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保压时间应与成型压力、成型温度同时考虑,根据各种影响因素,一般采用保压时间为每毫米厚的制品0.8~1.2min。保压时间过长或过短,都会产生不良影响。谢怀勤、李地红和吴新跃[16] 通过优化SMC 模压工艺来控制制品收缩率和表面粗糙度,采取两阶段模压压力,通过试验分析,选定最佳时机和压力,适宜降低模压温度,可显著降低SMC 制品的固化收缩率,提高表面质量。谢怀勤、王海龙和佟立芳[[17]应用回归与方差分析理论,通过SMC 模压工艺参数对其固化收缩率影响的实验分析表明,优化模压工艺参数,特别是提出的二段式压制制度对降低试件的固化收缩率是有效的,而且SMC 模压试件的固化收缩率随第二阶段压力的减小和第一阶段保压时间的延长而降低。两段式压制,是指在一定温度和压力下,使SMC 材料迅速充满模腔,而在其尚未完全固化的某一时刻降低模压压力值(亦称压力释放时机) ,而温度保持不变,然后保持这种状态一直到脱模。一般情况下影响树脂固化体积收缩的因素主要包括固化前树脂体系密度(包括树脂、固化剂等)、树脂固化后的网络结构的紧密程度、固化过程有无小分子释出等。UP 树脂固化过程无小分子放出,在第一阶段压力下模压料充满模腔后,聚合反应已经发生,而且基本网络框架已经形成,固化反应变为扩散控制的,于是反应物在非常粘的介质中的流动性显著放慢,反应速率也降低,固化引起的收缩应力也减弱。此时降低压力使得网络结构紧密程度降低,密度减小,因此固化收缩率下降。
2.5 SMC模压成型设备
SMC 模压成型设备主要包括压机和模具。压机的作用是施加成型的压力和开模脱出制品的脱模力。而模具赋予模压制品的外部尺寸与形状。模具结构的确定和安装与压机结构类型有直接关系,所以现在设计模具时,应当确定在何种类型压机上使用,要求模具设计者不仅要掌握模具设计技术,而且要十分熟悉压机的技术规范与工作能力。因此SMC专用液压机是制品生产制造SMC企业所拥有的最关键生产设备,主要作用是在制品模压成型过程施加成型时所需的压力和开模及脱出制品所需要的力。根据SMC 模压成型过程中 “料”、“机”(液压机)、“模”(SMC 成型模具)、“技”(模压成型工艺)四位一体的综合开发与运行原则务必将专用液压机纳入重点
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设备来进行系统性维护维修管理,将被动的异常故障维修逐步变为以预防为主的计划维修管理以便提高生产管理效率。下面以大型 SMC液压机为例,对重点设备的SMC系统性维护维修管理做简单介绍。
2.5.1 设备系统性维护与维修
1 .可行性研究阶段——根据工厂实际需要的信息,确定实际情况与理想情况的差距。
其过程包括:根据液压机运行过程SMC中功能缺失情况,找出其主要问题所在;将各种问题按轻重缓急进行排序;确定目前的SMC液压机运行方面的实际业绩情况,拟定初步改进目标;实施计划。
2. 实施前的准备阶段 ——确定全面生产维护计划并确定在本单位有效执行的办法。
其过程为:对设备管理人员、点检人员、维护维修人员、车间操作人员进行重点设备、系统维护维修管理方面的教育培训;成立专门重点设备系统维护维修工作小组,明确各成员职责与分工;制定专用液压机系统SMC性维护维修的总体目标和政策。
3. 预防性维护维修:针对 SMC专用液压机的不同系统,可以考虑确定以下预防性维护维修措施:
(1)液压系统:专用液压油过滤、补充、更换计划,及据此确定专用液压油采购计划;液压油路及液压阀、液压泵、液压缸、密封圈等的定期检查、维修与更换计划。
(2)机械系统:设备的定期清洁维护计划:机械运行系统的定期润滑计划,及据此确定的专用润滑油采购计划;机械运行紧固件限位装置、安全锁紧装置等的定期检查,确保设备持续安全运行。
(3)电气控制系统:电气系统的定期清洁维护计划;易损件的定期更换计划,及据此确定相关备品备件的库存采购计划。 4. 设备点检要求:
(4)设备点检周期的确定:点检的周期确定,根据操作维修两方面经验及设备故障发生状况等适当调整点检周期和时间,点检周期包括日常点检定期点检等形式。
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(5)点检标准确定:点检标准是衡量或判别点检部位是否正常的依据,也是判断该部位是否劣化的尺度,例如:配合间隙、油的温度、油的流量、机械紧固松紧度、台面不平度(mm/m)等要有明确的量化标准。
(6)日常检查是由液压机操作者和设备维修人员主要利用感觉器官和简便的检测手段,每日按规定要求和标准对液压机所进行的状态检查。 (7)液压机的定期检查是指维修人员按照计划和规定的检查间隔期,根据检查标准,凭人的感官和监测装置对液压机状态进行的比较全面的检查与测定液压机的定期检查包括液压机性能检查、精度检查等,必要时进行可靠性检查。
2.5.2 举例:
以太重1500T 为例如图2-3,来进行2008年1-6月份的故障统计分析。
图2-3 太重点1500T 2008年1-6月份故障统计图
依据上图,太重1500T 2008年 1-6月份主要故障有: ①侧加压缸开裂,拉杆断裂, ②密封件、缸体各处漏油,③ 泵体损坏、液压阀堵塞、不灵。经过以上分析,确定了点检卡的更改内容,增加密封件的更换频次和液压阀的清洗频次,经过统计,2008年 7-12月份,压机故障 率都能控制在6%以下,实现了预期的目标[18]。
维护维修的模式主要有:计划维护,定期维护,针对性维修,季节性维修等,但不论哪种维护维修方式,其指导思想都是以客观物理为依据,以主观技能对先天和后天的故障充分运用先进科技进行有效的预防,进而减少生产损失和费用,共同努力为企业增加利润。
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第3章 SMC产品缺陷的改善措施
自2000年开始SMC的汽车部件大规模进入汽车工厂的总装线以来,由于这些部件存在表面漆泡(POPS),溶剂吸入耐湿性差,耐紫外线防老化性能不良,密度大及污染等缺陷,还有一些生产管理工作的问题,曾一度严重地阻滞了汽车SMC制件的逐年增长。这就引起了SMC原料供应商- UP 树脂的生产厂,SMC的制备及成型工厂,SMC设备制造厂等利益集团的严密关注,在近些年展开了联合攻关,共同创新,至今取得了重大进展,极大地降低了车身外板部件表面漆泡的发生。重新取得了汽车主机厂的青睐,为汽车SMC制件的扩张创造了新的机遇。
3.1增韧型UP克服漆泡
“漆泡”产生的原因一般认为是:为了得到CLASSA的光洁表面,配方中使用如 PVAC 这类低轮廓添加剂,固化中会在基体中形成微穴(微孔)微裂纹,故而在后续的SMC运输、贮存中制件会吸收大气中湿气、水份等,更会在涂装中吸收底漆中的高挥发溶剂。然后,当制件在进入涂料高温烘烤(约170至180度)时就会在面漆下散逸出上述挥发性气体,形成漆泡,严重时甚至出现皮革状表面。
美国AOC公司与Ashland公司分别推出了各自的增韧型UP—Atryl TCA和AROTRAN700系列来制备增韧型SMC,经成型后同等条件下漆泡缺陷已减少了近95 %,达到了一千个制件仅10-20个缺陷,已为OEM的福特车所接受
[19]
。
3.2 减少溶剂吸入
美国 Red SpoT公司研制了UV光固化粉末涂料,内含神奇的封孔剂,能有效地封堵SMC制件表面的微孔微裂纹,防止水分吸入,而光固化粉末涂料本身是无溶剂的绿色涂料,也就不存在溶剂吸入的可能。
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3.3改性树脂作低轮廓添加剂
同样是AOC和Ashland的成果,这种改性树脂本身就含有封孔剂,使湿气的捕获降低到仅0.3%,从而同样可达到A级表面,不过要求成型后2至3天内即刻涂装方有效,而Red Spot更推出了可以放置较长周期的这类封孔剂运用于SMC配方中,其成型制品在2007年夏天由GM公司作出第二期的温湿度耐候试验结论。
3.4 免喷涂 SMC
Ashand公司的AROTRAN800经过6至7年的暴晒试验,是极具吸引力的可以直接着色的免喷涂的SMC基体树脂。要制备耐紫外线的SMC,不仅要求UP,而且其它组份,如低轮廓添加剂、填料、颜料、脱模剂等都要选用抗 UV 照射的,这样的组合方能耐得住在佛路里达州和亚利桑那州的长期阳光暴晒试验,这样的配方比常规的SMC 配方要贵一些,但是比起后续的喷涂线上的工艺费用还是值得的,这种抗UV的SMC部件首先被皮卡车的车斗所选用。
3.5 低密度 SMC
SMC理论上可以比同类的钢制车身板减轻30%的重量,这时候我们以 1.8至1.9g/cm 的密度来计算。但是实际上由于SMC制品必须具备较厚的壁厚方能满足制品的刚度和强度的要求,因而实际的减重还是相当有限的,因此一个重要的途径是降低SMC的密度,曾经有厂商在配方中采用空心玻璃微珠用作部分填充料,能降低密度到1.3g/cm。然而 ,作为车身外板的要求是不可行的,成型中微珠空心球体被碾碎后,引起表面质量的下降是现实存在的。
Ashland公司依其AROTRAN720韧性的A级表面UP树脂为基质,用某些白垩纳米填料来替代重质碳酸钙,可使密度降低到1.55g/cm,而并没有牺牲表面光洁度,不过这种填料的成本较高。然而综合估量汽车燃油的价格,还是激发SMC的供应商向更低的密度1.15g/cm 进行攻关。
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