一、前言
當(dāng)今世界科技發(fā)展迅猛,真真應(yīng)驗了當(dāng)年馬克思的預(yù)言:“20世紀(jì)后期的技術(shù)進(jìn)步一天等于20年”。無論是哪個方面只要提出需要的產(chǎn)品似乎都能很快的問世。但是無論什么產(chǎn)品能符合使用要求、滿足設(shè)計規(guī)定順利的制造出來,均是建立在成熟的、可靠的、穩(wěn)定的工藝技術(shù)基礎(chǔ)之上,舍此,一切產(chǎn)品的設(shè)計都將可能成為空想。
蜂窩復(fù)合材料產(chǎn)品的問世是鑒于顧客使用的這種特殊要求:具備較高的強(qiáng)度、剛性和足夠的韌性,并兼?zhèn)漭p質(zhì)、耐侯、環(huán)保、可靠。而所有這一切的成功是建立在我們穩(wěn)定可行而又可靠的制造工藝技術(shù)的基礎(chǔ)之上。
二、鋁蜂窩復(fù)合板材工藝技術(shù)的研究與分析
1.鋁蜂窩復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)特征分析
原本比較軟薄的兩層鋁板(通常面板采用1mm厚度,背板根據(jù)使用場合可以采用1.0~0.5mm厚度)和鋁蜂窩芯,經(jīng)過復(fù)合膠結(jié)形成復(fù)合板材后,具備了滿意的抗剪、抗彎強(qiáng)度和優(yōu)良的剛性,與采用單鋁板結(jié)構(gòu),要求達(dá)到同樣的強(qiáng)度和剛性,其材料(厚度)消耗至少需要增加3~5倍。因此,根據(jù)設(shè)計原理的分析,這種特殊性能的優(yōu)化和提升,關(guān)鍵是源于著里面的兩層膠結(jié)層的緊固作用,產(chǎn)生了桁格薄壁結(jié)構(gòu)效應(yīng)。
2.膠結(jié)性能分析與工藝技術(shù)對策
(1)黏結(jié)劑的選擇分析
①目前國內(nèi)外技術(shù)狀態(tài)中黏結(jié)劑熱環(huán)境強(qiáng)度均存在下降的情況,約下降50%。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計避免高溫環(huán)境下的無謂附加載荷是需引起重視。
②膠結(jié)層的膠料確實有少數(shù)企業(yè)采用膠膜復(fù)合的情況。但是經(jīng)過理論分析和大量的實踐考證,確認(rèn)此種復(fù)合技術(shù)存在較大的技術(shù)缺陷和使用風(fēng)險:可逆性缺陷、耐候性缺陷和抗紫外風(fēng)險。
蜂窩板塊復(fù)合技術(shù)研究
復(fù)合技術(shù)是將兩層薄鋁板與蜂窩芯格黏結(jié)成一件整體的、力學(xué)性能滿足設(shè)計要求的、表面質(zhì)量符合要求的蜂窩復(fù)合板塊。經(jīng)過分析,必須具備壓力成型技術(shù)以保證板面緊貼和產(chǎn)品必要的平面度。
壓力復(fù)合可以分為熱壓復(fù)合加壓和冷壓復(fù)合加壓兩種,對于如何加壓以及加壓量的分析又引伸出平面板型加壓和異形板型(L形、U形、S形、弧形和雙曲形)加壓的情況或狀態(tài)處理。同時除了熱壓加壓可以引用國內(nèi)外現(xiàn)成技術(shù),采用木工家具熱壓設(shè)備(進(jìn)行適用性改進(jìn))外,冷壓加壓的研究是在初期投入主要精力研究的方面。
(2)異形板型(L形、U形、S形、弧形和雙曲形)復(fù)合技術(shù)研究
形板塊的復(fù)合在真空復(fù)合設(shè)備上進(jìn)行,僅需制造V形下模予以解決,效果極佳,當(dāng)然也可以直接在真空復(fù)合臺面上進(jìn)行,需加直角支撐架,效果良好;
U形板塊的復(fù)合存在鈑金誤差對復(fù)合的干涉,一般情況下當(dāng)尺寸在1000mm左右或以上時,由于加工固有誤差存在超過復(fù)合允許誤差值的情況幾率比較大。
S形、弧形板塊的復(fù)合,采用模具真空復(fù)合處理,對于模具僅需考慮收放復(fù)合板塊的回彈系數(shù)即可;
三、產(chǎn)品缺陷分析與返修技術(shù)分析
1.蜂窩復(fù)合板主要缺陷狀態(tài)和成因分析
(1)一般情況下的缺陷簡析
任何產(chǎn)品都會由于設(shè)計原因、原材料變化、操作原因等因素控制失誤,引發(fā)產(chǎn)品異常,也即質(zhì)量缺陷。蜂窩復(fù)合板同樣存在這種風(fēng)險。所以必須控制與質(zhì)量相關(guān)的各類因素保證產(chǎn)品的優(yōu)良,滿足使用要求。
①存在一種與性能相關(guān)的缺陷,就是空殼現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因有員工操作因素:真空壓力控制失當(dāng)、清潔處理局部不到位、涂布膠水漏空、初步固化時間(>7h)不足就下板、鋁板原材料本身的波紋缺陷而產(chǎn)品較薄復(fù)合后的剛性小于板材本身固有彈性應(yīng)力(通常存在于鋼質(zhì)材料產(chǎn)品)等等,這些問題在生產(chǎn)過程依靠上述的監(jiān)控和檢驗體系就完全可以發(fā)現(xiàn)并及時處置;
②上述所示的鼓包在常規(guī)檢驗中未能發(fā)現(xiàn),而在使用過程的應(yīng)力(機(jī)械的或熱力的)作用下發(fā)生局部開膠,這種狀態(tài)缺陷的成因比較復(fù)雜,經(jīng)分析有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計原因(例如前面2.3.3.2 b所言U形結(jié)構(gòu))、交付周期過緊致使在初固化1~2天內(nèi)交貨,此過程的搬運(yùn)/安裝引力造成內(nèi)部微損,以致在進(jìn)一步應(yīng)力作用下發(fā)展成明示缺陷。
2.缺陷修復(fù)技術(shù)和使用性
(1)返修方案
采用背面鉆孔注膠,重力壓平矯正方法。
(2)操作規(guī)定
①首先對返修工作場地,尤其是模板進(jìn)行清潔處理,清除異物;
②對卸下需返修的板塊進(jìn)行背面鉆孔,注意鉆孔區(qū)域應(yīng)為面板鼓包對應(yīng)的背板處,孔距10~15mm,孔徑4 mm左右。還需注意鉆孔過程板塊存放面應(yīng)保證無異物,排除壓損產(chǎn)品面板;
③清潔處理模板和板塊,清除鉆孔切屑和其它異物;
④將板塊面板向下放置于已經(jīng)清理干凈的模板上,要求放平放正;
⑤向背板所鉆小孔注膠(一般可以用注射器加壓注膠),注意膠料是已經(jīng)按照規(guī)定配置的攪拌均勻的膠料,注膠達(dá)到背板下面即可(即注膠到比復(fù)合板塊背板表面略低1mm);
⑥清除背板面上可能的沾染的余膠后復(fù)上牛皮紙或塑料薄膜,要求復(fù)平;
⑦在鼓包區(qū)返修補(bǔ)膠處加壓,保證達(dá)到面板與模板緊緊貼平;
⑧保壓固化時間不小于8小時;
⑨卸壓后取板,并檢查面板校平情況滿意后,清除貼的牛皮紙等,清潔處理干凈。
四、結(jié)束語
經(jīng)過了十年的不斷完善與改進(jìn),已經(jīng)穩(wěn)定,而且也已經(jīng)被一些后起企業(yè)普遍采納。對于此項工藝技術(shù)的進(jìn)一步的改進(jìn)與提升。例如自動配比攪拌工藝,目前的市場供應(yīng)設(shè)備存在配比欠準(zhǔn)確的缺陷,將流量控制技術(shù)改進(jìn)為稱重控制技術(shù)的參數(shù)控制辦法,以解決高黏度流體的沉積失流和比重配比失調(diào)的難題。