施工效率。
发明专利内容
本发明专利的目的是提供一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，具有施工工艺稳定、施工效率高，所制得的制品质量好、良品率高的优点。
本发明专利的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、成型模具准备：将对应制品的成型模具在施工区域就位；
S2、粘贴边缘胶条：在成型模具顶部端面的边缘粘贴双面胶条；
S3、涂刷脱模剂：在成型模具的所有贴胎面均匀涂刷脱模剂，涂刷时注意均匀无遗漏；
S4、调配胶衣：胶衣配料要充分混合均匀；
S5、喷涂胶衣：使用喷枪将胶衣均匀喷洒至成型模具贴胎面，注意控制胶衣的喷涂厚度；
S6、铺设增强纤维层：按照工艺要求分别铺设不同材质的增强纤维层；
S7、纤维修剪：用剪刀对铺设的三层增强纤维的边缘进行修剪；
S8、铺设模具成型模腔脱模布：在最外层玻纤的上表面铺设脱模布，并使脱模布贴合于最外层玻纤的上表面；
S9、铺设导流网：在成型模腔脱模布上表面铺设用于对树脂进行导流的导流网，导流网均匀覆盖住成型模腔；
S10、铺设模具边缘脱模布：在模具边缘处铺设脱模布，使得模具边缘被脱模布覆盖；
S11、铺设中心导流管：在铺设好的导流网中间位置沿导流网长度方向铺设中心导流管，在中心导流管的中间位置设置连接管，并在连接管连接树脂填充管；
S12、铺设边缘导流管：在沿边缘脱模布铺设边缘导流管，并将边缘导流管包裹于边缘脱模布内，并将边缘导流管的两个端口连接于同一树脂回流管；
S13、铺设真空膜：将透明塑料真空膜覆盖于整个模具的上方，并将真空膜的边缘沿边缘导流管翻折并包裹住边缘脱模布；
S14、密封真空膜：将翻折包裹住边缘脱模布的真空膜的边缘与边缘胶条贴合粘固，将树脂填充管、树脂回流管分别与真空膜接触的部位胶粘密封，从而形成密封真空膜腔体；
S15、抽真空及保压：先将树脂填充管贯穿真空膜的管口用管夹夹紧闭合，然后将树脂回收罐的回收管与树脂回流管连通，启动与树脂回收罐连接的真空泵，开始对真空膜腔体抽真空，当真空度达到设定范围值后开始保压；
S16、树脂填充：将树脂填充管的管口浸没于调配好的树脂液体内，松开管夹，由于真空膜腔体内处于负压状态，树脂在大气压力作用下沿树脂填充管流入真空膜腔体内，并从连接管流入中心导流管，中心导流管将树脂导流至导流网，树脂沿导流网缓慢均匀的流动，并在流动过程中逐渐渗透浸润至铺设的各层增强纤维内；
S17、保温固化：待树脂填充完成后，再次夹紧闭合树脂填充管管口，并将溢满真空膜腔体的多余树脂从树脂回流管吸入树脂回收罐，然后夹紧闭合树脂回流管，对真空膜腔体进行保温固化；
S18、脱模；
S19、养护-上色。
通过采用上述技术方案，在成型模腔脱模布表面铺设导流网，并在铺设好的导流网中间位置沿导流网长度方向铺设中心导流管，当树脂经树脂填充管流入连接管，并在中心导流管的导流作用下均匀流动至导流网，导流网上密布的网孔沿各个方向均匀的将树脂导流扩散，树脂在扩散的同时会向下渗透，并逐渐浸透至各增强纤维层，提高了树脂的均质化效果，进而达到提高制品质量的效果；在成型模腔外侧粘结固定真空膜，从树脂填充管将树脂吸入真空膜腔，由于真空膜腔内处于稳定的负压状态，树脂可以均匀稳定的被抽吸填充，从而避免了需要人工涂刷树脂的繁琐，提高了树脂填充效率，降低了施工成本；另一方面，通过真空抽吸树脂的方式来替代传统的手工涂刷，也提高了制品的质量和产品的良率；当树脂填充完成后，溢出成型模腔的树脂会沿树脂回流管流出真空膜腔，进而被回收利用，从而提高了原料的利用率，进一步降低了生产成本。
进一步的，所述S3步骤中的脱模剂为脱落蜡。
通过采用上述技术方案，脱落蜡具有耐热性好、应力性能优异、不易分解和磨损的优点，能够有效提高一次脱模成功率并减少制品的损坏。
进一步的，所述S6步骤中铺设增强纤维层时，在喷涂好的胶衣表面铺设底层碳纤维层，铺设时注意将碳纤维层均匀贴合于成型模腔内的每个贴胎面，并使胶衣充分浸透至底层碳纤维层表面，在铺设好的底层碳纤维层表面均匀喷涂一层强力喷胶，在强力喷胶表面胶合铺设第二层玻纤层，需要控制第二层玻纤层与第一层碳纤维层完全贴合，按照相同的方法铺设若干层玻纤层，最后在最上层玻纤层表面铺设外层碳纤维层。
通过采用上述技术方案，碳纤维强度高、韧性好，作为增强纤维层的底层和最外层可以起到最大的增强效果；玻纤具有丰富的纤维结构，能够有效吸收树脂，具有较好的覆盖适宜性，且成本较碳纤维较低，可以在满足制品强度要求的前提下降低生产成本。
进一步的，所述玻纤层为表面毡、短切纤维毡的至少一种。
通过采用上述技术方案，表面毡是定向单丝粘结成很薄的一种毡，其浸胶速度快且能吸收较多量的树脂，覆盖适宜性好，能够有效提高树脂填充的均匀性，减少气泡的产生；短切纤维毡是具有一定长度的短切纤维，在平面上均匀交错迭织后，通过粘结剂粘紧而成的一种毡，可吸收大量树脂，提高树脂填充效率。
进一步的，所述S7步骤中，修剪至增强纤维边缘多出模胎边缘1～2cm。
通过采用上述技术方案，多出模胎边缘1～2cm的增强纤维，可以保证树脂能够沿模胎边缘流动时也能浸润到增强纤维，从而能够保证制品边缘的结构强度。
进一步的，所述S9步骤中，修剪至导流网的边缘多出模胎边缘1～2cm。
通过采用上述技术方案， 多出模胎边缘1～2cm的导流网可以保证树脂能够顺利流动并浸润增强纤维，减少制品填充树脂缺失的几率，从而提高制品的良率。
进一步的，所述S15步骤中的真空度为0.1～0.01Pa，保压时间为3～5min。
通过采用上述技术方案，使得真空膜腔体内的负压维持稳定，从而可以使树脂均匀平稳的流入真空膜腔体，提高制品的质量。
进一步的，所述S17步骤中的保温固化温度为20～40℃，保温固化时间为1～2h,施工环境应通风良好并保持干燥，相对湿度应小于80%，温度应在15℃～25℃。
通过采用上述技术方案，相对稳定的温度及干湿度条件下，树脂与增强纤维层的渗透接触更加充分，树脂固化速率更加均匀稳定，树脂表面不易发粘且固化更加完全，从而提高了树脂固化成型的均一性。
进一步的，所述S1步骤中的成型模具，包括长边侧模板、设置于长边侧模板两端的弧形模板、分别与两个弧形模板远离长边侧模板一端端部固定连接的一对宽边侧模板，一对所述宽边侧模板远离长边侧模板方向的端部固定连接有异形边模板，所述成型模具底部设置有用于支撑成型模具的底模台。
通过采用上述技术方案，长边侧模板、弧形模板、宽边侧模板、异形边模板组成成型模具，成型模具与底模台围构成成型模腔，从而用于制品的成型制造。
进一步的，所述底模台内部沿底模台长度方向均匀间隔设置有多根电加热辊棒。
通过采用上述技术方案，通过电加热辊棒对底模台进行均匀加热，从而可以对成型模腔内的树脂实现均匀加热，提高树脂固化速率。
综上所述，本发明专利具有以下有益效果：
1.本发明通过在成型模腔脱模布表面铺设导流网，并在铺设好的导流网中间位置沿导流网长度方向铺设中心导流管，当树脂经树脂填充管流入连接管，并在中心导流管的导流作用下均匀流动至导流网，导流网上密布的网孔沿各个方向均匀的将树脂导流扩散，树脂在扩散的同时会向下渗透，并逐渐浸透至各增强纤维层，提高了树脂的均质化效果，进而达到提高制品质量的效果；
2.本发明在成型模腔外侧粘结固定真空膜，从树脂填充管将树脂吸入真空膜腔，由于真空膜腔内处于稳定的负压状态，树脂可以均匀稳定的被抽吸填充，从而避免了需要人工涂刷树脂的繁琐，提高了树脂填充效率，降低了施工成本；
3.本发明通过真空抽吸树脂的方式来替代传统的手工涂刷，也提高了制品的质量和产品的良率；当树脂填充完成后，溢出成型模腔的树脂会沿树脂回流管流出真空膜腔，进而被回收利用，从而提高了原料的利用率，进一步降低了生产成本。
附图说明
图1是实施例一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法中的成型模具整体示意图；
图2是实施例中用于体现中心导流管与树脂填充管的连接关系示意图；
图3是图2中A部分的局部放大示意图；
图4是实施例中用于体现边缘导流管与树脂回流管的连接关系示意图；
图5是实施例图4中B部分的局部放大示意图。
图中，1、成型模具；11、长边侧模板；12、弧形模板；13、宽边侧模板；14、异形边模板；2、底模台；21、电加热辊棒；3、中心导流管；31、连接管；4、边缘导流管；41、树脂回流管；5螺旋导流槽。
具体实施方式
以下结合实施列对本发明专利作进一步详细说明。
实施例：
一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，包括如下步骤：
S1、如图1所示，成型模具1准备：将对应制品的成型模具1在施工区域就位，其中成型模具1包括长边侧模板11、胶合于长边侧模板11两端的弧形模板12、分别与两个弧形模板12远离长边侧模板11一端端部通过胶合的方式固定连接的一对宽边侧模板13，一对宽边侧模板13远离长边侧模板11方向的端部胶合连接有异形边模板14，成型模具1底部设置有用于支撑成型模具1的底模台2。底模台2内部沿底模台2长度方向均匀间隔设置有多根电加热辊棒21；
S2、粘贴边缘胶条：在成型模具1顶部端面的边缘粘贴双面胶条；
S3、涂刷脱模剂：在成型模具1的所有贴胎面均匀涂刷脱模剂，脱模剂为脱落蜡，涂刷时注意均匀无遗漏；
S4、调配胶衣：胶衣配料要充分混合均匀；
S5、喷涂胶衣：使用喷枪将胶衣均匀喷洒至成型模具1贴胎面，注意控制胶衣的喷涂厚度；
S6、铺设增强纤维层：按照工艺要求分别铺设不同材质的增强纤维层，铺设增强纤维层时，在喷涂好的胶衣表面铺设底层碳纤维层，铺设时注意将碳纤维层均匀贴合于成型模腔内的每个贴胎面，并使胶衣充分浸透至底层碳纤维层表面，在铺设好的底层碳纤维层表面均匀喷涂一层强力喷胶，在强力喷胶表面胶合铺设第二层玻纤层，需要控制第二层玻纤层与第一层碳纤维层完全贴合，按照相同的方法铺设若干层玻纤层，玻纤层选用表面毡、短切纤维毡的至少一种，最后在最上层玻纤层表面铺设外层碳纤维层；
S7、纤维修剪：用剪刀对铺设的三层增强纤维的边缘进行修剪，并将增强纤维的边缘修剪至多出模胎边缘1～2cm；
S8、铺设模具成型模腔脱模布：在最外层玻纤的上表面铺设脱模布，并使脱模布贴合于最外层玻纤的上表面；
S9、铺设导流网：在成型模腔脱模布上表面铺设用于对树脂进行导流的塑料导流网，导流网均匀覆盖住成型模腔，并将导流网的边缘修剪至多出模胎边缘1～2cm；
S10、铺设模具边缘脱模布：在模具边缘处铺设脱模布，使得模具边缘被脱模布覆盖；
S11、如图2和图3所示，铺设中心导流管3：在铺设好的导流网中间位置沿导流网长度方向铺设中心导流管3，中心导流管3是螺旋带管状结构，沿螺旋带管的侧壁形成有螺旋导流槽，在中心导流管3的中间位置设置连接管31，并在连接管31连接树脂填充管（图中未示出）；
S12、如图4和图5所示，铺设边缘导流管4：在沿边缘脱模布铺设边缘导流管4，边缘导流管4也呈螺旋带管状结构，并将边缘导流管4包裹于边缘脱模布内，并将边缘导流管4的两个端口连接于同一树脂回流管41；
S13、铺设真空膜：将透明塑料真空膜覆盖于整个模具的上方，并将真空膜的边缘沿边缘导流管4翻折并包裹住边缘脱模布；
S14、密封真空膜：将翻折包裹住边缘脱模布的真空膜的边缘与边缘胶条贴合粘固，将树脂填充管、树脂回流管41分别与真空膜接触的部位胶粘密封，从而形成密封真空膜腔体；
S15、抽真空及保压：先将树脂填充管贯穿真空膜的管口用管夹夹紧闭合，然后将树脂回收罐的回收管与树脂回流管41连通，启动与树脂回收罐连接的真空泵，开始对真空膜腔体抽真空，真空度为0.1～0.01Pa，当真空度达到设定范围值后开始保压，保压时间为2～5min；
S16、树脂填充：将树脂填充管的管口浸没于调配好的树脂液体内，松开管夹，由于真空膜腔体内处于负压状态，树脂在大气压力作用下沿树脂填充管流入真空膜腔体内，并从连接管31流入中心导流管3，中心导流管3将树脂导流至导流网，树脂沿导流网缓慢均匀的流动，并在流动过程中逐渐渗透浸润至铺设的各层增强纤维内；
S17、保温固化：待树脂填充完成后，再次夹紧闭合树脂填充管管口，并将溢满真空膜腔体的多余树脂从树脂回流管41吸入树脂回收罐，然后夹紧闭合树脂回流管41，对真空膜腔体进行保温固化，保温固化温度为20～40℃，保温固化时间为1～2h，施工环境应通风良好并保持干燥，相对湿度应小于80%，温度应在15℃～25℃；
S18、脱模；
S19、养护-上色。
本具体实施例仅仅是对本发明专利的解释，其并不是对本发明专利的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明专利的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、成型模具(1)准备：将对应制品的成型模具(1)在施工区域就位；
S2、粘贴边缘胶条：在成型模具(1)顶部端面的边缘粘贴双面胶条；
S3、涂刷脱模剂：在成型模具(1)的所有贴胎面均匀涂刷脱模剂，涂刷时注意均匀无遗漏；
S4、调配胶衣：胶衣配料要充分混合均匀；
S5、喷涂胶衣：使用喷枪将胶衣均匀喷洒至成型模具(1)贴胎面，注意控制胶衣的喷涂厚度；
S6、铺设增强纤维层：按照工艺要求分别铺设不同材质的增强纤维层；所述S6步骤中铺设增强纤维层时，在喷涂好的胶衣表面铺设底层碳纤维层，铺设时注意将碳纤维层均匀贴合于成型模腔内的每个贴胎面，并使胶衣充分浸透至底层碳纤维层表面， 在铺设好的底层碳纤维层表面均匀喷涂一层强力喷胶，在强力喷胶表面胶合铺设第二层玻纤层，需要控制第二层玻纤层与第一层碳纤维层完全贴合，按照相同的方法铺设若干层玻纤层，最后在最上层玻纤层表面铺设外层碳纤维层；
S7、纤维修剪：用剪刀对铺设的三层增强纤维的边缘进行修剪；
S8、铺设模具成型模腔脱模布：在最外层增强纤维层的上表面铺设脱模布，并使脱模布贴合于最外层增强纤维层的上表面；
S9、铺设导流网：在成型模腔脱模布上表面铺设用于对树脂进行导流的导流网，导流网均匀覆盖住成型模腔；
S10、铺设模具边缘脱模布：在模具边缘处铺设脱模布，使得模具边缘被脱模布覆盖；
S11、铺设中心导流管(3)：在铺设好的导流网中间位置沿导流网长度方向铺设中心导流管(3)，在中心导流管(3)的中间位置设置连接管(31)，并在连接管(31)连接树脂填充管；
S12、铺设边缘导流管(4)：在沿边缘脱模布铺设边缘导流管(4)，并将边缘导流管(4)包裹于边缘脱模布内，并将边缘导流管(4)的两个端口连接于同一树脂回流管(41)；
S13、铺设真空膜：将透明塑料真空膜覆盖于整个模具的上方，并将真空膜的边缘沿边缘导流管(4)翻折并包裹住边缘脱模布；
S14、密封真空膜：将翻折包裹住边缘脱模布的真空膜的边缘与边缘胶条贴合粘固，将树脂填充管、树脂回流管(41)分别与真空膜接触的部位胶粘密封，从而形成密封真空膜腔体；
S15、抽真空及保压：先将树脂填充管贯穿真空膜的管口用管夹夹紧闭合，然后将树脂回收罐的回收管与树脂回流管(41)连通，启动与树脂回收罐连接的真空泵，开始对真空膜腔体抽真空，当真空度达到设定值后开始保压；
S16、树脂填充：将树脂填充管的管口浸没于调配好的树脂液体内，松开管夹，由于真空膜腔体内处于负压状态，树脂在大气压力作用下沿树脂填充管流入真空膜腔体内，并从连接管(31)流入中心导流管(3)，中心导流管(3)将树脂导流至导流网，树脂沿导流网缓慢均匀的流动，并在流动过程中逐渐渗透浸润至铺设的各层增强纤维内；
S17、保温固化：待树脂填充完成后，再次夹紧闭合树脂填充管管口，并将溢满真空膜腔体的多余树脂从树脂回流管(41)吸入树脂回收罐，然后夹紧闭合树脂回流管(41)，对真空膜腔体进行保温固化；
S18、脱模；
S19、养护-上色。
2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S3步骤中的脱模剂为脱落蜡。
3.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述玻纤层为表面毡、短切纤维毡的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S7步骤中修剪至增强纤维边缘多出模胎边缘1～2cm。
5.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S9步骤中，修剪至导流网的边缘多出模胎边缘1～2cm。
6.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S15步骤中的真空度为0.1～0.01Pa，保压时间为3～5min。
7.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S17步骤中的保温固化温度为20～40℃，保温固化时间为1～2h, 施工环境应通风良好并保持干燥，相对湿度应小于80%，温度应在15℃～25℃。
8.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述S1步骤中的成型模具(1)，包括长边侧模板(11)、设置于长边侧模板(11)两端的弧形模板(12)、分别与两个弧形模板(12)远离长边侧模板(11)一端端部固定连接的一对宽边侧模板(13)，一对所述宽边侧模板(13)远离长边侧模板(11)方向的端部固定连接有异形边模板(14)，所述成型模具(1)底部设置有用于支撑成型模具(1)的底模台(2)。
9.根据权利要求8所述的一种用于玻璃钢主题道具真空吸塑成型的施工方法，其特征在于：所述底模台(2)内部沿底模台(2)长度方向均匀间隔设置有多根电加热辊棒(21)。
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