SMC模压成型工艺过程
编辑：admin 发布时间：2017-04-08 13:46 浏览次数： 次
SMC模压成型工艺过程，主要有以下几个工序
1. 压制前准备
（1）SMC的质量检查
SMC片材的质量对成型工艺过程及制品质量有很大的影响。因此，压制前必须了解料的质量，如树脂糊配方、树脂糊的增稠曲线、玻纤含量、玻纤浸润剂类型、单重、薄膜剥离性，硬度及质量均匀性等。
（2）剪裁
按制品的结构形状，加料位置，流程决定片材剪裁的形状与尺寸，制作样板裁料。剪裁的形状多为方形或圆形，尺寸多按制品表面投影面积的40%-80%。为防止外界杂质的污染，上下薄膜在装料前才揭去。
（3）设备的准备
①熟悉压机的各项操作参数，尤其要调整好工作压力和压机运行速度及台面平行度等。
②模具安装一定要水平，并确保安装位置在压机台面的中心，压制前要先彻底清理模具，并涂脱模剂。加料前要用干净纱布将脱模剂擦均，以免影响制品外观质量。对于新模具，用前必须去油。
2、加料
（1）加料量的确定
每个制品的加料量在首次压制时可按下式计算：加料量=制品体积×1.8
(2) 加料面积的确定
加料面积的大小,直接影响到制品的密度程度料的流动距离和制品表面质量.它与SMC的流动与固化特性、制品性能要求、模具结构等有关。一般加料面积为40%-80%。过小会因流程过长而导致玻纤取向，降低强度，增加波纹度，甚至不能充满模腔；过大，不利于排气，易产生制品内裂纹。
（3）加料位置与方式 加料位置与方式直接影响到制品的外观，强度与方向性。通常情况下，料的加料位置应在模腔的中部。对于非对称复杂制品，加料位置必须确保成型时料流同时达到模具成型内腔各端部。
加料方式必须有利于排气。多层片材叠合时，最好将料块按上小下大呈宝塔形叠置。另外，料块尽量不要分开加，否则会产生空气裹集和熔接区，导致制品强度下降。
（4） 其他
在加料前，为增加片材的流动性，可采用100℃或120℃下预热操作。这一点对成型深拉形制品尤其有利。
3、 成型
当料块进入模腔后，压机快速下行。当上、下模吻合时，缓慢施加所需成型压力，经过一定的固化制度后，制品成型结束。成型过程中，要合理地选定各种成型工艺参数及压机操作条件。
（1）成型温度
成型温度的高低，取决于树脂糊的固化体系，制品厚度 ，生产效率和制品结构的复杂程度。成型温度必须保证固化体系引发、交联反应的顺利进行，并实现完全的固化。
一般来说，厚度大的制品所选择的成型温度应比薄壁制品低，这样可防止过高温度在厚制品内部产生过度的热积聚。如制品厚度为25-32mm，其成型温度为135-145℃。而更薄制品可在171℃下成型。
成型温度的提高，可缩短相应的固化时间；反之，当成型温度降低时，则需延长相应的固化时间。成型温度应在最高固化速度和最佳成型条件之间权衡选定。一般认为，SMC成型温度在120-155℃之间。
（2）成型压力
SMC成型压力随制品结构、形状、尺寸及SMC增稠程度而异。形状简单的制品仅需25-30Mpa的成型压力；形状复杂的制品，成型压力可达140-210Mpa。SMC增稠程度越高，所需成型压力也越大。
成型压力的大小与模具结构也有关系。垂直分型结构模具所需的成型压力低于水平分型结构模具。配合间隙较小的模具比间隙较大的模具需较高压力。
外观性能和平滑度要求高的制品，在成型时需较高的成型压力。
总之，成型压力的确定应考虑多方面因素。一般来说，SMC成型压力在3-7Mpa之间。
（3）固化时间
SMC在成型温度下的固化时间（也叫保温时间）与它的性质及固化体系、成型温度、制品厚度和颜色等因素有关。
固化时间一般按40s/mm计算。对3mm以上厚制品，有人认为每增加4mm，固化时间增加1min。
4、压机操作
由于SMC是一种快速固化系统，因此压机的快速闭合十分重要。如果加料后，压机闭合过缓，那么易在制品表面出现预固化补斑，或产生缺料、或尺寸过大。在实现快速闭合的同时，在压机行程终点应细心调节模具闭合速度，减缓闭合过程，利于排气。
某种SMC典型成型周期如下：
压机开启7s 制品取出10s 加料20s 模具闭合10s 固化周期73s,共计120s.
SMC、HMC、XMC、TMC及ZMC生产技术
片状模压料（Sheet Molding Compound, SMC）是由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖聚乙烯薄膜而制成的一类片状模压料，属于预浸毡料范围。是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。
SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。SMC作为一种发展迅猛的新型模压料，具有许多特点：①重现性好，不受操作者和外界条件的影响；②操作处理方便；③操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；④流动性好，可成型异形制品；⑤模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；⑥纤维长度40～50mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；⑦所得制品表面光洁度高，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想；⑧生产效率高，成型周期短，易于实现全自动机械化操作，生产成本相对较低。
SMC作为一种新型材料，根据具体用途和要求的不同又发展出一系列新品种，如HNC、XMC、ZMC等。
①高强度模压料（Hight Molding Compound, HMC） 和高强度片状模压料XMC主要用于制造汽车部件。HMC中不加或少加填料，采用短切玻璃纤维，纤维含量为65%左右，玻璃纤维定向分布，具有极好的流动性和成型表面，其制品强度约是SMC制品强度的3倍。XMC用定向连续纤维，纤维含量达70%～80%，不含填料。
②ZMC是一种模塑成型技术，ZMC三个字母并无实际含义，而是包含模塑料、注射模塑机械和模具三种含义。ZMC制品既保持了较高的强度指标，又具有优良的外观和很高的生产效率，综合了SMC和HMC的优点，获得了较快的发展。
1、 SMC的原材料
SMC的原材料由合成树脂、增强材料和辅助材料三大类组成。
（1）合成树脂 合成树脂为不饱和聚酯树脂，不同的不饱和树脂对树脂糊的增稠效果、工艺特性以及制品性能、收缩率、表面状态均有直接的影响。SMC对不饱和聚酯树脂有以下要求：
①粘度低，对玻璃纤维浸润性能好；
②同增稠剂具有足够的反应性，满足增稠要求；
③固化迅速，生产周期短，效率高；
④固化物有足够的热态强度，便于制品的热脱模；
⑤固化物有足够的韧性，制品发生某些变形时不开裂；
⑥较低的收缩率。
（2）增强材料 增强材料为短切玻璃纤维粗纱或原丝。在不饱和聚酯树脂模塑料中，用于SMC的增强材料目前只有短切玻璃纤维毡，而用于预混料的增强材料比较多，有短切玻璃纤维，石棉纤维、麻和其它各种有机纤维。在SMC中，玻璃纤维含量可在5%～50%之间调节。
（3）辅助材料 辅助材料包括固化剂（引发剂）、表面处理剂、增稠剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂、填料和交联剂。
2、SMC的制备工艺
SMC生产的工艺流程主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降及浸渍、树脂稠化等过程，其工艺流程图如下：
（1）树脂糊的制备及上糊操作 树脂糊的制备有两种方法--间歇法和连续法。间歇法程序如下：
①将不饱和聚酯树脂和苯乙烯倒入配料釜中，搅拌均匀；
②将引发剂倒入配料釜中，与树脂和苯乙烯混匀；
③在搅拌作用下加入增稠剂和脱模剂；
④在低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂；
⑤在配方所列各组分分散为止，停止搅拌，静置待用。连续法是将SMC配方中的树脂糊分为两部分，即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一部分，其余组分为另一部分，分别计量、混匀后，送入SMC机组上设置的相应贮料容器内，在需要时由管路计量泵计量后进入静态混合器，混合均匀后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯薄膜上。
（2）浸渍和压实 经过涂布树脂糊的下承载薄膜在机组的牵引下进入短切玻璃纤维沉降室，切割好的短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上，达到要求的沉降量后，随传动装置离开沉降室，并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相叠合，然后进入由一系列错落排列的锟阵中，在张力和辊的作用下，下、上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起，经过多次反复，使短切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡，形成密实而均匀的连续SMC片料。
1. 压制前准备
（1）SMC的质量检查
SMC片材的质量对成型工艺过程及制品质量有很大的影响。因此，压制前必须了解料的质量，如树脂糊配方、树脂糊的增稠曲线、玻纤含量、玻纤浸润剂类型、单重、薄膜剥离性，硬度及质量均匀性等。
（2）剪裁
按制品的结构形状，加料位置，流程决定片材剪裁的形状与尺寸，制作样板裁料。剪裁的形状多为方形或圆形，尺寸多按制品表面投影面积的40%-80%。为防止外界杂质的污染，上下薄膜在装料前才揭去。
（3）设备的准备
①熟悉压机的各项操作参数，尤其要调整好工作压力和压机运行速度及台面平行度等。
②模具安装一定要水平，并确保安装位置在压机台面的中心，压制前要先彻底清理模具，并涂脱模剂。加料前要用干净纱布将脱模剂擦均，以免影响制品外观质量。对于新模具，用前必须去油。
2、加料
（1）加料量的确定
每个制品的加料量在首次压制时可按下式计算：加料量=制品体积×1.8
(2) 加料面积的确定
加料面积的大小,直接影响到制品的密度程度料的流动距离和制品表面质量.它与SMC的流动与固化特性、制品性能要求、模具结构等有关。一般加料面积为40%-80%。过小会因流程过长而导致玻纤取向，降低强度，增加波纹度，甚至不能充满模腔；过大，不利于排气，易产生制品内裂纹。
（3）加料位置与方式 加料位置与方式直接影响到制品的外观，强度与方向性。通常情况下，料的加料位置应在模腔的中部。对于非对称复杂制品，加料位置必须确保成型时料流同时达到模具成型内腔各端部。
加料方式必须有利于排气。多层片材叠合时，最好将料块按上小下大呈宝塔形叠置。另外，料块尽量不要分开加，否则会产生空气裹集和熔接区，导致制品强度下降。
（4） 其他
在加料前，为增加片材的流动性，可采用100℃或120℃下预热操作。这一点对成型深拉形制品尤其有利。
3、 成型
当料块进入模腔后，压机快速下行。当上、下模吻合时，缓慢施加所需成型压力，经过一定的固化制度后，制品成型结束。成型过程中，要合理地选定各种成型工艺参数及压机操作条件。
（1）成型温度
成型温度的高低，取决于树脂糊的固化体系，制品厚度 ，生产效率和制品结构的复杂程度。成型温度必须保证固化体系引发、交联反应的顺利进行，并实现完全的固化。
一般来说，厚度大的制品所选择的成型温度应比薄壁制品低，这样可防止过高温度在厚制品内部产生过度的热积聚。如制品厚度为25-32mm，其成型温度为135-145℃。而更薄制品可在171℃下成型。
成型温度的提高，可缩短相应的固化时间；反之，当成型温度降低时，则需延长相应的固化时间。成型温度应在最高固化速度和最佳成型条件之间权衡选定。一般认为，SMC成型温度在120-155℃之间。
（2）成型压力
SMC成型压力随制品结构、形状、尺寸及SMC增稠程度而异。形状简单的制品仅需25-30Mpa的成型压力；形状复杂的制品，成型压力可达140-210Mpa。SMC增稠程度越高，所需成型压力也越大。
成型压力的大小与模具结构也有关系。垂直分型结构模具所需的成型压力低于水平分型结构模具。配合间隙较小的模具比间隙较大的模具需较高压力。
外观性能和平滑度要求高的制品，在成型时需较高的成型压力。
总之，成型压力的确定应考虑多方面因素。一般来说，SMC成型压力在3-7Mpa之间。
（3）固化时间
SMC在成型温度下的固化时间（也叫保温时间）与它的性质及固化体系、成型温度、制品厚度和颜色等因素有关。
固化时间一般按40s/mm计算。对3mm以上厚制品，有人认为每增加4mm，固化时间增加1min。
4、压机操作
由于SMC是一种快速固化系统，因此压机的快速闭合十分重要。如果加料后，压机闭合过缓，那么易在制品表面出现预固化补斑，或产生缺料、或尺寸过大。在实现快速闭合的同时，在压机行程终点应细心调节模具闭合速度，减缓闭合过程，利于排气。
某种SMC典型成型周期如下：
压机开启7s 制品取出10s 加料20s 模具闭合10s 固化周期73s,共计120s.
SMC、HMC、XMC、TMC及ZMC生产技术
片状模压料（Sheet Molding Compound, SMC）是由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖聚乙烯薄膜而制成的一类片状模压料，属于预浸毡料范围。是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。
SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。SMC作为一种发展迅猛的新型模压料，具有许多特点：①重现性好，不受操作者和外界条件的影响；②操作处理方便；③操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；④流动性好，可成型异形制品；⑤模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；⑥纤维长度40～50mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；⑦所得制品表面光洁度高，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想；⑧生产效率高，成型周期短，易于实现全自动机械化操作，生产成本相对较低。
SMC作为一种新型材料，根据具体用途和要求的不同又发展出一系列新品种，如HNC、XMC、ZMC等。
①高强度模压料（Hight Molding Compound, HMC） 和高强度片状模压料XMC主要用于制造汽车部件。HMC中不加或少加填料，采用短切玻璃纤维，纤维含量为65%左右，玻璃纤维定向分布，具有极好的流动性和成型表面，其制品强度约是SMC制品强度的3倍。XMC用定向连续纤维，纤维含量达70%～80%，不含填料。
②ZMC是一种模塑成型技术，ZMC三个字母并无实际含义，而是包含模塑料、注射模塑机械和模具三种含义。ZMC制品既保持了较高的强度指标，又具有优良的外观和很高的生产效率，综合了SMC和HMC的优点，获得了较快的发展。
1、 SMC的原材料
SMC的原材料由合成树脂、增强材料和辅助材料三大类组成。
（1）合成树脂 合成树脂为不饱和聚酯树脂，不同的不饱和树脂对树脂糊的增稠效果、工艺特性以及制品性能、收缩率、表面状态均有直接的影响。SMC对不饱和聚酯树脂有以下要求：
①粘度低，对玻璃纤维浸润性能好；
②同增稠剂具有足够的反应性，满足增稠要求；
③固化迅速，生产周期短，效率高；
④固化物有足够的热态强度，便于制品的热脱模；
⑤固化物有足够的韧性，制品发生某些变形时不开裂；
⑥较低的收缩率。
（2）增强材料 增强材料为短切玻璃纤维粗纱或原丝。在不饱和聚酯树脂模塑料中，用于SMC的增强材料目前只有短切玻璃纤维毡，而用于预混料的增强材料比较多，有短切玻璃纤维，石棉纤维、麻和其它各种有机纤维。在SMC中，玻璃纤维含量可在5%～50%之间调节。
（3）辅助材料 辅助材料包括固化剂（引发剂）、表面处理剂、增稠剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂、填料和交联剂。
2、SMC的制备工艺
SMC生产的工艺流程主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降及浸渍、树脂稠化等过程，其工艺流程图如下：
（1）树脂糊的制备及上糊操作 树脂糊的制备有两种方法--间歇法和连续法。间歇法程序如下：
①将不饱和聚酯树脂和苯乙烯倒入配料釜中，搅拌均匀；
②将引发剂倒入配料釜中，与树脂和苯乙烯混匀；
③在搅拌作用下加入增稠剂和脱模剂；
④在低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂；
⑤在配方所列各组分分散为止，停止搅拌，静置待用。连续法是将SMC配方中的树脂糊分为两部分，即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一部分，其余组分为另一部分，分别计量、混匀后，送入SMC机组上设置的相应贮料容器内，在需要时由管路计量泵计量后进入静态混合器，混合均匀后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯薄膜上。
（2）浸渍和压实 经过涂布树脂糊的下承载薄膜在机组的牵引下进入短切玻璃纤维沉降室，切割好的短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上，达到要求的沉降量后，随传动装置离开沉降室，并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相叠合，然后进入由一系列错落排列的锟阵中，在张力和辊的作用下，下、上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起，经过多次反复，使短切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡，形成密实而均匀的连续SMC片料。
