FRTP成型法

frp小子

  FRTP是把热塑性树脂和玻璃纤维、碳纤维、聚酰胺纤维等复合而成的复合材料。通常是把这些材料混合的混合物熔融、混炼做成粒料，采用注射模塑成型。还有的用长纤维做成片状成型材料，用压机成型的模压料片。

前者是用纤维增强材料赋予各种树脂耐热性、尺寸稳定性、冲击强度或导电性等提高性能为目的，后者与FRP一样是以制造大型制品为目的，重视纤维排列方向及含量等的影响问题。

所使用的热塑性树脂是多种多样的，如AS、ABS、PA、PBT、PC、PET、POM、PPS等及高性能工程树脂，根据其不同特性而被利用。

(1)模压料片

近来最具实用性的模压料片是以聚苯乙烯为基体，玻璃纤维为增强材料的片材，采用PA、SAN、PBT、PPS，PPO等的FRTP也有出售。

模压料片成型法概要

概要
在比树脂熔融点高出20℃条件下预加热。受热的片材高速合模，高压成型

成型压力一般为981~1961Pa，模具保温60~80℃冷却

优点

用这一工艺可得到复杂形状的制

品，生产效率高

可成型大型制品

由于不损伤玻璃纤维，材料强度高

根据性能要求，可选择树脂，增强纤维

种类、纤维排列方向、填料等


成型装备

成型用模具

坯料剪裁装置

预热装置

成型用压机

缺点

材料成品率低

成型条件设定困难

制品形状稍有限制

模具、预热装置、卸料装置等设备费贵

①模压料片成型注意事项  通常采用聚丙烯的模压料片，成型材料的特征是补强材料采用卷曲的涡旋状蓬松的基材。用预加热使坯料膨润，装入金属模内，用压机赋予形状并把熔融的树脂充分浸渍在纤维上，在模具内冷却

固化。因此在成型的各工序中，温度控制和压机的成型周期的设定最为重要。

采用特殊增强材料(单向合股粗纱、碳纤维布等)的模压料片。使用耐高温的工程树脂，用高纤维含量(代替金属材料为目的的材料)，被认为是一种预浸渍的压缩成型材料。

②成型工序

a．模具采用具有部分凸缘的金属对模，其边缘要求高精度。坯料尺寸设计成能装进模具的尺寸，积层层数由制品重量决定。

b．无论哪种坯料都要温度均匀而且使表面和内部温差要小。

c．为使玻璃纤维同树脂起充分流动，加压速度要快，成型后在原压力下冷却—定时间。

d．因所使用树脂的种类不同，成型条件也不同，所以需通过试制设计出最佳作业标准。见表7-31。

表7-31  模压料片成型条件

基体树脂
PP
PPS

预热温度/℃

金属模具温度/℃

压机成型压力/KPa

加压速度/（mm/s）

成型周期/s
190~230

室温~60

9806~19613

30~100

30~60
250~280

室温~60

13729~41188

20~120

60~180


③模压料片的作业管理  必须明确模压料片的标准作业程序。在各项加ZT．序中，表示出必要事项和注意事项，对每件制品要保留记录，在不合格品及缺陷出现时安制订出有效的对策。作业标准见表7-32。

表7-32  作业标准示例

No
  
名称××××作业标准
图号
  
制定
H8.4.1

项  目
指  标
事  项

1
材料准备
模压料片  ××㎏
制造，记录lot编号

2
模具准备
检查、修理模具表面的伤痕
  

3
坯料
剪裁成规定尺寸
剪裁说明书

4
坯料预热
200℃，10min
作业手册

5
坯料装模
正确配置
作业手册

6
合模
合模速度40mm/s
作业手册

7
最终压力
表压11767kPa
作业手册

8
开模取出
开模开始后在60s内装在防止变形的夹具上冷却
附件3，作业手册

9
后加工
安装在加工夹具上去飞边、打孔、其他
作业手册

10
检查
外观检查，全检

尺寸检查，抽检10%
根据外观样本记入公司内部检查表

      

(2)混炼料的成型

作为FRTP成型材料主要是以颗粒状态供给。用注射模塑法、挤出成型法、压缩模塑法成型。
   在FRTP成型加下方法中，有以下相同之处。

①模具装在成型机上、控制温度。

②填入粒料。

③压缩、保压、冷却。

④脱模。

各工序的条件因成型体系不同而不同，各自规定标准作业程序，进行全面管理。

与产品物理性能有关的项目如下。

①除去水分、挥发分。

②防止玻璃纤维折断、损伤。

③熔融状态的流动性(黏度特性)。

④随着流动，纤维基材的配向和合流纹的控制。

⑤脱模后的热变形(翘曲)。

与生产效率有关的项目如下：

①成型压力；

②生产周期的运转速度；

③模具温度；

④冷却时间；

⑤有无热处理等、机械的选择、生产过程控制都是重要的。