一位铁路客运列车零部件制造商寻求更快、更清洁、更简便的制造方法,能够无需使用热压釜或昂贵的模具,大规模生产尺寸、形状各异的零部件。
并且,生产出的产品需要重量轻,强度高、优良的耐火性能,能够满足铁路客运行业标准,同时提供一个手糊复合材料的制造替代方法,由此不但具有更高的成本效益,而且可以无需大量人工和忍受过度的苯乙烯气味。在通过对多种生产方法评估之后,用户决定不再使用热压釜,而采用澳大利亚复合材料有限公司(Australian Composites)的UV固化预浸料作为复合材料的来源,因为该种原材可在室外通过阳光照射完成固化步骤,大大降低了生产成本。
用户首先采用厚实的丙烯酸酯和耐热有机玻璃制造了几个模具。大型部件主要是由钢或中密度纤维板,由紫外线固化聚酯树脂浸渍玻璃纤维制成的,原材料来自大利亚复合材料有限用户。由于能够满足列车中高强度,阻燃性能的要求,这个产品在列车中应用最为合适。这款预浸料成卷供应,每卷的重量约为30公斤,宽度为127厘米。由于该产品不需要冷藏,用户可以根据使用需要,即使将该材料在仓库储存上一年的时间,也不用担心材料的性能是否会发生变化。
由于产品可在光照的情况下固化,用户可以根据需要,选择是在室外通过紫外线照射固化还是在室内使用专业灯光照射固化。
室外阳光能够提供最快的固化方式,然而公司采取倒班制无法适应室外固化的方式,因此决定室内固化。
在测试中,部件在室外固化的时间还不到10分钟。在这样的光线级别和固化速度,每位工人每小时可生产超过10件零部件,制造数量大大超过了其它固化方法。而由于室内通过人工辅助光线的照射的水平不及太阳光,因此部件固化时间预计需要30分钟。
通常,工人会依据部件的整个长度和宽度设置一排光源,这样能够确保即使弯曲的地方也能接受到光照。
抽真空工艺完成后,在部件上方放置高强度(1000w)的照明设备(在市场上可以买到),完成固化步骤。在照射开始10分钟左右的时候,预浸料会固化、变硬。
经过几分钟的光照,并且确定预浸料已经固化之后,真空袋可以通过人工去除。如果不确定部件是否已经固化,可以通过触摸的方式,当预浸料已经完全干透,或者通过Barcole硬度测试(注)的方法,数据达到或者超过60,则部件完成固化步骤。
AUSPREG UV是一款湿预浸料产品,采用E, C, HS (S2)玻璃纤维或碳纤维和玻璃纤维混合织物制成,其含有的乙烯基酯树脂的聚酯可用紫外线光完成固化程序。
注:巴柯尔 (Barcol) 硬度 ( 以下简称巴氏硬度 ) 最早由美国 Barber-Colman 公司提出,是近代国际上广泛采用的一种硬度计类,以特定压头在标准弹簧的压力作用下压入试样,以压痕的深浅表征试样的硬度。巴柯尔硬度计(巴氏硬度计)作为专门测量玻璃钢制品、增强或非增强硬塑料、铝及铝合金、黄铜、紫铜等较软金属硬度的专用检测工具 ( 特别 适用于玻璃钢制品),已被大多数国家或国际组织认可。美国材料试验协会( ASTM )、日本工业规范( JIS )、中国等国家相继制定 《用巴柯尔硬度计测量玻璃钢( GRP )硬度试验方法》 的国家标准。因此,巴柯尔硬度计是各生产单位、计量部门在质量认证、质量监控、计量测试等方面首选的专用检测仪器。
巴氏硬度是一种压痕硬度。它以特定的压头(26或40角的载头园锥体,顶端平面直径为0.157mm)在标准载荷弹簧(分轻、重两种标准载荷)的压力下压入试件,而从压入的深浅来表征试件的硬度的(规定0.0076mm为1度,共100分度)。
硬度计的主要测量机构安装在机架上,在下部的满度调整螺丝中间是一个压头,压头上端顶着一个由栽荷弹簧压着的主轴。测量时主轴的上下移动通过换向杠杆而使指示表指示出读数。装于机架后部的撑脚保证使测量轴线垂直于被测表面。左、右两半机壳保护内部机构不被损坏或变动。
硬度计在自由状态下,压头下部尖端高出满度调整螺丝下端的参考园环平面一个H值(等于0.76mm,相当于100分度),此时指示表正好与压头上部顶端接触,指示表位于零点。