手糊工艺特点及模具制造
一、 手糊成型的特点
手糊成型工艺是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺层在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。由于手糊成型工艺具有其独特的不可替代的特点，至今仍然作为一种主要的FRP成型工艺被广泛采用，特别是在。
1. 手糊工艺的优点如下：
1) 对设备要求不高，只需简单的模具、工具，资金投入小。
2) 生产技术易掌握，员工可以过短期培训即可上岗操作。
3) 成型的制品不受形状、尺寸限制。
4) 可与其他材料（金属、泡沫、木材等）复合使用。
5) 可在使用或室外现场施工。
2. 手糊工艺也存在着许多缺点：
1) 生产效率低、周期长，不适于生产批量大的制品。
2) 产品质量受作业人员不平影响较大，质量重复性不好。
3) 作业环境差，特别是单体的蒸气和粉尘对人体危害大。
二、 手糊成型模具
在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方法和质量将决定FRP成型的难易程度、制品的尺寸精度和外观质量。影响模具的质量因素包括：模具设计、制作模具所用的材料和模具制作过程。
（一）、模具设计
设计自由度是复合材料的特征之一，制品设计自由度完全受制于成型模具设计的好坏，而成型模具的设计很多大程度上受制品设计结果的影响。
用于手糊成型的模具，在设计时应注意以下几点：
1) 产品要求外面光洁时应制作成阳模；要求内表面光滑时，应制作成阴模，两面都要求光滑时应制作成对模；
2) 模具拐角半径：模具的拐角设计直接影响制品施工难度，如有直角或夹角均应设计成圆角，一般要求R>10mm，否则易形成气泡。
3) 形状：应设计一定的脱模角度，一般为3°~6°。
4) 型面：应略带一定弧度。
5) 模具尺寸应考虑到制品的收缩率。
（二）、模具制作
制作模具时，应考虑FRP的收缩问题，其收缩程度因制品的形状、厚度、增强方式及成型速度而不同，在制作模具前就应予以考虑。
模具制作常见程序为：模型制作 试验模具 生产用模具，一般为玻璃钢模具、木模具和石膏模具，在此重点介绍玻璃钢模具的制作。
1 模型制作
用于制作模型的材料可以为木材、石膏、石蜡、硅橡胶等。其中以木质模型较多，其次为石膏模型。
1.1木质模型的制作
制作木质模型应考虑以下问题：
a) 为确保制品的性能，在形状和尺寸上应精确设计并控制；
b) 应事先在模型上确立基准点，以确而方便地进行确认；
c) 认真考虑脱模方法，如脱模斜度、分型面等；
d) 拐角的弧度 因玻璃纤维在拐角处不易与模具贴合，拐角弧度不能过小；
e)估计制品将会产生的收缩量，并留出其余量；
f) 表面光滑程度。
1) 木材的选择
制作模型主要用松木、杉木、油木等，应满足以下要求：
a) 充分干燥，含水率在15%以下；
b) 使用胶合板时应选用树脂含量少的板材；
c) 选择木纹较细，硬度适当，孔隙率少。
2) 制作工序
设置基座--竖肋并装嵌条--贴张面--表面打磨--封孔--抹腻子--表面打磨--表面涂饰--砂纸精修-- 精加工
3) 工作要领
a) 控制中心线、基线、肋等的位置；
b) 合理分布肋的位置，形状复杂部分应多加；
c) 按人字形张贴面板；
d) 封面涂料好用聚酯或聚氨酯。用聚氨酯时应放置约6~12小时才能进入下一工序。用聚酯时约1~2小时即可进入下一工序；胶合板多用聚氨酯，至少涂1~2遍；
e)应将连接缝、钉孔处用腻子抹平，填缝的方法可用刮板刮平，一般用腻子配比如下：
材料名称 重量份数
聚酯树脂 100
促进剂（钴盐） 1
滑石粉 100
平整面或曲面用稍软的腻子，拐角用较硬的腻子钉孔处腻子要稍高出型面；
f) 聚酯封孔时可以加入一些丙酮稀释；
g) 打磨时纱纸应按由粗到细的顺序更换，一般道打磨用80#~100#粗砂纸，第二道用100#~240#砂纸，然后用400#~1000#砂纸依次打磨；
h)打磨到能看到木纹，但不应露出木纹；
i) 后应抛光处理，表面光洁度达到镜面效果。
2.1.2石膏模型制作
1) 材料选择
石膏应采用特级或工艺级。
2) 制作工序
样板制作--制作底板并粘贴平面样板--固定在工作台上-- 样板加强--涂抹石膏--表面处理
3) 工作要领
a) 样板制作与木模型要领相似；
b) 控制水和石膏配比及水温。水与石膏配比为0.42：1，水温一般为15~22℃，并根据石膏的国化特性进行调整；
c)掌握每次配料量和投料顺序。先将规定量的水倒入容器中，再用筛子均匀筛加石膏粉，筛孔为10~20目；
d)投料后应静置1~2分钟，待水浸透石膏粉后在搅拌；
e)控制搅拌时间，直到粘度上升到不滴落为止；
f)石膏涂抹方式。底层用齿状刮板，石膏层厚度可为12mm，面层用直板，石膏层厚度约为9mm；
g)表面处理。进行干燥处理时应超过70℃，表面应制作防潮层，用聚氨酯封涂，其打磨要求与木模型相似。
2 成型模具（玻璃钢模具）制作
2.1材料选择
1) 成型模具在过苛克条件下反复使用，由于树脂选择和玻璃纤维组成不同，型面的变化及模具变形的程度也将会有很大差异。通常增强材料的组合如下：
a) 当制品的表面质量要求非常高时，为：胶衣+表面毡+4×短切毡+粗纱布；
b) 当制品的表面质量一般时，为：胶衣+短切毡（230g/m2）+4×短切毡（450g/m2）+粗纱布。
2) 应选用硬度高、耐热耐磨性好的专用胶衣树脂，树脂应为高HDT、收缩率低的树脂
2.2制作工序
玻璃钢成型模具的制作步骤一般如下：
确定分模线--必要时安装脱模装置--涂脱模剂--涂胶衣--糊制胶衣增强层--糊制增强层--加固--表面处理
1) 工作要领
a) 分模的位置应利于脱模，在保证顺利脱模的条件下，块数越少越好；
b) 脱模装置的位置应不影响产品外观；
c) 应用深色胶衣，分多次涂刷，每层颜色对比明显，每层厚度约0.2~0.3mm，并避免拐角部位树脂积聚；
d) 如胶衣采用喷涂方法，作业在20℃以上；
e) 胶衣增强材料用表面毡或0.2mm的方格布，且应在胶衣半固化状态下进行；
f) 增强层用短切毡或方格布，也可二者混用；
g) 树脂中应加入无机填料以增加刚度；
h) 表面打磨应用200#、400#、600#、800#、1000#、1200#和1500逐级进行，后用抛光机抛光，模具表面的光洁度应比产品表面要求高一个等级；
i)对模成型用FRP模具先制作阴模，然后在阴模上用蜡片铺出产品厚度，再按阴模制作方法制作阳模；
j)脱模时机，肖氏硬度达到60~65时，一般在40℃下固化70小时可减少尺寸变化。
（三）、模具验收
由于玻璃钢制品的表面质量和尺寸精度直接受模具影响，而且制品的脱模效果也与模具质量有关，因此对模具质量进行控制是玻璃钢制品制造过程中质量控制的重要环节，其控制内容包括：
a) 胶衣层厚度，模具在多数重复使用中对胶衣层的考验大，同时，适当厚度的胶衣层可以防止背面纤维显露，但如果胶衣层过厚又会导致表面层过脆，影响模具的使用寿命；
b) 胶衣层的硬度，用于评价胶衣层固化程度；
c) 模具型腔尺寸 确保制品尺寸满足要求。
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手糊成型工艺是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺层在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。由于手糊成型工艺具有其独特的不可替代的特点，至今仍然作为一种主要的FRP成型工艺被广泛采用，特别是在。
1. 手糊工艺的优点如下：
1) 对设备要求不高，只需简单的模具、工具，资金投入小。
2) 生产技术易掌握，员工可以过短期培训即可上岗操作。
3) 成型的制品不受形状、尺寸限制。
4) 可与其他材料（金属、泡沫、木材等）复合使用。
5) 可在使用或室外现场施工。
2. 手糊工艺也存在着许多缺点：
1) 生产效率低、周期长，不适于生产批量大的制品。
2) 产品质量受作业人员不平影响较大，质量重复性不好。
3) 作业环境差，特别是单体的蒸气和粉尘对人体危害大。
二、 手糊成型模具
在FRP成型中需要成型模具。成型模具的制作方法和质量将决定FRP成型的难易程度、制品的尺寸精度和外观质量。影响模具的质量因素包括：模具设计、制作模具所用的材料和模具制作过程。
（一）、模具设计
设计自由度是复合材料的特征之一，制品设计自由度完全受制于成型模具设计的好坏，而成型模具的设计很多大程度上受制品设计结果的影响。
用于手糊成型的模具，在设计时应注意以下几点：
1) 产品要求外面光洁时应制作成阳模；要求内表面光滑时，应制作成阴模，两面都要求光滑时应制作成对模；
2) 模具拐角半径：模具的拐角设计直接影响制品施工难度，如有直角或夹角均应设计成圆角，一般要求R>10mm，否则易形成气泡。
3) 形状：应设计一定的脱模角度，一般为3°~6°。
4) 型面：应略带一定弧度。
5) 模具尺寸应考虑到制品的收缩率。
（二）、模具制作
制作模具时，应考虑FRP的收缩问题，其收缩程度因制品的形状、厚度、增强方式及成型速度而不同，在制作模具前就应予以考虑。
模具制作常见程序为：模型制作 试验模具 生产用模具，一般为玻璃钢模具、木模具和石膏模具，在此重点介绍玻璃钢模具的制作。
1 模型制作
用于制作模型的材料可以为木材、石膏、石蜡、硅橡胶等。其中以木质模型较多，其次为石膏模型。
1.1木质模型的制作
制作木质模型应考虑以下问题：
a) 为确保制品的性能，在形状和尺寸上应精确设计并控制；
b) 应事先在模型上确立基准点，以确而方便地进行确认；
c) 认真考虑脱模方法，如脱模斜度、分型面等；
d) 拐角的弧度 因玻璃纤维在拐角处不易与模具贴合，拐角弧度不能过小；
e)估计制品将会产生的收缩量，并留出其余量；
f) 表面光滑程度。
1) 木材的选择
制作模型主要用松木、杉木、油木等，应满足以下要求：
a) 充分干燥，含水率在15%以下；
b) 使用胶合板时应选用树脂含量少的板材；
c) 选择木纹较细，硬度适当，孔隙率少。
2) 制作工序
设置基座--竖肋并装嵌条--贴张面--表面打磨--封孔--抹腻子--表面打磨--表面涂饰--砂纸精修-- 精加工
3) 工作要领
a) 控制中心线、基线、肋等的位置；
b) 合理分布肋的位置，形状复杂部分应多加；
c) 按人字形张贴面板；
d) 封面涂料好用聚酯或聚氨酯。用聚氨酯时应放置约6~12小时才能进入下一工序。用聚酯时约1~2小时即可进入下一工序；胶合板多用聚氨酯，至少涂1~2遍；
e)应将连接缝、钉孔处用腻子抹平，填缝的方法可用刮板刮平，一般用腻子配比如下：
材料名称 重量份数
聚酯树脂 100
促进剂（钴盐） 1
滑石粉 100
平整面或曲面用稍软的腻子，拐角用较硬的腻子钉孔处腻子要稍高出型面；
f) 聚酯封孔时可以加入一些丙酮稀释；
g) 打磨时纱纸应按由粗到细的顺序更换，一般道打磨用80#~100#粗砂纸，第二道用100#~240#砂纸，然后用400#~1000#砂纸依次打磨；
h)打磨到能看到木纹，但不应露出木纹；
i) 后应抛光处理，表面光洁度达到镜面效果。
2.1.2石膏模型制作
1) 材料选择
石膏应采用特级或工艺级。
2) 制作工序
样板制作--制作底板并粘贴平面样板--固定在工作台上-- 样板加强--涂抹石膏--表面处理
3) 工作要领
a) 样板制作与木模型要领相似；
b) 控制水和石膏配比及水温。水与石膏配比为0.42：1，水温一般为15~22℃，并根据石膏的国化特性进行调整；
c)掌握每次配料量和投料顺序。先将规定量的水倒入容器中，再用筛子均匀筛加石膏粉，筛孔为10~20目；
d)投料后应静置1~2分钟，待水浸透石膏粉后在搅拌；
e)控制搅拌时间，直到粘度上升到不滴落为止；
f)石膏涂抹方式。底层用齿状刮板，石膏层厚度可为12mm，面层用直板，石膏层厚度约为9mm；
g)表面处理。进行干燥处理时应超过70℃，表面应制作防潮层，用聚氨酯封涂，其打磨要求与木模型相似。
2 成型模具（玻璃钢模具）制作
2.1材料选择
1) 成型模具在过苛克条件下反复使用，由于树脂选择和玻璃纤维组成不同，型面的变化及模具变形的程度也将会有很大差异。通常增强材料的组合如下：
a) 当制品的表面质量要求非常高时，为：胶衣+表面毡+4×短切毡+粗纱布；
b) 当制品的表面质量一般时，为：胶衣+短切毡（230g/m2）+4×短切毡（450g/m2）+粗纱布。
2) 应选用硬度高、耐热耐磨性好的专用胶衣树脂，树脂应为高HDT、收缩率低的树脂
2.2制作工序
玻璃钢成型模具的制作步骤一般如下：
确定分模线--必要时安装脱模装置--涂脱模剂--涂胶衣--糊制胶衣增强层--糊制增强层--加固--表面处理
1) 工作要领
a) 分模的位置应利于脱模，在保证顺利脱模的条件下，块数越少越好；
b) 脱模装置的位置应不影响产品外观；
c) 应用深色胶衣，分多次涂刷，每层颜色对比明显，每层厚度约0.2~0.3mm，并避免拐角部位树脂积聚；
d) 如胶衣采用喷涂方法，作业在20℃以上；
e) 胶衣增强材料用表面毡或0.2mm的方格布，且应在胶衣半固化状态下进行；
f) 增强层用短切毡或方格布，也可二者混用；
g) 树脂中应加入无机填料以增加刚度；
h) 表面打磨应用200#、400#、600#、800#、1000#、1200#和1500逐级进行，后用抛光机抛光，模具表面的光洁度应比产品表面要求高一个等级；
i)对模成型用FRP模具先制作阴模，然后在阴模上用蜡片铺出产品厚度，再按阴模制作方法制作阳模；
j)脱模时机，肖氏硬度达到60~65时，一般在40℃下固化70小时可减少尺寸变化。
（三）、模具验收
由于玻璃钢制品的表面质量和尺寸精度直接受模具影响，而且制品的脱模效果也与模具质量有关，因此对模具质量进行控制是玻璃钢制品制造过程中质量控制的重要环节，其控制内容包括：
a) 胶衣层厚度，模具在多数重复使用中对胶衣层的考验大，同时，适当厚度的胶衣层可以防止背面纤维显露，但如果胶衣层过厚又会导致表面层过脆，影响模具的使用寿命；
b) 胶衣层的硬度，用于评价胶衣层固化程度；
c) 模具型腔尺寸 确保制品尺寸满足要求。
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