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论复合材料成型模温机温度控制的重要性

返回列表 来源:鑫焘模温机 浏览: 发布日期:2019-09-10 09:55:59【

 模具温度控制是复合材料成型过程中需要注意的一个重点,它影响到了复合材料制品的整体质量,合理有效的控制模具温度才能生产出优质的模压制品。

复合材料成型过程中所需的模具温度,它确定了模具向模腔内物料的传热温度,对物料熔融、流动和固化进程起着决定型的影响。SMC/BMC 模塑料在模压过程中的温度变化十份复杂,由于塑料导热性能不佳,物料中心和边缘在成型的开始阶段温差较大,这将导致固化交联在物料的内外层不能同时开始,贴近模具的物料由于率先受热提前固化而形成硬的壳层,内部物料由于固化较晚,致使模压制品的的表层存在残余压应力,而内层存在拉应力,从而导致模压制品翘边、开裂、强度下降等问题。因此在模压作业过程中一定要控制好模腔内物料的内外温差,消除不均匀固化,或者高品质模压制品。

复合材料SMC/BMC模塑料的模压温度取决于固化体系的放热峰温度和固速率,通常选取固化温度稍微低一点的温度值为其固化温度范围,一般约在135℃-175℃之间,经过实验来确定具体温度值;固化速率快的体系取偏低一点的温度值,固化速率慢的体系取偏高一点的温度值,具体通过实验确定值,成型薄壁制品时取温度范围的上限,成型厚壁制品可取温度范围的下限。

在成型深度很大的薄壁制品时,由于流程长为防止流动过程中物料固化,也应取温度范围的下限。在不损害制品强度和其他性能指标的前提下,适当提高模压温度,对缩短成型周期和提高制品质量都有利。模压温度过低不仅熔融后的物料黏度高、流动性差,而且由于交联反应难于充分进行,从而使制品强度不高,外观无光泽,脱模时出现粘模和顶出变形。

在碳纤维产品热压或者玻璃钢成型工艺中,需要先使用模温机预热模具,然后将碳纤维预浸料放在热压模具中,待模具合模之后继续升温,经过成型设备高温高压处理使得混合物充分反应并固化成型,在达到最高模压温度后进行一段时间的保温,最后再将模具冷却并完成生产。

以碳纤维复合材料成型为例,从上面的生产流程我们可以知道,碳纤维热压成型的温度变化过程为:模具初升温 – 持续加热 – 恒温 – 冷却

在各阶段保持碳纤维热压模具温度的意义和作用如下:

- 模具初升温预热: 让模具升高到一定的温度来确保预浸料树脂保持更好的流动性;

- 加热阶段:持续加热模具直到工艺要求的最高模压温度,碳纤维物料内部发生交联反应;

- 恒温固化阶段:当模具达到固化温度后,应当在一定的时间内保持这个温度,以确保碳纤维预浸料和树脂充分反应,产品固化完全并消除内应力;

- 冷却阶段:为防止碳纤维产品成型后收缩出现翘曲的现象,需要对模具进行降温冷却;

针对复合材料成型模具控温特点,欧能机械开发了专门的导热油循环加热模温机。智能高精度模温机使用导热油作为传热媒介,使用电加热器作为发热元件,由循环泵驱动导热油在加热器与被加热物体间进行循环流动,起到加热控温的目的。

模温机通过电加热方式,确保导热油可以在单位时间内升温到预设温度,选用加热管主要是考虑其功率大小,加热功率越大,升温速度也就越快,当然加热功率并非一味地越高越好,越高的加热功率需要选用更大规格的线缆及电气部件,造成机组费用成本升高。

复合材料成型过程中,模温机温度控制直接影响树脂黏度、凝胶时间及成型固化周期,对制备高质量复合材料具有重要意义。

温度较低时树脂黏度增加,从而阻碍树脂对纤维的浸润,而温度较高时树脂黏度降低、树脂的流动性增强、树脂凝胶时间缩短。不同模具温度下树脂反应过程不一样。模具温度越高,树脂反应温度升高越快,从而使固化反应速度加快。随着固化反应的完成,热量慢慢散去,温度逐渐趋于稳定。

由于树脂固化过程发生化学反应,复合材料内部的温度分布还与树脂固化过程中化学反应的放热量有关,需要依靠模温机来进行控制。复合材料成型树脂固化过程的温度控制不合理,可导致复合材料局部温度较高,产生非均匀固化而影响复合材料制品的质量。因此,复合材料成型过程中,选择一台可以稳定控制模具温度的模温机显得尤为重要。

 

东莞市鑫焘机械有限公司于2009年成立,主要引进外国技术专业从事研发生产工业制冷机以及温控设备产品:各类模温机、压铸模温机、高温模温机、高光模温机、挤出模温机、化工模温机、油循环温度控制机、水循环温度控制机、冷冻机、油加热器、水加热器等一些列产品;更多详情登录:www.dglingfeng.com

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