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拉擠產(chǎn)品的性能與質(zhì)量水平反映了拉擠廠家在諸多方面的投入及努力程度，包括玻璃鋼制品的產(chǎn)品設(shè)計、增強材料的成型、樹脂配方、工模具設(shè)計及參數(shù)制定。如果缺少其中的一種或幾種能力，其工藝技術(shù)水平便是不完整的，結(jié)果是產(chǎn)品難以滿足用戶的性能要求，或者會出理各種工藝質(zhì)量問題。當問題出現(xiàn)之后，拉擠廠家常會不知所措，不知道問題的真正原因所在，他們只得花費大量的時間與金錢來反復(fù)進行配方、工藝、參數(shù)的摸索，結(jié)果卻收效甚微。這也給人一種印象，似乎拉擠工藝是一種令人難以捉摸的技術(shù)。但事實上，只要充分理解各種原材料的性能、樹脂反應(yīng)動力學(xué)、工藝變量之間的聯(lián)系和其對產(chǎn)品性能的影響，并且有合適的工裝模具，任何操作員只要經(jīng)過適當培訓(xùn)，都能連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
1 質(zhì)量控制鏈
產(chǎn)品是否能穩(wěn)定地達到所要求的性能與質(zhì)量水平，在很大程度上取決于廠家對質(zhì)量控制的努力程度。事實上在拉擠生產(chǎn)中有很多的質(zhì)量控制點，但由于在試驗設(shè)備與人員上的投資原因，很少有廠家在最大程度上做到了這點，而有很多的廠家連最基本的質(zhì)量控制能力也不具備。其實只要簡單地理解質(zhì)量鏈上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，依靠自己的努力和外部(比如實力較強的原料供應(yīng)商)支持，條件有限的廠家仍能取得很好的結(jié)果。表1列出了拉擠中的質(zhì)量控制點及職責(zé)分配。如果有條件應(yīng)對每一環(huán)節(jié)進行控制。
表1 質(zhì)量控制點
控制環(huán)節(jié) 職責(zé)分配
原材料驗收 試驗室技術(shù)人員
工藝線上的材料 試驗室技術(shù)人員/操作員
工藝參數(shù) 操作員
產(chǎn)品生產(chǎn)過程檢驗 操作員/檢驗員
使用條件的模擬試驗 檢驗員/試驗室技術(shù)人員
性能試驗 試驗室技術(shù)人員
2 原材料驗收
對原材料實施控制的第一關(guān)在原材料供應(yīng)商。原材料供應(yīng)商應(yīng)提供穩(wěn)定的原材料。
拉擠廠家最重要的著眼點應(yīng)是樹脂特性。應(yīng)對每批進廠的樹脂抽樣檢驗，鑒定其是否符合規(guī)范要求。檢查的項目包括外觀、粘度、酸值、單體含量、反應(yīng)活性。應(yīng)保存樹脂檢測的質(zhì)量記錄，從而為判斷工藝問題提供有價值的歷史資料。如果廠家沒有能力檢測進廠的原料，也可以向樹脂供貨商索取檢驗證明書。對于非標準樹脂或供貸商的小批量產(chǎn)品，這點是特別重要的。
增強材料在功能上與樹脂同等重要。增強材料主要包括無捻粗紗、連續(xù)氈以及各種形式的織物，本文將提供產(chǎn)品光滑外觀的表面氈也列入增強材料之內(nèi)。對于無捻租紗應(yīng)檢測其重量及浸潤劑含量。國內(nèi)粗紗常存在浸潤劑公差過寬的問題。另外，受干燥方法的局限及存放時間過長，還存在浸潤劑遷移的問題。對氈來說，應(yīng)測定單位面積重量及粘接劑含量，還應(yīng)注意纖維分布不勻的問題。所以，測定這些數(shù)據(jù)作為內(nèi)部的歷史資料，井據(jù)此與供貨商建立聯(lián)系是必要的。經(jīng)過測定增強材料的含水率對于分析某些工藝質(zhì)量問題的原因是非常有用。因為纖維含水率過高常會導(dǎo)致浸潤不良及其它質(zhì)量問題，尤其在大多數(shù)廠家沒有良好的纖維貯存環(huán)境（比如除濕）時更是如此。
關(guān)于對添加劑如填料、顏料、固化劑等的質(zhì)量評判，很少有廠家具有這些方面的能力，而必須依賴于供貨商。對填料來說，應(yīng)選擇能滿足產(chǎn)品性能要求的粒徑，還應(yīng)注意粒徑分布不宜過寬；對顏料而言，應(yīng)特別注意其研磨分散的均勻性，否則會給制品帶來嚴重色差，還應(yīng)任意其與樹脂的相容性以及其對樹脂反應(yīng)活性的影響。
3 工藝線上的原材料
工藝線上的原料是指已配好的樹脂混合料及將要或正在轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的增強材料。在這一個控制點上主要著眼點仍應(yīng)是樹脂性能。將各種成分在一高剪切混料機中棍臺，制成均一分散的樹脂混合料，混合過程中應(yīng)防止溫度升高太多。在將樹脂從混合設(shè)備上移出之前應(yīng)肉眼觀察填料的分散性與污染。應(yīng)記錄下混合批號及在混合過程中的最高樹脂溫度，以便建立適用期(指配好的混合料從配好到出現(xiàn)凝膠之間的存放時間)與溫度之間的聯(lián)系，并在整個工藝中對材料進行跟蹤。
纖維在樹脂槽中是否達到足夠的浸潤對拉擠來說是極其重要的。樹脂的粘度是決定能否足夠浸潤的最關(guān)鍵參數(shù)。粘度的測定是每一個廠家都應(yīng)做的一種簡單而關(guān)鍵的試驗，所使用的儀器是旋轉(zhuǎn)式粘度計，其試驗程序在國家有關(guān)標準中已作了規(guī)定。該試驗的關(guān)鍵是應(yīng)在恒溫水浴中將樹脂溫度穩(wěn)定于25℃，以便在批與批之間進行有效的比較。在溫度與粘度之間有著非常確定的反比關(guān)系，如試驗溫度控制不當，就會導(dǎo)致不正確的結(jié)論。當然，廠家也可以對任一種樹脂建立其溫度／粘度曲線，這樣就可以在平常的工廠環(huán)境溫度下決定樹脂的可接受性。粘度結(jié)果也可能受混合過程中捕陷空氣的影響。有時，未加蓋的桶與槽中的苯乙烯揮發(fā)也會影響測定結(jié)果。因此，在對數(shù)據(jù)進行比較，以及使用這一信息來判斷合格與否時，制樣方法的穩(wěn)定是很重要的。
反應(yīng)活性是指已加固化劑的樹脂對所施溫度的響應(yīng)。通過做“標準80℃放熱曲線”試驗，可對樹脂的反應(yīng)活性進行簡單而廉價的評估。這一試驗可以獲得3個有用的數(shù)據(jù)：凝膠時間、固化時間、放熱峰溫度，方法是將一盛約25g樣品的試管浸在80℃的水浴中，觀察并記錄達到某一溫度的時間及達到的最高溫度。雖然本試驗并不直接與拉擠工藝相聯(lián)系（拉擠工藝中缸度沿模具長度方面是變化的，并且一般高于80℃），但因為其可重復(fù)性好，因而可作為一種標準的比較試驗。凝膠時間可認為是開始引發(fā)的時間，固化時間可用來度量反應(yīng)速率，而放熱峰則反映了其能量釋放的水平。所需要的設(shè)備包括恒溫水浴、(J型)熱電偶、溫度記錄儀及試管等。
另一種較復(fù)雜昂貴的儀器是差動掃描量熱計(DSC)。試驗使用10mg樣品來確定反應(yīng)開始的溫度、終止溫度及放熱峰。方法是在精確控制的溫升速率下加熱樣品，而不是使用如80℃放熱試驗?zāi)菢拥暮銣厮l件。用這種方法所得到的數(shù)據(jù)可以更精確地與拉擠工藝相對應(yīng)。但是它是一種很靈敏的試驗室儀器，需要有熟練的操作人員，從而使它的應(yīng)用受到限制。
另外，廠家應(yīng)具備對自己所使用的樹脂的熱行為的知識。通常，輕微的環(huán)境溫度變化就會顯著地改變樹脂反應(yīng)特性和加工粘度，從而導(dǎo)致某些質(zhì)量問題。這需要有對樹脂熱行為的知識，以隨時對工藝進行微調(diào)，否則當工藝中出現(xiàn)問題時往往會不知所措。
對工藝中的連續(xù)原絲氈應(yīng)經(jīng)常檢查其寬度是否合適。使用太窄的氈時，部件表面會出現(xiàn)暴露的粗紗，還可能會出現(xiàn)其它的缺陷如樹脂局部富余、外觀難看等。使用過寬的氈時，由于它會為適應(yīng)模腔而產(chǎn)生折迭，則可能會引起增強層的定位無法控制。另外，由于氈必須打褶以進入模具，這樣在打褶的地方會增加模具的磨損。氈打褶也會導(dǎo)致表面褶皺及溝痕。
操作員還應(yīng)警惕在連續(xù)原絲氈中可能遇到的工藝預(yù)警缺陷，經(jīng)常在喂料區(qū)巡視。即使在0.9m／min的中等線速度時，氈片從氈卷中拉出直到其被樹脂槽或成型系統(tǒng)淹沒也只有幾分鐘時間。能導(dǎo)致產(chǎn)生線阻塞或氈片拉斷的缺陷包括纖維分布過量、粘接劑含量過低、及纖維過度松散。氈中粘接劑含量過低時，表面伸出的松散纖維會聚集于樹脂槽或成型系統(tǒng)，最后以大的聚集體進入模具而引起阻塞。
當氈從倉庫移至工藝線上時，有許多潛在的污染源，特別是將未用完的氈返回倉庫備用時更是如此。不過，即使是干凈的氈，在用齒狀刀具切開氈卷時，氈卷的邊緣也能積上紙筒的灰塵。如果不將其除去，這些顆料將在加工時進入樹脂，最后在產(chǎn)品的表面形成污痕。
對只用粗紗增強的產(chǎn)品，通常比用氈增強的產(chǎn)品的麻煩少些，但也不能忽視可能產(chǎn)生的工藝問題。隨著紗束從紗卷芯部抽出，包裝尺寸減小，包裝內(nèi)部的紗束偶爾會掉到包裝的底部形成結(jié)節(jié)。結(jié)節(jié)通過紗架、成型系統(tǒng)進入模具，從而產(chǎn)生故障。此外，結(jié)節(jié)還可能在樹脂槽中斷裂而引起看不見的阻塞，最后在樹脂中槽引起故障，甚至使樹脂槽被拉翻。在生產(chǎn)較大的產(chǎn)品時，同時有數(shù)百股粗紗被加工，出現(xiàn)這類問題會使操作員產(chǎn)生極大的挫折。如果使用合股粗紗，會有過多的懸絲在導(dǎo)向孔中累積。粗紗通過紗架或成型系統(tǒng)會有一定程度的磨損，引起絨毛聚集，由此會引起單股粗紗斷裂，絨毛也可能進入樹脂槽，使樹脂槽內(nèi)積累過多的纖維而導(dǎo)致工藝故障。
4 工藝參數(shù)控制
應(yīng)該得到控制的最關(guān)鍵的工藝參數(shù)是工藝速度與模具溫度。當模具長度一定時，工藝速度決定了材料在模具中的停留時間。對許多拉擠配方，通常的停留時間為1min或更少。例如，以1m/min的速度通過一根1m長的模具，則材料在模具中通過的時間是1min。
模具溫度曲線決定了材料的加熱速度，影響其在模具內(nèi)所達到的固化度。樹脂的反應(yīng)活性決定了反應(yīng)的引發(fā)點、放熱峰值的位置及放熱的幅度。設(shè)定模具的加熱曲線就能通過熱傳導(dǎo)來加速或抑制反應(yīng)，從而影響上述特性。對工藝線上樹脂質(zhì)量的注意力越少，就越有可能遇上加工困難。如果使用的不同批號的樹脂，其反應(yīng)活性也可能不同，則再穩(wěn)定的工藝參數(shù)也會產(chǎn)生不同的固化度。因此，測定拉擠模具內(nèi)反應(yīng)位置的工藝放熱試驗就顯得很重要。這一試驗的方法是在當增強層將要進入模具時在其中引入一根一次性的熱電偶，當熱電偶隨材料通過模具時，記錄溫度數(shù)據(jù)。這一試驗所記錄下的數(shù)據(jù)(模具不同位置的溫度及材料在不同位置的放熱溫度)是很有意義的。充分理解這些數(shù)據(jù)材料進模溫度、引發(fā)溫度、峰值、出模溫度—就能完全制定工藝條件。
有許多工藝缺陷是由于缺乏對工藝參數(shù)的控制，或缺乏對材料與工藝的相互作用的知識所引起的。通過控制工藝溫度與速度，則許多工藝缺陷如內(nèi)裂紋、表面裂紋、分層、起泡及樹脂流損等都能減至最小甚至消除。產(chǎn)品是否完全固化可用固化度來衡量，固化度常使用巴柯爾硬度計來檢驗。一件拉擠產(chǎn)品從機器上切下，待其冷至室溫即馬上進行測定，其巴氏硬度值應(yīng)不低于50。還有其它測定固化度的試驗，包括使用熱分析技術(shù)測定殘余反應(yīng)活性測定成品的介電損耗值等。
另一個操作員無法控制但卻應(yīng)監(jiān)測的重要工藝參數(shù)是拉拔負荷。拉拔阻力是由材料與模具的內(nèi)摩擦所引起的，導(dǎo)致內(nèi)摩擦的因素有樹脂的粘滯力、材料的熱膨脹、樹脂／模具的粘結(jié)特性、體積收縮性以及體積充填因素等，現(xiàn)在尚無法認識這些因素的每一種對整個拉拔阻力的單獨貢獻，拉拔負荷水平是工藝健康性的一種指示，但拉拔負荷的大小則又不如負荷的穩(wěn)定性重要。負荷隨時間穩(wěn)定增加則指示模具內(nèi)有樹脂積累，模具腔逐漸受到約束。做一系列的拉/停循環(huán)(清模)能清樹脂堵塞，降低拉拔負荷。負荷突然變化指示可能有多余的材料、粗紗結(jié)節(jié)、或材料在模具中發(fā)生了某種故障。拉拔負荷降低則指示可能有材料損失或線速度降低。有的設(shè)備上裝有高負荷報警器，當負荷超過一定限度時會報警以提醒操作員。
夾持并拉拔產(chǎn)品使其順利前進的夾持力依賴于拉拔負荷，并隨拉拔手的設(shè)計而變化。通常拉拔阻力越高，所需夾持力越大。夾持力不能太小，太小會產(chǎn)生阻塞，也不能太大，太大會將產(chǎn)品壓裂，或在產(chǎn)中表面留下壓痕。
5 產(chǎn)品檢驗
一旦產(chǎn)品出了模具，則很難再改變產(chǎn)品的質(zhì)量特征。此時應(yīng)將注意力從材料和工藝控制轉(zhuǎn)到客觀原因的評估。操作員應(yīng)仔細觀察產(chǎn)品的外觀及尺寸一致性。每種缺陷都會有一種或多種可能的原因。缺陷的原因通�？蓺w成三類。①成份：由樹脂配方、氈、粗紗或表面氈的特性所引起的缺陷，例如污染、樹脂微裂紋、脫模不好等。②叁數(shù)：由模具溫度或線速度不合適所引起的缺陷，例如熱裂紋、分層等。③方法：與浸潤、成型導(dǎo)向、工具及機械有關(guān)的缺陷，例如剝落和多孔等。
體視顯徽鏡(放大倍數(shù)大于150倍)是一種優(yōu)秀的檢測工具，用它可以認出由肉眼很難檢查的缺陷。使用熒光顯色劑(例如紅色)能幫助放大缺陷，以便于觀察。一旦確定了缺陷的類型，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施解決問題。對操作員或車間管理人員來說，知道的質(zhì)量控制信息越多，選擇適當?shù)募m壓措施就越快。產(chǎn)品的尺寸可根據(jù)ASTM D3917標準或用戶規(guī)定的標準進行檢查。最好是能將這樣的標準轉(zhuǎn)化成通過／停止量規(guī)(或準則)，以簡化使用，免去操作員不理解造成的麻煩。
滿足工廠及用戶檢驗標準的成品，在發(fā)貨之前還需要做其它的性能試驗。通常進行整體產(chǎn)品在最終使用條件下的模擬試驗，以檢驗其強度、撓曲性及絕緣性等。
6 總結(jié)
在提升拉擠產(chǎn)品的質(zhì)量方面，原料和設(shè)備供應(yīng)商扮演著非常重要性的角色。原料商有責(zé)任提供穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)的原料，還應(yīng)加大開發(fā)力度，不斷為拉擠工業(yè)提供性能價格比更優(yōu)的產(chǎn)品。設(shè)備供應(yīng)商就認真傾聽拉擠廠家的意見，仔細檢討現(xiàn)有提供設(shè)備的差距，在新開發(fā)的機器上對工藝參數(shù)應(yīng)有一目了然的、穩(wěn)定的和閉環(huán)的控制，在可能的情況下還應(yīng)考慮隨機配備數(shù)據(jù)采集硬件和統(tǒng)計工藝控制軟件，為制定工藝規(guī)范提供更高級的能力。
拉擠廠家、設(shè)備及原料供應(yīng)商和終端用戶應(yīng)組織在一起，成立專門委員會，共商行業(yè)內(nèi)的市場開拓、技術(shù)發(fā)展、質(zhì)量提升大計，以促進行業(yè)的快速健康發(fā)展。努力做好質(zhì)量管理是企業(yè)生存發(fā)展的根本，除了要了解現(xiàn)有的知識與方法外，還必須將質(zhì)量道德意識灌輸?shù)浇M織的每一級員工中。這樣，我們所付出的努力才能真正得到收獲。
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