不管做什么產(chǎn)品，也不管選用何種工藝，只要是玻璃鋼制品，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)無法避免的問題，那就是制品的收縮與變形。明明設(shè)計(jì)的時(shí)候，尺寸數(shù)據(jù)非常精準(zhǔn)，工藝好像也沒有問題，但偏偏出來的制品就是產(chǎn)生了收縮與變形，到底是哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題？制品會(huì)收縮的根源在于樹脂收縮，而樹脂為什么會(huì)收縮，有3個(gè)主因。①樹脂固化時(shí)，化學(xué)鍵斷裂，反生交聯(lián)反應(yīng)。原本分子之間的距離變成了鍵長距離，占有體積變小。
②粘流態(tài)時(shí)樹脂的分子是無序分布的，在固化過程中，逐漸轉(zhuǎn)變成有序分布。分子排列緊密，從而占有體積變小。
③在固化過程中，反應(yīng)放熱使體系的溫度上升，達(dá)到平衡后溫度開始下降，分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，此時(shí)自由體積減小。
為了更好的理解這三點(diǎn)，舉個(gè)例子。在一個(gè)房間里，原本擠滿了30個(gè)人，一開始大家隨意站、坐或躺著，結(jié)果房間塞得滿滿的。后來讓大家統(tǒng)一排序，30個(gè)人一個(gè)接一個(gè)地排隊(duì)站立，原本擁擠的房間，一下子寬敞起來。而在排序過程中，由于走動(dòng)造成的混亂讓人煩悶，但隨著大家安靜下來后，開始慢慢冷卻，此時(shí)空間更加開闊。
樹脂的收縮會(huì)導(dǎo)致制品有內(nèi)應(yīng)力，而這正是制品變形的根源。制品收縮與變形的根源問題一下子都找到了，正是樹脂收縮導(dǎo)致。接下來就要想辦法從根源上去解決問題。
既然樹脂是根源，那我們是否可以改善樹脂本身的收縮率呢，答案是肯定的。不同體系的樹脂由于反應(yīng)機(jī)理不一樣，其收縮率也存在很大的差異，比如常見的不飽和聚酯樹脂其體積收縮率一般是7-10%，而環(huán)氧樹脂的體積收縮率一般2%左右?？梢姡x擇不同的樹脂，收縮率有非常大的差距。
而同樣是不飽和聚酯樹脂，在合成階段選用不同的原料，也可以從根本上控制收縮率。一些新型UP樹脂的體積收縮率可以控制在2-3%，甚至更低。但很多時(shí)候，因?yàn)楣に?、成本等多方面的原因，我們?cè)谶x擇樹脂時(shí)沒有太多的空間，樹脂的收縮率就是偏大時(shí)，那就需要看下面的幾點(diǎn)建議了。樹脂收縮的問題就在于固化后，其空間體積變大了，因此可以通過添加一些填料來降低收縮率。常用的無機(jī)填料有碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁等，這類填料一般不會(huì)參與化學(xué)反應(yīng)，屬于惰性材料。通過降低單位體積的樹脂含量和占坑的方式，來達(dá)到降低收縮率。
另外還可以通過添加低收縮劑（LPA）來實(shí)現(xiàn)控制收縮率，其主要成分是一些熱塑性樹脂、彈性體或者組合型聚合物。除了占坑，在樹脂放熱的過程中，熱塑樹脂還會(huì)有一定的膨脹，可以抵消熱固樹脂固化過程造成的體積收縮，從而更有效地降低收縮率。SMC片料制作中常用的聚苯乙烯（PS）就屬于熱塑性樹脂。雖然填料或LPA的加入可以有效地降低樹脂的收縮率，但一定程度上也會(huì)降低制品的力學(xué)性能，并不是萬全之策。
在面對(duì)原料無法變更時(shí)，我們也可以從工藝上來控制收縮率。
控制固化速度，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。固化速度過快，反應(yīng)劇烈，往往會(huì)導(dǎo)致放熱峰過高。體系的溫度變化過大，容易造成熱收縮，因此在保證生產(chǎn)效率的前提下，一定要控制好固化速度，不宜過快。控制好樹脂含量。收縮的根源主要在于樹脂，因此控制好樹脂的含量也就可以控制好收縮率。特別是在手糊工藝中，很多時(shí)候工人為了趕工，加大樹脂的用量，導(dǎo)致制品樹脂含量過大，更容易出現(xiàn)收縮與變形的問題。
控制好單次鋪層數(shù)量。這點(diǎn)主要體現(xiàn)在手糊工藝中，單次糊制一層與單次糊制五層，其收縮率是有非常明顯的差異，層數(shù)越多反應(yīng)放熱越集中，從而更容易導(dǎo)致熱收縮。
后固化處理。通過加溫后固化，提高制品的固化度，防止脫模后單體繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，造成收縮與變形。這個(gè)環(huán)節(jié)在很多常溫工藝（手糊、真空導(dǎo)入、RTM）中被忽略了，而為了提高生產(chǎn)效率，往往又脫模過快，因此容易導(dǎo)致制品放置一段時(shí)間，尚未出庫就出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。
4、鋪層設(shè)計(jì)
這個(gè)主要是針對(duì)增強(qiáng)材料及夾芯材料的鋪層設(shè)計(jì)。
選擇不同的增強(qiáng)材料，對(duì)樹脂的含量及分布有一定影響，因此在做鋪層設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮這個(gè)問題。而制品是否選擇夾芯材料，也會(huì)影響樹脂的含量。比如20mm的制品，一種方案是純玻璃纖維增強(qiáng)，另一種設(shè)計(jì)方案是采用10mm夾芯泡沫+10mm蒙皮，那兩者的收縮率也是有差異的。
當(dāng)然，所有的選擇都要基于產(chǎn)品的要求來進(jìn)行，需要兼顧性能、成本等因素，才能做出一個(gè)比較好的方案。
收縮會(huì)導(dǎo)致有內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致制品變形，從而影響使用。為了抑制這種變形，可以在制品上做一些局部增強(qiáng)，抵消內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)品的變形。
在玻璃鋼模具中，基本都有用鋼結(jié)構(gòu)作后加固，當(dāng)模具受到外力或者有內(nèi)應(yīng)力的時(shí)候，可以防止變形。而在產(chǎn)品中，則多采用加強(qiáng)筋的方式來保證產(chǎn)品的剛性。目前的技術(shù)手段，要把樹脂本身的收縮完全消除掉是不現(xiàn)實(shí)的，收縮只是大與小的問題。市面上有號(hào)稱“零收縮”樹脂，也并非真正的零收縮，只是把收縮率控制在千分幾的級(jí)別。
收縮與變形是大問題，會(huì)嚴(yán)重影響制品后續(xù)的安裝與使用。但很多企業(yè)在生產(chǎn)過程中并不注意這些問題，裝配不上就使用暴力，一頓敲打的場面見過不少。做要求不高的產(chǎn)品有可能混過去，如果碰到高標(biāo)準(zhǔn)要求的客戶呢？當(dāng)然，只要我們按照標(biāo)準(zhǔn)來做，把收縮率控制在合理范圍內(nèi)，問題也就解決了。
關(guān)于制品的收縮與變形，你有什么更好的建議，歡迎留言交流。
(來源：復(fù)合材料社區(qū))