非金屬防彈盾牌制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及警用防護(hù)裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非金屬防彈盾牌制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 防彈盾牌是公安武警部門重要的防彈、防爆保護(hù)裝具。防彈盾牌分為金屬防彈盾 牌和非金屬防彈盾牌，金屬防彈盾牌由于其重量較重，彈片容易在盾牌表面產(chǎn)生跳彈造成 二次傷害等，因此應(yīng)用不廣。目前普遍使用的是非金屬防彈盾牌?，F(xiàn)有的非金屬防彈盾牌主 要有兩種，一種是采用單一的高分子聚乙烯防彈材料制成，這種防彈盾牌存在的缺陷是耐 高溫性能差，凹陷深度較大等缺點(diǎn)；另一種是采用單一的芳綸織物，芳綸布較硬，毀彈能力 較好，且耐高溫，彈著點(diǎn)鼓包小，但是在同等重量情況下，防彈性能不如高分子聚乙烯防彈 材料，易發(fā)生穿透。
[0003] 傳統(tǒng)非金屬盾牌壓制工藝多采用油加熱油冷的成型工藝，該工藝由于對(duì)設(shè)備要求 高，需要獨(dú)立的油加熱設(shè)備和輸送設(shè)備，加熱油對(duì)環(huán)境的污染大，維護(hù)成本高，升溫速度慢 等特點(diǎn)，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)，且該工藝一次只能壓制一塊防彈盾牌，生產(chǎn)效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明意在提供一種重量輕、毀彈能力強(qiáng)、抗穿透性好、耐高溫、彈著點(diǎn)鼓包小的 非金屬防彈盾牌制造工藝，該工藝生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
[0005] 本方案中的非金屬防彈盾牌制造工藝，非金屬防彈盾牌由若干層超高分子量聚乙 烯纖維無煒布以及位于超高分子量聚乙烯纖維無煒布兩側(cè)經(jīng)涂膠處理的芳綸織物預(yù)浸布 經(jīng)電加熱水冷工藝模壓成型。
[0006] 采用本發(fā)明工藝制成的防彈盾牌具有如下優(yōu)勢(shì)：盾牌整體重量不超過6Kg，重量 輕;防彈級(jí)別達(dá)到GA423-2003《防彈盾牌》標(biāo)準(zhǔn)的5級(jí)防護(hù)要求，能夠有效防止國(guó)產(chǎn)79式7.62 mm輕型沖鋒槍發(fā)射的51式7.62mm手槍彈（鋼心）的穿透，防護(hù)性能好。由于采用了超高分子 量聚乙烯纖維無煒布和芳綸織物預(yù)浸布結(jié)合的構(gòu)造方式，即克服了單位重量芳綸材料防彈 性能不如高分子量聚乙烯材料的缺陷，又克服了單純采用高分子聚乙烯材料凹陷深度大， 毀彈能力差，不耐高溫等缺點(diǎn)。本工藝制出的防彈盾牌整體防彈性能高，不易穿透，著彈點(diǎn) 鼓包小，在_24°C~57°C溫度條件下，防彈性能不受影響。
[0007] 進(jìn)一步，所述的超高分子量聚乙烯纖維無煒布的層數(shù)為20-38層，總重量為3~ 4.5kg〇
[0008] 進(jìn)一步，所述的芳綸織物預(yù)浸布為1-3層，該芳綸織物預(yù)浸布為芳綸機(jī)織布經(jīng)雙面 涂膠晾干而成。雙面涂膠有利于提高防彈盾牌迎彈面的硬度，即提高毀彈能力，并且有利于 提高后期盾牌表面處理時(shí)對(duì)漆料的附著性。
[0009] 進(jìn)一步，模壓成型采用單模雙盾牌同時(shí)壓鑄的方法，包括在模具內(nèi)部涂刷脫模膏 和鋪設(shè)隔離膜、隔層銅板的步驟。隔離膏和隔離膜有利于盾牌壓制后輕松取落;隔層銅板放 置在兩塊防彈盾牌坯料的中間，起熱傳導(dǎo)和隔開的作用，銅板兩邊都鋪有隔離膜。
[0010] 進(jìn)一步，整個(gè)模壓過程包括升溫、保溫和冷卻三個(gè)步驟，在升溫過程中還包括2-4 次排氣的步驟，升溫、保溫和冷卻過程中的工作壓力為25Mpa。
[0011] 進(jìn)一步，模壓成型過程中，溫度監(jiān)控是通過插入盾牌兩端防彈層的熱傳感絲來完 成，并反映到溫控儀表上，熱傳感絲插入深度在3-4cm。上下兩塊盾牌坯料都設(shè)置有熱傳感 絲，熱傳感絲將溫度傳導(dǎo)到溫度顯示儀，盾牌壓制過程中起到溫度監(jiān)控的作用。
[0012] 進(jìn)一步，模壓成型過程中，升溫時(shí)間是60-80min，最高溫度控制在125°C，保溫時(shí)間 是10-20min，保溫溫度是118-125°C，冷卻后起模溫度是50-60°C。
[0013]進(jìn)一步，當(dāng)溫度升高到115°C后開始排氣，排氣時(shí)間均為l_2min，排氣間隔2-3min， 第一次排氣的溫度是115-117°(3，第二次排氣的溫度是117-123°(3。排氣可以有效排除盾牌 片層結(jié)構(gòu)之間和防彈材料涂膠樹脂內(nèi)部的空氣，確保盾體表面光滑，沒有氣泡產(chǎn)生。
[0014] 進(jìn)一步，模壓成型過程中的模具采用安裝于上、下半模具內(nèi)部的熱電偶通電進(jìn)行 加熱，通過往復(fù)開關(guān)電偶電路的方式進(jìn)行保溫，通過關(guān)閉熱電偶電路通入循環(huán)冷卻水方式 進(jìn)行冷卻降溫，通過部分提升上、下半模具進(jìn)行排氣。好處是升溫降溫速度快，溫度控制調(diào) 節(jié)易于操作。盾牌間插入溫度傳感器檢測(cè)盾牌內(nèi)部的溫度變化，防彈盾牌熱壓過程主要是 通過盾牌內(nèi)部溫度變化來控制壓制過程。水冷的作用是使盾牌快速冷卻成型，盾牌硬化，方 便取出。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明： 實(shí)施例一:本實(shí)施例非金屬防彈盾牌的制造工藝包括芳綸織物預(yù)浸料的涂刷、防彈材 料裁剪下料、料片的鋪疊、盾體的模壓成型、切邊打磨鉆孔、粘邊沿橡膠條、裝配和表面處 理。具體的工藝流程如下： 1.預(yù)浸料的涂刷 1)打開成卷的芳綸織物布，拉開一層芳綸織物，按規(guī)定長(zhǎng)度剪斷，并平鋪在案板上。
[0016] 2)根據(jù)芳綸織物布面積和規(guī)格計(jì)算重量，并按一定比例稱量配置粘膠樹脂，樹脂 與芳綸織物布原料重量比控制在1:200左右。將配好的樹脂涂刷在芳綸織物布的一面，等膠 液晚干不粘手后，再翻轉(zhuǎn)涂刷另一面。
[0017] 3)等芳綸織物布上的樹脂膠液晾干到不粘手后，將芳綸織物布懸掛在晾繩上進(jìn)一 步干燥。
[0018] 4)等芳綸織物布完全晾干后，將數(shù)層芳綸織物布收起平攤在平板上，并用平板壓 平。
[0019] 防彈片材裁剪下料 1)分別將芳綸預(yù)浸布和超高分子量聚乙烯無煒布片材按照一組10-20層的方式平鋪對(duì) 齊，使用樣板在最上面一層進(jìn)行畫樣，樣板布置嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制，滿足最大限度的利 用原材料。
[0020] 2)輪廓線繪制完畢后，用夾子固定四周，最后使用防彈材料專用電剪進(jìn)行裁剪下 料。
[0021] 料片的鋪疊 1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，盾牌坯體鋪疊順序按照3層芳綸預(yù)浸布、25層超高分子量聚乙烯纖維 無煒布和3層芳綸預(yù)浸布依次進(jìn)行，組成盾牌坯料。
[0022] 2)鋪疊完成后，用膠帶把盾牌坯料固定好，放在周轉(zhuǎn)箱里備用。
[0023] 盾體的模壓成型 1)打開液壓機(jī)，將盾牌模具的上下半模打開到一定的高度，下模為凸面結(jié)構(gòu)，上模為凹 面結(jié)構(gòu)，在模具上下承壓面上分別均勻涂刷一定厚度的脫模劑，然后放置盾牌坯料。從下到 上依次鋪設(shè)隔離膜、盾牌坯料、隔離膜、隔層銅板、隔離膜、盾牌坯料、隔離膜，保證兩張盾牌 坯料處于下模具凸模正中間。在此步驟中，采用隔離膜，進(jìn)一步有利于模壓成型后制品的脫 模，保證制品的表面質(zhì)量;通過設(shè)置隔層銅板，可實(shí)現(xiàn)一次模壓成型兩個(gè)制品，提高制品的 壓制效率，降低成本。
[0024] 2)將兩根熱傳感絲分別插在上下盾牌坯料的兩端面中心位置，插入深度為3.5cm 左右，打開溫度顯示儀開關(guān)，實(shí)時(shí)觀察盾牌模壓過程中上下盾牌溫度變化情況。
[0025] 3)閉合上下模具并逐漸加壓，直至并且保持模具間壓力25Mpa不變。
[0026] 4)啟動(dòng)上下模具加熱電偶電源開關(guān)，對(duì)模具進(jìn)行加熱，升溫時(shí)間控制在60min，通 過溫度控制儀對(duì)兩盾牌內(nèi)部溫度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，逐步完成加熱、排氣、保溫等過程，此過程 中保持壓力25Mpa不變。具體參數(shù)如下： a、當(dāng)溫度升到第一次排氣溫度115°C時(shí)，提升模具進(jìn)行泄壓排氣，排氣時(shí)間Imin。
[0027] b、當(dāng)溫度升到第二次排氣溫度117&時(shí)，提升模具進(jìn)行泄壓排氣，排氣時(shí)間ImintJI 察盾牌內(nèi)排氣量的變化情況，如發(fā)現(xiàn)仍較多氣體，可在3_5min內(nèi)再次進(jìn)行第三次或第四次 排氣，直至盾牌間再無氣體為止。
[0028] 5)排完氣后，關(guān)閉熱電偶電源停止加熱進(jìn)行保溫，并保持盾牌內(nèi)部溫度在118°C， 保溫時(shí)間為l〇min。如溫度降低過快，可通過臨時(shí)開關(guān)熱電偶，進(jìn)行穩(wěn)定。
[0029] 6)關(guān)閉熱電偶，打開模具冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)模具和盾牌進(jìn)行降溫，直至盾牌內(nèi)部 溫度下降到50°C后，提升模具，取出熱傳感絲，剝離隔離膜、隔離銅板，逐層取出盾牌，并將 成型的盾牌坯料立放置到轉(zhuǎn)運(yùn)架上進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。
[0030] 7)待冷卻后，修剪盾牌坯料邊緣多余布料，觀察表面成型情況，如仍有部分氣泡或 成型不佳的情況，可再次放回模具進(jìn)行冷壓修復(fù)，此時(shí)壓力控制在30MPa左右。
[0031] 切邊、打磨和鉆孔 1)將冷卻好的盾牌坯料放置到操作架上，用樣板繪制邊緣切割線和鉆孔位，按照盾體 邊緣切割線，用安裝專業(yè)鋸片的帶鋸機(jī)進(jìn)行切邊。
[0032] 2)然后，用刨邊機(jī)和手砂輪機(jī)打磨盾體外邊緣和內(nèi)邊緣，打磨掉內(nèi)外邊緣的飛邊。
[0033] 3)然后，按照鉆孔位置用一定規(guī)格的鉆頭進(jìn)行鉆孔。
[0034] 粘貼橡膠條 1)先將槽型橡膠條內(nèi)表面進(jìn)行打磨砂邊，備用。
[0035] 2)在槽型橡膠條內(nèi)表面刷膠，刷好后放在50°C烘箱里烘干10分鐘后備用。
[0036] 3)在盾體下邊緣和內(nèi)外邊緣表面刷膠，刷好后放在50°C烘箱里烘干10分鐘后備 用。
[0037] 4)當(dāng)烘干后從盾體后邊緣鉆孔位置正中開始，把槽型橡膠條順沿粘到盾體邊緣， 兩邊棱角對(duì)齊，平直部位略緊，外弧部位拉緊，內(nèi)弧部位放松，最后把多余的槽型橡膠條剪 掉。
[0038] 5)用手或滾壓工具壓緊槽型橡膠條。
[0039] ?表面處理 1)在盾體表面用底漆和原子灰填平，待底漆和原子灰烘干固化后，用細(xì)紗布打磨，然后 用濕布擦拭干凈后晾干。