采用不同工艺的玻璃钢风机外壳

摘要: 顾名思义,玻璃钢风机就是使用玻璃钢作为风机壳体,利用玻璃钢材料的高强度以及耐腐蚀等特性,作为通风环控设备大量

顾名思义,玻璃钢风机就是使用玻璃钢作为风机壳体,利用玻璃钢材料的高强度以及耐腐蚀等特性,作为通风环控设备大量使用在规模化畜禽养殖生产中。目前,玻璃钢风机的玻璃钢外壳基本上采用三种工艺来生产,手糊、SMC和RTM工艺。当然,玻璃钢制品生产中还有不少其他工艺,比如生产玻璃钢料塔就可以用喷射法、手糊法和真空袋法,生产玻璃钢梁和型材可以用拉挤成型和缠绕法。这里仅针对玻璃钢风机壳体的三种工艺,为大家逐一介绍其优缺点。

 

玻璃钢手糊工艺

手糊工艺是玻璃钢行业的工艺基础,是最传统的工艺,包括RTM和喷射等新工艺都是与其密不可分,也是目前玻璃钢风机壳体制造中应用最广泛的工艺。这种工艺是把玻璃纤维织物和树脂交替铺层在模具上,通过人工滚压来使玻璃纤维和树脂浸润并施加压力促进层间的粘合压实,然后固化成型后脱模生产出成品。在风机壳体力学设计合理、玻璃纤维铺层设计用量以及选用树脂性能良好的条件下,风机壳体的强度和刚度都是可以保证使用。


手糊工艺的缺点是只能制作一面光的制品,只能施用单面胶衣。目前市场上有两种不同的手糊工艺来制作风机壳体,一种是使用外模向内铺层制作,在壳体外面施用胶衣,外表面光滑,而内表面是粗糙的。其优点是外部胶衣可以起到耐候抗老化的作用,但缺点是内表面粗糙,会带来微小的风阻,同时不便于清洁,表面容易积存灰尘,对防疫和生物安全带来一定的风险。另外一种是使用内模来制作,胶衣施用在壳体内表面。其缺点也是显而易见的,由于外表面没有起耐候作用的胶衣,风机壳体的耐候抗老化性能差,在日晒雨淋的外界环境影响下,很快会发生树脂粉化纤维外露,壳体强度也会迅速下降。


从笔者的观点看,如果要从两种制作方法二选一的话,还是应该选择外表面有胶衣的方法,起码不会让风机壳体老化,强度很快下降,可能在长期运行和震动中再出现其他质量问题,从而导致风机性能劣化。

 

SMC工艺

SMC 是Sheet moldingcompound的缩写,即片状模塑料。主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂,填料及各种助剂组成。SMC工艺生产玻璃钢风机壳体通常分为两步。第一步是先制备片状模塑料,碾压为有一定柔性的片状材料,成品有点类似橡皮泥的形态。第二步是使用模具在高温高压的条件下,把人工铺进模具的片状模塑料压制并固化成型。


这种工艺的优点是可以生产两面光的制品,生产效率高,生产成本低。但是其缺点也是比较明显,主要体现在强度和耐候性两个方面。


在风机壳体结构设计一致的比较条件下,SMC工艺的玻璃钢强度是手糊和RTM工艺中最低的。造成这种情况的原因主要来自三个方面。

首先,SMC工艺中使用的预先制备片状模塑料中的玻璃纤维都是短切玻璃丝,否则模压过程中流动性很差,也无法生产合格的产品,而手糊和RTM工艺都是使用多层玻璃纤维织物;

其次, SMC工艺使用的玻璃纤维含量通常不会超过30%,否则也很难解决模压过程中原料流动性的问题,而手糊和RTM工艺中使用的玻璃纤维比例一般会达到50%(不偷工减料的情况下);

第三,是和风机壳体的模压工艺有关,通常风机壳体SMC模压都是上下开模,而风机壳体在实际使用中都是侧面受力,即使SMC压机压力吨位再大,在模压过程中对壳体侧面的压力作用很小,造成侧面壳体的密度小于端面壳体(比如风机壳体的安装法兰面),密度低自然影响材料强度。


耐候性方面不佳的主要原因还是由于内外表面都没有胶衣,即使在片状模塑料的树脂中添加了耐候剂,也顶不了太长时间。在日晒雨淋的外界环境影响下,同样很快会发生树脂粉化纤维外露,壳体强度迅速下降。耐候性是SMC工艺最大的硬伤,就此问题,笔者曾经咨询过常州华日的专家,华日是日本DLC的独资企业,SMC片状模塑料方面的技术在国内也可以算首屈一指。在汽车工业领域,SMC工艺也是大量使用的玻璃钢制作技术,应用在比如汽车保险杠等方面,当时提出的问题就是汽车工业使用SMC玻璃钢工艺是如何解决耐候和老化的影响。专家的回答很简单,汽车上使用的所有SMC部件都是通过做表面喷漆处理来解决耐候和老化的问题。

 

RTM工艺

树脂传递模塑成型简称RTM,起始于50、60年代,是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术,可以生产出两面光的制品。RTM的基本原理是是在模腔中铺放设计好的增强材料预成型体,在压力或真空或两者共同的作用下将低粘度的树脂注入模腔,树脂在流动充模的过程中完成对增强材料预成型体的浸润,并固化成型而得到复合材料构件的工艺方法。其在制品可设计性、可方向性增强、制品综合性能方面均优于SMC。


RTM工艺兼有手糊工艺使用多层玻璃纤维织物铺层来保证制品强度的特点,又可以内外表面同时施用胶衣来提高耐候抗老化的能力并同时提供光滑的内表面。RTM的缺点主要在成本较高和对生产工艺技术要求高两个方面。成本方面主要由于材料成本高和生产时间长,略高于手糊工艺制品,远高于SMC工艺制品。而且对于生产工艺技术要求高,一旦工艺控制出现问题,容易造成产品质量波动和废品率高等问题。

 

玻璃钢产品属于复合材料的范畴,从设计、材料到工艺涉及到的技术很多,以后可以针对其中某一个工艺来做相对详尽的介绍。本文如有不准确的地方,欢迎大家指正。




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