SMC是一種干法制造玻璃鋼制品的模壓中間材料，由不飽和聚酯樹脂、低收縮/低輪廓添加劑、引發(fā)劑、內(nèi)脫模劑、礦物填料等預先混合成糊狀，再加入增稠劑等混合均勻后，對短切玻璃纖維進行充分浸漬，形成片狀的“ 夾芯” 結(jié)構(gòu)。SMC模壓工藝是最先進、最重要的玻璃鋼成型方法之一。
20世紀60年代，首先出現(xiàn)于原聯(lián)邦德國(拜耳公司）；在1965年左右，美、日相繼發(fā)展了SMC這種工藝；到20世紀60年代末，世界市場上的SMC已初具生產(chǎn)規(guī)模，此后一直以20～25%的高速度快速增長；廣泛應用于運輸車輛、建筑工程、化工防腐、電子/電氣等各個行業(yè)領(lǐng)域中。目前，世界SMC產(chǎn)量占到全部玻璃鋼總產(chǎn)量的20～25%，每年仍以近10%的速度繼續(xù)增長。20 世紀70 年代末，我國SMC材料和工藝技術(shù)有突破。截止到目前，SMC模壓玻璃鋼制品應用范圍已經(jīng)越來越廣泛；加之現(xiàn)在應用廣泛的SMC碳纖維預浸工藝，可以說，SMC材料的前途越來越寬。
01、SMC特點
輕質(zhì)高強
?實現(xiàn)輕量化目標
?實現(xiàn)節(jié)能目標
?良好的抗沖吸能性
產(chǎn)品設(shè)計自由度大
?實現(xiàn)產(chǎn)品的流線型設(shè)計
?通過后粘接技術(shù)實現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)的成型
?減輕產(chǎn)品重量
材料流動性好，可實現(xiàn)3D復雜結(jié)構(gòu)的成型
?筋、臺結(jié)構(gòu)的一次成型
?預埋件的成型
?抽芯結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)
可實現(xiàn)A級表面質(zhì)量水平
?可實現(xiàn)SMC部件之間或SMC部件和金屬件之間的粘接
?可實現(xiàn)隨白車身進行高溫涂裝
?線脹系數(shù)非常低
低的熱導率和良好耐腐性
?隔熱
?隔音
?減震
?耐腐蝕
結(jié)論-綜合優(yōu)勢如下:
?重量減輕
?設(shè)計靈活
?功能組合
?總成本降低
?一次性成型，單件產(chǎn)品成型周期一般為為3 ～5min；
?產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，尺寸精度高；
?操作環(huán)境清潔、安全；
?產(chǎn)品易于進行后續(xù)加工、裝配與處理。
?產(chǎn)品開發(fā)周期一般為3 ～5個月；
?一次性投資較大；
?適于2 ～5 萬件/ 年的需求量
02、支持SMC迅速發(fā)展的原因
SMC是在BMC/DMC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其之所以迅速發(fā)展主要得益于兩個方面的技術(shù)進步以及其成型工藝的優(yōu)越性：
1、引入各種熱塑性塑料作為SMC體系的低收縮、低輪廓添加劑；
2、在配方中加入堿土金屬氧化物等作為體系的增稠劑，以控制不同階段的粘度變化。
其成型工藝特別適用于高精度、結(jié)構(gòu)復雜、外觀要求高、具不同應用要求的零件或制品的大規(guī)模生產(chǎn)，而且過程可實現(xiàn)機械化、自動化、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性高。
03、SMC模壓成型工藝介紹
SMC材料模壓工藝是玻璃鋼/復合材料成型工藝中生產(chǎn)效率最高的一種。SMC模壓工藝還有很多優(yōu)點，例如：制品尺寸準確、表面光潔、制品外觀及尺寸重復性好、復雜結(jié)構(gòu)也可一次成型、二次加工無需損傷制品等。
模壓成型滿足的基本條件：
?模壓料是在模具開啟的狀態(tài)下加入
?成型過程中模壓料需要在較高溫度條件下快速固化
?制品成型需要保持較高成型壓力，成型壓力一般由液壓機施加
?制品尺寸和形狀主要由閉合狀態(tài)下的模具型腔來保證
模壓成型設(shè)備：壓機，應具有
?足夠的臺面
?足夠的行程
?足夠的壓力
?合理的速度
常見的質(zhì)量問題以及解決方法
SMC材料模壓工藝雖然是玻璃鋼/復合材料成型工藝中生產(chǎn)效率最高的一種。SMC模壓工藝也有很多優(yōu)點，譬如：制品尺寸準確、表面光潔、制品外觀及尺寸重復性好、復雜結(jié)構(gòu)也可一次成型、二次加工無需損傷制品等。但在SMC模壓生產(chǎn)過程中也會出現(xiàn)不良缺陷現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）缺料
缺料是指SMC模壓成型件沒完全充滿，其產(chǎn)生部位多集中在SMC制品的邊緣，尤其是邊角的根部和頂部。
產(chǎn)生機理及對策：
①SMC材料受熱塑化后，熔融粘度大，在交聯(lián)固化反應完成前，沒有足夠的時間、壓力和體積使融體充滿模腔。
②SMC模壓料存放時間過長，苯乙烯揮發(fā)過多，造成SMC模壓料的流動性能明顯降低。
③樹脂糊未浸透纖維。成型時樹脂糊不能帶動纖維流動而造成缺料。由上述原因所引起的缺料，最直接的解決方法是切料時剔除這些模壓料。
④加料量不足引起缺料。解決方法是適當增大加料量。
⑤模壓料中裹有過多的空氣及大量揮發(fā)物。解決方法有，適當增加排氣次數(shù)；適當加大加料面積隔一定時間清理模具；適當增大成型壓力。
⑥加壓過遲，模壓料在充滿模腔前已完成交聯(lián)固化。
⑦模溫過高，交聯(lián)固化反應提前，應適當降溫。
（2）氣孔
產(chǎn)品表面上有規(guī)則或不規(guī)則的小孔，其產(chǎn)生部位多在產(chǎn)品頂端和中間薄壁處。產(chǎn)生機理及對策：
① SMC模壓料中裹有大量空氣以及揮發(fā)物含量大，排氣不暢；SMC料的增稠效果不佳，不能有效趕出氣體。對于上述引起原因，可通過增加排氣次數(shù)以及清理模具相結(jié)合的方法而得到有效的控制。
② 加料面積過大，適當減少加料面積可得到控制。在實際操作過程中，人為因素也有可能造成砂眼。比如加壓過早，有可能使模壓料裹有的氣體不易排出，造成制品表面出現(xiàn)氣孔的表面缺陷。
（3）翹曲變形
產(chǎn)生的主要原因是模壓料固化不均勻和脫模后產(chǎn)品的收縮。產(chǎn)生機理及對策：
在樹脂固化反應過程中化學結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起體積收縮，固化的不均勻使得產(chǎn)品有向首先固化的一側(cè)翹曲的趨勢。其次，制品的熱脹系數(shù)較大于鋼模具。當制品冷卻時，其單向收縮率大于模具的單向熱收縮率。為此，采用如下方法加以解決：
①減少上、下模溫差，使溫度分布盡可能均勻；
② 使用冷卻夾具限制變形；
③ 適當提高成型壓力，增加制品的結(jié)構(gòu)密實性，降低制品的收縮率；
④適當延長保溫時間，消除內(nèi)應力。
⑤ 調(diào)整SMC材料的固化收縮率。
（4）起泡
在已固化制品表面的半圓形鼓起。產(chǎn)生機理及對策：
可能是材料固化不完全，局部溫度過高或是物料中揮發(fā)分含量大，片材間困集空氣，使制品表面的半圓形鼓起。
①適當提高成型壓力
②延長保溫時間
③降低模具溫度。
④減小放料面積
（5）制品表面顏色不均勻
產(chǎn)生機理及對策：
① 模溫不均勻，局部過高，應適當控制模溫；
②模壓料的流動性差，造成纖維分布不均勻，一般可提高成型壓力增加融體的流動性；
③在色漿調(diào)配過程中顏料與樹脂不能很好的混溶。
其實模壓出好產(chǎn)品最主要是由四個元素決定：材料、模具、壓機和操作人員。好的材料才能模壓出好產(chǎn)品，雖然它不是唯一條件，但它一定是先決條件。所以本文對SMC的選材與工藝控制的做一些嘗試性思考，雖然道理比較簡單，但實際生產(chǎn)過程中有些問題往往被忽略。
04、SMC的生產(chǎn)工藝及其過程
工藝流程簡圖
SMC的生產(chǎn)工藝及其過程
上糊區(qū)立面圖
引發(fā)思考：
現(xiàn)在，生產(chǎn)SMC材料的業(yè)界或者廠家出現(xiàn)這樣的狀況，越是專業(yè)生產(chǎn)廠家越感覺SMC材料難做，不是生意難做，而是質(zhì)量；越是外行，感覺SMC生產(chǎn)越簡單：一條SMC生產(chǎn)線，一個攪拌，上線浸一些玻璃纖維，薄膜包覆，就叫SMC片材了；做SMC同行，越是做年份久，越對SMC有敬畏感！由于SMC生產(chǎn)的自動化程度不高，很多材料投放和計量都是人來操作，頻次越高，不穩(wěn)定的概率越大。那如何生產(chǎn)出根據(jù)工藝配方的產(chǎn)品來呢？管理制度化、員工職業(yè)化、操作規(guī)范化，只有這樣才能做出好質(zhì)量產(chǎn)品，SMC生產(chǎn)也不例外。這里本文主要對SMC的選材與工藝控制的做一些嘗試性思考。
05、SMC片狀膜塑料質(zhì)量控制
質(zhì)量控制是指為達到質(zhì)量要求所采取的作業(yè)技術(shù)和活動的統(tǒng)稱。
?選材
選材很重要,一定要選滿足配方要求的原材料,而且要求原材料的質(zhì)量一定要穩(wěn)定,否則因為原材料小的波動會帶來產(chǎn)品大的差異.做出好的產(chǎn)品必須有質(zhì)量可靠的原材料作為基礎(chǔ)，“巧婦難為無米之炊”，再優(yōu)秀的員工，再高明的技術(shù)，再規(guī)范的管理，如果沒有高質(zhì)量的原材料作為基礎(chǔ)，也很難做出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
?原材料控制：
1、樹脂檢測：粘度、水份、增稠、T-Bar（每批檢測）
2、PS檢測：固體含量
3、填料檢測：水份、白度、目數(shù)（a、每批檢測外包裝、水份、白度；b、粒徑分布--型式檢驗）碳酸鈣：水份<01%，白度95以上；有效的碳酸鈣含量;吸油性氫氧化鋁水份<0.15%，白度96以上; 吸油性;加入同一比例后,產(chǎn)品的阻燃性以及物性指標的對比.
4、增稠劑檢測：增稠試驗、碘吸附值（外觀、碘吸附值、每批檢驗。碘吸附值≥70）
5、玻璃纖維檢測：直徑、Tex數(shù)（裸紗強度也要關(guān)注）;浸潤劑含量以及與配方樹脂的匹配性.
6、顏料糊配制檢測：檢驗是否有色差,是否有沉降和相分離.
7、TBPB：活性氧、純度、折光指數(shù)
8、ZNST：鋅含量10.9±0.5%，熔距118-125℃
?原材料進場檢驗：
確保每批原材料（所用樹脂、玻璃纖維紗、碳酸鈣、氫氧化鋁、活性氧化鎂、過氧化苯甲酸叔丁酯、硬脂酸鋅、聚苯等）附質(zhì)保書，提交技術(shù)品保部驗證。原材料進廠及時通知相關(guān)測試室進行檢測。
?生產(chǎn)過程質(zhì)量控制
1、樹脂糊粘度檢測
2、樹脂糊固化時間檢測
3、樹脂糊水份檢測:0.1-0.15%
4、樹脂糊增稠檢測，增稠曲（30min）
5、片狀膜塑料玻璃纖維含量在線檢測
6、色差對比檢測
7、片狀膜塑料增稠檢測
SMC生產(chǎn)線質(zhì)量控制的概念
?成品控制
1、外觀：應平整、顏色均勻、纖維浸漬良好、無雜質(zhì)，薄膜覆蓋無破損
2、薄膜剝離性：薄膜在剝離時薄膜上不粘樹脂混合物
3、玻璃纖維含量允許偏差值：SMC的玻璃纖維含量允許偏差為±2%，例如：玻璃纖維含量為25%，則測試值應為23-27%;這里容易出現(xiàn)一個誤區(qū),只要在這個區(qū)間就是合格的,試想一箱的玻璃纖維的含量是23%,一箱的玻璃纖維含量是27%,如果模壓時其投料量和流動性肯定不一樣.
4、單位面積質(zhì)量：SMC單位面積質(zhì)量允許偏差為4±0.5KG,這也是反映質(zhì)量穩(wěn)定性的一個重要指標.
5、力學性能：SMC的模塑試樣，其力學性能拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、沖擊韌性等檢測
6、模塑收縮率：SMC的模塑收縮率均應小于0.1%。模塑收縮率是指模塑制品與所用模具相應尺寸的差同模具相應尺寸之比，用百分數(shù)表示。注：模塑件與模具的尺寸是在常溫下測量的。
7、T-Bar：片狀膜塑料樹脂糊增稠后粘度檢測
8、箱質(zhì)量及其允許偏差：每箱產(chǎn)品的凈質(zhì)量應符合包裝明示值，其允許偏差應符合GB/T15568規(guī)定
員工職業(yè)化 操作規(guī)范化
在實際生產(chǎn)過程中,員工的上崗培訓非常重要,同時也要作業(yè)指導書,這是綱領(lǐng)性文件,也是質(zhì)量穩(wěn)定性文件,否則質(zhì)量無法保證.這里例舉我公司的一個工序文件,僅供參考.
1、目的
操作人員熟練掌握SMC片材制備的方法，嚴格控制產(chǎn)品質(zhì)量，保質(zhì)保量完成下達的生產(chǎn)任務。
2、范圍
SMC機組SMC片材的配料工作。
3、職責
操作人員要嚴格遵守勞動紀律，按工藝要求及操作規(guī)程進行SMC配料作業(yè)。
4、工藝要求
按照模塑料配方將稱量好的樹脂和低收縮或低輪廓劑溶液投入配料桶，開始中速（轉(zhuǎn)速800-1000r/min）攪拌，時間約20min。按工藝配方有序加入稱量好的分散助劑、脫模劑、固化劑；攪拌時間約1min。攪拌機速度逐漸增加至1500r/min，逐漸加入無機填料，攪拌時間約4min，以攪拌均勻無顆粒為準。加入增稠劑（使用前10min），高速攪拌1min（可適當延長），確保樹脂糊的溫度恒定于35℃- 40℃。
管理好質(zhì)量，我個人觀點，一是健全制度（補差補缺，補位補強二、落實執(zhí)行；三是形成長效機制。
結(jié)束語
每個企業(yè)都有成功的經(jīng)驗，也有失敗的教訓！我公司也不例外，在生產(chǎn)過程中曾經(jīng)也出現(xiàn)一些亂象，由于一個班一天要生產(chǎn)四十多噸SMC，有的時候脫模劑在某一鍋忘記放了；有的時候固化劑忘記放了；有時樹脂和低收縮劑的沒有按照配方計量；有時樹脂糊溫度攪拌過了；有時樹脂糊粘度大了，不分析原因，直接加一點苯乙烯；ABC泵流量無定時監(jiān)測；為了放樹脂糊方便，過濾網(wǎng)網(wǎng)眼加大；為了早一點下班，沒有根據(jù)工藝文件要求，開機速度提高了；換品種時，沒有將泵洗干凈；等等亂象！在原材料方面，例如：玻璃纖維的浸潤劑含量以及分散性，樹脂后期的增稠，填料的品質(zhì)等。類似這些方面必須高度關(guān)注。
經(jīng)驗靠積累，教訓要反思！好的產(chǎn)品需要材料、配方、設(shè)備和人共同完成。管理制度化、員工職業(yè)化、操作規(guī)范化，不要流于形式，關(guān)鍵在于落實！這樣才能為做出好質(zhì)量產(chǎn)品保駕護航！由于時間倉促，水平有限，在此僅僅根據(jù)生產(chǎn)實踐泛泛而談，歡迎各位到我公司指導工作，互相學習，共同進步！
（文章來源：澳明威環(huán)保新材料）
-------------
【延伸閱讀】
復合材料行業(yè)終極武器｜大型高速五軸聯(lián)動數(shù)控龍門加工中心
復材應用案例｜復合材料甲板減少內(nèi)河船吃水量 減重45%
復材應用案例｜玻璃鋼復合材料助力新加坡5G智慧城市發(fā)展
復材應用案例｜玻璃纖維型材助力宇通電動巴士減重降耗 提高效率
復材應用案例｜福特全順采用玻璃纖維復合材料縱向板簧比常規(guī)鋼制彈簧減重50％
14米長復合材料旋翼研制成功 國產(chǎn)重型直升機裝上中國翅膀
新趨勢！碳纖維復合材料在快遞無人機領(lǐng)域應用發(fā)展?jié)摿薮?/a>
紀實|累并快樂著，小眾實干派！這里有一群為復合材料奮斗終生的人！
劍在手，問天下誰是英雄！--FRP漁船制造 真空樹脂導入成型 手糊成型工藝PK?
幾度風雨幾度春秋，風霜雪雨搏激流——中國漁船玻璃鋼化是必然發(fā)展趨勢！
南部地區(qū)不飽和樹脂生產(chǎn)企業(yè)座談會在廣東博皓圓滿舉行
