陈德华
（北京汽车玻璃钢制品总公司102101）
摘要：本文阐述了从母模设计到玻璃钢模具翻制的全过程后，又对玻璃钢模具的保养、维护作了简要分析；对提高玻璃钢模具制作水平、延长模具使用寿命具有指导意义。 关键词：母模FRP模具
随着我国经济的迅速发展，玻璃钢（FRP）因具有许多其它材料所无法比拟的特性优势（如：比密度小、比强度高、易成型、耐蚀、耐高温、电绝缘性好等），所以FRP产品的市场需求量日益增加。FRP手糊成型工艺这一最基本的复合材料成型工艺，因具有其独特的不可替代的优点（如：设备投资少、见效快，制品不受尺寸限制，生产技术易掌握等），所以至今仍然作为一种主要的FRP成型工艺被广泛用于生产各种FRP制品。特别是在我国的大多数玻璃钢企业均以这种生产方法为主。手糊FRP产品的需求量和FRP需求总量同步增长的同时，对其产品质量的要求也大大提高，尤其是产品表面质量（如：用于汽车大包围件的FRP产品，有许多产品要求其表面为A级表面———其平顺度、光洁度的要求都非常高）。而影响手糊FRP产品表面质量的因素除了工人的整体技术素质外，最重要的就是模具质量。许多 外国公司认为中国的手糊FRP制品的结构，内在质量很好，与其他的FRP工业大国不相上下，然而产品表面质量普遍较差，达不到出口标准要求，这主要是我们的手糊FRP模具的表面质量不过关。FRP模具表面质量差的主要原因不外乎模具所用原材料的选择、制作工具、模具制作工艺及模具保养、维护等四方面的不足；根据我们制作FRP模具的经验，将FRP模具制作思路总结如下，以期和玻璃钢行业同仁共同进步。
1母模设计与制作
1.1母模设计
母模，简单讲就是过渡模———用来翻制FRP模具的产品模型，其表面凹凸性和模具表面凹凸性相反。母模，从其制作材质方面讲，常用的有两类：石膏模和木模。石膏模成本低，但其表面光洁度的处理比较繁琐，而且石膏模干燥时间长，影响生产周期。木质组合结构母模成本相对较高，但具有良好的加工性能及优良的表面质量，它比较适合曲率半径大，形状变化梯度小，型面质量要求高的较大型制品。另外，对于尺寸精度很高的产品，适合选用可加工板材进行数控加工；使用油土（石蜡+粘土）进行汽车造型，便于设计更改和加工。但制作成本都相对很高（和金属模价格差不多）。下面就以木质组合结构母模为例做如下论述：
!选材：用于制作模具的木材主要有红松、樟松、杉木等，要求含水量小于10%、无节。
"模坯制作：一般是首先根据产品图纸设计出模具图纸，制作木质模坯骨架；按模具图纸放样，用三合板或五合板等材料制成样板，根据不同位置的不同样板作出多块不同的木质筋板有机排列组装在模坯骨架上，骨架最好固定在一加工平台上。如果产品是旋转体，则根据样板作出的木质筋板也需组装成旋转体。筋板在骨架上组装完毕，其上包覆三合板或贴面三合板，按模具图纸造型；在样板校正下，在三合板或贴面三合板上补加腻子，制作出母模模坯。
#表面处理：对母模模坯的要求首先是平顺而不是光洁，对于大型制品，模坯要做到平顺比较困难，但同时，模坯平顺度又是最重要的质量控制项；所以模坯的平顺度要做好，而对于一般的小洞、小裂缝等在一定程度上可以允许存在，因为接下来还要进行喷漆、刮腻子等表面处理。如果经一系列的表面处理后，模具表面仍会有轻微的凹凸现象，一般说来，母模表面至少应做到“宁凹不凸”。因为母模上的“凸”就是FRP模具上的“凹”，而要解决FRP模具上的“凹”是困难的。同时，对应在产品上的“凸”，虽然可以磨掉，但在产品上要留下痕迹，特别是带产品，磨后将造成永久的“泽不一”。母模上的“凹”虽然也能给FRP模具带来少许小凸起，但可以较容易的把它磨平、抛光，而对产品并无影响。
1.2母模的表面处理
母模必须进行表面处理，对于以三合板为模面材料的木质组合结构模，其表面处理程序如下：!粗处理：在用角向磨光机、砂磨机和手工进行粗磨后，经样板卡测和目测至无明显不平顺部位时，即可喷涂底漆（如：双组分丙烯酸聚氨酯黑漆）。底漆可填补母模表面的微孔，又能使表面不易看到的不平
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月玻璃钢/复合材料
FRP/CM2001.NO.2
顺部位在光照反射下容易被发现。然后刮腻子，以填平喷漆后的不平顺部位。刮腻子所用的刮板（硬质塑料板、薄钢板等均可），应根据产品尺寸尽量做的宽一些，一般为200~600mm 。要求刮板和母模型面夹角
60 左右，
刮时需用力均匀，腻子粘稠合适，粘度过大会妨碍刮动时腻子的流平性。腻子固化后，为了防止水磨时水分渗入母模的木质部分而造成母模变形，需采用120~240目的砂布和400目的涂层砂布进行由粗到细的干磨工作，打磨时应旋转移动（因平行移动易造成局部凹陷，较狭小的型面才采用平行移动），均匀用力，使表面形成均匀密封膜保护层。
!检查：
进行侧向光照和逆向光照检查，应穿插在母模表面加工的每一工序中，以便及时发现型面不平顺部位，尽早采取相应措施。
"细处理：
清理掉干磨遗留在表面上的粉尘，再用丙酮擦拭整个表面，待丙酮挥发、母模表面充分干燥后，首先喷涂两遍双组分丙烯酸聚氨酯清漆，漆膜厚0.09mm 左右，喷涂需连续、均匀。待清漆层充分固化，母模表面形成均匀密封层后进行水磨；采用400目、600目、800目水砂纸，从低标号到高标号逐级打磨2~4遍，至形成光滑细腻的模面。之后喷涂漆（黑较好），母模表面的漆膜要求光亮、坚硬、耐水磨、耐苯乙烯腐蚀、耐热等；双组分丙烯酸聚氨酯漆能满足上述要求，并且有良好的抛光效果。待面漆层充分固化后，采用600目、800目、1200目的水砂纸，从低标号到高标号逐级进行全面打磨2~4遍，每次打磨后都要清洁模具表面并进行检查，以便及时发现问题，解决问题。
#抛光：
此道工序目的是提高模具表面光洁度，一般采用膏状或液体抛光剂（如：各类模具专用抛光膏）；用纯棉纱布或羊毛轮蘸取抛光剂后旋转抛光，羊毛轮抛光机转速不可太高，以600r /min 为宜，抛光时不
可在一处停留时间过长，防止旋转产生高热、损坏模具；如此全面抛光2~3遍。至此，母模才算完成。
2FRP 模具的制作
母模完成后，即可进行FRP 模具的翻制工作，FRP
模具的翻制工艺和手糊成型工艺基本相同，不同之处在于其工艺要求更加严格。FRP 模具制作程序如下：
2.1结构制作
对于一些较大型和外形不太大但形状较复杂的产品，其整体很难脱模或根本不可能脱模，这种情况下，需将模具分块，在母模上安装分模面；分模面一般由木板、贴面三合板等组合制作而成。分模面的宽度以能够组装固定螺栓和安装定位件为准；分模的位置应有利于脱模和组模、且不影响产品加工后的整体质量；分模面需用木块或金属件来加强，以保证分模面在糊制过程中不变形。在保证脱模的前提下，分模面数量越少越好。对于结构较复杂、脱模困难的产品，需安装辅助脱模件，如：脱模气嘴、顶出件及顶出块等，安装时均需固定在母模上，固定位置以有利于脱模和不影响产品质量、外观为准。2.2
糊制
首先将母模表面擦净、擦干，然后用干净柔软的纱布蘸取适量脱模蜡，使蜡浸在纱布内，在母模表面、分模面等处均匀涂抹，要求涂蜡连续、均匀，不得漏涂，10~15min 后再用洁净纱布用力打光，
使蜡渗入母模表面的小孔中并成膜，如此反复4~6次，每次间隔15~20min ，便于溶剂挥发。最后一次涂蜡并抛光约20min 后，开始涂擦聚乙烯醇类（PVA ）脱模剂，用纱布或海绵浸渍PVA （注意不能进空气，以免产生气泡），然后在母模表面均匀涂擦，用手的力度控制涂擦厚度，不能有漏涂之处，也不可涂擦太厚（母模的沟槽等处也不得有PVA 积聚）；涂完后，晾干，约需20~30min 。之后进行：
$胶衣层制作：
要求采用模具专用胶衣，以保证模具表面硬度高、密实度大，耐热、耐磨、耐溶剂等。胶衣层制作，目前常用的方法一般有两种：刷涂法和喷涂法。喷涂法可使胶衣厚薄均匀，遮盖率好，泽均匀，产品表面质量高；所以一般采用喷涂法，除非无喷涂条件或母模很小时，才采用刷涂。胶衣层喷涂应分2~3遍进行，
每遍胶衣厚度控制在0.3~0.5mm ；
胶衣总厚度控制在0.8~1.0mm 。每遍的胶衣可采用不同的颜，以利于检查胶衣是否漏涂。最外层胶
衣以黑为宜，因为黑易检查模具不平顺部位。同时要注意避免胶衣中带入空气或杂质。!增强层制作：
阻燃屏蔽控制电缆要求选用模具专用树脂，以保证模具变形小，具有良好的强度、韧性。首先铺设1~2层表面毡（30~60g /m 2），每层表面毡的树脂用量约
智能电位器600g /m 2。要注意充分浸渍表面毡和脱除气泡，表面毡铺层结束，室温下凝胶触干，挑开、剔除气泡后转入短切毡和方格布的铺层作业。
糊制两层450g /m 2的短切毡后，然后一层
0.4mm 方格布加一层450g /m 2短切毡交替进行糊制；每层450g /m 2的短切毡的糊制厚度为0.6~
0.8mm ，
每层0.4mm 方格布的糊制厚度为0.5~0.6mm ，
模具厚度一般为产品厚度的2~4倍，可以据8
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月浅谈手糊产品用玻璃钢模具的制作FRP /CM 2001.NO.2
此大概计算模具糊层数。糊制作业中，对于半径较小的拐角及易残存气泡的部位，应填充毛腻子（树脂腻子+长4~6mm 的短切玻璃纤维）或填充用树脂充分浸渍后的无捻玻纤粗纱，并触压脱泡。一般说来，FRP 模具的糊制一般采用逐层固化，以减少固化收缩及内应力，防止模具变形；很少一次糊制成型，只有模具要求不高、产品需求量较少或任务紧时，才采用一次成型。在前一次的糊层凝胶触干后，方可进行下一次的糊制。
表面清洁度
!模具加固：模具一般都需要加固，以提高模具承载能力和刚度，防止模具变形。模具加固件可由金属或木材制作。加固件应按母模的外形事先进行设计，设计应考虑FRP 模具将来放置时的稳定性，加固件需进行表面处理；金属表面除锈、除油，木质件选用己烘干的红松等；然后将加工成形的加固件均匀有机排列、并用树脂腻子粘合在模具糊层已充分固化的母模上，待腻子固化，加固件粘牢后方可进行铺层糊制，使加固件和FRP 模具连为一体。
FRP 模具需进行后固化，
室温固化7天或80C 左右固化4小时以上。2.3
表面处理
FRP 模具整体充分固化后才可进行脱模，
脱模要充分利用分模面（模具分块逐次脱模）和脱模件（采用气脱或顶脱等方法）小心脱模，应避免脱模时的野蛮操作，防止损坏模具表面。脱模后的表面处理是制作高表面质量模具的关键，它包括三大工序："打磨：根据胶衣情况及型面平顺度，确定表面加工量：加工量大的用粗砂纸，反之用细砂纸；这要靠经验来确定。一般分别采用400目、600目、800目、1200目、1500目水砂纸从低标号到高标号依次反复严格打磨。用力要均匀，操作要认真。
#抛光：用羊毛轮抛光机进行中粗抛光和精细抛光，具体方法是：首先将粗抛光膏均匀的涂在模具表面上，用羊毛轮抛光机进行粗抛，至模具表面出现镜面反光和无残留砂磨痕迹，然后用干净纱布把粗抛残渣清除干净；接着将细抛光膏均匀地涂在模具表面上，用羊毛
轮抛光机进行精细抛光，至模具表面呈清晰的镜面光亮为止。使用抛光膏抛光时应注意：抛光膏挥发较快，每次涂抛光膏面积不宜过大，同时用力不能过猛，以接触压力为宜；抛光机应匀速移动、且不能停留时间过长，否则会产生高热将模具胶衣烧焦。
!模具上蜡：
新翻制的FRP 模具要求上蜡3~5次。新的FRP 模具必须上足蜡，因为生产第一个产品时、脱模相对比较困难；如第一个产品能顺利脱模，以后脱模就容易的多。上蜡的具体过程见本文2.2的内容。
3FRP 模具的保养、
维护总的原则是：保养重于修补。修补是难以得到
好的模具的。保养的主要方法是重新打磨、抛光，保持光洁度；使用过久，模面蜡层和苯乙烯自聚层积聚太厚，将影响光洁度和胶衣质量；此时可用温水、洗涤剂借助纱布擦洗去蜡、用化学溶剂（如：二氯甲烷或其它专用洁模剂）清除苯乙烯层，其清洗频率可根据模具使用次数及模面蜡层、自聚苯乙烯层状况来确定。清洗后的模具，必要时还需打磨、抛光，并且都必须上蜡保养，不经打磨、抛光工序，清洗后的模具也必须上足蜡（一般上蜡2~3遍）。
模具修补时，首先修整模具破损处的残面，露出新的表面后用丙酮清洗并干燥。缺损处较大时，可用树脂腻子加入少量短切玻纤进行填补；缺损处不是太大，则只用树脂腻子填补即可；但填补面均需低于原表面。腻子固化后，用模具专用胶衣加入与模具相同的颜料糊进行二次修补，胶衣固化后、用水砂纸由粗到细逐级打磨并抛光；如果对修补结果仍不满意，可进行第三次、第四次修补。
模具严禁露天存放，否则胶衣层易老化、龟裂。模具长时间不用时，需用塑料薄膜、帆布等盖严存放，防止模具内落入太多异物或磕碰损伤模具；还可以在模具内糊制2mm 左右的FRP 产品、不脱模，如此存放模具既防胶衣层老化、又防磕碰损伤。
参考文献
1黄家康等.复合材料成型技术.北京：化学工业出版社2
王禹阶.玻璃钢技术问答.中国玻璃钢工业协会，1997
DISCUSSION ON PRODUCTION OF FRP -MOULD FOR CONTACT LAMINATING PRODUCTS
Chen Dehua
（Beijing FRP Auto Parts Corp.Ltd.）
Abstract ：The whoie course from design of master mouid to production of FRP mou1d is discussed in this paper and de-scribes how to maintain FRP mouid.It has guiding significance to improve FRP mouid and to extend its service iife.
Keywords ：master mouid FRP mouid
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