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【轻量化时代】Balsa轻木夹芯材料使用方法及铺层方案

 碧野田间牛得草 2016-07-12

balsa具有独特的细胞结构和轻质、高强的特点,这些特点使其成为结构夹芯的理想材料。balsa木夹芯是由横断面balsa木制作的结构夹芯材料,产品经过干燥、杀菌、拼接、切片和表面处理等工序。轻木夹芯材料的密度范围在100-150 kg/m3之间,其强度和刚度远超各类泡沫的强度和刚度,成型温度广泛(-212℃~ +163℃),是一种非常理想的天然夹芯材料。




balsa木夹芯的操作简单,适合于各种成型工艺:包括手糊、喷射、rtm、真空袋成型工艺、预浸料成型工艺以及真空树脂导入法等。


balsa木夹芯材料使用方法




1、根据产品的尺寸、设计要求及用途,选择正确的balsa轮廓板,设计合理的玻璃钢辅层。


2、在铺放轮廓板时要为它淮备一个床层,即将轮廓板铺在450g/m2厚的毡或同等厚度的纤维床层上。对于床层来讲,玻璃纤维与树脂的比例应当在20-80%至25-75%的范围内。但对于其它的辅层,玻璃纤维与树脂的比例则遵循通常的标准。在铺放轮廓板之前,先辊压玻璃纤维床层。玻璃纤维床层的铺制方法与其它铺层的铺制办法相同。


3、为了便于铺层的粘接,在铺放轮廓板之前可以用树脂对轮廓板进行预浸,并将这部分预浸树脂的重量计算到床层的玻璃纤维和树脂的重量比中。


4、设定固化剂添加比例,将床层树脂的胶凝时间控制在20-40分钟。床层的实际凝胶时间可能与制作实验小样时试杯中的凝胶时间有所不同特别是对于添加量少于0.75%的浓度为60%的过氧化甲乙酮固化剂。


注释:2、3、4:夹心结构的强度在很大程度上取决于整个铺层的完整性,其中也包括蒙皮和夹心层之间的粘接效果。按步骤2、3、4中的操作方法就可达到最好的粘接效果。要使产品获得最好的粘接性能,达到很高的粘接强度,就应将毡或短切毡紧挨着夹心层粘接。因为床层上需要有足够的缓冲力或叫“弹性垫”,当使用厚度小于50g/m2的毡或短切毡时,由于夹心层表面粗糙,床层弹性不足,因此不能保证铺层间紧密粘接。


预浸:在床层上要倒入足够量的树脂,在确保弹性的同时,也可作为床层和夹心层的粘接界面。在铺层时可以将轮廓板直接铺在树脂浸润的床层上,或者在铺敷之前将树脂预先刷在夹心层的背面。最重要的是保证床层的胶凝时间,使铺层达到最佳性能。大多数用于船舶制造的聚酯树脂胶凝时间为20-40分钟,可固化完全。固化过程出现任何偏差,都会导致铺层本身的物理性能不好,而且也会降低粘接强度。


5、当床层胶凝固化时,不要对轮廓板铺层施加太大的压力(特别是不要在铺层上行走)。因为这样会将轮廓板下的树脂挤压出来,导致铺层间产生空隙。但是,在树脂胶凝之前,为了保证铺层与床层之间很好的粘接,可以使用手压、辊压成真空袋的方法,在铺层上正确施压。如果首次铺层没有粘接好,则必须将有空隙的地方撕开重新铺粘,确保轮廓板在床层上粘接牢固。


6、在铺玻璃钢层之前,使床层和轮廓板充分固化。以避免铺层内产生气泡。在床层固化完全,能铺放玻璃钢层之前,用一个很简单的方法可以检验铺层质量,轻轻敲击轮廓板。在粘接不好的地方就会发出中空的声音。


注释:由于夹心层被镶嵌在床层上,所以当在某一点上施加压力时。所有的压力就会集中在该处。衡量铺层质量的最简单的方法是在铺层完全固化后轻击轮廓板。在粘接不好的地方,敲击时就会发出中空的声音与粘接良好处所发出的声音不同。发现之后及时进行修补。


7、在铺边缘的时候,逐步改变铺层厚度。因为在已经有铺层的区域和没有铺层的区域之间存在着刚度差异,为了消除由这些差异引起的压力集中,可使用楔形修边的轮廓板或用腻子铺边。这种操作同时也可避免产生气泡或树脂过于集中。在轮廓板上开始铺放厚度至少为300g/m2 的毡或同等厚度的短切纤维。


8、为了使整个铺层良好,应保证面板层的厚度一致。(允许微小误差)


注释:因为夹心层不是铺在玻璃钢铺层之间,而是直接与蒙皮粘接,所以我们建议使用毡或短切纤维。这层辅层不象床层那样需要有缓冲力,所以使用的毡的厚度与床层所使用的不一样。在制造船舶等产品时,通常外层的蒙皮比较厚,从而达到更高的强度和耐冲击、耐磨损强度,同时获得高质量产品。但是,最重要的要保持两层铺层厚度的平衡,否则三明治结构不可能达到最佳的结构性能。


9、在铺层中所使用的所有材料都对潮湿很敏感,所以一定要注意防潮。将所有材料储存在干燥的地方。为了防潮,使用塑料膜密封轮廓板,使用时再开启包装。


材料特性


1、极高的强度-重量比;


2、突出的抗压缩性能;


3、良好的面板粘接性能;


4、操作简单,工艺性好;


5、良好的绝热、隔音性能;


6、高抗冲击性和抗疲劳性;


7、良好的阻燃、低烟密度和烟毒性;


8、优良的耐水性能等。


应用领域


模具:手糊、rtm用玻璃钢模具,尺寸稳定性好


船舶:船壳、尾封板、龙骨、甲板、上层结构、舱壁等


军舰:上层结构、舱壁、甲板、整流装置


铁路:导流罩、地板、墙壁、门、顶板、内隔板


汽车:地板、顶板、单壳体车身结构


航空:地板、内隔板、货舱及集装箱


工业:风力叶片、导流罩、防腐罐、管道


建筑:混凝土结构、轻质结构以及建筑模板


军事:战术掩体、货舱及集装箱


体育:滑雪板、滑水板等


其它:撞击与反冲测试设备


来源:复合材料社区

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