泡沫芯材的加工
機(jī)械加工泡沫芯材:大多數(shù)泡沫芯材可以使用木工工具加工或成形,包括帶鋸,車(chē)削,穿孔,打磨和仿形。在切割過(guò)程中,因?yàn)?a href="http://www.caosheng.net/mall/" target="_blank">材料的導(dǎo)熱系數(shù)低 ,高密度泡沫的給進(jìn)速度應(yīng)略低一些,否則材料會(huì)發(fā)熱,甚至燒焦。在加工泡沫以前,最好先和制造廠家聯(lián)絡(luò),因?yàn)槊糠N泡沫的性能都有不同的特點(diǎn)。加工泡沫材料時(shí),使用的鋸條要求相鄰的鋸齒拌開(kāi),這樣在鋸切過(guò)程中,通過(guò)鋸齒帶出切割過(guò)程中產(chǎn)生的鋸屑,然后用真空裝置吸除。
材料的準(zhǔn)備:泡沫材料必須在干燥的環(huán)境下保存,否則會(huì)影響其與面板的粘接。同時(shí),對(duì)于PMI泡沫應(yīng)予以特別的注意,因?yàn)镻MI泡沫在吸水后,熱蠕變性能會(huì)下降。泡沫上的灰塵應(yīng)使用真空吸塵器吸除,或用壓縮空氣吹除,但要記住,千萬(wàn)不能用水或什么其他的液體沖洗。沖洗的結(jié)果只能使灰塵進(jìn)入泡沫表面的開(kāi)孔中。某些強(qiáng)烈的溶劑(例如丙酮)還有可能降解表面的泡沫材料,降低芯材與面板的粘接強(qiáng)度。清潔干凈的泡沫表面與面板粘接后,一般粘接強(qiáng)度不會(huì)出什么問(wèn)題。
FRP泡沫夾層板的制作:泡沫幾乎適用于所有的FRP成型制作工藝。復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的主要成型工藝有:手糊/噴射成型,真空袋/注射成型及預(yù)浸料/熱壓罐成型等。
在手糊/噴射工藝中,芯材與面板之間的粘接非常重要。一般常見(jiàn)的船舶泡沫夾層板依次由膠衣層,短切氈層,外面板FRP鋪層,泡沫芯材和內(nèi)面板FRP鋪層。必須注意的是在內(nèi)外面板與泡沫之間,需要加上一層特別的粘接基層,將泡沫與面板材料粘接。這層的材料是CBA (Core Bond Adhesive,例如Divilette, Corebond, Baltekbond等)或富樹(shù)脂的CSM(短切氈)。CSM的最小厚度為225g/m2,樹(shù)脂與纖維的重量比為3:1左右。CSM浸潤(rùn)樹(shù)脂以后,在泡沫表面涂覆與層合板相同的樹(shù)脂,以填充泡沫表面的開(kāi)孔,然后埋入CSM中。泡沫芯材埋入CSM或CBA的過(guò)程可以使用真空袋輔助均勻加壓。
在使用真空袋的工藝中,如果泡沫芯材是有切口的分格板,在加壓以后,泡沫均勻地壓入粘接基層中,樹(shù)脂或CBA就填入泡沫切口。大多數(shù)的真空袋工藝的過(guò)程是:在底部面板鋪層的基礎(chǔ)上,先加泡沫粘接基層,再鋪設(shè)泡沫夾層,然后使用真空袋將泡沫壓入粘接基層中。當(dāng)采用真空輔助成型工藝時(shí),則需要在泡沫上面覆蓋一層剝離層,剝離層外面是透氣氈,透氣氈的外面才是真空袋膜。剝離層常常采用一層薄的尼龍膜,而透氣氈的作用是使真空壓力能均勻施壓在泡沫的表面。
另外一種能確保泡沫芯材的切口能被全部填充的方法是使用樹(shù)脂注射工藝。其工藝過(guò)程為:先將未浸膠的玻璃纖維和芯材鋪設(shè)在模具中,再使用真空袋密封,待抽真空以后,注入樹(shù)脂,浸潤(rùn)纖維和芯材。通常將樹(shù)脂分散傳遞到構(gòu)件各個(gè)部位的方法是利用泡沫芯材表面的溝槽或切口,來(lái)引導(dǎo)樹(shù)脂的流動(dòng)。采用這種工藝方法制作的夾層結(jié)構(gòu)具有纖維含量高、鋪層時(shí)間不受限制、不需要手糊樹(shù)脂并進(jìn)行壓實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。
另外一種高端的工藝過(guò)程是預(yù)浸料/熱壓罐或真空袋成型。由于PVC泡沫通常的固化溫度不超過(guò)80oC,在加溫加壓以后,泡沫孔隙中的氣體會(huì)釋放出來(lái),從而破壞芯材與面板之間的粘接。但如果PVC泡沫經(jīng)過(guò)特殊的熱處理,則可以達(dá)到120oC,1Bar以上,例如Divinycell HT, Klegecell TR, 和Airlite/Herex C71,而且熱處理還會(huì)提高泡沫的熱尺寸穩(wěn)定性,即泡沫的熱蠕變性能。