玻璃制造论文

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玻璃制造论文:通用飞机风挡玻璃制造技术研究

摘 要：文章介绍了国内通用飞机的发展趋势，以及通用飞机风挡玻璃的国内市场需求及制造技术现状。详述了通用飞机风挡玻璃低成本制造技术研究。

关键词：通用飞机；风挡玻璃；低成本制作

引言

随着中国低空空域不断放开的政策引导下，使得中国通用飞机市场成为全世界通用航空业者最垂涎的“蛋糕”。庞巴迪、湾流、塞斯纳、豪客比奇等世界知名通用飞机制造商纷纷展开在国内合作项目。在国家及地方政策大力扶持下，各地正新建数十个航空产业地基。中国通航产业市场正在步入高速发展阶段。在未来几年中，国内通用飞机持有量即制造数量将呈几何级数增长。

风挡玻璃作为通用飞机的一项不可或缺的关键零件，因其独特的加工工艺技术及零件薄、尺寸大、外形复杂、批产量大、低制造成本的产品特点，使国内通用飞机风挡玻璃制造技术及制造产业相对空白。面对国内通用飞机市场巨大的需求，加速完善国内通用飞机产业链条，抢占市场先机。有必要大力发展飞机风挡玻璃低成本制作技术。

1 通用飞机风挡玻璃产品介绍

小型通用飞机风挡普遍采用单块铸造丙稀酸脂有机玻璃，其设计尺寸大，无中央隔框，平面投影面积约2m×1m，厚度约3-5mm。在保证飞机气动性能的同时，给内部乘员提供良好的视界，还能使飞机外观时尚美观。

2 风挡玻璃材料选择

座舱盖透明件材料要求具有良好的光学性能，透光度应在90%以上，能为飞行员提供清晰的视界，同时又要具有一定的综合力学性能，可以承受一定载荷作用。目前用于座舱盖透明件的材料有两大类，一类为丙稀酸脂材料，另一类为聚碳酸脂材料。

聚碳酸脂材料优点是韧性好，疲劳强度和抗冲击强度高，缺点是硬度低，使用中易磨损和划伤，需要在表面涂一层耐磨油脂，另外透光度（88-91%）比丙稀酸脂材料（91%）略低。但由于透光度难以达到要求，聚碳酸脂材料使用并不普遍。

丙稀酸脂材料优点是透光度高，具有一定的硬度，缺点是比较脆。目前飞机座舱盖透明件普遍采用丙稀酸脂材料。丙稀酸脂又分为拉伸丙稀酸脂（也称定向有机玻璃）和铸造丙稀酸脂（也称非定向有机玻璃）两种，拉伸丙稀酸脂与铸造丙稀酸脂相比，韧性好、疲劳强度和抗冲击强度高，由于拉伸丙稀酸脂需要吹塑成形，其成形技术难度高、制造成本高。对于通用飞机风挡外形太复杂、制造成本低的原因，只能选用铸造丙稀酸脂材料。

3 某型飞机风挡加工过程介绍

3.1 典型工艺流程图（见图1）

3.2 典型工艺流程

（1）原材料储存

原材料尺寸36"×72"，室温下储存，湿度不高于70%，环境无大量灰尘。

（2）原材料检验

去除保护纸并检验材料厚度及表面质量，是否存在划伤、气泡、杂质、裂痕等质量缺陷。

（3）成型前的准备

检查成型工装胎面是否洁净，成型工装胎面须在成型4-6架份后，在胎面上重新均匀撒婴儿爽身粉（中性）。成型工装胎面每两年更换毡布。然后将材料悬挂至滑轨上，使用中性肥皂水对玻璃两面进行清洗。

（4）材料加热

将材料悬挂至烘箱滑轨，并送至烘箱内加热。升温至160±5℃，并保温14min。

（5）零件成型

零件出炉时，工人应迅速、动作协调一致，将零件取下。材料需在5秒钟内放到工装胎面上。两名工人端起风挡材料应同时置于工装胎面上，不允许将零件离开胎面重新调整，并且材料两端余量应相当。

然后迅速将成型工装上盖板扣下，并进行人工压紧。在材料冷却10分钟后，对材料表面按零件边缘线进行标记，最后取下。

如果零件成型后出现折皱等质量缺陷，可将玻璃回炉重新加热成型。经验表明重新成型次数不能超过3次。

（6）光学检验

成型后的零件在暗室中对着光栅检验零件的光学性能。对出现的质量缺陷进行打磨返修或者回炉返工。

（7）零件回火

零件在70±5℃的封闭洁净空间内，回火12-20小时。以便消除零件成型时产生的内部应力。

（8）喷涂胶衣

为防止在储存、周转、装配的过程中零件表面受到划伤，对零件表面喷涂保护胶衣。

（9）切割零件

将零件放至铣切工装上，按铣切工装托架边缘铣切零件外形，并去除锐边及毛刺。铣切工具选择转速为20000转/分钟的高速手持铣枪。切割时应注意铣刀与零件表面尽量成垂直状态，避免铣到零件边缘线内。

（10）终检打包

对零件进行最终检验，并贴零件标示后进行包装周转。

4 设备配备

4.1 烘箱

设备工作温度160℃，炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式，循环方式采用上下流动形式，加热空气有过滤装置，保证加热空气相对洁净。烘箱带有上挂式滑道。有温度自动记录系统及报警系统。烘箱内腔尺寸不小于2.5m（长）×1.2m（宽）×2m（高），有效加热面积不小于2m（长）×1.5m（高）。

4.2 回火加热设备

可将40m2封闭区域加热至70℃，炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式，加热空气有过滤装置，保证加热空气相对洁净。有温度自动记录系统及报警系统。

4.3 工具

4.4 工装

5 常见的质量问题

（1）雾气：透过玻璃观察，存在雾气般的模糊。

产生原因：使用不当的清洁剂（如酒精等）。

解决措施：可通过对玻璃表面进行抛光消除。

（2）细纹：玻璃内部有裂痕，出现银纹现象。

产生原因：玻璃在成型、回火、切割工序中由于内部应力释放不均产生的。

解决措施：无

（3）划伤：玻璃表面不同程度的凹陷。

产生原因：玻璃表面保护不当，在制造、周转等工序中对零件表面产生的划伤。

解决措施：测量划伤深度及面积。对于一定程度的划伤可通过打磨和抛光进行消除。

（4）畸变：玻璃的光学性能发生变形。

产生原因：由于对玻璃表面进行打磨、抛光不均匀，产生的视觉差异。

解决措施：通过光栅检验，划定畸变区域，进行进一步的打磨、抛光，直至完全消除。

6 结束语

通用飞机风挡玻璃成型工艺及工艺参数经过试验应证，不仅效率高，而且合格率高。实践证明上述成型工艺技术可行，而且满足产量大、低成本制造的要求。

玻璃制造论文:浅谈夹层玻璃的制造工艺及其生产和能源效率

[摘 要]夹层玻璃的制造工艺，主要是在两片或者是多片玻璃之间，夹持一层及多层聚合特，从而形成了“夹层”结构，并且经过热压以后形成的一种特殊的玻璃。但是它的主要的制作技术，还局限于传统的高压釜层压工艺中。这种加工技术能源效率低，消耗大，有待改善。

[关键词]夹层玻璃 制造工艺 能源效率

一.前言

随着工业科技的不断发展与进步，为了适应玻璃中间层的不断变化，追求更高的能源效率，夹层玻璃的生产工艺也发展起来，真空层压和快速熔合射频层压等制造技术也不断涌现出来。

二.夹层玻璃发展简述

夹层玻璃的主要组成，是通过高压釜、间歇式或者是连续式真空层压，及现场浇注以及快速熔合射频层压技术加工完成的。夹层玻璃一改传统玻璃又脆又硬的特点，广泛应用于车上风挡玻璃、透明窗口、营业厅等的隔离间断。夹层玻璃避免了传统玻璃在破碎的情况下出现的扎伤人、割伤事件上的发生。这种玻璃中间的夹层，可以使玻璃在损坏的情况下聚合玻璃碎片，从而减少玻璃碎片对人体的伤害。这种夹层玻璃还可以做为抵御冲击物与穿透物的攻击。从而具有安全性、隔音性以及太阳能量控制性等特性。所以还有绿色产品的特性。

夹层玻璃在早期，主要使用硝酸纤维素及醋酸纤维素做为夹层物。自1938年夹层玻璃被DUPONT公司用于汽车风挡玻璃以后，才大量的应用起来，也开启了夹层玻璃工业的序幕。自发明以来，发展至2009年时，我国的夹层玻璃产量已经高达4200万平方米。

三.夹层玻璃的制造工艺

PVB 在夹层玻璃中的使用范围较广，这是最早应用于工业玻璃中夹层的树脂。玻璃夹层制造工艺，高压釜层压工作，就是对这一层进行制造的工艺，这也是夹层玻璃制造工艺中的关键部位。这种材料的应用，直至今天在行业当中仍然占据着重要的位置。夹层玻璃制造工艺流程主要有：PVB 胶片的选用、保存 ，合片室的环境、玻璃片清洁度、合片方式、预热预压、高压釜内玻璃的操作技术等。

在这些制作工艺流程中，夹层玻璃的流程中，合片工艺、玻璃预热预压工艺、玻璃在高压釜内的操作这几种制作工艺，是制作流程中较有难度的工艺流程，对这几个环节的分析与研究，是保证夹层玻璃质量关键环节。所以对这部分的制作工艺进行深入的探讨。

1.合片操作工艺

对玻璃进行合片操作时，首先要选择适合玻璃宽度的PVB胶片，并且要保持胶片的清洁，避免用手直接接角胶片和玻璃，将PVB胶片自然展平，不要拉伸，对齐玻璃的内外片，不能有参差不齐感，要查看预留的标志是否重合，而后切除多余的胶片，在进行切割操作时，要使刀片保持倾斜，在合片边缘留出0.5mm ～2mm胶片，为了避免胶片收缩引起缩膜现象。合好胶片与玻璃合片以后，套真空橡皮圈，并查看密封条，在玻璃四周受到的拉力要均匀，然后对玻璃进行冷抽使合片中间的空气排除干净，且冷抽时间应不低于5min

2.玻璃预热预压工艺

玻璃夹合好PVB胶片，抽空空气以后，对合好的玻璃进行预热预压操作。进行预热预压操作的设备有三种，一种是预热预压箱，由于其设备简单且投资小、能耗低，所以被多家生产厂家所青睐。但是预热预压箱的缺点是效率低，无法适应产业化生产；传动型立式与卧式的预热预压机，这二种机械在生产上效率较高，适合规模化生产。二者区别是，在放置玻璃完成预热预压工作时，玻璃的放置方式，一个是立放，一个是平放。立式预热预压机对玻璃进行空气抽空操作时，对玻璃的弧度影响小。而卧式预热热压机对玻璃进行空气抽空操作时，由于玻璃平放，在自身的重力与抽真空压力的影响下，对玻璃的弧度产生影响。所以卧式预热预压机在对大规格玻璃的制作上更为适宜。

3.玻璃在高压釜内的操作工艺

高压釜内的制作工艺，是夹层玻璃生产的最后一道工序。经过预热预压处理的玻璃，为了使PVB胶片与玻璃合片更好的粘结在一起，还要经过恒温高压处理，才能够使用。恒温高压处理要在高压釜内操作，首先将粘合在一起的夹层玻璃的半成品，每片之间进行隔离，放入高压釜专用台架上，并使其牢固，然后紧闭釜门，对釜内加压充气，当釜内气压达到0.75MPa左右时，停止对釜内充气。这是由于夹层玻璃边缘未粘合牢固，为了使玻璃夹层中间的空间在压力的作用下溢出，而不致于空气从边缘处进入夹层内。釜内温度达到130℃左右时，立即停止加热，并保持这个温度。此时夹层玻璃已经能够粘合，对釜内进行二次加压，由于玻璃已经达到粘合温度，故这次加压不会使空气进入夹层中，待压力达到1.2MPa时，停止加压并保持压力平衡，持续经过1h～1.5h以后，降低釜内的温度到50℃时，开始对釜内进行排气降压，直至空气完全排出，开启釜门推出玻璃。夹层玻璃制作至此，还有收尾工作，即是对玻璃进行逐片检查，针对合格产品，进行修剪。割除周围多余胶片；对含有气泡和脱胶的玻璃进行挑选修补，重新进釜加压加温。

随着生产工艺的不断提高，大多数高压釜都具有自动控制的功能，在实际操作中，根据夹层玻璃自身特点与实际情况，进行加工。

四.合片后玻璃常出现的质量问题

由于夹层玻璃是针对玻璃片进行多层真空热压完成制作工艺的，故玻璃合片以后，会出现炸裂的现象，还有的玻璃出现弧度较差的情况，也有边缘夹杂气泡、卷缩或者是掺夹杂物等现象。这些现象都严重影响了夹层玻璃的质量。这些炸裂现象形成的原因主有这样几种：

1.玻璃成型以后，夹层玻璃的中间粘结层，由于内应力的作用下，导致玻璃自爆；

2.玻璃中间粘结层的内应力，主要是由于外片玻璃与内片玻璃在合片时，弧度的放置不吻合，致使二片玻璃在合片过程中产生夹层问题从而引起自爆；

3.玻璃在热弯过程中，如果降温速度过快，也会使玻璃出现梯度引起新的应力产生，造成自曝；

4.如果高压釜降温过快也会引起玻璃的炸裂现象；

5.玻璃经过热弯成型，这时为了促使玻璃成形而加大外力，玻璃应力不均时也会使玻璃产生炸裂； ，

6.在玻璃装入高压釜时，如果玻璃片直接接触金属，或者是边部夹子力度过大，都容易使玻璃炸裂。

7.合片后的玻璃炸裂的现象，在安装时的外力的作用下，也会发生。例如玻璃的弧度同安装位置的弧度不符，从而使安装时玻璃受到外力的作用较大，在使用一段时间以后，也会发生炸裂现象。

五.预防夹层玻璃自曝措施与能源效率分析

为了有效预防夹层玻璃的自曝现象，并从能源效率的观点出发，以预防夹层玻璃自曝现象为主，并要及时对存有气泡与空气的玻璃进行重新回收利用，即可以节约资源，又减少成本支出，使能源效率最大化。在对夹层玻璃自曝现象的预防，要从这样几方面进行改善：

1.弧度不吻合：

建议外片玻璃在出炉以后用记号笔在内片与外片相对应的部位进行明显的标记，避免二片玻璃的标记不同，要完全重合。在对玻璃合片的过程中要参照此标记进行合片，避免玻璃出现问题引起自爆的现象。

2.边缘脱胶现象：

在对玻璃进行包装与运输过程中，要用塑料布包覆，使用专用夹层玻璃封边防止胶胶病变现象，这对预防脱胶引起的曝裂效果较好。

3.胶合层气泡现象：

首先对夹层胶片要注意保管，对于开封的胶片，要24小时控制温度与湿度，温度在18℃-25℃内保存，温度保持在20%-30%左右为宜。

六.结语

夹层玻璃的生产工艺，主要是通过压力将PVB胶片夹到玻璃中间，起到避免玻璃碎片伤人、加固与防止攻击等作用。这种夹层玻璃最初使用于汽车的风档中，随着制造工艺的不断进步，使用的范围也越来越广，其制作工艺也在不断的提高。预压预热机的发展，使夹层玻璃的预热预压工艺有了进一步的提升，产业化的道路不断的发展起来。这为夹层玻璃的应用带来了广阔的发展空间，由于夹层玻璃能源消耗大的特点，所以在生产中，在精益求精，在加工过程中容易出现的自曝现象，要严格控制，并对产生气泡或质量不过关的产品实行回收利用，以利于资源节约，使能源效率达到最大化。

玻璃制造论文:玻璃钢加工制造管理中的问题和对策

摘 要：玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料，目前广泛应用于交通运输、石油化工、建筑造船、体育器械、机器电器、卫生洁具等领域，已经成为了一个初具规模的新型工业部门。文章在玻璃钢的加工制造管理中出现的问题的基础上，提出了解决措施。

关键词：玻璃钢；制造管理；问题；对策

玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料，简称FRP，起源于20世纪30年代的美国，在1958年引入中国，我国的玻璃钢加工工业发展于20世纪60年代。目前玻璃钢广泛应用于交通运输、石油化工、机器电器、厨卫洁具等领域，具有广阔的发展前景。目前玻璃钢生产已经成为一个初具规模的新型工业部门，哈尔滨乐普实业发展中心德州分厂就是在这样的背景下成立的，在玻璃钢生产领域占据一席之地。

1 玻璃钢加工制造管理中出现的问题

玻璃钢就是玻璃纤维、酚醛树脂和环氧树脂的结合物，在加工制造的过程中利用一定的工艺将这三种原料进行融合，最终形成的产品。目前在玻璃钢加工制造管理中出现的问题如下：

1.1 在玻璃钢加工制造过程中出现的问题

玻璃钢的加工制造包括对新工艺的使用的熟练程度、原材料的使用情况等。具体的问题表现如下：

第一，工人对玻璃钢加工制造的新工艺不能熟练的掌握。在众多的玻璃钢制造工艺中，哈尔滨乐普实业发展中心德州分公司已经引入了一些新型的制造工艺，比如缠绕工艺技术、固化工艺技术、加工与磨抛工艺技术、涂装工艺技术等，在很大的程度上提高了玻璃钢加工生产的效率。但是由于技术工人不能对这些新兴的技术工艺完全掌握，导致在加工生产的过程中由于技术失误产生问题，造成原料的浪费，降低了企业的生产效率。

第二，在加工过程中对原材料的浪费。在玻璃钢加工制造的过程中，一方面由于技术工人没有很好的节约意识，公司也没有明确的节约制度；另一方面因为技术工人对新型技术的掌握程度不是很高，导致在加工的过程中因为技术失误造成原料的浪费。

第三，在加工制造的过程中没有做好人员的保护措施。玻璃钢生产制造过程中有些原料会散发出有害气体，对工作人员的身体健康造成危害。在玻璃钢生产加工的过程中，没有做好防范措施，导致工作人员的身体健康没有受到很好的保护。

1.2 在玻璃钢加工制造管理中出现的问题

玻璃钢的加工制造管理分为人员的管理和材料的管理以及玻璃钢成品的管理。在管理中出现的问题如下：

第一，工作人员时间意识不强。工作人员的时间意识分为上下班的时间意识和在工作中的时间意识。一方面工人上班的时间意识不强，经常出现迟到、旷工等现象，在很大程度上影响了企业的生产效率；另一方面在生产过程中，对原材料的融化时间和玻璃钢的成型时间都应该严格把控，但是由于工作人员的时间意识不强，导致加工过程中的时间没有把控好，影响玻璃钢的生产质量。

第二，对原料的管理不完善。玻璃钢原材料类型不多，但是数量很大，在原材料的管理方面没有做好原材料的防水、防火、防潮措施，导致原材料的质量严重受损。另一方面没有及时的将原材料的数量和类型做好记录，有时会导致原材料的数量莫名的减少。

第三，对玻璃钢成品的管理不完善。玻璃钢成品的管理保存需要一个清洁的环境，安排专门的人员进行保存。但是在实际的生产制造管理中，一方面玻璃钢有可能露天放置，经受日晒雨淋，对玻璃钢的质量造成严重的损坏。另一方面，没有加强对玻璃钢成品的监管，很可能导致玻璃钢成品无故丢失的现象发生，给企业带来经济上的损失。

2 玻璃钢加工制造管理中问题的解决方案

针对玻璃钢加工制造管理中的问题，本文提出了如下解决措施：

2.1 玻璃钢加工制造环节解决问题的方案

第一，加强对工人进行先进工艺的教育。新型的生产工艺是提高企业生产效率的关键，玻璃钢的加工制造也是如此。目前玻璃钢加工制造出现了很多新型的工艺，要及时的把这些新工艺的技术要点和操作方法教给工作人员。进行教育的方式可以分成小组进行教授，根据加工过程的不同环节，将工作人员分为不同的小组，选取小组负责人首先进行新工艺的学习，然后由小组负责人在实际的生产中将这个新工艺的操作方法教授给其他的成员。这样不仅能加强新工艺的掌握程度，还能加强工作人员的纪律。

第二，严格控制原材料的使用。在玻璃钢的生产过程中要严格控制原材料的使用。首先要建立原材料浪费的惩戒机制，制定详细的惩罚措施，保证原材料的合理使用。其次，在熟练掌握新工艺的基础上，对原料的使用过程严格把控，减少在使用过程中因为打翻等意外操作造成的原料浪费。

第三，保护工作人员的身体健康。在玻璃钢的生产过程中会产生对人体有害的气体，所以要加强对工作人员身体健康的保护工作。在生产过程中佩戴口罩，有规律的组织工作人员进行体检，保证工作人员的身体健康。

2.2 玻璃钢加工制造管理解决问题的方案

第一，加强工作人员的纪律意识。企业制定明确的奖惩机制，对工作人员的工作绩效进行评定和考核，并加强监管体系，严格监督生产过程，保证上下班时间的准确性，保证生产过程中对时间的准确把控。

第二，完善原材料和玻璃钢成品的管理制度。在原材料和玻璃钢成品的管理方面要完善管理制度，安排专门的人员进行管理，在入库之前要做好记录，出库的时候要凭借领导批示的有效凭证才能领取。做好原材料的防水、防潮工作，做好成品的防雨、防日晒工作，保证原材料和玻璃钢成品的数量和质量。

3 结语

目前，玻璃钢生产已经成为了一个新型的工业部门，在生产领域应用广泛。在玻璃钢的生产过程中难免会出现一些制造或者管理上的问题，这些问题的解决要依赖制度和人员两方面的共同努力。做好玻璃钢加工制造管理中问题的解决对玻璃钢企业的安全生产和玻璃钢企业的可持续发展具有重大的意义。

玻璃制造论文:玻璃钢贮罐的成型工艺研究与制造

摘要：文章主要是设计制造一个玻璃钢贮罐，贮存质量分数为28%的磷酸，使用温度为65℃。阐述了玻璃钢贮罐的工艺设计和整个制造工艺过程，包括玻璃钢贮罐原材料的选择、贮罐的工艺设计、缠绕成型过程。

关键词：玻璃钢；贮罐；喷射成型；缠绕工艺

随着缠绕技术的提高、工艺的改进，大型贮罐广泛应用于化工生产中。中复连众复合材料集团有限公司制造了直径21m，容积6000立方的大型玻璃钢盐酸贮罐，是目前全国乃至全球容积最大的玻璃钢贮罐。大型贮罐具有容量大，占地面积少，成本低等优点。玻璃钢贮罐根据所用贮存或运输的介质不同选用不同树脂体系作为粘结剂，通过改变树脂系统或采用不同的纤维增强材料调整玻璃钢贮罐产品的物理化学性能，通过贮罐结构层厚度、缠绕角和壁厚的设计制造出不同压力的纤维缠绕复合材料贮罐。本文主要论述了贮存质量分数为28%的磷酸，使用温度为65℃的玻璃钢贮罐的工艺设计和制造工艺过程。

一、玻璃钢贮罐的防腐结构

玻璃钢贮罐的耐腐蚀性可根据使用条件设计，因此能满足耐腐蚀介质的使用要求，其防腐结构主要包括四层。

1.内衬层。内表层的功能是抵抗介质腐蚀，是防腐蚀结构的主要组成部分。其制造方法是用玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡或其他增强材料增强的富树脂层，要求含胶量达到90%，其厚度为0.25mm～0.5mm。

2.过渡层。过渡层的含胶量比内表层低，约70%-80%。采用短切纤维做成的短切毡铺成；其主要功能是防止介质渗漏。过渡层通常含有1200g/的短切原丝毡。

3.结构层。结构层是贮罐的主要结构，用来承受外载荷，由连续纤维缠绕成型，含胶量35%-55%。

4.外表层。外表层是贮罐结构层的外保护层，主要功能是保护结构层免受外界机械损伤和外界环境引起的老化，同时也是对贮罐外表面的装饰，其含胶量为60%～70%。

二、原材料的选用

根据制品的使用条件，贮罐中贮存质量分数为28%的磷酸，使用温度65℃，树脂材料选用间苯型不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂耐酸，具有高热变形温度，此外还要有一定的力学承载能力。增强材料根据贮罐的使用要求及经济效益综合考虑选择中碱玻璃纤维，中碱玻璃纤维耐酸性好，成本低。根据贮罐的成型工艺，还选择辅助材料包括固化剂（引发剂）、促进剂、催化剂、阻聚剂、触变剂、防静电添加剂、填充剂等。胶液配置过程：首先抽样检验各种原材料是否合格，然后按照合理的配方向树脂基体中加入溶剂、固化剂、促进剂或其他辅助材料，充分搅拌，搅拌时间不低于2小时。配制不饱和聚脂树脂体系前配料应严格按照制定配方进行，配料容器应保持干燥、清洁、无渍物，不饱和聚聚树脂的固化剂和促进剂不能直接混合，以免发生危险。一般一次配制的胶液量不能过多避免浪费。

三、贮罐制造工艺设计

贮罐采用筒体和封头分开制造，筒体和封头的拐角处理对贮罐设计极为重要。在筒体和封头的结合拐角处设计成一定的圆弧过渡区，并进行有效补强，加强逐层递减，避免截面上突变产生应力集中。

1.贮罐封头成型。贮罐封头结构主要包括内衬层和结构层。贮罐封头内衬层成型。①根据工作的环境条件、温度制定合适的的树脂配方，配置内衬层的树脂，要求含胶量达到90%以上，一次配料量要根据制造进度和用量而定。胶液的配置需根据现场的工作条件及时调整配置。②内衬层制作采用喷射成型工艺，模具采用钢制模具，钢制模具应平整并保持干燥，表面均匀涂刷脱模剂。采用进口喷枪喷射玻璃纤维纱，根据铺层设计要求进行内衬层喷射成型。③检验。内衬层树脂含量高，具有很好的防腐防渗作用。如果发现缺陷，应采取补救措施。④内衬深度固化，脱模。贮罐封头结构层成型。封头结构层采用喷枪喷射纱与玻璃布铺设交替进行。

2.贮罐筒体成型。贮罐筒体结构主要包括内衬层、过渡层和结构层。贮罐筒体内衬层和过渡层主要起防腐防渗作用。筒体内衬成型与封头内衬成型工艺及原材料相同，采用喷枪喷射成型，铺设完毕后检验、深度固化。内衬层树脂含量要求达到90%以上。贮罐筒体过渡层也采用喷枪喷射成型，但含胶量要求比内衬层低，达到70%即可。贮罐筒体结构层。贮罐筒体结构层采用连续纤维缠绕成型，通过设计合理的缠绕工艺和缠绕线型采用计算机控制缠绕成型设备缠绕成型。

3.贮罐整体加强。贮罐整体加强采用喷射纱、环向与交叉缠绕交替进行，在缠绕过程中不断调整缠绕设备及缠绕参数，通过调整内衬转速及纤维张力，达到贮罐壁的树脂含量要求。纤维缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带、预浸纱）按一定规律缠绕到指定的芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。将组装好的贮罐筒体和封头接入计算机控制缠绕成型设备，缠绕成型设备选择计算机控制缠绕成型设备，在使用设备前需完成一些准备工作包括缠绕设备的检验、调试和线型相关程序的输入。认真检查缠绕成型设备运转及工作部位是否正常，特别细心检查浸胶系统是否有堵塞现象，确保缠绕过程的运行稳定和工作精度。缠绕成型。①调节纤维的张力，用张力器测量纤维张力，并调节张力控制机构。②将预先配好的胶液倒入胶槽中，进行纤维的浸胶和挤压过程，将浸胶后的纤维分组，通过分纱装置后集束，引入绕丝嘴。③按设计要求进行设定线型的缠绕，缠绕时通过调节浸胶装置控制纤维含胶量。注意观察纤维的排纱状况，避免出现纱片滑移、重叠或出现缝隙等情况，缠绕过程中还需将贮罐产品表面多余的胶液刮掉。在缠绕封底与筒体拐角应力集中区时，需用短切纤维毡局部加强，注意调整缠绕角及封头包角，减少应力集中。④生产过程中保持整个生产现场清洁卫生。缠绕中应不断调节张力，及时添加新胶液，清除胶辊上的纱毛和滴落在缠绕设备上的胶液。⑤当缠绕贮罐的厚度达到设计要求的厚度时停止缠绕，卸下产品，准备固化。产品的固化。采用远红外线烤板加热固化，因为加热固化可以提高化学反应速度，缩短固化时间，缩短生产周期，提高生产率。本设计选用1℃，既可以提高生产周期，提高生产率，又不至于影响玻璃钢制品的质量。保温时间由树脂发生聚合反应所需的时间和传热时间决定，冷却阶段降温速度要恒定，防止使制品产生内应力，并且要尽量缩短生产周期。

4.外保护层制作。外保护层作为贮罐防止外界环境侵蚀及抗老化作用的关键层，严格使用设计树脂配方，保证树脂含量及设计厚度，不允许有气泡、干斑等直观缺陷；本次设计外表层用树脂腻子修补后进行喷漆处理。外表层制作完成后，严格按照设计尺寸对整个玻璃钢贮罐进行修整、后处理，然后再常温固化。

玻璃钢贮罐具有轻质高强、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长等特点，用于储存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、制药、运输等行业。采用缠绕成型工艺制作玻璃钢贮罐具有可设计性，设计灵活性大，结合先进的施工工艺可使玻璃钢贮罐罐壁结构性能优异，而且玻璃钢贮罐的检修费用低。

玻璃制造论文:探究玻璃钢模具的制造工艺

【摘要】本文主要对玻璃钢模具的制造过程以及技术进行阐述，从制造玻璃钢模具的技术条件、制造工艺准则、材料、模具胶衣的喷涂和模具铺层理等几个方面进行研究，对于提高玻璃钢模具的制造质量具有一定的借鉴价值。

【关键词】玻璃钢 模具 制造 工艺

玻璃钢属于一种较为特殊的复合材料，其具有耐腐蚀、耐老化、导热系数极低等优点被广泛的应用于机械制造行业、建筑工程行业等，如被用作汽车的外壳材料、家用设备、环保材料等。可见。玻璃钢在材料市场的份额必将会进一步增大。

对于玻璃钢的制造来说，模具的设计与制造是玻璃钢整个制造过程的核心部分，若要提高玻璃钢的质量特性，就需要从玻璃钢模具的设计制造方面进行必要的研究，本文将着重论述玻璃钢模具的制造工艺以及相关的技术条件。

一、玻璃钢模具制造的技术条件

玻璃钢模具的制造玻璃钢模具应满足下面几点要求：①收缩和变形要与原设计精度保持一致；②要有良好的表面光洁度；③能反复多次地承受固化时的放热、收缩，脱模时的冲击，模具使用寿命要长。以下为玻璃钢模具在进行制造过程中所需要的技术条件：

玻璃钢模具制造对于温度以及湿度具有一定的要求。如在制造阴模以及阳模的过程中，均需要保证一定的操作温度，温度应该保持在25℃左右，不得低于22℃，不得高于28℃。湿度会对模具的合模、胶衣以及的固化均有一定的影响，玻璃钢模具制造的理想湿度为40～60℃。

对于玻璃钢模具的制造工序以及相关的技术条件应该严格控制。玻璃钢模具制造的环境需要进行严格的净化控制，如制模车间的洁净度应该较高，同时在模具制造过程中需要提供高品质的洁净度较高的空气源。此外，安排适宜的制模时间表是制造好模具的因素之一。不管是采用传统的铺层方法还是选用新的低收缩系统，所需求的时间均由这些原辅材料的化学特性决定的，企图走捷径或加速工艺，都将对模具的质量产生不良的影响。

二、玻璃钢模具的材料选择

一般来说，玻璃钢模具的质量与材料的选择有较大的关系，无论是使用性能还是玻璃钢制品的寿命均与模具树脂的选择存在着一定的联系。

（一）模具用胶衣树脂

脱衣层的耐久性影响着玻璃钢模具的的寿命。制品的光泽度脱衣树脂的质量有着一定的联系。

模具所使用的脱衣树脂的选择原则为：①固化时的放热和收缩要小；②胶衣层具有优异的耐断裂、耐冲击性能；③胶衣层要有优良的耐热性、光泽度和硬度；④要有良好的涂刷性；⑤要与制品胶衣的色调相反。

（二）增强层树脂

增强层树脂主要用于玻璃钢模具的铺层工序，对于玻璃钢模具的耐久性以及变形性具有一定的联系，对于精度要求以及尺寸要求较高的模具，应该科学的选择增强层树脂。增强层树脂的选择原则是：固化收缩要小；韧性好；有易操作的黏度；耐热性好。模具的变形取决于树脂的固化收缩率，选择固化收缩率小的树脂，并使其缓慢而完全的固化，是制得优质玻璃钢模的关键。

二、模具胶衣的喷涂

玻璃钢模具的制作需要经过较多的工艺过程，其中包括喷涂模具胶衣、模具的铺层、脱模等工艺。模具胶衣的喷涂是模具制造中的关键工序，模具的胶衣相当于模具的“内脏”，后期的结构骨架以及铺层操作都是为胶衣的喷涂服务的。模具胶衣比一般产品胶衣需要更高的使用和固化条件。高质量的模具表面要求十分精密的模具胶衣操作及混合过程。

模具胶衣喷涂的具体工序内容为，在已精加工的木模表面上涂刷脱模剂或脱蜡剂机进行清洁、抛光处理，需要使用毛巾进行擦拭直到无胶衣模具具有镜面效果为止。待模具干燥后便可开始涂刷或喷涂胶衣。胶衣层厚度一般是0.4～O.6 mm，树脂用量为500～600 g/m2。涂刷后在室温（20～25℃）下放置至凝胶，凝胶后在40℃～50℃下加温固化1～3 h。第5次操作放置6 h以上。防滑面、形状复杂的地方上完脱模蜡之后，建议涂一遍多次脱模剂，如用硅烷脱模剂涂刷一次，到连续使用40～60次为止，正确对模具进行脱模操作可以延长模具的使用寿命。

三、模具铺层

在玻璃钢模制造过程中，我们多选用热变形温度较高、热收缩率较低的材料作为喷涂材料，如常选用的材料为苯树脂、乙烯基树脂、玻纤增强材料等。模具积层是从糊制首层开始的首层的质量要求是非常高的要避免一切模具完成后的再修理或对胶衣造成破坏的可能性。根据模具形状的复杂程度，糊制首层时纤维选用表面毡、的短切毡，积层时必须用铁滚仔细滚压铺层，确保所有气泡已赶净，并保证合理的树脂与纤维比例。当首层固化后，要对铺层做认真全面的检查，包括所有的拐角、曲面以及其他可能发生问题的地方。如发现气泡等缺陷，必须小心的将气泡去掉，并重新修补好创面。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80-90%时，就可以进行下一铺层。

四、总结

综上，对于高品质玻璃钢的制造需要严格控制每一个工艺规程，特别对于一些关键工序来说，需要按照相关的技术条件进行工序操作，从而能够从本质上提高玻璃钢模具制品的质量。

玻璃制造论文:环氧玻璃钢管高效制造技术的研究

摘要：本文是以环氧树脂系统固化的特点与内加热固化优势，讨论快速高效的玻璃钢制造技术。

关键词：环氧玻璃钢管，内加热固化，树脂迁移运动，催化型固化剂

1前言

纤维缠绕环氧玻璃钢制品，上至高精尖如火箭发动机壳体， 下至民用的工业产品如气瓶、化工和油田管道，大都采用酸酐固化剂环氧树脂基体。因为这类配方工艺性能较好，制品也具有良好的机械和物理、化学性能。成型时产品要加热固化，通常是置入固化炉中进行。这种制品进炉固化的方式被称为“外加热固化方式”，或简称为“外固化”。外固化的特点显而易见是初始温度场为外高内低，即传热方向由外部空间指向制品的中心轴线。

与外固化方式对应的即是“内加热固化方式”简称为“内热式”固化，它是通过先加热制品内部的芯模来实现的。这些都为纤维缠绕工艺的“内热式”技术提供了可借鉴的类比模式。对于玻璃钢管这类形体仅为简单柱状体的制品，较为容易实现芯模的内加热固化；前提是只要再配以适宜的、能快速固化的树脂配方，就能够实现环氧玻璃钢管道快速、高效的工业化制造过程。

此外内加热模具可获的所希望的胶液流动分布状态及胶液含量，改善纤维持续浸渍，并有利于微气泡的散出，从而提高制品质量，同时节约能源。

2内加热式固化

内加热固化是通过模腔中的较小热阻的金属管壁直接传给欲固化的玻璃纤维层。这种快捷的方式会很快使制品升温，可以恰到好处的引发环氧树脂的凝胶和固化反应。如果工艺条件设置得当时，可以在数分钟内完成树脂固化的全过程。

2.1内加热固化系统

内加热式芯模可以按照供热介质的不同，分为电、油、水和蒸汽几种内型。本文主要讨论电加热。

内加热传热介质向模具钢管壁输送热量，使其温度快速上升，通过传导又将热量传附在模具上的缠绕层。当温度升限达到一定温度时缠绕层所含的树脂就会逐步出现升温、粘度下降、流动迁移，进而凝胶、粘度上升、凝胶结束、进一步交链成为三维网状结构；即完全固化和后固化的过程。反应完成后，再输送冷却介质使芯模迅速冷却，将出现制品与模具因“热胀冷缩”滞后产生的空隙，以便顺利脱模。

2.2内加热与树脂迁移运动

环氧树脂在使用酸酐类固化剂时，必须添加叔胺或季胺等促进剂，以使产品性能优良。缠绕结束后便开始固化，内热式芯模将热量传给制品，树脂受热后粘度下降，使纤维能更好地继续浸渍，并有利于微气泡逸出。在这一阶段还发生了树脂分子的迁移运动，分子受热后增加了运动的能量，有了迁移运动的可能。而内热式芯模使得模上的温度场是内高外低，这个温度差便函是凝胶以前树脂分子迁移运动的动力。迁移运动的主方向由外向内，这是因为内层树脂温度高、粘度低，使得内层阻力减小，外层树脂向内迁移。这一物理过程伴随着环氧基开环加成聚合反应历程而受限制，直至树脂分子反应到凝胶为止。树脂迁移运动的结果 是在玻璃钢管道内壁形成了一层富树脂层。这一因热动力自动生成的富树脂层具有优良的力学与化学性能，正是此类管道得天独厚之处。

比较外热式与内热式，二者树脂迁移运动方向恰好相反。外热式由内向外，一般在固化炉中固化的环氧树脂管道内腔表层的树脂不够丰满，甚至有“缺胶”痕迹，用肉眼就可辩别。其物理原因正是由于凝胶前树脂分子迁移运动所致。

2.3热膨胀与加压固化

纤维缠绕成型的特点是经过杆系磨擦带着较大张力的纱束，紧紧地包裹住钢质芯模。缠绕完毕后，钢模壁便承受着相当大的压力。如果工艺不严格，纤维张力会散逸。

内热式固化给纤维缠绕层带来益处。炽热的加热介质使模体迅速膨胀，而紧裹模体的纤维缠绕层反成为模体膨胀的约束,于是，在树脂系统凝胶固化时玻璃钢层是在内加压状态下进行。这不但使松弛的纤维重新张紧，而且使用权内表层结构更加密实。

3促进剂的作用

众所周知，环氧树脂的固化剂一般分为胺与酸酐二大类。其实凡能打开环氧树脂环进行加成聚合反应的物质皆可称为固化剂。对于加成聚全反应，固化剂本身已加入其中成为网状组份之一。若其使用量过少，则尚有未能反应的环氧基，故反应不彻底。因此就有一个恰当加入量问题。

以阳离子或阴离子方式使环氧树脂的环氧基开环进行加成聚合，而其本身并不加入到网状结构中去的物质，就是所谓“催化型固化剂”即通常所谓的“促进剂”它不存在等当量反应的适宜量，其增加量仅使用权反应速度加快而已。

要与内热式固化相适应使树脂快速固化，须选用全程的促进剂，较合适的为叔胺或季胺类物质。

3.1潜伏性固化剂

潜伏性固化剂种类繁多，对纤维缠绕玻璃钢来说应用较多的是“热溶解型”，如双氰胺、咪唑化合物以及多胺盐类等。

其它的多胺盐也有类似特性。利用多胺盐在指定的温度下进行固化反应，而在此之前充分利用其潜伏期对胶液粘度增长较小的特性进行缠绕成型，这正是快速高效制管物理机制的妙用。

3.2凝胶曲线与固化温度

作出环氧树脂系统的凝胶曲线对制定合理的固化温度十分重要。通常通过实验测出不同温度下的凝胶时间并作图，见图1用以指导工艺实践。

4实验

NOL环试样制作与原材料

胶液配置比例：

胶液配制程序：根据试样需用量，按比例称好各种材料。依次将环氧树脂、液态酸酐、增韧剂放入容器，搅拌均匀。添加二甲基苄胺，充分搅拌。失效时间为6小时。胶液温度为30℃—40℃。

内模加热固化温度为180℃，时间30—40分钟，在烘箱中80℃固化一小时。取样加工至规定尺寸，加工的试样表面平整、光洁、无裂纹，颜色为浅黄色，没有局部发白、缩孔、气泡、起层及缝隙。

单向NOL环力学性能

测试结果表明采用内模加热NOL环复合材料力学性能优异，且该树脂任性好、与玻璃纤维界面粘结强度高、耐疲劳性能好。

4 结论

通过实验 证明内加热式芯模可以快速高效的解决纤维缠绕环氧玻璃钢制品的制造问题，解决了环氧玻璃钢不能快速高效进行工业化生产的技术症结，为玻璃钢的高效制造提供了技术保障。

玻璃制造论文:浅谈无碱玻璃纤维制造过程的职业病危害因素

摘要:通过分析无碱玻璃纤维的生产过程，识别无碱玻璃纤维制造过程存在的职业病危害因素，提出职业病危害的防护措施，以更好的保护作业人员的健康。

关键词:玻璃纤维 职业病危害

1、概述

玻璃纤维是采用玻璃球或废旧玻璃经过一系列加工而成的玻纤半成品，其细度为0.003mm-0.006mm，细如丝，软如棉、抗拉力强，颜色银白、无毒无味、耐酸、耐碱、耐碱、耐腐蚀、耐高温、绝缘性能好，是一种性能优越的无机非金属材料，已被广泛应用于交通、能源、建筑、航空、航天、环境保护、国防等行业。

玻璃纤维大致分为:中碱纤维、无碱纤维、高碱纤维。中碱纤维主要用于玻璃钢、防腐、防尘、墙体、装饰等；无碱纤维主要用于电子、信息等方面；高碱纤维在我国未得到较好的开发和利用。下面将着重分析无碱玻璃纤维制造过程中存在的职业病危害因素。

2、无碱玻璃纤维的生产过程

2.1玻璃成分及原料成分

(1)玻璃成份

（2）原辅料成分

无碱玻璃纤维池窑拉丝生产使用的原辅料主要有：叶腊石、石灰石、硼钙石、石英砂、萤石、芒硝、纯碱等。

2.2生产设备

无碱玻璃纤维生产制造过程中的主要设备有：螺旋给料机、气力混合输送装置、配料仓、单元窑、拉丝机、浸润剂配制釜、烘干炉、无捻粗纱络纱机、短切机组、短切毡机组等。

2.3生产工艺

按玻璃配方选择矿物原料，各种矿物原料以合格粉料进厂，由配料车间配料并通过气力输送分配阀输送至窑头料仓，供投料机使用。配合料在单元窑内熔融、澄清、均化后，流入Ｈ型成型通路。熔化良好的优质玻璃液由设在通路底部的多排多孔拉丝漏板流出形成纤维，经涂敷专用浸润剂后，大部分被高速旋转的拉丝机拉制卷绕成原丝饼，或一部份在线短切成短切原丝；拉丝机拉制成的原丝饼经烘干后，供下道工序专用设备加工制成无捻粗纱、短切原丝、短切原丝毡等玻璃纤维制品。

(1)配合料制备

池窑拉丝用“E”玻璃原料大部分为干燥的微粉原料，极易产生粉尘，所以系统采用密闭的气力输送和气力混合方式。配合料经上料输送系统、电子称量系统、气力混合和输送系统送至玻璃熔制工段。

(2)玻璃熔制

玻璃熔制系统主要由单元窑、成型通路、燃烧装置、鼓泡系统及自控系统等部分组成。

(3)玻璃纤维成型

玻璃液从铂铑合金多排多孔漏板流出后，被冷却器强制冷却和拉丝机高速牵伸成型为纤维，成型后的单丝经涂油器涂敷浸润剂并集束或分束后，大部分通过拉丝机的排线装置有序地卷绕在拉丝机上，形成原丝饼；一部分短切为短切原丝。

(4)浸润剂的制备

浸润剂原料主要为各类树脂和化学溶剂，在配置车间按玻璃纤维的种类要求在配置釜釜内混合后经管道输送至玻纤成型工段。

(5)玻璃纤维制品加工

将单股玻璃纤维经络纱机合成多股纤维或者将长纤维丝且为短丝，最后经成品检查并包装入库。

3、职业病危害因素分析

通过对无碱玻璃纤维生产中使用的原辅料及工艺过程的调查、分析，依据《职业病危害因素分类目录》、《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素》和《工作场所有害因素职业接触限值 第2部分 物理因素》，识别分析该生产过程存在的主要职业病危害因素有：苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温。

4、防护措施

结合无碱玻璃纤维的生产工艺，针对该过程存在的职业病危害因素分析，提出以下防护措施：

4.1防尘毒

配合料制备过程采用密闭的气力输送和气力混合方式，防止粉尘逸散至作业环境。

在络纱、短切等玻纤成品加工设整体和局部的通风除尘系统。

在浸润剂配制场所设置通风排毒系统。

玻璃纤维生产过程尽可能采用先进的工艺设备，提高工艺过程的自动化控制程度，避免作业人员直接接触有害因素。

4.2防噪声

选用低噪声设备，尽量采用自动化操作，使操作工位于密闭隔音的操作室内。

4.3防高温

窑炉和拉丝工段的烘房采用高厂房，屋顶开天窗，充分利用自然通风排出余热；窑体和烘房采用保温措施，减少热量散发；在车间办公室、休息室等设置空调系统；为作业人员提供含盐清凉饮料。

5、个人防护

依据《劳动防护用品监督管理规定》、《劳动防护用品配备标准（试行）》和《个体防护装备选用规范》的相关要求，为接触粉尘的人员定期发放符合要求的防尘口罩；为接触尘毒的操作人员发放防毒口罩或防毒面具；为噪声作业人员配发符合国家标准的个人防护耳塞。

6、综述

玻璃纤维生产过程中存在苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温等多种职业病危害因素，建议从事该行业生产的企业按照相关标准规范的要求设置防护设施，同时为从业人员配备个人防护用品，保护从业人员的身体健康，同时加强企业的职业卫生管理，达到安全生产的目的。

玻璃制造论文:精密模压技术于光学玻璃的制造研究

摘 要：本文通过阐述精密型料成形技术，非球面透镜的压型制程，详细介绍了低熔点玻璃精密模压制造技术的工艺特点以及适用性。

关键词：光学玻璃；非球面透镜；精密模压

一、前言

玻璃精密模压制造技术特别适用于批量生产各种具有特殊结构的高精度中小口径透镜，尤其是那些用传统加工手段难以实现的光学玻璃元件，如小口径薄型透镜、高次非球面镜片、微透镜阵列、衍射光学元件和自由曲面光学元件等由于精密模压技术能够大批量直接模压成型精密的非球面或自由曲面光学零件，使得非球面玻璃光学零件被广泛使用成为可能。因而给光学系统设计带来了新的变化和发展，不仅简化光学系统结构、缩小体积、减轻重量、节省材料、减少了光学零件镀膜和工件装配的工作量从而降低成本，而且还改善了光学系统的性能，提高了光学成像的质量。这项技术的普及推广应用是光学行业在光学玻璃零件加工方面的重大革命。

二、精密模压制造技术的工艺特点以及与传统工艺的比较

作为成本相对较高的精密模压技术，其最大的优势在于批量制造非球面透镜。非球面透镜的主要应用有光纤耦合，DVD读取头，手机镜头，数码相机镜头等。在很多情况下，光学设计采用非球面，能够得到球面光学零件难以达到的光学性能，如提高系统的相对孔径，增大视场角，改进像质，改善光照度均匀性，缩短工作距离，减少镜片数量等，从而简化光学系统结构，减轻重量。因此，非球面常常应用于大视场，大孔径，像差要求高，结构要求简单的光学系统中。非球面光学零件因其优良的光学性能而日益成为一类非常重要的光学元件。

非球面零件可分为回转对称非球面，非回转对称非球面，无对称中心非球面，阵列表面四类。其中最常用的回转对称非球面。它是一条二次曲线或高次曲线，绕曲线自己的对称轴旋转所形成的回转曲面。

设一条直线z为回转轴，z轴也是光轴，非球面上任意一点到光轴的距离为r，非球面定点在z=0处，则回转对称非球面方程为：

式中，第一项是这个非球面的基面，它表达了一个二次去面；后面各项是这个非球面的高此项，它是偏离二次去面的表面特征，既非球面是在二次去面的基础上作一些微小的表面变形，可以达到校正相差的目的，由于一个非球面可以有多个量可以选择，和球面仅有一个c两选择相比，非球面有很好的作用，可以有一个非球面产生几个球面结构的作用。

玻璃精密模压制造技术大体上可以分为3个部分：精密模具设计与制造、热压成形工艺和模压玻璃。其中模压玻璃包括预型片设计与制造以及模压后玻璃光学性能的变化两部分。模压透镜的光学精度与这3个部分紧密相关。不同于材料去除型加工方式，精密模压制造技术首先在无氧环境中将置于高精度模具内的玻璃预型片加热到适合模压的温度，经由模芯表面施压转移面形，继而保压退火去除压力分模，最终只需一道工序即可得到模压透镜，工艺流程简单，生产效率高。由于在制造过程中，不需要对镜片进行装夹固定以及局部接触施加压力铣磨抛光，因此不会产生传统加工方法中难以避免的薄型镜片因机械应力而变形的问题。只要模压条件正确设置，工艺稳定，模压镜片的面形和结构将具有良好的精度和一致性。

采用玻璃精密模压方法进行透镜加工，与传统的加工工艺相比具有如下优点（见图2.1, 图2.2） ：

（1）一般只需一道模压工序即可得到最终的光学元件，不需要传统的粗磨、精磨、抛光等工序，即可使光学元件达到较高的尺寸精度、面形精度和表面光洁度。

（2）能够节省大量的生产设备、工装辅料、厂房面积和熟练的技术工人，使一个小型车间就可具备很高的生产力。

（3）可很容易经济的实现精密非球面光学零件的批量生产。

（4）只要精确地控制模压成型过程中的温度和压力等工艺参数，就能保证模压成型光学零件的尺寸精度和重复精度。

（5）可以模压小型非球面透镜阵列。

（6）光学零件和安装基准件可以制成一个整体，结构更加紧凑。

（7）因为不使用研磨液和抛光粉等颗粒材料，且玻璃预制片不会产生加工去除废料，是一种环保技术。

目前批量生产的模压成型非球面光学零件的直径为2～35mm，直径公差为±0.01mm ；厚度为0.4～25mm，厚度公差为±0.01mm；曲率半径可达5mm；面形精度为1.5λ，表面粗糙度符合美国军标为60/40。

三、精密型料成形技术与模压技术介绍

玻璃光学零件模压成型技术是一项综合技术，需要设计专用的模压机器，采用高质量的模具和选用合理的工艺参数。成型的方法，玻璃的种类和型料，模具材料与模具制作，都是玻璃模压成型中的关键技术。

精密型料成形技术早已成熟，各光学玻璃厂已用于批量制造。Matsushita电器公司和Sumita光学玻璃公司1994年的专利叙述了一种制造精密型料的方法 。基本原理示于图3.1。玻璃配合料在铂坩埚1中熔化、澄清、均化后从流料管9流Ltl。流料管温度由加热器8控制。模具10置于轨道12上，由传动机构带动在各工序之间移动。加热器11用于模具10的加热。流料管流出的玻璃置于模具10上，达到设定的质量时，模具10快速下降，玻璃料滴与流料管分离，形成类似于火焰抛光的自由表面，表面张力保持玻璃表面光洁。玻璃冷却到一定温度后，由加压机构2、模具6加压成所需的尺寸。设计不同形状的模具以得到不同规格的型料。加压后的玻璃由取出机构3、5取出。整套装置密闭，可通AtB氧化性保护气体以保护模具表面。

成型方法：由于热压成形工艺特别是退火速率对玻璃材料的折射率和色散系数有较大影响，因此，对玻璃光学性能有较高要求的模压透镜．需要在设计之前初步确定热压成形工艺．通过预估或试验来获得玻璃折射率和色散系数的变化量，优化光学设计，从而保证模压后透镜材料特性的实际值满足设计公差要求。然后根据最终的透镜设计完成精密模具和玻璃预型片的设计与制作。

玻璃之所以能够精密模压成型，主要是因为使用了与高温软化的玻璃不发生粘连的模具材料。原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃液倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱纹），不易获得理想的形状和面形精度。后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧气氛中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，利用模具对玻璃施压（见图3.2）。接下来，在保持压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107.6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013.4泊）。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易将模具形状表面精密复制的方法。这种方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模具装置中使用数个模具，以提高生产效率（见图3.3）。然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。

现在最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。模具材料需要具备如下特征：（1）表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面；（2）在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变；（3）不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好；（4）在高温条件下具有很高的硬度和强度等。

四、光学非球面透镜应用

目前光学玻璃透镜模压成型技术,已经用来批量生产精密的非球面透镜。归纳起来，使用非球面透镜可以取得的效果， 大体上有以下几个方面：第一可以提高成像质量等光学性能；第二可以实现大口径等高规格镜头；第三可以减少构成镜头的镜片数；第四可以减少镜头全长，利于镜头的小型化。

其应用主要用于制造军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件，如各透镜、棱镜、以及滤光片等；在光通信方面如光纤耦合器中的应用；在光盘机、光纤耦合装置以及条形码扫描器 等一些产业规模很大的光电仪器中的应用；制造照相机取景器非球面透镜、电影放映机和照相机镜头的非球面透镜等。

五、结论

非球面玻璃透镜模压在日本，韩国及台湾地区经过多年的探索，目前已经用于大规模批量生产。目前我国在玻璃透镜模压的开发处于起步阶段，虽然在低熔点玻璃的开发通过与日本玻璃生产厂商的合作近几年发展很快，不断有新的牌号填充空白领域，但在非球面透镜精密模压大规模生产方面与国外差距较大，压型设备及模具还受制于进口。国内少数几家公司已经开始探索批量生产模压非球面透镜，但由于模具需要整套进口，所以成本较高， 而且生产的透镜良率较低。鉴于这项技术本身具有很高的经济和军事价值，因此我国深入开展此方面的研究具有十分重要的现实意义。

玻璃制造论文:玻璃钢面板的制造工艺研究论文

摘要：玻璃钢属于一种复合型材料，其既具有玻璃的耐高温、耐腐蚀、透明性等特点，也具有钢铁的硬度和不易碎属性，其很好地结合了钢铁和玻璃的属性优势，目前已经成为了建筑行业重要的施工材料。文章针对玻璃钢面板的制造工艺进行研究，分析了玻璃面板的优越性、制造工艺相关问题，并对玻璃钢面板的发展做出新的展望。

关键词：玻璃钢面板；制造工艺；复合型材料；建筑行业；优越性；先进性

近年来，随着我国市场经济快速发展，工艺水平不断提升，材料工程技术日益成熟，玻璃钢面板应用变得越来越广泛。玻璃钢作为一种新型的复合材料，其被广泛应用于各行领域，例如玻璃钢面板材料被广泛应用于家电制造、船舶制造、汽车、制造零件以及玻璃纤维增强塑料等方面。近年来，国家加强了金属消耗管理和控制，很多材料消耗考虑到节约问题，发明新型节能材料势在必行。本文针对玻璃钢面板制造工艺进行研究，比较性地分析了玻璃钢面板的优越性和先进性，探讨了玻璃钢面板新技术的发展趋势。

1玻璃钢面板工艺简介

玻璃钢（FRP）即通常所说的纤维强化塑料，指的是环氧树脂、增强不饱和聚酯、酚醛树脂基体。玻璃钢主要以玻璃纤维或者制品作为增强材料的增强塑料。玻璃钢具有质轻、坚硬、不导电、机械性能较高、耐腐蚀等特性，其能够替代钢材制造机械零件。近年来，玻璃钢技术发展日益成熟，作为塑料基的增强材料，玻璃纤维已经扩大到了很多方面。各种类型的纤维材料制成增强塑料，导致了增强塑料的类型逐渐增多，而玻璃钢材料逐渐成为了新型增强塑料的一部分。随着人们对于环境卫生要求越来越高，新型材料的安全性、环保性、节能性等均被很多制造企业所看重，而玻璃钢面板很好地满足了这些条件。

2玻璃钢面板的优越性比较研究概述

玻璃钢面板被广泛应用于各行各业，而且其优越性比较突出，下面将针对电器市场上的玻璃钢面板和不锈钢面板的燃气灶性能进行比较，分析出玻璃面板的优越性。

2.1材质比较

不锈钢属于耐空气、水以及蒸汽等弱腐蚀介质和酸碱盐侵蚀的化学腐蚀钢材。不锈钢经过多年使用之后还可能保持原来的模样，其耐用程度很高，但是钢材的消耗相当大，不锈钢的燃气灶所有器件均需要金属，甚至螺丝钉都需要钢材。玻璃钢面板属于一种预应力玻璃，为了提升玻璃钢的强度，通常会采用化学方法和物理方法来挤压玻璃，玻璃承受外力之前要抵消表层应力，进而提升玻璃钢的承载能力。玻璃钢面板的材质主要是由硅元素构成的，其元素储量在地球上非常庞大，因此材料易取、方便生产。

2.2安全性比较

不锈钢的燃气灶在工作的时候，其灶头温度相当高，而且燃气灶不锈钢面板的隔热问题经过特殊处理得以解决。因此即使燃气灶工作时间相当长，面板的温度也仍然如常温一样。玻璃钢面的燃气灶出现过爆炸事件，因此很多用户非常担心玻璃钢面板的安全性。玻璃钢面板本身不具备爆炸条件，但是用户在使用过程中操作不当则很容易引起爆炸。值得注意的是，玻璃钢燃气灶必须定期清理灶圈杂质，避免出现火孔堵塞问题，平日做好玻璃钢面板的清理和养护工作，如此便可有效预防玻璃钢燃气灶爆炸。

2.3清洁性能比较

不锈钢面板清洁上可以使用抹布和清洁剂进行清洗便可直接去除油污，但是抹布擦拭之后不锈钢面板很可能留下水渍，影响不锈钢面板的美观程度。玻璃钢面板的清洁和不锈钢的清洁方法一样，但是即使清理过程中遗留水渍也不会影响面板的美观度，而且玻璃钢面板在清洁上较之不锈钢面板的清洁更加容易简单且不影响美观。综上所述，不锈钢面板和玻璃钢面板在燃气灶中的应用各自具有其独特的优势，因此在进行选择的时候要根据实际情况选择材质。玻璃钢面板的应用变得越来越广泛，其优越性体现在很多方面，而且在不同的行业领域应用不一样，本次仅针对燃气灶应用优越性方面进行二者比较，由于篇幅关系其他领域应用不做赘述。

3玻璃钢面板制造工艺流程以及技术

玻璃钢面板制造生产的时候，具有完整的生产工艺流程：模具清理玻璃纤维制品裁剪抛光涂刷脱模剂配料涂刷胶衣层铺层检查检验以及测试。其中模具清理作为玻璃钢面板制作的工艺准备阶段，尺寸检查和表面加工必须在该阶段完成。尺寸检验的时候应将误差控制在5%之内，模具的结构形成形状必须要符合图纸要求；表面加工主要是针对模具平面加工，确保成品玻璃钢面板经过模具糊制完成之后表面能够光洁、平整。玻璃纤维制品裁剪时，需要开展裁剪前检查，确保玻璃纤维制品必须要无褶皱、无缺陷、无潮湿、无变霉等情况，裁剪必须要按照规定的布纹方向进行，且裁剪的尺寸要与设计保障一致。抛光涂刷脱模剂操作在玻璃钢面板制作的时候必不可少，通过抛光可以使得表面变得光洁，而涂刷脱模剂则为后期工件脱模打基础。配料要求玻璃钢面板制作时必须按照手糊工艺操作规程，应使用厂家提供的原料进行配比，配料过程中应注意配料的温度适中，配方配料要满足要求。胶衣层涂刷过程中应限制涂刷的厚度，涂刷必须要保障涂料均匀，胶衣层的厚度为250～500g/m2。铺层操作时，要求玻璃纤维不能够出现变霉、弯曲变形、褶皱、潮湿等缺陷，否则不能够进行转序；铺层操作时要严格控制树脂用量，确保涂敷均匀。检验检查以及测试作为玻璃钢面板制作的最后流程，那么在进行检查的时候必须要开展固化情况检查、糊制作业完成之后检查，并完成成品检验以及热性能测试等操作。

4玻璃钢面板制造新技术展望

随着科学技术的发展，新型技术在工业生产中迎来了极大的挑战和机遇。我国面板厂商的生产能力随着市场份额的增加，其生产量、销售量也在逐渐增加。虽然玻璃钢面板行业也呈现出增长态势，但是和世界其他玻璃钢面板生产企业来比，还仍然属于初级起步阶段。经过多年的发展，我国玻璃钢板面在电器行业、汽车行业、建筑行业以及手机行业的应用比较广泛。玻璃钢面板在电器行业中的应用分为彩晶玻璃面板和钢化玻璃面板两种形式，彩晶玻璃面板是最近几年出来的新型材料，其在家电配件行业应用率还较低，很多还是应用的白板玻璃面板，而钢化玻璃则更多被应用于黑白家电玻璃配件。钢化玻璃在汽车行业的应用也相当广泛，20世纪50年代将玻璃钢应用于企业制造，其主要作为车用的潜在材料。经过长时间的发展，20世纪80年代实现了玻璃钢汽车零部件的批量制造和研制，其已经成为了车用材料之一，涵盖了GMT、SMC、手糊等工艺，这些工艺选择较为灵活且投资少、工艺门槛低，被国内汽车生产商逐步掌握。

5结语

随着玻璃钢面板制造工艺日益成熟，其在国内的应用变得越来越广泛，玻璃钢面板材料作为一种新型的复合材料，符合环保和节能要求，因此玻璃钢面板的发展潜力巨大。本文针对玻璃钢面板制造工艺相关问题进行研究，从基础认识到工艺施工进行详细介绍，希望能够为广大读者提供玻璃钢面板制造与发展相关研究交流。

作者:马伟 单位:中车四方车辆有限公司