制造優(yōu)質(zhì)纖維聚氨酯復(fù)合材料的FCS法

　　在很多情況下，大型的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品仍用手糊法制造。手糊法的明顯優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本最低，能夠制造形狀非常復(fù)雜的制品。其缺點(diǎn)是勞力成本很高，周期時(shí)間長。手工操作還常常伴有質(zhì)量波動(dòng)問題。此外，如果制品是用不飽和聚酯樹脂制造，所排放的苯乙烯是潛在的健康危害。為減少這一風(fēng)險(xiǎn)，需要增加運(yùn)營成本。
　　德國克勞斯瑪菲公司制造聚氨酯復(fù)合材料的FCS（纖維復(fù)合噴射）技術(shù)是一種新穎的解決方案。它面向大型纖維復(fù)合材料制品市場(chǎng)。典型應(yīng)用是一般用途車輛（如公共汽車、拖拉機(jī)等）的車身部件和卡車的導(dǎo)風(fēng)板、駕駛室等。在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)中也有很多潛在用途。
　　工藝簡(jiǎn)介
　　把連續(xù)的玻璃纖維無捻粗紗喂入切割機(jī)，切成規(guī)定長度，同時(shí)聚氨酯組分在混合頭中混合，通過專用噴嘴送出。被切短的玻璃纖維被噴入一噴射器，在此被聚氨酯混合料浸漬。形成的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯配混料按照預(yù)定的鋪層構(gòu)型逐層噴覆在模具上。
　　纖維含量和纖維長度可經(jīng)調(diào)節(jié)來適配產(chǎn)品要求。也可指定一些不含玻璃纖維的噴射層，例如，在配用模內(nèi)涂飾工藝的時(shí)候，這兩種工藝的結(jié)合可在一道工序中做成高光澤的表面。不含玻璃纖維的噴射層可防止纖維與涂層接觸，從而形成無瑕疵的表面。
　　同軸噴射可提高設(shè)計(jì)自由度
　　在第一代FCS系統(tǒng)中，切割機(jī)就位于混合頭旁邊，切短的玻璃纖維從側(cè)部滑落到一流槽中，進(jìn)入噴射器。該系統(tǒng)有一些缺點(diǎn)：其一是敞開的流槽引起的飛絲問題，另一缺點(diǎn)是噴射方向只能垂直向下。因此第一代系統(tǒng)不適合生產(chǎn)具有復(fù)雜三維形狀的制件。
　　為此，克勞斯瑪菲公司完全重新設(shè)計(jì)了玻璃纖維到達(dá)混合頭的方式。這種第二代系統(tǒng)更靈活，更清潔。纖維通過文丘里噴嘴和一密閉管同軸進(jìn)入噴射器，這就可使噴射器擺動(dòng)運(yùn)行，最大可擺動(dòng)90°，把玻璃纖維與聚氨酯的配混料噴射到豎直面上。這為設(shè)計(jì)人員提供了很大的設(shè)計(jì)自由度。
　　密閉的喂料系統(tǒng)盡量減少了飛絲，同時(shí)纖維能被聚氨酯均勻浸漬。同軸喂纖還意味著切割機(jī)不必緊靠混合頭，這使操作人員到達(dá)混合頭更加方便。
　　4組分混合頭拓寬用料范圍
　　FCS工藝中采用的4組分混合頭提供了選用多種材料的可能性。例如，選擇不同的多元醇（最多達(dá)3種），就可在同一產(chǎn)品中兼容致密層和泡沫層。泡沫層可減輕產(chǎn)品重量，還可改善聲學(xué)性能。另一變異方法是使用兩種不同的多元醇和兩種異氰酸酯。換句話說，該系統(tǒng)可做成兩種完全不同的聚氨酯體系，例如產(chǎn)品外層是用脂族聚氨酯制成的耐紫外線皮層，而內(nèi)層則是普通的聚氨酯。