什么是航空板,什么是航空板知识
航空胶合板由材质均匀、强度高的木材旋制的薄单板(一般用桦木)用酚醛树脂胶胶合而成的室外型胶合板。它具有耐水,耐气候和抗菌性能,胶合板材质均匀,胶合性能好,容重轻,机械强度高,应用于飞机、滑翔机和靶机制造中。
胶合板具有的密度、质量和受水、热、声、电作用时所显示的反应能力,以及它在外力作用下所显现的抵抗能力。普通胶合板在使用时有重要影响的物理力学性能为含水率和胶合强度,其中胶合强度既可检验胶合板的胶合质量,又可衡量胶合板的耐久性。对于特种胶合板,物理性能除含水率外还有密度、导热性、吸音性、尺寸稳定性等;力学性能还包括静曲极限强度和静曲弹性模量,以及抗拉、抗压、抗剪、抗冲击韧性等各种极限强度。
物理性能
①含水率:胶合板与普通实体木材一样,无论对气态或液态的水都有很强的亲合力。因而显示出吸湿性。当两者的树种相同时,它们的纤维饱和点也相同(见木材水分)。当胶合板的含水率在纤维饱和点以下时,随含水率的变化产生干缩或湿胀,使胶合板翘曲变形。只有当胶合板的含水率与周围大气的相对湿度平衡时才无此现象。胶合板的含水率不但影响木材纤维强度,而且还影响胶合板的胶合强度。通常,胶合板的胶合强度随含水率的增加而降低。而下降的程度取决于所用胶粘剂的耐水性能。为尽量减少胶合板含水率变化所产生的影响,在产品标准中规定了胶合板出厂时的含水率指标值。国际标准化组织(ISO)制定的国际标准要求胶合板出厂时的含水率应在6~14%之间。影响胶合板含水率的因素有涂胶量、板坯陈放时间和热压工艺等。通过调整和控制上述各种工艺参数,可将胶合板的含水率稳定在产品标准规定的范围内。胶合板的含水率通常用绝对含水率表示。国际标准规定用称量法测定胶合板的含水率,即测定试件在取样时的质量和在103±2℃温度下干燥到恒定质量后的质量差,然后计算失去的质量对干燥后质量的百分比,就是胶合板的含水率。②密度:胶合板单位体积内所含的质量。国际标准规定测定胶合板密度时,先要将试件在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的大气中平衡到恒定质量。影响胶合板密度的因素主要有树种、胶种、胶合工艺、胶合板的厚度和层数等。由于胶合板在胶合时需施加压力而使木材致密,因此胶合板的密度要比相同树种木材的密度稍大些。③导热性:木材顺纹方向的导热系数约为横纹方向的2倍。胶合板是由一定纹理方向纵横排列的单板组合而成,导热系数小于普通木材,其值取决于顺纹单板与横纹单板厚度之比。针叶树材胶合板横纹导热系数平均为0.1千卡/米·时·℃,阔叶树材胶合板相应为0.145千卡/米·时·℃。④吸音性:胶合板具有较大的吸音能力。在512赫兹的频率下,3毫米厚胶合板的最大吸音系数为26%;如在1000赫兹以上时,吸音系数几乎为一恒值即10%。胶合板的吸音性能随木材树种的不同而异。⑤尺寸稳定性:单板经涂胶陈放,部分胶粘剂会渗入单板中,使胶合板的吸湿性和吸水性都低于木材,润胀和干缩值也减少。胶合板各层单板纹理排列方向的不同和胶层的作用,也可起到制约胶合板各向的润胀和干缩值。所以胶合板的尺寸稳定性要优于木材。通常用线膨胀率来表示胶合板的尺寸稳定性,计算公式如下:
式中 Le为线性膨胀率(%);Lw为试件经湿状处理后的尺寸(毫米);Ld为含水率符合测试要求的试件干状尺寸(毫米)。
影响力学性能的因子
主要有树种、密度、含水率、单板质量、合板结构、胶合工艺、胶种和胶粘剂质量等。①树种:不同树种的自身强度影响胶合板的强度。一般说阔叶树材胶合板的力学强度比针叶树材胶合板为高。②密度:胶合板在生产过程中因单板受压使木材致密,故其强度性能要好于原来的木材。③含水率:它不仅影响木材纤维的强度,而且还影响胶合强度。通常胶合强度随含水率的增加而下降。④单板质量:单板表面粗糙及厚度误差大,会造成涂胶不均匀和胶合时压缩率不一致,使胶合强度在板内分布不均。单板旋切裂隙对单板横纹抗拉强度的影响可涉及胶合强度。⑤合板结构:胶合板的层数、单板厚度及各层单板的排列方向是决定胶合板强度性能的重要因素。胶合板相邻层单板纤维方向的交错排列缩小了胶合板的纵横向强度差别。当胶合板厚度相同时,层数越多,胶合板的强度越高,纵横向强度也越均匀。⑥胶合工艺:要保证胶粘剂与单板能充分接触并使胶层有良好的固化条件。胶合工艺的合适与否将直接影响胶合板的强度。⑦胶种及胶的质量:对胶合板强度性能的影响主要是胶的耐水性及耐久性。耐水性好的胶种在胶合板吸湿或吸水时,胶合强度降低不大;胶的耐久性差,则胶层易老化,从而使胶合强度迅速下降,缩短了胶合板的使用期限。
力学性能测试要求
测试胶合板各种力学性能时,都要对试件施加外力使试件变形直至破坏。试件的加荷速度和应变速度对测试结果有显著影响,因此要求加载时必须保持恒速。胶合板的缺陷,如节子、裂缝、分层等对强度性能有显著影响,要求在制作试件时应避开影响测试准确性的缺陷部位。试件形状不规则的部位、试件与试验机夹紧装置的接触面,以及胶合板材料的非均质性(如早晚材)均易产生应力集中,从而影响测试结果。一般说,随着试件尺寸减少,材料的非均质性对力学性能测试的影响就增加。为了消除含水率对测试胶合板力学性能的影响,往往在进行干状强度测试前,试件需要在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的空气中进行调湿处理。
胶合强度测定
胶合强度是普通胶合板最重要的力学性能,是判别胶合质量的依据。中国测定普通胶合板胶合强度的试件形状及尺寸(见图),表板厚度自1毫米以下用B型试件。锯制试件时,试件的长度方向应与表板纹理方向一致。槽口深度应锯过芯板厚度到胶层上,槽口的配置要确保试件受载时,一半试件芯板的旋切裂隙受拉伸,而另一半试件芯板的旋切裂隙受压缩。为了检定胶层的耐水性,试件在测试前需经一定的湿状条件处理,根据耐水性的要求,规定了不同的处理方法。测试时,试件两端夹紧于试机的一对活动夹具中,以等速对试件施加拉伸载荷,试件破坏时的载荷除以两槽口之间的剪断面积即为该试件的胶合强度(B型试件还要乘以系数0.9)。对于厚芯结构的胶合板,在计算胶合强度时,还要乘以不同厚度比的胶合强度系数值。除用试件的胶合强度来评定胶合板的胶合质量外,还可用估测试件剪断面的木材破坏率作为评定胶合质量依据。
特种胶合板力学性能
对不同的特种胶合板,依其结构和使用要求,规定相应的力学性能要求:航空胶合板的力学性能要求有胶合强度、抗拉强度(顺纹、横纹、45°方向)、对角线剪切强度;船舶胶合板要求有顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、静曲强度、冲击韧度、抗剪强度(45°方向);纺织用层压板要求有抗冲击韧度、抗剪强度;混凝土模板胶合板要求有胶合强度、静曲强度和静曲弹性模量。
中国普通胶合板、航空用桦木胶合板以及木质层积塑料的力学性能指标值分别列于表1、表2及表3。有关各种特种胶合板力学性能的测试方法及指标值可从其有关产品标准中查阅。
≥0.80马尾松、云南松、落叶松、云杉≥1.00桦木≥0.70≥0.80水曲柳、荷木、枫香、槭木、柞木≥0.70椴木、杨木、拟赤杨III、IV类、II类I合板树单个试件的胶合强度(MPa)别类
表1
表2
表3
比如4支油缸,每只缸径160mm,工作压力15MP
3.14*80*80=20096mm² 15=301440kg X 4=1205760KG
20096* 15=301440kg
301440* 4=1205760kg
就是1205.76吨
不同品种的胶合板对压机的性能有不同的要求:普通胶合板、航空胶合板、塑料贴面板、木材层积塑料板、船舶胶合板的制造所要求的压力依次增大。
胶合板热压机按作业方式分周期式和连续两种,国内常用的是周期式多层热压机。它由三大部分组成:热压机本体、控制驱动部分(液压系统和电控系统)、加热系统。
扩展资料:
要使胶合板的结构同时符合以上两个基本原则,它的层数就应该是奇数。所以胶合板通常都做成三层,五层、七层等奇数层数。
胶合板各层的名称是表层单板称为表板,里层的单板称为芯板;正面的表板叫面板,背面的表板叫背板;芯板中,纤维方向与表板平行的称为长芯板或中板。在组成腔台板板坯时,面板和背板必须紧面朝外。
国家标准规定装饰单板贴面胶合板的含水率指标为6%~14%。表面胶合强度反映的是装饰单板层与胶合板基材间的胶合强度。
国家标准规定该项指标应≥50MPa,且达标试件数≥80%。若该项指标不合格,说明装饰单板与基材胶合板的胶合质量较差,在使用中可能造成装饰单板层开胶鼓起。
浸渍剥离反映的是装饰单板贴面胶合板各胶合层的胶合性能。该项指标不合格说明板材的胶合质量较差,在使用中可能造成开胶。
参考资料来源:百度百科--胶合板热压机
参考资料来源:百度百科--胶合板
提高压力与温度能
缩小热压周期
具体情况 具体分析 如下所示
关于温度:
模压时温度的控制主要是指装模温度、升温速度、成型固化温度和保温时间的选择。装模温度:是指将物料放入模腔时,模具的温度。它主要取决于物料的品种及模压料的质量指标。通常当模压料挥发物含量高,不溶性树脂含量低时,装模温度低些。结构复杂或较大的模压制品,难于装模时,装模温度应低些为好,可控制在室温下装模。提高装模温度,可缩短生产周期,提高生产效率。装模温度视物料的品种而定。
关于压力:
成型压力是指制品水平投影面,单位面积上所承受的压力。成型压力的大小同样取决于物料的品种,而且与制品的结构形状和模具的结构形式有关。如酚醛模压料其成型压力一般为30-50兆帕(300-500公斤/平方厘米);环氧酚醛模压料其成型压力为5-30兆帕(50-300公斤/平方厘米)。对于结构复杂,壁厚较厚的制品,其成型压力要适当增加。
成型压力的作用是克服物料中挥发物所产生的蒸汽压,避免制品产生气饱、分层、结构松散等缺陷,同时也可增加物料的流动性,便于物料充满模具型腔的各个角落,使制品结构密实,机械强度提高。
然而,何时施加压力,在模压工艺中,是比较重要的问题。加压时机选择是否得当,将直接影响制品的质量。加压过早,树脂固化交联反应程度低,物料流动性大,在压力的作用下,物料流失严重,模压制品中易产生树脂集聚,或局部缺胶,纤维外露;而加压过迟,树脂固化交联程度大,物料流动性差,不易充模,同样得不到理想的制品。
关于时间:
成型工艺时间分为流平时间流平时间是根据产品的大小和难易程度来定时间的(通常是打到流平温度3-20分钟),固化时间也是需要更加树脂体系产品大小和难易程度来确定的。
综述:温度,时间,压力三者对碳纤维模压成型都非常重要,而然在先进的碳纤维模压设备上都可以做到自动化。
真空热压机压力可调,单层、多层热压机均可,并可配套自动进出料、自动加热、自动冷却系统。精度高、自动化程度高。可实现快速下行、分段与压制、分段放气、工作、保压、慢速开模、快速回城、慢速脱模、快速顶出、顶出停留、快速退回等一系列动作且温度能多点控制。
木板所能够承受的压力和木板本身的密度没有必然联系。推广来说,材料本身抵抗破坏的能力与材料的密度不存在相关联情况,举个例子,如果飞机要做到高强度,就必须要求高密度的话,那么飞机怎么能够飞得起来呢?航空材料通常是轻质高强的材料,即密度较小,但是强度非常大的材料,这样才能够省燃料,能够飞起来。
通常情况下,自然木板顺纹抗压强度可以达到几十个兆帕,而横纹只有几个兆帕,甚至是零点几个兆帕。1兆帕=一百万帕=一百万牛每平米。当然,木板浸水后,强度会减小,具体都有表可查。人造胶合板抗压强度非常大,各向接近同性。
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单板经涂胶组成板坯后,在一定温度、压力下使胶层固化,板坯干燥,形成一张整板的过程。压制工序包括板坯预压和热压胶合,是制造胶合板的关键工序。
板坯预压
板坯在进入热压机热压胶合前,在冷压机中进行短期加压,使单板基本粘合成一整体。预压是现代胶合板工业普遍应用的一项新工艺。其作用:①经过预压而成为一整体的板坯,可以采用无垫板装卸和热压,既降低劳动强度,又节约金属垫板,还可节约热量;②采用无垫板工艺后,可缩短热压时间,提高热压机产量;③有利于防止芯板产生叠芯、离缝,提高胶合板的质量;④可减低胶层过干与预固化程度,保持胶料在单板表面具有良好的流动性,提高胶合质量;⑤有利于缩小热压机压板间隙,降低压机高度和热压机造价。
为了适应预压工艺的要求,胶粘剂应具有初粘性,目前多采用在胶粘剂中添加一定数量能起增粘作用的填充剂(如豆粉、小麦粉等)或在脲醛树脂中加入一定量的聚乙烯醇等方法。中国使用的聚乙烯醇改性脲醛胶的预压条件是:闭合陈化时间小于40分钟;单位压力0.5~0.8兆帕;保压时间10~20分钟。预压可用一般的冷压机,其中以上压式冷压应用最广。
板坯胶合
板坯在一定温度、一定压力下使胶层固化而把单板胶合起来形成胶合板。在胶合过程中,一是压力的作用,即机械作用,排出各单板间的空气而使胶合面紧密相合;一是热力的作用,使胶粘剂中的溶剂蒸发,化学成分的反应加速并迅速固化,板坯胶合成为一个整体。
板坯胶合方法,根据单板含水率大小和是否要对板坯进行加热,板坯胶合有湿热法、干冷法和干热法。
湿热法
将未经干燥的单板(含水率60~120%)直接施胶,接着进行热压的一种胶合板生产方法。此法的优点是工艺简单,所需设备少;缺点是由于单板在湿状下胶合而不能收缩,因此内应力很大,成品容易翘曲和龟裂,所以只能生产低等级胶合板。所用的胶种主要是血胶。该法已很少采用。
干冷法
将干燥到含水率为8~12%的单板涂胶后,在室温下(18~20℃)加压,使胶层缓慢固化的一种胶合板生产方法。使用的胶粘剂有豆胶、干酪素胶、脲醛树脂胶和酚醛树脂胶。冷压法生产的胶合板质量良好,能保持木材天然颜色,板的内应力很小,木材压缩量少,强度可达到要求;缺点是生产周期长,耗胶量大。此法适用于缺乏热压设备的小型胶合板厂或家具工厂。
干热法
将干燥后含水率为5~10%的单板涂胶,组坯后在热压机中胶合的一种胶合板生产方法。又称热压法。热压法的胶合质量好,压机生产率高,采用普遍,是胶合板生产的主要方法。热压胶合采用热压机。
热压胶合主要工艺条件是单位压力、热压温度和热压时间。
①单位压力 胶合过程给予板坯压力的目的是使板坯中“木材—胶层—木材”密切结合,胶料部分地渗入木材细胞与管孔中去。单位压力随树种,胶粘剂种类、粘度,产品容重、强度要求等因素而确定。例如:普通胶合板的单位压力为1.0~1.8兆帕,航空胶合板单位压力为2.0~2.5兆帕,船舶胶合板单位压力为3.5~4.0兆帕。
②热压温度 指热压板的温度。热压板一般用蒸汽加热,热压板的实际温度比饱和蒸汽压力所对应的温度低3~7℃。温度的选择,根据胶粘剂种类、单板树种、板坯的厚度和热压机同一间隔内压制的张数而定。为了缩短热压周期,一般采用高于胶粘剂固化所需的温度。各种胶粘剂的固化温度不同,各有最低、最高温度界限。低于最低温度,则使胶粘剂固化不良不能很好地发挥胶的胶结作用;高于最高温度,胶层发脆而降低胶结力。排除水蒸气困难的针叶树材不能采用过高的温度。板坯厚度较薄及每个间隔压制张数较少时,可采用较高温度。板坯较厚,同一间隔内压制张数较多时,宜采用较低的温度,以免卸压时产品发生鼓泡。确定热压温度,需综合考虑胶种、树种、板坯厚度等各种情况,不可根据某单一因素而定。
③热压时间 为在压力和温度作用下胶层固化达到合乎胶合质量所需的时间。热压时间根据胶层温度的升温速度、板坯厚度、胶层固化速度、水分排除速度等因素而定。
板坯在热压机中的胶合过程可用热压曲线图来表示(见图),一般分为3个阶段。装入第一张板坯到热压板闭合阶段,图中为0~t1。热压胶合阶段,图中t1~t3。其中t1~t2是由低压升到高压的时间,t2~t3是保持预定压力的时间。降压阶段,图中t3~t5。t3~t4是在短时间内由高压降至与板坯内蒸汽压力相等的平衡压力,然后再缓慢地将压力降到零(t4~t5),使板坯内蒸汽徐徐排出,保证胶层不被蒸汽压力破坏。
合板压制,除上述方法外,目前还有一些其他方法有的已投入生产,有的尚在研究试验中。①低压快速胶合法:此法可以提高热压机产量,降低合板的压缩率,缩小热压机结构尺寸及降低液压系统功率。②真空加压胶合法:此法不需通常使用的多层或单层热压机,而是将板坯放在弹性膜和金属板中间,待密封后抽出弹性膜和板之间的空气,靠大气压力加压板坯。胶层可在室温下或加热条件下固化胶合。③单层周期式热压机胶合法:此法已在一些国家中应用。压机是单层的,为上压式或下压式,用输送带进料,无空行程,辅助时间少,易于实现连续化自动化,适宜于薄板生产。④单层连续式胶合法:采用连续式单层压机。热压周期可按工艺要求划分成几个具有不同热压工艺参数(温度、压力、时间)的阶段,但整个周期又是连续的。辊筒式连续压机是有代表性的一种。连续式压机尚处于试验研究阶段。
总压力计算方法:压机油缸个数乘以油缸截面积再乘以压力,胶合板冷压压力由两个320的油缸组成就是400吨。
不同品种的胶合板对压机的性能有不同的要求:普通胶合板、航空胶合板、塑料贴面板、木材层积塑料板、船舶胶合板的制造所要求的压力依次增大。