FRP产品设计的特点及走向浅析

2007-9-30 23:35:00

1.        前言

    随着近年来 FRP 产品在化工、制药、城建、石油、运输等各行业中的广泛应用 ,FRP 成型工艺的成熟 , 以及原材料质量的不断提高 , 人们对 FRP 产品逐渐从尝试性使用走向大范围推广。 FRP 产品的设计也在不断的完善、发展。随着计算机软硬件水平的不断提高 , 以及计算机技术在 FRP 产品设计中的广泛应用 ,CAD 设计逐渐取代以往的图板设计而成为主流 , 使 FRP 产品设计的观念和方法不断得以更新。

2.           FRP 产品设计的过程及存在的缺陷

FRP 产品设计 , 必然要考虑其工艺可行性和经济可能性。 FRP 产品的设计可归纳为几步 :(1). 用户提出使用要求和工艺条件，也就是设计输入 ;(2). 生产厂审核其要求制品的工艺可行性及可能性 ;(3). 设计师制定生产工艺 ;(4). 产品的结构设计，也就是强度和刚度计算，由于结构设计中涉及大量的数学、力学理论，必须由专业人员进行计算 ;(5). 将计算结果以图纸或报表的形式输出，指导车间生产以及提供给用户。

传统的设计技术受工艺和落后的技术方法所限 , 只能在保守的观念下 , 依据粗略的验算甚至估计 , 通过大量的简化和假设来完成设计 , 这必然使设计存在随意性 , 对个人的经验、习惯依赖性很大 , 很难实现合理、准确、高效的设计。更为严重的是许多中小型玻璃钢生产厂缺乏专业技术人员，其产品设计仅凭经验定铺层，选树脂，其后果是有的质量问题严重，产品尚未使用或刚刚使用便发现功能缺陷，如渗漏、变形、破坏等；有的造成材料不必要的浪费，本来普通不饱和聚酯树脂可以满足使用要求，却要选用乙烯基酯树脂。可见，传统设计技术已远远不能满足当今社会 FRP 的发展要求。

3 ． FRP 产品设计的发展方向

CAD 技术做为一种先进的生产工具，代表了生产力的发展方向，可以减轻设计者的劳动，已在很多领域广泛应用，尤其是对于规范性工作，标准化重复性工作更具有无可比拟的优越性。

现代的 FRP 产品设计充分利用了当今迅速发展起来的计算机技术以及测试和分析技术、应用数学和力学 , 使设计技术有可能从经验的 . 静止的和随意性很强的传统设计变为基于计算数据、准确的产品力学指标、动态的现代设计。而这些技术的实现必须依赖于先进的 CAD 技术，如果用手工计算，其工作难度是很难想象的，也是不经济的。

现代设计虽然大体上继承了传统设计的原则和步骤 , 价值分析法则和指标，造型设计标准和观念 , 类比设计思想 , 组合分解方法等 , 但科技发展对设计技术的促进使之不可能一成不变地沿袭旧有模式 , 而是几乎在产品设计全周期的各个阶段 , 都应引入现代科技成果和工具 , 使用各学科的新发现、新观念。如在计算阶段 , 应以弹性力学为基础 , 以有限元分析系统为工具 , 进行产品结构的应力 / 应变分析和强度计算。

将 FRP 产品设计工作分为创造性工作和规范性工作，那么前者所占比例肯定要小于后者，目前 CAD 技术仅用于制图工作，仅仅是用电子图板取代了传统的手工制图，还没有将产品的设计输入、结构计算与设计输出很好地连接起来，还没有成为名副其实的计算机辅助设计。

此外 , 产品市场的激烈竞争和用户对产品质量、价格和交货期的要求使提高产品质量、降低产品成本、缩短产品开发周期成为现代 FRP 产品设计中越来越重要的目标。

综上所述 , 现代 FRP 产品设计应具有以下特点 :

     (1). 准确性 ( 安全性 ) 保证产品在使用条件下的强度 , 刚度 . 稳定性 , 在使用期内具有安全寿命 .

     (2). 经济性   尽量节省原材料 . 省工 . 省时 , 降低产品的成本 .

     (3). 精确性    用先进的计算机技术和计算方法 , 确保计算数据的精确性 .

     (4) 创新性     通过创造性思维大胆创新 . 积极改进原有设计 , 针对市场需求构思出具有一定创意的产品 ,

4. 结语

进入新世纪，信息化、网络化、智能化和全球化已经成为当今全球制造业发展的基本特征。市场要求制造企业的产品创新更快、品质更优、成本更低、服务更好。“十六大”提出了“以信息化带动工业化”和“走新兴工业化道路”的方针，为制造业信息化的发展指明了方向。这也是 FRP 产品设计的发展方向。