玻璃鋼門窗型材的拉擠成型工藝
我國建筑門窗行業(yè)應(yīng)是多元化、多層次的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系，盡管當(dāng)前已生產(chǎn)和使用的門窗產(chǎn)品有鋼、鋁、塑、木四大類產(chǎn)品，但其他新材料如有較好的物理性能、有較突出的保溫節(jié)能效果，資源豐富，能滿足使用功能，都可用來研制門窗。玻璃鋼是一種應(yīng)用比較廣泛的新材料，不僅在國防工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著作用，而且作為建筑工業(yè)中的一種新材料，它具有******的物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能，也是制作門窗的一種優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料。玻璃鋼是由基體樹脂和增強(qiáng)纖維構(gòu)成的類似于鋼筋混凝土的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)體。由于樹脂和纖維在性能上的“優(yōu)勢互補(bǔ)”，因而具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、防腐、絕緣、保溫、隔聲等優(yōu)良的物化性能。玻璃鋼門窗型材是玻璃纖維及織物浸透樹脂后經(jīng)牽引機(jī)牽引，通過加熱專用模具高溫固化成型，形成表面光潔、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度高的玻璃鋼型材。型材經(jīng)特殊涂層表面處理切割下料后，使用專用角連件和密封材料，即可組裝成門窗。
1 玻璃鋼門窗型材的拉擠工藝
1.1玻璃鋼門窗制造過程
玻璃鋼門窗通過采用拉擠工藝成型的中空型材，經(jīng)過切割、拼裝制成門窗框材，再裝上橡膠密封條、五金件、中空玻璃等附件制成門窗。為了減輕重量和增加剛度，門窗型材一般都是空腹式。玻璃鋼拉擠成型是自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)同一截面玻璃鋼型材的工藝，它能成型截面形狀相當(dāng)復(fù)雜的產(chǎn)品。通過連續(xù)纖維的增強(qiáng)，可獲得比傳統(tǒng)材料更佳的機(jī)械性能，由高分子組成的基體滿足了結(jié)構(gòu)、化學(xué)、耐火、電氣、腐蝕和環(huán)境方面的要求，具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性。玻璃鋼門窗強(qiáng)度高、剛度大、不變形、隔熱保溫、防水防腐、使用壽命長、裝飾性好、外觀精致、易于保養(yǎng)。
1.2拉擠成型工藝優(yōu)點(diǎn)
玻璃鋼門窗拉擠成型工藝是復(fù)合材料成型中的一種特殊工藝，其優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，生產(chǎn)效率高；
(2)成型制品中樹脂含量容易控制，纖維含量高，可充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用；
(3)力學(xué)性能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，合理選用不同增強(qiáng)材料，可賦予制品不同的橫縱向強(qiáng)度，可滿足不同的要求；
(4)長度可隨意控制，使生產(chǎn)過程中無邊角廢料，后繼加工少，省工、節(jié)能、降耗。同時(shí)，也有只能生產(chǎn)單一截面形狀制品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，橫向強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)。
1.3拉擠成型的原料
玻璃鋼拉擠工藝成型的原、輔材料包括玻璃纖維增強(qiáng)材料、樹脂基體和輔助材料。玻璃纖維增強(qiáng)材料包括無捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。增強(qiáng)材料是中空型材的支撐骨架，它基本上決定了制品的拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量，而且對減少高聚物收縮，提高熱變形溫度和低溫沖擊強(qiáng)度也有一定的作用。拉擠成型工藝對玻璃纖維連續(xù)氈的要求是具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。樹脂基體應(yīng)選擇能滿足型材使用要求、拉擠工藝專用的不飽合聚酯樹脂。輔助材料包括內(nèi)脫模劑、粉末填料、偶聯(lián)劑、固化劑等。內(nèi)脫模劑一般選用硬脂酸鹽系列的產(chǎn)品。填料的作用在于改善樹脂工藝及制品的性能和降低成本。通常無機(jī)填料可以提高機(jī)械強(qiáng)度和硬度，減少體積收縮率，增加耐熱性、自熄性，增加樹脂的黏度和降低流動(dòng)性。
1.4拉擠成型工藝
玻璃鋼拉擠成型是將浸漬過樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維、玻璃纖維連續(xù)氈、玻纖或化纖表面氈等增強(qiáng)材料，通過預(yù)成型模具進(jìn)入加熱的型材模具，在模具中升溫固化，在牽引力作用下連續(xù)拉出任意長的玻璃鋼型材。拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預(yù)成型、固化定型、牽引、切斷等加工工序組成，成型制品再通過精細(xì)加工程序完成。玻璃纖維從紗架引出后，經(jīng)過排紗器進(jìn)入浸膠槽浸透樹脂膠液，然后進(jìn)入預(yù)成型模具，將多余樹脂和氣泡排出，再進(jìn)入成型固化模凝膠、固化，固化后的制品由牽引機(jī)連續(xù)不斷地從模具中拔出，***后由切斷機(jī)定長切斷。主要成型設(shè)備有紗架、膠槽、模具、牽引機(jī)、型材切割機(jī)等，輔助設(shè)備有烘干機(jī)、攪拌機(jī)、切氈機(jī)等。在成型過程中，每道工序都可以有不同方法：如送紗工序，可以增加連續(xù)纖維氈或三向織物以提高制品強(qiáng)度；牽引工序可以是履帶式牽引機(jī)，也可以是液壓式牽引機(jī)；固化方式可以是模內(nèi)固化，也可以用加熱爐固化；加熱方式可以是高頻電加熱或是熔融金屬等。
1.5拉擠成型工藝參數(shù)
玻璃鋼型材拉擠工藝參數(shù)主要包括：固化溫度、固化時(shí)間、牽引力及速度、紗和氈?jǐn)?shù)量等，拉擠速度和模具溫度是***重要的工藝參數(shù)。樹脂配方是決定型材拉擠工藝參數(shù)的重要因素，原料配方確定以后，可由樹脂體系固化的放熱峰曲線來確定模具溫度分布，它是確定其他工藝參數(shù)的前提。模具溫度太高，則反應(yīng)太快，容易引起制品熱開裂。工藝速度決定了材料在模具中停留的時(shí)間。拉擠速度的選擇須***與溫度匹配，模具溫度高，牽引速度增加。拉擠速度的上限與樹脂、纖維、模具三者的具體情況及拉擠設(shè)備的能力有關(guān)。為了提生產(chǎn)率，一般盡可能提高速度，這樣可提高模具剪切應(yīng)力，提高制品表面質(zhì)量。由于門窗型材壁厚較大，所以拉速度不易過大。拉擠工藝啟動(dòng)時(shí)，速度應(yīng)放慢，然后逐步提高到正常的速度。牽引力是重要的參數(shù)之一，影響牽引力的因素很多，在拉擠工藝中，牽引力的穩(wěn)定性比起牽引大小更為重要，許多拉擠工藝故障的預(yù)兆都是牽引力驟然增加。牽引力的變化反映出產(chǎn)品在模具中的狀態(tài)，呈鋸齒形的牽引力反映出型材脫黏點(diǎn)蠕動(dòng)的不穩(wěn)定性。夾持力的大小以牽引時(shí)產(chǎn)品被夾住不滑動(dòng)為宜，牽引力越高，所需夾持力越大。夾持力太大會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋和壓痕，太小會(huì)產(chǎn)生阻塞，產(chǎn)品在模具中打滑。在拉擠工藝中要采用與型材外形相適合的夾具。
由于拉擠成型工藝參數(shù)是相互影響的，***好的辦法是探測模具內(nèi)的固化聚合反應(yīng)，以此來清楚了解工藝參數(shù)的實(shí)際組合效果。實(shí)際過程中可在浸漬過樹脂的增強(qiáng)材料束中放置一熱電偶，當(dāng)它經(jīng)過模具時(shí)，可讀出實(shí)際反應(yīng)溫度，模具內(nèi)部溫度對應(yīng)模具長度的曲線可直接反應(yīng)出聚合反應(yīng)過程和聚合度。為得到***佳拉擠質(zhì)量，溫度曲線應(yīng)避免陡直上升，以減少產(chǎn)品熱應(yīng)力。放熱峰應(yīng)處于大約模具長度75%的位置。這樣既能保證較高的生產(chǎn)效率，同時(shí)，剩余的模具長度可進(jìn)行有效的內(nèi)部冷卻并起校準(zhǔn)單元的作用。溫度曲線可用計(jì)算機(jī)測量和記錄。
