值得一提的是,目前廣泛的人機設計多用於複合材料

玻璃鋼是人們熟悉的一種多用途的複合材料,它的學名叫玻璃纖維增強塑料,誕生於20世紀30年代。人們發現玻璃原來很脆,但拉成纖維後柔軟如絲,可以像棉紗一樣紡織。玻璃纖維愈細,強度愈高。玻璃鋼所用的增強纖維直徑為5~9微米,只有頭髮的十幾分之一,但單絲的拉伸強度高達100~300千克每平方毫米,比天然纖維和化學纖維高5~10倍,比高強度鋼高1~2倍。

值得一提的是,目前廣泛的人機設計多用於複合材料

在複合之前,應把玻璃纖維製成氈墊或紡織品,或根據需要切成短纖維。目前廣泛使用的玻璃鋼有玻璃纖維增強尼龍、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、環氧、酚醛及有機硅樹脂等品種。玻璃鋼的特長是質量輕強度高、耐腐蝕性好,同時具有良好的隔熱、隔音、抗衝擊和透波能力。玻璃鋼最早用於航空和軍事工業,現在已推廣到各行各業。軍事用途包括自動槍托、火箭發射管、鋼盔、登陸艇、飛機機頭罩、機翼、尾翼、副油箱、雷達罩等,一般比採用金屬部件重量輕20~25%。在化工和石油工業中,玻璃鋼管道、泵、槽節約了大量的不鏽鋼、銅、鋁等金屬,還延長了使用壽命。例如一臺石油裂化冷風機採用玻璃鋼葉片後,可節省50千克不鏽鋼和35千克鋁合金。採用一噸玻璃鋼代替棉布層壓板,可節省棉布4000米。近年來許多先進體育器械也有用玻璃鋼製造的,如網球拍、高爾夫球棍、滑雪板等。

值得一提的是,目前廣泛的人機設計多用於複合材料

長期以來,玻璃鋼都是用手糊法加工的,就是說在手工鋪好的玻璃纖維或織物上糊上樹脂,經過固化成形,費工費時,質量也沒有保證。近年來,半自動化和自動化的液壓注射和短切纖維噴射工藝相繼出現,加速了玻璃鋼的普及。液壓注射同金屬壓鑄工藝類似,採用閉合模具,在模具內放置好玻璃纖維鋪層後壓入樹脂,固化後脫模得到光潔度很高的產品。短切噴射法的效率高,連續的玻璃粗紗在噴槍內被短切刀具切斷,和催化後的樹脂一起由噴槍口噴出,在開式模具表面上堆積,逐步固化成形。這種方法不需要預先鋪玻璃纖維,所以大大簡化了操作過程,縮短了工期。

有一些大型玻璃鋼製作,如管道和容器可以纏繞的玻璃纖維為骨架,現在發展到用電子計算機控制的自動纏繞機來加工,效率更高。可以加工出直徑數米、長度幾十米的開口或閉口管道。閉口管道的半圓蓋是單獨加工的,在纏繞過程中再結合到一起。

值得一提的是,目前廣泛的人機設計多用於複合材料

目前使用最廣泛的玻璃鋼大型部件是直升機旋翼和風車旋翼。1982年哈米頓公司生產出世界上最大的風車旋翼。旋翼長39米,槳轂直徑5米,重達13.6噸,三隻旋翼裝在80米高的塔架上,風速以每小時52公里算,可以發電4000千瓦。


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