专利名称：玻璃钢拉挤异形材预成型方法及预成型调整器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃钢成型工艺及专用调整器，尤其是指一种玻璃钢拉挤异形材预成型方法及预成型调整器。
背景技术：
目前，国内玻璃钢拉挤异形材的成型工艺是玻纤增强材料架→浸渍→预成型材→热固化成型材→牵引装置→切割→成品放料。具体地说是首先将玻璃纤维增强材料按型材要求在树脂槽中浸渍树脂糊，再将浸透了胶状树脂胶糊的玻璃纤维增强材料引入预成型模，挤出多余的树脂及气泡，然后送入热固化模，并在引发剂的作用下经过初凝、放热而固化成型，再通过牵引装置将型材从热固化模中脱出，经过切割装置的定尺切割，最后进入翻板机下料堆放。
在上述工艺中，国内拉挤异型材或中空腹门窗框型材所使用的玻璃纤维增强材料多以玻璃纤维布、拉挤纱及表面毡为主，这些增强材料经树脂的充分浸渍，从不同的位置同时通过预成型模做预成型处理，在通过预成型模时，增强材料对其四周产生了挤压力，并将多余的树脂糊挤出，由于只经一个预成型模而不能让所通过的材料按照型材截面的准确比例进入热固化模具，使预成型处理过的材料出现有的位置树脂糊含量多而玻璃纤维少、有的位置树脂糊含量少而玻璃纤维多的现象，导致树脂受热固化时收缩不一致，进而发生产品弯曲、扭曲或表面不平等现象，严重影响了产品的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种玻璃钢拉挤异形材预成型方法及预成型调整器，通过该方法和该调整器可以使经过充分浸渍的玻璃纤维增强材料以同样的张力、按型材截面的准确位置及合理的比例进入热固化模具中，从而避免因玻璃纤维增强材料布置不均匀而造成的收缩变形，达到提高产品质量的目的。
本发明所采取的技术方案是一种玻璃钢拉挤异形材预成型方法，该玻璃钢异形材为空腹，其由内至外的层状结构分别为玻纤芯布、玻纤纱束、玻纤表面布和表面毡。该玻璃钢异形材的预成型方法包括以下步骤玻纤纱束一次分配→玻纤芯布初整形→玻纤芯布终整形→侧玻纤表面布整形→玻纤纱束二次分配梳理→表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布的汇总成型。
(1)、玻纤纱束一次分配首先将玻纤纱束浸渍树脂，然后将待制作型材上表面的玻纤纱束按计算的位置和用量均布在预成型调整器格栅的上格栅孔中，不能均布的玻纤纱束分配在上格栅孔的两端，使型材的尖角部位充实饱满，再以同样的方法将型材下表面、左侧面和右侧面的玻纤纱束分别按计算的位置和用量均匀布置在调整器格栅的下格栅孔、左格栅孔和右格栅孔中，使被分配的玻纤纱束初成型为待制作型材的大致形状。
(2)、玻纤芯布初整形在牵引装置的拉力作用下，首先将玻纤芯布原料牵引入芯布整形架的开式整形板进行一级初整形，再牵引入芯布整形架的闭式整形板进行二级初整形，经过两级初整形后，玻纤芯布由平直的带形逐渐地弯曲成弧形，进而弯曲成倒置的U形。
(3)、玻纤芯布终整形将上述经过两级初整形的玻纤芯布由牵引装置牵引入芯布成型架，使玻纤芯布由倒置的U形最终整理为带空腔的待制作型材形状。
(4)、侧玻纤表面布整形将左侧面玻纤表面布通过面布整形架的左整形环由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的槽钢形状，将右侧面玻纤表面布通过面布整形架的右整形环由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的角钢形状。
(5)、玻纤纱束二次分配梳理将玻纤纱束一次分配初成型的上表面玻纤纱束牵引入梳理架的上梳板，进行重新分配与梳理，对应地将下表面玻纤纱束牵引入梳理架的下梳板，进行重新分配与梳理；同时，下表面毡在下控毡板的控制下从梳理架的下部复合到玻纤纱束的下表面。
(6)、表面毡、玻纤表面布、玻纤纱束和玻纤芯布的汇总成型上表面毡在上控毡板的控制下从梳理架的上部复合到玻纤纱束的上表面；同时，玻纤表面布、玻纤纱束和玻纤芯布分别汇总至成型架，并通过型板做最后整形处理后形成待制作的型材；最后经热固化模具制作成型材。
一种预成型调整器，包括热固化模具10，还包括格栅2、芯布整形架3、芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6、成型架7、导轨8、芯铁9和支架15。芯铁9的前端设置在芯布整形架3的内部，后端通入热固化模具10，芯布整形架3固定在支架15上，格栅2通过一调定螺栓16滑动连接在支架15的外侧端，芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6和成型架7的下部依次设置在导轨8上，它们的上部依次套接在芯铁9的外部。
格栅2分为对称的上、下格栅和对称的左、右格栅，每个格栅分别由多层格栅板21和格栅轴22所构成，格栅轴22等间隔焊接在各层格栅板之间并与格栅板围成均匀的格栅孔。
芯布整形架3由上连板31、开式整形板32、闭式整形板33、支撑板34和下连板35所构成，上连板31的一端固定在开式整形板32的顶部，另一端固定在闭式整形板33的顶部，开式整形板32和闭式整形板33分别固定在支撑板34上，支撑板34固定在下连板35上，所述的开式整形板32和所述的闭式整形板33分别由逐渐向内弯曲的金属板制成，其中闭式整形板33的横截面呈现由宽至窄的逐渐收缩状。
芯布成型架4由环行整形板41和连板42所构成，环行整形板41固定在连板42的中间。
面布整形架5由左整形环51、右整形环52和连板53所构成，左整形环51和右整形环52分别固定在连板53上，其中间位置为芯铁9。
梳理架6由上梳板61、下梳板62和下控毡板63所构成，上梳板61、下梳板62和下控毡板63由上至下分层设置。
成型架7由上控毡板71、型板72和连板73所构成，上控毡板71、型板72和连板73由上至下分层设置。
芯布整形架3的开式整形板32和闭式整形板33、所述芯布成型架4的环行整形板41、所述面布整形架5的左整形环51和右整形环52以及成型架7的型板72的形状分别与待制作型材的形状相对应。
本发明的有益效果是1、避免了型材尖角部位不饱满和积留现象在玻璃钢拉挤工艺中，表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布经过预成型处理后要在热固化模具中进行热固化，树脂在没凝胶前一般呈现流动或半流动状态，在模具中同其他流体一样，越是接近模具的四壁表面和棱角部位其摩擦阻力就约大，容易出现局部空穴或不饱满，表现在型材尖角处则呈圆形、积留等现象。通过采用本发明的方法和调整器则可以完全改变这种状况，在本发明中，由于设有格栅，玻纤纱束可以均布穿过格栅孔，不能均分的纱束被分配到端角处，让边缘和尖角部位的纱束量多余其他部位的平均纱束量，使尖角局部位置挤压力加大，避免了空穴现象，同时拉出来的型材棱角饱满，克服了积留缺陷。
2、改变了玻纤的行进角度、改善了玻纤的张紧力由于梳理架是由上梳板、下梳板毡控板焊接组合而成，他们都可以通过螺栓、螺母连接，只要调整螺母就能使上、下梳板做上、下、左、右平移，从而改变预成型调整器都加工成螺栓连接，调整器可根据实际需要改变玻纤的行进角度，调整他们之间的张紧力，有效调控了玻纤中的树脂含量。
3、使型材的玻纤含量均匀，按型材的设计形状进入热固化模具现有技术只采用一个预成型模工作，所有玻纤布、纱束、表面毡一次同时进入预成型模，在挤出多余树脂糊时内部产生了挤压力，由于玻纤没有分布控制，纱束是带捻滚动进入预成型模，出现了局部玻纤含量高、树脂含低的现象，进入热固化模具后，固化收缩不一致。由于本预成型调整器采用了六步法，将预成型过程分六次逐渐完成，通过预成型调整器的格栅、梳理架二次分配，消除了纱束的加捻现象，让玻纤有序的完成预成型全过程，就象用蓖子梳头一样，梳齿越密，梳理的次数越多，玻纤纱束就越顺、越平滑，玻纤就能更加均匀地进入热固化模具并拉出更加平直的型材，从而保证了产品质量。
图1为本发明中待制作型材结构图。
图2为预成型调整器结构总图。
图3为预成型调整器中格栅图。
图4为图3的A向视图。
图5为图3的B向视图。
图6为图3的C-C视图。
图7为预成型调整器中芯布整形架主视图。
图8为图7的B向视图。
图9为图7的A-A视图。
图10为预成型调整器中芯布成型架主视图。
图11为预成型调整器中芯布成型架侧视图。
图12为预成型调整器中导轨结构图。
图13为图12的A-A视图。
图14为预成型调整器中面布整型架主视图。
图15为预成型调整器中面布整型架俯视图。
图16为预成型调整器中梳理架主视图。
图17为预成型调整器中梳理架俯视图。
图18为图16的A-A视图。
图19为预成型调整器中成型架主视图。
图20为图19的A向视图。
图21为图19的B-B视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地描述。
以如图1所示的待制作空腹玻璃钢异形材为例，在用玻璃钢拉挤异型材做结构件使用时除了要求具有较高的纵向抗拉、抗弯强度外，对横向也要求有足够的机械强度，所以在拉挤前布置玻璃纤维增强材料时需要将具有经纬线的玻璃纤维布和毡尽量放在型材的内外表面，考虑外表面的平整光滑效果要将表面毡放在最外层，构成由内至外的层状结构分别为玻纤芯布11、玻纤纱束12、玻纤表面布13和表面毡14，这样即可在达到强度要求的同时，又兼顾了表面美观的效果。
图2所示，采用本发明制作上述玻璃钢异形材的预成型方法包括以下步骤玻纤纱束一次分配→玻纤芯布初整形→玻纤芯布终整形→侧玻纤表面布整形→玻纤纱束二次分配梳理→表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布的汇总成型。
(1)、玻纤纱束一次分配首先将玻纤纱束12浸渍树脂，然后按图1的结构要求将其上表面的玻纤纱束均布在预成型调整器格栅2的上格栅孔中，在位置够用的情况下尽可能多分孔位，使穿过每个格栅孔的纱束少些，不能均布的玻纤纱束分配在上格栅孔的两端，使型材的尖角部位充实饱满，再以同样的方法将型材下表面、左侧面和右侧面的玻纤纱束分别均匀布置在调整器格栅的下格栅孔、左格栅孔和右格栅孔中，使被分配的玻纤纱束初成型为图1型材的大致形状。
(2)、玻纤芯布初整形图1型材的内腔是由玻纤芯布11做衬里，而玻纤芯布一般呈平直的带状，所以需要采用图7至图9中的芯布整形架3对玻纤芯布做初整形处理，通过牵引装置，首先将玻纤芯布原料牵引入芯布整形架3的开式整形板32进行一级初整形，再牵引入芯布整形架的闭式整形板33进行二级初整形，经过两级初整形后，玻纤芯布由平直的带形逐渐地弯曲成弧形，进而弯曲成倒置的U形，为下一步成型奠定了基础。
(3)、玻纤芯布终整形将上述经过两级初整形的玻纤芯布11由牵引装置牵引入芯布成型架4，并在图10所示的环行整形板41中使玻纤芯布由倒置的U形最终整理为带空腔的图1形状的型材，完成玻纤芯布的整形处理。
(4)、侧玻纤表面布整形如图14所示，将左侧面玻纤表面布13通过面布整形架5的左整形环51由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的槽钢形状，再将右侧面玻纤表面布13通过面布整形架5的右整形环52由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的角钢形状，经过左、右侧面玻纤表面布整型架的处理变成了图1所示型材的侧面。
(5)、玻纤纱束二次分配梳理如图16所示，将玻纤纱束12一次分配初成型的上表面玻纤纱束牵引入梳理架6的上梳板61，进行重新分配与梳理，对应地将下表面玻纤纱束12牵引入梳理架的下梳板62，进行重新分配与梳理。同时，下表面毡14在下控毡板63的控制下从梳理架的下部复合到玻纤纱束12的下表面。
(6)、表面毡、玻纤表面布、玻纤纱束和玻纤芯布的汇总成型如图19所示，上表面毡14在上控毡板71的控制下从梳理架7的上部复合到玻纤纱束的上表面；同时，玻纤表面布13、玻纤纱束12和玻纤芯布11分别汇总至成型架7，并通过型板72做最后整形处理后形成图1的型材。最后经热固化模具10制作成型材。
如图2所示，一种预成型调整器，由普通碳钢制作而成，包括热固化模具10，还包括格栅2、芯布整形架3、芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6、成型架7、导轨8、芯铁9和支架15。芯铁9的前端设置在芯布整形架3的内部，后端通入热固化模具10，芯布整形架3固定在支架15上，格栅2通过一调定螺栓16滑动连接在支架15的外侧端，芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6和成型架7的下部依次设置在导轨8上，它们的上部依次套接在芯铁9的外部，各工序架可根据所制作型材的大小在导轨上前后移动，芯铁的形状及各工序架中对应于型材成型的部件可根据型材的形状更换或调整。
如图3、图4、图5、图6所示，格栅2分为对称的上、下格栅和对称的左、右格栅，每个格栅分别由多层格栅板21和格栅轴22所构成，格栅轴22等间隔焊接在各层格栅板之间并与格栅板围成均匀的格栅孔，格栅板和格栅轴及他们的焊接表面要求平滑过渡而无毛刺，主要用于对玻纤芯布的预成型处理。格栅2的下格栅从中部开始向内倾斜，以利于玻纤纱束在底部的拉挤。
如图7、图8、图9所示，芯布整形架3由上连板31、开式整形板32、闭式整形板33、支撑板34和下连板35所构成，上连板31的一端固定在开式整形板32的顶部，另一端固定在闭式整形板33的顶部，开式整形板32和闭式整形板33分别固定在支撑板34上，支撑板34固定在下连板35上，所述的开式整形板32和所述的闭式整形板33分别由逐渐向内弯曲的金属板制成，其中闭式整形板33的横截面呈现由宽至窄的逐渐收缩状。
如图10、图11所示，芯布成型架4由环行整形板41和连板42所构成，环行整形板41固定在连板42的中间，用于玻纤芯布的最终成型。
芯布整形架3和芯布成型架4主要是给空腹异形材芯布做预成型处理用，玻纤芯布11由增强材料架被引出，在牵引力的作用下从右至左逐渐通过芯布整形架3和芯布成型架4，玻纤芯布被两次矫形，并由平直的带形逐渐变成弧形，乃至倒U字形，当玻纤芯布从芯布成型架4内拉出时，已经变成芯铁9的形状，完成了玻纤芯布的预成型处理过程，为了让玻纤芯布能对称使用，而且严严地裹成芯铁形状，芯布整形架3的开式整形板32和闭式整形板33以及芯布成型架4的环行整形板41的内展开长要根据型材的内腔尺寸来计算确定，其计算公式为L≥Lj+a其中，L-玻纤芯布带宽(mm)Lj-玻纤芯布带的理论计算宽(mm)a-玻纤芯布带在受张紧力时的收缩量(mm)芯布整形架3的内展开长≥L(玻纤芯布带宽mm)芯布成型架4的内展开长≥Lj(玻纤芯布带的理论计算宽mm)。
如图12、图13所示，导轨8用L50×50普通角钢在中心铣成长孔，所连接的各部件可以在该中心孔内自由滑动，达到调整前后距离的功能。
如图14、图15所示，面布整形架5由左整形环51、右整形环52和连板53所构成，普通碳钢制成的左整形环51和右整形环52分别焊接在连板53上，其中间位置为芯铁9，主要用于对型材左、右侧面的玻纤表面布的预成型做整形处理。左、右整形环51、52的内展开长需要根据型材的形状和尺寸计算确定，其计算公式为Pz≥Lj+b其中，Pz-整形环的内展开长(mm)Pj-侧面玻纤表面布的理论计算长(mm)b-玻纤表面布在受张紧力时的收缩量(mm)。
如图16、图17、图18所示，梳理架6由普通碳钢材料制成的上梳板6工、下梳板62和下控毡板63所构成，上梳板61、下梳板62和下控毡板63由上至下分层焊接设置，用于对玻纤纱束的二次分配和梳理。梳理架6的上层主要用来控制型材上表面纱束的走向，中层控制型材下表面纱束的走向，下层控制型材下表面毡的走向。
目前生产厂家将玻纤纱束的收卷按一个固定的方向收卷，在从玻纤纱束团上取纱时都是按内取纱，也称为内抽头，用这种方法取纱不需纱团原地旋转就可以连续操作，但是给使用者带来了一个新问题，从纱团内抽出的纱束每用一圈纱就要自动加一个捻，前面说过纱束在通格栅2时尽量让纱束多分布几个格栅孔，以图1为例，最少也要2股走一个孔位，在远距离使用纱束自然形成合股加捻的现象，为了避免这种现象的产生，在梳理架6的作用下纱束又重新合股分配，使梳理架6起到一个蓖子的作用让纱束重新梳理一遍，按照型材各部位所需纱束的数量准确就位。梳理架6采用螺栓、螺母连接，可以上下、左右调整移动，根据纱束的实际松紧程度，通过改变纱束的行进角度调整纱束的张紧力，使纱束始终保持平直前进，让树脂的含量保持均匀。上、下梳板控制宽度的选择公式为A＝A1+b其中，A-玻纤纱束控制宽度(mm)A1-型材上下平面的理论宽度(mm)b-玻纤纱束控制宽度的余量(mm)。
如图19、图20、图21所示，成型架7由普通碳钢制成的上控毡板71、型板72和连板73所构成，上控毡板71、型板72和连板73由上至下分层焊接在一起，用以对表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布的最后成型处理。
采用上述预成型调整器，经过六步成型调整，预成型出平滑顺直的型材初型，再经过热固化模具可制作出高质量的玻纤产品。
权利要求
1.一种玻璃钢拉挤异形材预成型方法，该玻璃钢异形材为空腹，由内至外的层状结构分别为玻纤芯布、玻纤纱束、玻纤表面布和表面毡，其特征在于该玻璃钢异形材的预成型方法包括以下步骤玻纤纱束一次分配→玻纤芯布初整形→玻纤芯布终整形→侧玻纤表面布整形→玻纤纱束二次分配梳理→表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布的汇总成型；(1)、玻纤纱束一次分配首先将玻纤纱束浸渍树脂，然后将待制作型材上表面的玻纤纱束均布在预成型调整器格栅的上格栅孔中，不能均布的玻纤纱束分配在上格栅孔的两端，使型材的尖角部位充实饱满，再以同样的方法将型材下表面、左侧面和右侧面的玻纤纱束分别均匀布置在调整器格栅的下格栅孔、左格栅孔和右格栅孔中，使被分配的玻纤纱束初成型为待制作型材的大致形状；(2)、玻纤芯布初整形通过牵引装置，首先将玻纤芯布原料牵引入芯布整形架的开式整形板进行一级初整形，再牵引入芯布整形架的闭式整形板进行二级初整形，经过两级初整形后，玻纤芯布由平直的带形逐渐地弯曲成弧形，进而弯曲成倒置的U形；(3)、玻纤芯布终整形将上述经过两级初整形的玻纤芯布由牵引装置牵引入芯布成型架，使玻纤芯布由倒置的U形最终整理为带空腔的待制作型材形状；(4)、侧玻纤表面布整形将左侧面玻纤表面布通过面布整形架的左整形环由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的槽钢形状，将右侧面玻纤表面布通过面布整形架的右整形环由平直带状的玻纤布逐渐地整形为立放的角钢形状；(5)、玻纤纱束二次分配梳理将玻纤纱束一次分配初成型的上表面玻纤纱束牵引入梳理架的上梳板，进行重新分配与梳理，对应地将下表面玻纤纱束牵引入梳理架的下梳板，进行重新分配与梳理；同时，下表面毡在下控毡板的控制下从梳理架的下部复合到玻纤纱束的下表面；(6)、表面毡、玻纤表面布、玻纤纱束和玻纤芯布的汇总成型上表面毡在上控毡板的控制下从梳理架的上部复合到玻纤纱束的上表面；同时，玻纤表面布、玻纤纱束和玻纤芯布分别汇总至成型架，并通过型板做最后整形处理后形成待制作的型材；最后经热固化模具制作成型材。
2.一种预成型调整器，包括热固化模具10，其特征在于还包括格栅2、芯布整形架3、芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6、成型架7、导轨8、芯铁9和支架15；芯铁9的前端设置在芯布整形架3的内部，后端通入热固化模具10，芯布整形架3固定在支架15上，格栅2通过一调定螺栓16滑动连接在支架15的外侧端，芯布成型架4、面布整形架5、梳理架6和成型架7的下部依次设置在导轨8上，它们的上部依次套接在芯铁9的外部。
3.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的格栅2分为对称的上、下格栅和对称的左、右格栅，每个格栅分别由多层格栅板21和格栅轴22所构成，格栅轴22等间隔焊接在各层格栅板之间并与格栅板围成均匀的格栅孔。
4.根据权利要求2或3所述的预成型调整器，其特征在于所述格栅2的下格栅从中部开始向内倾斜。
5.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的芯布整形架3由上连板31、开式整形板32、闭式整形板33、支撑板34和下连板35所构成，上连板31的一端固定在开式整形板32的顶部，另一端固定在闭式整形板33的顶部，开式整形板32和闭式整形板33分别固定在支撑板34上，支撑板34固定在下连板35上，所述的开式整形板32和所述的闭式整形板33分别由逐渐向内弯曲的金属板制成，其中闭式整形板33的横截面呈现由宽至窄的逐渐收缩状。
6.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的芯布成型架4由环行整形板41和连板42所构成，环行整形板41固定在连板42的中间。
7.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的面布整形架5由左整形环51、右整形环52和连板53所构成，左整形环51和右整形环52分别固定在连板53上，其中间位置为芯铁9。
8.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的梳理架6由上梳板61、下梳板62和下控毡板63所构成，上梳板61、下梳板62和下控毡板63由上至下分层设置。
9.根据权利要求2所述的预成型调整器，其特征在于所述的成型架7由上控毡板71、型板72和连板73所构成，上控毡板71、型板72和连板73由上至下分层设置。
10.根据权利要求2或5或6或7或9所述的预成型调整器，其特征在于所述芯布整形架3的开式整形板32和闭式整形板33、所述芯布成型架4的环行整形板41、所述面布整形架5的左整形环51和右整形环52以及成型架7的型板72的形状分别与待制作型材的形状相对应。
全文摘要
本发明涉及一种玻璃钢拉挤异形材预成型方法及预成型调整器，该方法包括玻纤纱束一次分配→玻纤芯布初整形→玻纤芯布终整形→侧玻纤表面布整形→玻纤纱束二次分配梳理→表面毡、玻纤纱束、玻纤芯布和玻纤表面布的汇总成型等六个预成型步骤。该预成型调整器包括格栅、芯布整形架、芯布成型架、面布整形架、梳理架、成型架等六步工序所使用的专用装置，所有专用装置安装在可由固定螺栓调整相互位置的导轨上，中间贯穿有用于玻纤成型的芯铁。采用上述预成型调整器，经过六步成型调整和拉挤成型，可预成型出平滑顺直、没有局部空穴、边角充实饱满的玻纤纱束初型，再经过热固化模具可制作出高质量的玻纤产品。
文档编号B29C70/10GK1480320SQ0314989
公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者陈旭刚, 邬存铎, 史超 申请人:北京房云盛玻璃钢有限公司