Стеклопластик своими руками технология


Статья рассказывает о том, какими свойствами обладает стеклопластик и насколько он применим в строительстве и в быту. Вы узнаете, какие компоненты нужны для изготовления этого материала и их стоимость. В статье приведены пошаговые видео и рекомендации к применению стеклопластика.

Стеклопластик своими руками

С момента открытия эффекта быстрого окаменения эпоксидной смолы под действием кислотного катализатора стеклопластик и его производные стали активно внедрять в бытовые изделия и детали машин. На практике он заменяет или дополняет исчерпаемые природные ресурсы — металл и дерево.

Что такое стеклопластик

Принцип действия, заложенный в основу прочности стеклопластика, аналогичен железобетону, а по виду и структуре ближе всего к армированным слоям современной «мокрой» отделки фасадов. Как правило, вяжущее — композитный, гипсовый или цементный раствор — имеет свойство ссыхаться и трескаться, не удерживая нагрузку, а иногда даже не сохраняя целостности слоя. Чтобы этого избежать, в слой внедряют армирующий компонент — стержни, сетки или холст.


В результате получается уравновешенный слой — вяжущее (в высохшем или полимеризованном виде) работает на сжатие, а армирующий компонент работает на растяжение. Из таких слоёв на основе стекловолокна и эпоксидной смолы можно создать объёмные изделия, либо дополнительные усиливающие и защитные элементы.

Компоненты стеклопластика

Армирующий компонент*. Для изготовления бытовых и вспомогательных строительных элементов обычно используется три типа армировочного материала:

  1. Стеклосетка. Это сетка из стекловолокна с ячейкой от 0,1 до 10 мм. Поскольку эпоксидный раствор — агрессивная среда, для изделий и строительных конструкций настоятельно рекомендована сетка с пропиткой. Ячейку сетки и толщину нити следует подбирать, исходя из назначения изделия и требований к нему. Например, для армирования нагруженной плоскости стеклопластиковым слоем подойдёт сетка с ячейкой от 3 до 10 мм, толщиной нити 0,32–0,35 мм (усиленная) и плотностью от 160 до 330 г/куб. см.
  2. Стеклохолст. Это более совершенный вид основы стекловолокна. Он представляет собой очень густую сетку, изготовленную из «стеклянных» (кремниевых) нитей. Его применяют для создания и ремонта бытовых изделий.

  3. Стеклоткань. Имеет те же свойства что и материал для одежды — мягкий, гибкий, податливый. Этот компонент очень разнообразен — он различается по прочности на разрыв, толщине нити, густоте плетения, спецпропиткам — все эти показатели ощутимо влияют на конечный результат (чем они выше, тем прочнее изделие). Главный показатель — плотность, в пределах от 17 до 390 г/кв. м. Такая ткань значительно крепче даже знаменитого военного сукна.

* Описанные виды армировки применяются и для других работ, но в паспорте изделия обычно указывается их совместимость с эпоксидной смолой.

Стеклопластик своими руками

Таблица. Цены на стеклоткань (на примере продукции компании «Интеркомпозит»)

Плотность Цена, у. е./кв. м
17 4,6
25 3
48 3,2
80 2,8
110 2,8
160 3
200 3
280 4,3
390 5,2

Вяжущее. Это и есть эпоксидный раствор — смола, смешанная с отвердителем. По отдельности компоненты могут храниться годами, но в смешанном виде состав твердеет от 1 до 30 мин, в зависимости от количества отвердителя — чем его больше, тем быстрее твердеет слой.

Стеклопластик своими руками

Таблица. Наиболее распространённые марки смолы

Наименование Производитель Назначение Цена, у. е./кг
ЭД-16 Россия, Китай Ремонтные работы и слои в защищённых местах 4,6
ЭД-20 Россия, Китай Ремонтные работы и слои на открытых местах 6,3
LR1100 Саудовская Аравия для бытовых нужд, бижутерии 2,5

Популярные отвердители:

  1. ЭТАЛ-45М — 10 у. е./кг.
  2. ХТ-116 — 12,5 у. е./кг.
  3. ПЭПА — 18 у. е./кг.

Дополнительным химическим компонентом можно назвать смазку, которую иногда наносят для того, чтобы защитить поверхности от проникновения эпоксида (для смазывания форм).

В большинстве случаев баланс компонентов мастер изучает и подбирает самостоятельно.

Как применить стеклопластик в быту и в строительстве

В частном порядке этот материал чаще всего применяется в трёх случаях:

  • для ремонта стержней;
  • для ремонта инвентаря;
  • для усиления конструкций и плоскостей и при герметизации.

Стеклопластик своими руками

Ремонт стержней из стеклопластика

Для этого потребуется рукав из стеклоткани и высокопрочная марка смолы (ЭД-20 или аналог). Технически процесс подробно описан в этой статье. Стоит отметить, что углеволокно значительно прочнее стекловолокна, а значит, второе не подойдёт для ремонта ударного инструмента (молотков, топоров, лопат). При этом из стеклопластика вполне можно изготовить новую ручку или рукоятку для инвентаря, например, крыло мотоблока.

Полезный совет. Стеклопластиком можно усовершенствовать свой инструмент. Оберните пропитанным волокном рукоять рабочего молотка, топора, отвертки, пилы и сожмите в руке через 15 минут. Слой идеально примет форму вашей руки, что заметно отразится на удобстве в работе.

Ремонт инвентаря

Герметичность и химическая стойкость стеклопластика позволяют ремонтировать и герметизировать следующие изделия из пластика:

  1. Канализационные трубы.
  2. Строительные вёдра.
  3. Пластиковые бочки.
  4. Дождевые отливы.
  5. Любые пластиковые детали инструмента и техники, не испытывающие больших нагрузок.

Ремонт при помощи стеклопластика — пошаговое видео

У «самодельного» стеклопластика есть одно незаменимое свойство — он точно обрабатывается и хорошо держит жёсткость. Это значит, что из холста и смолы можно восстановить безнадёжно испорченную пластиковую деталь, либо изготовить новую.

Стеклопластик своими руками

Усиление строительных конструкций

Стеклопластик в жидком виде имеет прекрасную адгезию к пористым материалам. Иными словами, он хорошо сцепляется с бетоном и деревом. Этот эффект можно реализовать при монтаже деревянных перемычек. Доска, на которую нанесён жидкий стеклопластик, приобретает дополнительно 60–70% прочности, а значит, для перемычки или перекладины можно использовать доску вдвое тоньше. Если усилить этим материалом дверную коробку, она станет более устойчивой к нагрузкам и перекосам.

Герметизация

Ещё один способ применения — герметизация стационарных ёмкостей. Резервуары, каменные цистерны, бассейны, покрытые изнутри стеклопластиком, приобретают все положительные свойства пластиковой посуды:


  • нечувствительность к коррозии;
  • гладкие стены;
  • сплошное монолитное покрытие.

При этом создание такого покрытия обойдётся около 25 у. е. за 1 кв. м. О прочности изделий красноречиво говорят реальные испытания продукции одного из частных мини-заводов.

На видео — испытания стеклопластика

Особо стоит отметить возможность починки кровли. Правильно подобранным и нанесённым эпоксидным составом можно отремонтировать шифер или черепицу. С его помощью можно моделировать сложные светопрозрачные конструкции из оргстекла и поликарбоната — навесы, уличные светильники, скамейки, стенки и многое другое.

Пошаговое видео производства матрицы из стеклопластика

Как мы выяснили, стеклопластик становится простым и понятным ремонтно-строительным материалом, который удобно применять в быту. При развитом навыке из него можно создавать интересные изделия прямо в собственной мастерской.

dvamolotka.ru

Из чего состоит стеклопластик?


В состав этого универсального материала входит полиэфирная или эпоксидная смола, которой придают нужную форму особым способом и армируют стеклотканью или стекловолокном. Полиэфирную смолу также можно армировать тканью из углеродных волокон, стекловолокном, кевларовой тканью, стекловатой, стеклотканью, с помощью которых изделие приобретает особую прочность. За неимением этих материалов для армирования можно использовать любую синтетическую ткань: искусственный шелк, нейлон и т.д., но изделия не будут иметь такой прочности, как при использовании стекловолокна или стеклоткани.

Что такое стеклоткань?

Стеклоткань представляет собой плотный материал, состоящий из хаотично расположенных или упорядоченно расположенных нитей, связанных между собой тонким слоем эпоксидной смолы.

Стеклоткань имеет толщину до 12 мм, но обычно ее измеряют в граммах на квадратный метр. Самые распространенные значения: 300, 450, 600, 900 грамм на 1 кв.м.

Стеклоткань отличается по типу, способу изготовления, массе и природе стекловолокна. Самой распространенной является «тафта», которая имеет клеточную текстуру.

Стекловойлок имеет меньшую сопротивялемость механическим нагрузкам, чем стеклоткань, но, несмотря на это, его удобнее использовать для изготовления сложных форм.

Для серийного производства применяют другой тип волокна: это резаное волокно, имеющее такую же или чуть меньшую длину, как у стекловойлока. Его используют при изготовлении основы.

Особенности и советы по изготовлению формы для изделия из стеклопластика


формы для изделия из стеклопластика

Детали из стеклопластика своими руками изготовляются методом формовки. Для этого нужна специальная форма, которая бывает охватывающей или охватываемой. Форма должна иметь определенный уклон для удобства вынимания из нее готового изделия. Чем качественнее и ровнее отполирована поверхность стенок формы, тем будет выше качество поверхности формируемого изделия.

Для выполнения формовки изделия нужно произвести ряд подготовительных работ:

  • Внутренняя поверхность формы покрывается специальным веществом, способствующим свободному извлечению из нее готовой детали. Сам метод формовки заключается в том, что деталь из стекловолокна укладывается в специальную форму и пропитывается эпоксидной или полиэфирной смолой.
  • Для армирования изготавливаемых деталей выбирается определенная стеклоткань в зависимости от ее внешнего вида и способности к сопротивлению действующим нагрузкам.

  • Из плотной бумаги изготовляется шаблон, по которому делают разметку и вырезают стеклоткань.
  • Полиэфирную смолу выбирают соответственного качества, в зависимости от назначения и эксплуатации детали. Смола содержит в своем составе красители и может отличаться химическим составом. Например, если смола предназначена для нанесения первого слоя, она называется ледяным покрытием.

Формовку деталей можно формировать по-разному, главное, чтобы при этом соблюдались следующие правила:

  • стеклоткань в форме должна располагаться равномерно;
  • стеклоткань полностью пропитывается полиэфирной смолой, исключая малейшие пузырьки воздуха в пропитке;
  • обеспечивается высокая производительность готовой детали для серийного производства.

Рассмотрим для примера технологию производства контактного формования или формования на одной форме. Это самый легкий способ, при котором количество используемого материала уменьшается, но при этом увеличивается потребность в количестве рабочей силы.

Чем аккуратнее и опытнее исполнитель, тем больше готовых деталей получится из исходного материала. Такой способ может применяться для одной и для нескольких одинаковых деталей или небольшой серии. Форма может быть любого размера и, как уже говорилось выше, она бывает охватываемой или охватывающей, зависимо от желаемого результата, при котором больше ценится хороший внешний вид наружной или внутренней поверхности готовой детали.


Форма должна иметь высокие показатели прочности. Ее уклон должен быть не менее 35%. Если формовочная деталь имеет обратный уклон, тогда форма должна быть выполнена из нескольких идеально подогнанных друг к другу частей.

Из какого материала изготовляется форма?

Выбор материала для формы зависит от предназначения производства. Например, форма из гипса применяется для изготовления всего одной детали; стальная форма может использоваться большое количество раз для изготовления нескольких тысяч деталей; а для изготовления деталей мелкими сериями лучше всего изготовить модель, с которой снимается слепок формы. Она будет состоять из слоистого пластика, в состав которого входит стекловолокно и полиэфирная смола. Для укрепления формы профилированный картон или деревянные пластинки погружают в слоистый пластик для образования нервюр. Благодаря этому, в усиленной форме можно изготовить не одну сотню деталей.

Подготовка полотна

Особое внимание нужно обратить на подготовку полотна. Вырезанные полотна нужно поместить во влажное помещение в таком порядке, чтобы их удобно было брать по очереди нанесения слоев. Также необходимо правильно выбрать среди большого количества всевозможных веществ, предназначенных для разделения изделия и формы, именно такое, которое будет соответствовать материалу формы.

Формовка детали

Когда разделительное покрытие нанесено и высушено, можно наносить первый закрывающий слой специальной смолы (иногда с наполнителем), предназначенный для скрытия волокон стеклоткани, которые в результате нанесения смолы стают невидимыми на поверхности детали. Толщина закрывающего слоя не должна превышать 0.4 мм. На слишком толстом слое после высыхания могут возникнуть трещины. Закрывающий слой можно и не накладывать, если наличие видимых волокон стекловолокна не имеет значения. В этом случае сразу наносится толстый слой эпоксидной смолы.

На вертикальных стенках деталей могут возникнуть подтеки. Чтобы этого избежать, в смолу подмешивают специальный наполнитель. Первый нанесенный слой подсушивают до студнеобразного состояния. Если он немного прилипает к пальцам, значит можно накладывать следующий слой.

Смола приготавливается двумя этапами: сразу в часть смолы добавляют ускоритель полимеризации, а потом смешивают с остальной смолой, которая будет использоваться. По необходимости в нее добавляют краситель.

Следующим этапом изготовления стеклопластика своими руками является дозирование и смешивание катализатора, если это необходимо, то есть, рассчитывается количество смолы, которая будет использована в ближайшие 15 минут. Смолу разливают в две одинаковые емкости. В одну емкость добавляют ускоритель, а в другую – катализатор.

Для удобства смесь можно готовить в третьей емкости небольшими равными порциями. Благодаря такому способу, можно избежать повторяющихся неоднократно приготовлений смолы и катализатора небольшими порциями. Чтобы сделать правильную дозировку смолы, ее можно взвесить на весах или использовать дозировочную емкость необходимого объема. Дозировка ускорителя и катализатора определяется с помощью мензурок очень маленькими порциями.

Когда покрывающий слой или первый слой смоляного покрытия станет студенистым, можно приступать к наложению первого слоя стекловолокна. Для этого используют легкий стекловойлок с показателем 300 г/1 кв.м. При наложении каждого слоя стекловолокна необходимо следить за тем, чтобы слой ложился ровно и постепенно, заполнял пустоты и закругления. Иногда при наложении слоев стекловолокна возникают воздушные карманы. Это происходит либо из-за слишком быстрого прижатия, либо из-за неплотного сопряжения острого угла. После укладки стекловолокно пропитывается слоем смолы, который наносится кисточкой или валиком.

Важно помнить, что каждая порция смолы рассчитывается примерно на 15 минут работы. Работая кистью, смолу нужно наносить не мазками, а как при торцевании, похлопывая концом кисти по обрабатываемой поверхности. Когда пропитка эпоксидной смолой будет завершена, нельзя сразу пытаться отделить стекловолокно, так как отдельные волокна при этом могут приподняться и вырваться. После слоя смолы, не дожидаясь его высыхания, накладывают следующий слой стеклоткани.

Чтобы обеспечить высокую механическую прочность, слой стекловолокна и стеклоткани укладывается поочередно. Последним слоем укладывают стекловойлок или специальную отделочную стеклоткань (300 г на 1 кв.м).

Выполняя такую укладку, нужно соблюдать ряд важных правил:

  • металлические или полиэтиленовые емкости для накладываемых веществ должны быть чистые;
  • смола в емкости должна быть полностью использована перед тем, как емкость будет заполнена новой порцией;
  • возникшие воздушные пузыри, неподдающиеся устранению, убираются надрезанием их лезвием бритвы;
  • кисти и валики после использования моются с помощью ацетона или трихлорэтилена. Это нужно сделать сразу, так как впоследствии произойдет полная полимеризация смолы, оставшейся на инструментах, и ее уже нельзя будет удалить;
  • всю работу необходимо производить в резиновых перчатках, для защиты рук от прямого контакта со смолой;
  • рабочее помещение должно иметь хорошую вентиляцию, чтобы вредные пары полистирола не вызвали раздражение слизистых оболочек и глаз;
  • ни в коем случае во время работы нельзя тереть глаза, так как стеклянные волокна, случайно попавшие на кожу, могут нечаянно травмировать глаза;
  • в рабочем помещении должна быть температура не ниже 20 градусов, оно должно быть защищено от холода, сырости и прямых солнечных лучей;
  • во время работы нельзя курить во избежание пожара, так как смолы являются легко воспламеняемыми;
  • выемка изделия производится не раньше, чем через 12 часов. Сушильная камера (не выше 60 градусов) или нагрев инфракрасными лучами может сократить этот период времени;
  • края изделия после выемки обрезаются и заглаживаются;
  • если изделие необходимо покрасить, то прежде этого его нужно зачистить шлифовальной шкуркой, а затем уже нанести полиуретановую краску;
  • если детали нужно склеить между собой, то для этого склеиваемую поверхность делают шероховатой, промывают ацетоном, а затем склеивают специальным клеем или пропитанной полиэфирной смолой тесьмой.

Чтобы улучшить качество формовки используют метод давления. Работа выполняется точно так же, как мы уже рассмотрели, но по окончанию изделие в форме придавливают, создавая разрежение между гибкой мембраной и покрытием на форме, либо раздувая эластичный пузырь, помещенный в закрытую форму.

Такие детали будут иметь самое высокое качество, так как при придавливании обеспечивается равномерное распределение смолы. Такой метод применяется для среднесерийного производства.

Чтобы готовое изделие имело высокое качество и приятный внешний вид, формовка во входящих друг в друга формах производится или с очень слабым сжатием, или вообще без него.

Для среднесерийного производства формовка под давлением для входящих друг в друга форм может также производиться с помощью укладки слоя стекловолокна, а сверху него определенного количества смолы. С помощью сжатия обеспечивается равномерное растекание смолы по детали.

Чтобы этот способ можно было применить в крупносерийном производстве, или при производстве основы будущей детали, формы намеренно подогревают. В результате подогрева стеклянные волокна прижимаются к поверхности формы, которая сделана из перфорированного листа. В этом состоянии их пропитывают смолой с помощью краскопульта. После этого форму с нанесенной основой несколько минут подсушивают в камере для сушки. Подсушенный полуфабрикат вынимают из временной формы и помещают в конечную форму, покрывают слоем смолы и сжимают в течение непродолжительного времени. В результате получается готовая деталь.

prostostroy.com

Инструкция изготовления стеклопластиковой детали методом ручного формования.
Схематически схема производства стеклопластика выглядит как показано на Рисунке 1.

1 — форма
2 — разделительная пленка
3 — гелькоут
4 — стекломатериалы
5 — ручной валик
6 — смола в смеси с катализатором
1. Нанесение разделителя
В данном примере мы используем разделитель HONEY-WAX . Возможно также использование других разделителей (BUFA Oldopal). Инструкцию к применению которых можно найти в описании данных материалов.
Инструкция по применению HONEY-WAX:
1. Нанесите тонкий равномерный слой, круговыми движениями руки, образуя однородное покрытие.
2. Нанесённое покрытие должно помутнеть. Этот процесс должен произойти примерно через 10-15 мин, в зависимости от температуры окружающей среды и влажности. Компоненты, содержащиеся в Honey Wax®, такие как White-Spirit, должны, полностью испарится и перед располировкой плёнка воска должна быть полностью сухой.
3. Располировывать до блеска рекомендуется, используя чистую абсорбирующую ткань.
4. Приблизительно через 10-15 мин. необходимо повторить пункты 1. 2. 3. пять-семь раз для работы на новых формах, что бы эффективно заполнить микропоры на поверхности (в зависимости от пористости матрицы)
5. После первого съёма рекомендуется нанести ещё 2-3 раза повторяя пункты 1.2.3. для последующих съёмов достаточно будет одноразового покрытия, и с этого момента могут быть произведены многоразовые съёмы.
2. Нанесение гелькоута
Рассмотрим два способа нанесение:
Нанесение кистью
Используйте только качественные кисти. Избегайте кистей с окрашенными деталями возле ворса, так как краска может растворится и попасть в гелькоут.
Гелькоут на поверхность формы наносится в как в два так и один толстый слой. Рассмотрим первый вариант.
Первый слой наносят тщательно растирая гелькоут по поверхности, толщина слоя приблизительно 0,4-0,5 мм. После нанесения первого слоя приступаем к обильному промазыванию поверхности, формируя не прозрачною защитную оболочку, толщиной 0,7-1 мм. После нанесения второго слоя легким касание проводим кисточкой по поверхности для вскрытия пузырей воздуха, которые образовались в результате перемешивания. Следите, чтобы не оставалось не прокрашенных мест.
Расход гелькоута при толщине слоя 1 мм., составляет 1 кг/м.кв. Увеличение это параметра может привести к излишней хрупкости изделия в свою очередь, тонкий слой не дает надежную защиту от внешних воздействий .
Нанесение пульверизатором
Один литр гелькоута – это 2 заправки пистолета, этого должно хватить на покраску поддона. Заправьте пульверизатор (покрасочный пистолет), наносите гелькоут с расстояния 50 -60 см. с давлением 1,5 – 2 атм. При нанесении струя воздушной смеси гелькоута и воздуха свободно ложится на поверхность модели. Покрывать матрицу гелькоутом следует в два слоя.
Покройте матрицу одним полупрозрачным слоем, подождите 2 мин., затем заливайте модель густым слоем, только без потеков. Это делается для того, чтобы из внешнего слоя формы успели выйти микропузыри воздуха. Если этого не сделать, форма будет микропористая, деталь, полученная из нее будет, хотя и глянцевая на вид, но шероховатая на ощупь. Такая форма называется «закипевшая».
После использования пистолет моем ацетоном (или растворителем 646, 647).
В нашем случае наносим гелькоут кистью, это наиболее простой и экономически выгодный способ. Перед нанесение, гелькоут смешивают с отвердителем в количестве 10-20 г. на 1 кг. гелькоута (придерживайтесь рекомендаций производителя). Толщина гелькоута должна быть 0,6-0,8 мм. Она достигается при расходе гелькоута 1 кг/м.кв. поверхности формы.
1. Формовка изделия.
После высыхания «на отлип» гелькоута, приступаем к формовке изделия.
Смолу смешивайте с отвердителем (согласно инструкции) в отдельной посуде, в том количестве, которое теоретически сможете выработать. Нанесите не значительное количество смолы на гелькоут, это даст возможность легко разложить стекломат на липкую поверхность. При помощи валика (кисти) пропитайте стекломат смолой. Нельзя допускать избытка смолы в ламинате, ориентировочное соотношение смолы к стекломату — 2÷1 . После укладки первого слоя рекомендуем дать ламинату выстояться в течении 12 часов. Это устранит внутренние напряжения и предотвратит возможные дефекты на гелькоуте.
Дальнейшую формовку изделия проводите согласно Таблице 1.

Если Вы хотите придать изделию особую прочность на разрыв, то можно один из слоев стекломата №450 (но не первый за гелькоутом) заменить стеклотканью.
При укладке стекломат отличается особой пластичностью, т.е. его можно отрезать один кусок на весь бампер. Пропитанный смолой он уложится кистью, повторив все изгибы формы. Стеклоткань не может похвастаться подобной пластичностью.
Если мы хотим получить деталь 2,5 мм, надо взять мат №450 и мат №600. Можно добавить слой стеклоткани. При этом изделие станет прочнее, но и дороже, его толщина станет 3-3.5 мм.
Лучше всего доставать изделие из формы через сутки, когда оно как следует выстоится и исчезнут внутренние напряжения.
2. Нанесение топкоута
Для придания эстетического вида тыльной стороне стеклопластика возможно использование топкоута (гелькоут с 1-2%-ми раствора парафина 5%-го). Это снизит эмиссию стирола а также избавит нас от липкости гелькоута «на отлип».
Тыльную поверхность стеклопластика зачищаем наждачной бумагой Р40 и обезжириваем.
Готовим смесь гелькоута с парафином после чего добавляем 1-2 % отвердиетля. Тщательно перемешиваем. Наносим топкоут кистью или ворсовым валиком. Толщина слоя в 2 раза меньше чем при нанесение гелькоута.

Из уст людей которые работают с гелькоутом и смолой:
1)Пропорция 1-2% (так как опыта нет, тогда 1%)
2)Скорость высыхания гелькоута зависит от температуры в помешении(Идеал 20 градусов, чем теплее-тем быстрее) от 1,5 до 2-3 часов; количества % отвердителя(чем больше тем быстрее); еще можно поставить комнатный вентилятор, он ускорит процес. Выжидать до тех пор, пока не затвердеет, или не будет слабо липнуть не пачкая пальцы
3)со стекломатом лучше использовать полиэфирную смолу, он это ИМХО. тем более первые слои лучше укладывать более тонким матом(например 300) Для этого можно "разслоить" мат пополам.перед укладкой мата необходимо смочить смолой гелькоут в той области где собираешься работать, далее уложить мат(его необязательно резать на определенные куски, можно порвать руками-стыки кусочков будут аккуратрее) на изогнутые части кусочки поменьше, на длинные ровние-побольше, и пропитываем сверху смолой. первый подход 1-2 слоя 300 мата, за раз много не небирать-"Уведет/Утянет" после высыхания тарчащие "иголочки" необходимо подшкурить чтоб не мешал следуюшемы слою и т.д. набираем необходимую толщину, сушим и снимаем.

www.drive2.com

Характеристики

Стеклопластик отличается уникальными эксплуатационными характеристиками, благодаря которым этот материал способен выдерживать сильное давление, быть в агрессивной химической среде и обеспечивать невероятную прочность любой конструкции. Сначала его использовали для строительства лодок, автомобилей, самолетов, затем из стеклопластика стали делать пуговицы, бытовые приборы, снегоочистительные приспособления и прочие полезные вещи. Даже сегодня у большинства из нас сохранились старые советские агрегаты, корпус которых выполнен из прочнейшего и практически вечного стеклопластика.

2

В 90- годах в России стало модно устанавливать стеклопластиковые окна и двери, к которым и сейчас любят добавлять приставку «евро». Безупречные характеристики стеклопластика позволяли ему оставаться самым востребованным материалом для использования практически во всех отраслях промышленности, начиная от бутовой, заканчивая строительной и военной.

Сегодня его используют в качестве конструкционного и теплоизоляционного материала в лодочном производстве, укрепляют корпуса катеров, ракетных двигателей, судов, автомобильные кузова и т.д. Из него делают лопасти вертолетов, выхлопные трубы, коррозиестойкое оборудование, трубопроводы, бассейны… Список изделий, для производства которых применяется стеклопластик, просто колоссален, и если бы он исчез с планеты хотя бы на день, мир погрузился бы в хаос.

Состав

Стеклопластик представляет собой композиционный материал, который состоит из стекловолоконного наполнителя и связующего вещества. Стекловолокно представлено нитеобразными волокнами, тканью или матом. Связующее вещество – разные виды полиэфирной смолы. Наполнитель придает материалу прочности и выполняет армирующую функцию, в то время как смола делает его монолитным и распределяет нагрузку равномерно между волокнами. Также именно смола защищает стеклопластик от разрушения агрессивными химическими веществами.

3

Самые прочные стеклопластики состоят из ориентированно расположенных непрерывных волокон. Их можно разделить на однонаправленные (волокна располагаются параллельно друг другу) и перекрестные (волокна располагаются под определенным углом друг к другу). Изменение ориентации волокон позволяет настраивать прочность и регулировать основные характеристики материала.

Свойства

Выше уже упоминалось об исключительных свойствах стеклопластика, теперь настало время рассмотреть их более подробно. Чем же так хорош этот материал, и почему его применяют практически во всех сферах производства?

Свойства стеклопластика:

  1. Высокая прочность – стеклопластик в 9 раз прочнее, чем ПВХ и в 4 раза крепче алюминия. Использование определенных смол и ориентации волокон позволяет делать сорта стеклопластика, которые могут посоревноваться в прочности со сталью или некоторыми сплавами цветных металлов.
  2. Устойчивость к коррозии – Стеклопластик не подвержен воздействию электрохимической коррозии, хорошо ведет себя в агрессивных средах (соли, щелочи, кислоты), не боится бактериального воздействия и разложения. Его не портят грызуны, паразиты или плесень.
  3. Небольшой вес – если учитывать, что стеклопластик схож по прочности и защитным характеристикам с некоторыми цветными металлами, то его вес в 5-7 раз меньше, что делает этот материал абсолютным лидером. Его удобно размещать в грузовом транспорте, можно сэкономить на перевозке, израсходовать в несколько раз меньше энергии и ресурсов на разгрузку и укладку.
  4. Теплоизоляция – стеклопластик является материалом с низкой теплопроводностью и прекрасным изолятором. Лист стеклопластика толщиной 1 мм обладает такими же теплоизоляционными качествами как 5-милиметровое стекло. И без того уникальные защитные свойства материала в разы возрастают при изготовлении «сэндвич»-конструкций с использованием пористых материалов между слоями стеклопластика, например, пенополистирола или пенопласта.
  5. Эстетичность – еще одна отличительная особенность стеклопластика. В процессе производства он может быть окрашен в любой цвет, на него можно нанести любой узор или принт. Например, сделать навес для дома или крышу беседки яркого радужного цвета. Стеклопластик прекрасно удерживает пигмент и не выгорает на солнце.
    4
  6. Низкая стоимость – при всех своих отменных эксплуатационных характеристиках цена стеклопластика не так уж высока. Более того, его можно сделать своими руками, сэкономив значительную сумму, но об этом мы расскажем чуть позже.

Классификация

Стеклопластик можно классифицировать в зависимости от формы выпуска, например, различают листовой и рулонный стеклопластик. Также материал бывает разных цветов, но основная классификация происходит по областям применения.

Так, бывают следующие виды стеклопластика:

  1. Конструкционный – используется в виде силовых элементов для укрепления стержневых конструкций насосных штанг, резинотканевых гусениц, лент или корпусов электродвигателей.
  2. Высокопрочный – укрепленный стеклопластик для производства многолопастных винтов с высокой нагрузкой, которые устанавливаются в двигатели широкофюзеляжных самолетов. Он снижает массу лопасти в несколько раз по сравнению с алюминиевыми лопастями. В то же время такой стеклопластик повышает КПД двигателя, снижает расход горючего, обеспечивает высокую отдачу двигателя на взлете и увеличивает ресурс работы.
  3. Химически устойчивый – характеристики данного вида стеклопластика зависят от разновидности смолы, применяемой для его изготовления.
  4. Термостойкий – негорючий стеклопластик с повышенной прочностью для радиотехнических или конструкционных нужд. Рабочая температура может доходить до 350С. Этот вид материала применяется в основном для изготовления двигателей мотоциклов, защитных кожухов и экранов в самолетах, капотов и т.д. Термостойкий стеклопластик сохраняет высокие стабильные прочностные характеристики даже при продолжительном воздействии высокой температуры. Он не горит и обеспечивает высокую пожаробезопасность.
  5. Электротехнический – стеклопластик, используемый в электросушилках, обогревателях и другом подобном оборудовании. Основное назначение – теплоизоляция.

Изготовление стеклопластика

На сегодняшний день существует несколько способов производства стеклопластика:

  1. Ручной – самый популярный метод, который позволяет сделать прочный материал дома или в мастерской. Технология стеклопластика проста – стекловолокно покрывается смолой и укладывается в нужную форму до застывания. Затем его прикатывают специальными валиками и ждут застывания.
  2. Напыление – стекловолокно разделяется при помощи рубящего пистолета на короткие волокна, затем смешивается со смолой и катализатором и напыляется на нужную форму.
  3. RTM – стеклоармирующий материал укладывается на матрицу и пуансон, фиксируется специальными прижимами и пропитывается смолой. После пропитки стекловолокно оставляют застывать при комнатной температуре.
  4. Намотка – через ванну, заполненную смолой, подаются волокна, проходящие через специальные натяжные валики. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, и в результате получается рулонный стеклопластик.
    5

Как сделать стеклопластик своими руками

В изготовлении стеклопластика, по большому счету, нет ничего сложного. Это всего лишь полиэфирная смола, которая залита в определенную форму и укреплена стекловолокном.

В основном самодельный стеклопластик используется для бытовых автомобильных нужд. Это самый верный и простой способ починить капот, дверцу или другую сломанную часть автомобиля. В специализированных фирмах заранее заготовлены нужные формы и матрицы для больших деталей. Если вы хотите заняться этим самостоятельно, лучше начинать с небольших второстепенных деталей простых форм, для установки которых не требуется высокой точности. В процессе обучения невозможно избежать ошибок и погрешностей, поэтому лучше не рисковать лишний раз.

Самодельный стеклопластик можно изготовить по следующей инструкции:

  1. Сделайте пуансон или болванку. Это самый трудоемкий и ответственный этап работы. Форма болванки должна в точности повторять очертания будущей детали, поэтому необходимо изначально позаботиться о четкости очертаний и точности размеров. Сделайте подробный чертеж и перенесите его на материал, из которого делаете пуансон. Для крупных деталей с большими радиусами закругления (бамперов) подойдет пенопластовое основание. В последствии его можно будет легко отделить от стеклопластика. Для деталей поменьше можно использовать глину или пластилин, хотя чаще всего для изготовления болванок используется древесина. Это легко поддающийся обработке материал, который не теряет прочность и может использоваться неоднократно для потокового производства деталей. И если над первичной обработкой придется попотеть, работая стамесками, но финишная обточка «шкуркой» не доставит хлопот.
    6
  2. Выберите способ снятия выклеенного изделия с болванки. Если форма детали позволяет, ее можно просто снять с пуансона, но в большинстве случаев ее надо надрезать или разрезать напополам, чтобы извлечь матрицу. В обоих случаях необходимо предварительно смазать болванку любым воскообразным веществом, чтобы стеклопластик легко отходил от поверхности.
  3. Чтобы полиэфирная смола превратилась в пластик, в нее нужно добавить отвердитель. Смешивайте компоненты, руководствуясь инструкцией на упаковке. Со временем вы «набьете руку» и сможете влиять на процесс полимеризации. Так, чтобы ускорить затвердение, можно слегка подогреть смолу или добавить чуть больше отвердителя. Но и в том, и другом случае смола будет не такой прочной, как если бы она застывала с нормальной скоростью. Чем медленнее застывает состав, тем прочнее будет стеклопластик.
  4. Прокалите стеклоткань на горячей электроплите или над открытым огнем. Когда она перестанет дымить, прекратите процесс. Это значит, что защитные вещества и парафин уже испарились, и ничто не сможет препятствовать заполнению пустот между волокнами смолой.
  5. Для пропитки лоскутов стеклоткани лучше использовать стеклянную поверхность, чтобы обеспечить равномерное распределение смолы. Также этому способствует проведение длинной металлической линейкой по пропитанной ткани. Укладывать ткань на пуансон нужно в зависимости от желаемой толщины и прочности изделия – одним лоскутом или несколькими небольшими отрезками. Если вы решили укладывать небольшими кусочками, лучше разрезать ткань до пропитки смолой.
  6. Уложите засмоленное стекловолокно на болванку, обеспечив максимальное прилегание. Между формой и тканью не должно быть пузырьков. Если они все же образовались, их можно подрезать ножом. В этом плане процесс похож на поклейку обоев или укладку бикроста. Количество слоев зависит от качества и толщины стеклоткани, которую вы используете, а также желаемой прочности и размеров будущей детали. Для крепкого и долговечного капота, например, одного слоя явно будет мало. Для ровных больших деталей надо делать как минимум 3-4 слоя, укладывая их поочередно, но без больших временных перерывов. В противном случае предыдущий слой успеет подсохнуть, и изделие будет не таким прочным.
  7. Если вы правильно приготовили смоляной состав, он застынет через 24-72 часа в зависимости от количества слоев. Чтобы проверить, нажмите на стеклопластиковую «скорлупу» пальцем и убедитесь, что она не прилипает к коже. Теперь можно снять практически готовое изделие с болванки и приступить к финишной обработке.

Наружная поверхность изделия получается негладкой и морщинистой, поэтому требует дополнительной механической обработки – шлифовки, шпаклевки и покраски. Стеклопластик можно запросто выровнять наждачной бумагой, просверлить или разрезать ножом.

Купить стеклопластик и материалы для его изготовления можно на любом строительном рынке или супермаркете. Этот прочный и долговечный материал поможет вам починить машину, сделать ремонт и даже создать необычные художественные скульптуры. Например, в данном видео показано, как при помощи пенопластовой формы и стеклопластика можно сделать стильную раковину своими руками:

gid-str.ru

Изготовление стеклопластиковых изделий методом напыления, прессования и формования

Вопрос: как сделать стеклопластик методом напыления? Суть метода изготовления стеклопластика напылением состоит в следующем: на подготовленную определённым способом оснастку (матрицу) наносится защитно-декоративный слой — гелькоут. Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия из стеклопластика. Гелькоуты имеют широкую палитру цветов, поэтому внешний вид изделия из стеклопластика может иметь практически любой цвет. После высыхания гелькоута происходит изготовление стеклопластика (напыление). Последний этап — прикатка еще не отвержденного стеклопластика (ламината) жестким валиком для удаления пузырьков воздуха из него. После отверждения стеклопластика, готовое изделие из стеклопластика извлекается из формы и подвергается механообработке: обрезка облоя — излишков стеклопластика или отвержденной полиэфирной смолы по краям изделия; высверливание отверстий и т. д.

Технология производства стеклопластика Технология напыления стеклопластика
Технология напыления стеклопластика

Вопрос «Как сделать стеклопластик?» возникает обычно после того, как предварительно установлено назначение стеклопластика, то есть получение стеклопластика какого типа требуется для производства конкретных изделий. Дело в том, что стеклопластик цена которого зависит от многих факторов (включая выбор оборудования, производство стеклопластика с учётом технологии его получения, формирования макроструктуры стекловолокнистого наполнителя, а также влияния масштабного и геометрического факторов изделий), имеет различные эксплуатационные характеристики, если получение стеклопластика связано с использованием различных методов его производства.

Стеклопластик, цена которого сравнительно невысока, а используемая технология не выставляют особо высоких требований к размерам получаемых изделий, изготавливают обычно открытым способом (напыление, намотка, контактное формование и др.). Стеклопластик цена которого сравнительно высока и выставляется требование строгого соблюдения размеров получаемых изделий, изготавливают обычно методом закрытого формования (прессование, пропитка под давлением в замкнутой форме, протяжка)

Задача «как сделать стеклопластик» рассматривает по аппаратурно-технологическому оформлению производство стеклопластика в конкретных производственных условиях и получение стеклопластика в химико-технологическом аспекте учитывая особенности исходных материалов, используемое оборудование на основе требований, предъявляемых к форме, размерам изделий и к материалу изделий.

Решение задачи «как сделать стеклопластик» используя производство стеклопластика методом напыления заключается в одновременном напылении на поверхность формы рубленого волокна и связующего и позволяет обеспечить получение стеклопластика с довольно высокой производительностью процесса при сравнительно невысокой стоимости изделий в сравнении с другими методами изготовления изделий из стеклопластиков. Производство стеклопластика методом напыления имеет особенно важное значение, когда к получаемому материалу выставляется требование одинаково высоких значений физико-механических свойств во всех направлениях.

Как сделать стеклопластик Как сделать стеклопластик
Производство стеклопластика Производство стеклопластика
Производство душевых поддонов из стеклопластика

Подготовка формы (матрицы)

Производство стеклопластика включает в себя тчательную подготовку форму. Хорошо подготовленая форма — ключ к получению высококачественных продуктов. Форма должна быть вычищена и с нее нужно тщательно удалить пыль. Нанесите разделительный воск и отполируйте форму. Нанесение разделительного слоя делается в несколько слоев, давая подсохнуть предыдущему слою в течение 10-15 минут. После этого мягкой неворсистой тряпкой аккуратными движения произвести полировку антиадгезионного слоя. При производстве стеклопластика следует помнить, что все изъяны на антиадгезионном слое будут видны на гелькоуте. В новой форме необходимо использовать разделительную пленку для улучшения расформовки. Также можно предусмотреть и другие варианты расформовки, например с помощью воздуха или места для вбивания клиньев и др. В помещении, где готовятся и хранятся литейные формы, не следует проводить никакой пыльной работы.

Производство формы для стеклопластика
Подготовка формы

Применение гелькоутов

Гелькоут – это декоративно защитное покрытие, наносимое на полиэфирные композиции (полимербетон, ламинат и т.д.), наносится для предания изделию необходимого цвета и блеска, а также обеспечивает надежную защиту от внешнего воздействия.

Гелькоут — представляет собой покрытие на основе ненасыщенного полиэфира, которое обеспечивает армированным пластиковым изделиям блеск, надежную защиту от внешнего воздействия, долговечность поверхности и необходимый цвет. Правильное нанесение гелькоута является ключевым фактором получения в итоге привлекательного и высококачественного продукта.

Гелькоут может наноситься кистью или распылением. Последние усовершенствования технологий изготовления гелькоута и оборудования для распыления привели к заметному росту использования распылительных методов нанесения. Независимо от способа нанесения рекомендуется использовать гелькоуты специально предназначенными для конкретного метода.

Для достижения оптимального уровня качества необходимо контролировать толщину нанесения гелькоута в пределах 0.4 – 0.5 мм. Ориентировочно, 450 — 600 г смеси гелькоута на 1м? обеспечит получение требуемой толщины.

Нанесение гелькоута слишком тонким слоем может привести к неполному его отверждению и проступанию структуры армирующего волокна сквозь ламинатную основу. Нанесенный тонким слоем гелькоут также подвержен воздействию растворителя, выделяющегося из смолы, используемой в последующем слое ламината, что может привести к образованию складок на его поверхности.

Если гелькоут нанесен слишком толстым слоем, то он может расколоться или растрескаться и является более чувствительным к ударным повреждениям, особенно с обратной стороны ламината. Поверхность неравномерно нанесенного гелькоута отверждается с различной скоростью. Это является причиной возникновения напряжений в смоле, могущих привести к растрескиванию или, в случаях с окрашенными гелькоутами, к неоднородности наружной поверхности и водным разводам.

Как только гелькоут в достаточной степени отвердился, следующим шагом процесса контактного формования является нанесение ламинатной основы. Простым тестом на определение степени отверждения гелькоута является легкое прикосновение чистым пальцем к его поверхности. Если поверхность на ощупь немного липкая, но палец остается чистым, то это значит, что гелькоут готов к ламинированию, к которому необходимо приступить в течение пяти часов.

Формование напылением

Технология напыления стеклопластиковТехнология стеклопластика напылением получила распространение при мелко и среднесерийном производстве изделий из стеклопластика, а также при производстве крупных изделий из стеклопластика, таких как корпуса катеров, лодок, яхт, кабины автотранспорта, железнодорожных вагонов и т.д.

Несмотря на то, что в данном случае подразумеваются определённые затраты на закупку специализированного оборудования для производства стеклопластика, технология производства стеклопластика напылением имеет ряд преимуществ перед технологией производства стеклопластика ручным формованием.

При напылении отпадает необходимость в предварительном раскрое стеклоткани или стекломата и приготовлении смеси полиэфирная смола — отвердитель, резко сокращается доля ручного труда при производстве изделия из стеклопластика.

Оборудование для стеклопластика напылением автоматически осуществляет жёсткую дозацию полиэфирной смолы и отвердителя, рубку ровинга (жгут из нитей непрерывного стекловолокна) на части заданных размеров (чопсы, длина 1 — 6 см). При таком производстве стеклопластика отсутствуют отходы полиэфирной смолы, характерные для приготовления смеси полиэфирная смола — отвердитель вручную. После рубки части стекловолокна попадают в струю полиэфирной смолы из распылительного пистолета и пропитываются ею во время переноса на матрицу. Оборудование для стеклопластика значительно облегчает работу. На долю ручного труда остаётся уплотнение стеклопластика в матрице прикаточным валиком. Доля ровинга в ламинате должна составлять 30-45% наполнителя( полиэфирной смолы с отвердителем.

Преимущества технологии производства стеклопластика напылением:

  • Не требуется раскрой стекломата и подготовка смеси полиэфирная смола — отвердитель, что позволяет экономить время, полезные площади, работу персонала.
  • Существенно сокращаются производственные площади из-за снижения числа специально оборудованных мест для производства стеклопластика.
  • Увеличивается скорость производства изделия из стеклопластика.
  • Существенно снижается количество отходов — Вы используете ровно столько полиэфирной смолы и стекла, сколько нужно для производства изделия из стеклопластика, цена на конечное издение снижается.
  • Качество конечного изделия из стеклопластика в основном зависит от мастерства оператора установки по производству стеклопластика напылением.

Производство стеклопластика методом формования с помощью эластичной диафрагмы

Стеклопластики являются композитными материалами на основе полимерного связующего и стекловолокнистого наполнителя. Армирование полимерного связующего стекловолокнистым наполнителем повышает прочностные и деформативные свойства получаемых материалов, увеличивает их теплостойкость, позволяет целенаправленно изменять другие эксплуатационные характеристики. Эти изменения свойств получаемых стеклопластиков определяются свойствами исходного полимерного связующего и стекловолокнистого наполнителя, соотношением содержания связующего и наполнителя в композиции, ориентацией волокна. При производстве стеклопластиков с заданными свойствами используется взаимосвязь между структурными параметрами композиции (содержанием и ориентацией наполнителя) и параметрами технологического процесса производства изделий. Технологические приёмы и методы формирования макроструктуры стекловолокнистого наполнителя определяются как видом наполнителя, так и геометрической формой и размерами изделий. Операция пропитки волокнистого наполнителя связующим является определяющей в технологии и аппаратурно-технологическом оформлении процесса производства стеклопластика.

Наиболее простым по аппаратурно-технологическому оформлению является метод контактного формования изделий из стеклопластиков, применяемый при изготовлении крупногабаритных изделий сложной конфигурации. При контактном формовании происходит одновременно формование макроструктуры стекловолокнистого наполнителя в изделии и пропитка стеклонаполнителя связующим. По этому методу при послойной укладке стекловолокнистого наполнителя на поверхность формы производится пропитка наполнителя связующим с помощью кисти или распылительного пистолета. После этого, для удаления воздуха и уплотнения материала, формуемое изделие прикатывают рифлёным валиком. Недостатком технологии по методу контактного формования являются большие трудности регулирования содержания наполнителя в материале изделия.

К формованию с малым давлением относится производство стеклопластика на основе метода формования с использованием уплотнения с помощью эластичной диафрагмы, который является фактически модификацией метода контактного формования при изготовлении изделий из стеклопластиков.
Изготовление стеклопластика с помощью эластичной диафрагмы заключается в уплотнении поверхности формуемого изделия через эластичную диафрагму с помощью сжатого воздуха или под вакуумом. В результате можно получать изделия различного назначения, включая трубы, оболочки и т.д. По сравнению с методом контактного формования, здесь обеспечивается более высокое качество поверхности изделия и более высокая точность изготавливаемых изделий. К недостаткам метода формования с помощью эластичной диафрагмы относятся высокая стоимость применяемого оборудования и повышенная сложность технологического процесса.

При изготовлении стеклопластиков по этому способу используется специальное оборудование, учитывающее технологические свойства стеклонаполнителя и связующего, форму и размеры изделий, специфику метода формования с помощью эластичной диафрагмы.

Смотреть фотоотчет по прошедшему совместному семинару с компанией "МегаПласт" по технологии вакуумной формовки стеклопластика

Изготовление стеклопластика методом прессования

Введение наполнителей разных размеров и структур в полимеры позволяет получать полимерные композиционные материалы, различающиеся структурой, физико-механическими свойствами, позволяет в широких пределах регулировать технологические свойства (вязкость, теплопроводность) полимеров. Эффективность введения наполнителя оценивается направленным изменением комплекса технологических и эксплуатационных свойств композиционных материалов. Наибольшее разнообразие свойств наполненных полимеров удаётся получить при производстве стеклопластиков, где используется полимерная матрица и стекловолокнистый наполнитель.

Методы производства изделий из стеклопластиков многочисленны и довольно разнообразны по аппаратурно-технологическому оформлению, что обусловлено особенностями исходных материалов, формой и размерами изделий, особенностями используемых технологий.

Как сделать стеклопластик и избежать появления разнотолщинности и при этом получать изделия с высоким качеством поверхности? Метод прессования получил распространение в практике, поскольку является высокопроизводительным и осуществляется в основном на серийно выпускаемом оборудовании (гидропрессах). Основной технологический процесс (прессование) характеризуется формованием закрытого типа, когда обе поверхности изделия формуются жесткими элементами формы. Отличительной особенностью метода является строгое соблюдение толщины стенки и высокое качество обеих поверхностей изделия.

Технология прессования включает укладку на пуансон (на нижней плите пресса) требуемого количества слоёв наполнителя, добавление необходимой дозы связующего, смыкание формы с распределением связующего по всей полости формы и равномерной пропиткой наполнителя, избыток связующего выдавливается из полости формы через зазор между пресс-кантами.

Перед прессованием сложных изделий предварительно изготавливают объёмные заготовки. Для этого жгут с упаковок подают в режущее устройство, из которого рубленые стеклонити направляют на перфорированную форму, контуры которой повторяют контуры будущего изделия. Одновременно из пистолета-распылителя подаётся связующее, необходимое для связывания стекловолокна между собой. Полученную заготовку после термообработки снимают с формы. Как сделать стеклопластик с использование нетканых стекловолокнистых заготовок, полученных методом предварите6льного формования? Это достигается за счёт того, что при прессовании препрегов (предварительно пропитанных материалов) под давлением 20 …90 кгс/см2 подвижностью обладает как связующее, так и рубленый стекловолокнистый наполнитель.

Метод прессования изделий из стеклопластиков близок к обычному методу прессования реактопластов, а специфические особенности его учитываются в конструкции самих прессов и формующего инструмента. Так, в конструкции пресса предусматривается система регулирования скорости и давления смыкания пресса, что важно, когда связующее вводится локально и пропитывает наполнитель в процессе смыкания формы.

Как сделать стеклопластик методом прессования?

Введение наполнителей разных размеров и структур в полимеры позволяет получать полимерные композиционные материалы, различающиеся структурой, физико-механическими свойствами, позволяет в широких пределах регулировать технологические свойства (вязкость, теплопроводность) полимеров. Эффективность введения наполнителя оценивается направленным изменением комплекса технологических и эксплуатационных свойств композиционных материалов. Наибольшее разнообразие свойств наполненных полимеров удаётся получить при производстве стеклопластиков, где используется полимерная матрица и стекловолокнистый наполнитель.

Методы производства изделий из стеклопластиков многочисленны и довольно разнообразны по аппаратурно-технологическому оформлению, что обусловлено особенностями исходных материалов, формой и размерами изделий, особенностями используемых технологий.

Как сделать стеклопластик и избежать появления разнотолщинности и при этом получать изделия с высоким качеством поверхности. Метод прессования получил распространение в практике, поскольку является высокопроизводительным и осуществляется в основном на серийно выпускаемом оборудовании (гидропрессах). Основной технологический процесс (прессование) характеризуется формованием закрытого типа, когда обе поверхности изделия формуются жесткими элементами формы. Отличительной особенностью метода является строгое соблюдение толщины стенки и высокое качество обеих поверхностей изделия.

Технология прессования включает укладку на пуансон (на нижней плите пресса) требуемого количества слоёв наполнителя, добавление необходимой дозы связующего, смыкание формы с распределением связующего по всей полости формы и равномерной пропиткой наполнителя, избыток связующего выдавливается из полости формы через зазор между пресс-кантами. 

Перед прессованием сложных изделий предварительно изготавливают объёмные заготовки. Для этого жгут с упаковок подают в режущее устройство, из которого рубленые стеклонити направляют на перфорированную форму, контуры которой повторяют контуры будущего изделия. Одновременно из пистолета-распылителя подаётся связующее, необходимое для связывания стекловолокна между собой. Полученную заготовку после термообработки снимают с формы. Как сделать стеклопластик с использование нетканых стекловолокнистых заготовок, полученных методом предварите6льного формования? Это достигается за счёт того, что при прессовании препрегов (предварительно пропитанных материалов) под давлением 20 …90 кгс/см2 подвижностью обладает как связующее, так и рубленый стекловолокнистый наполнитель.
Метод прессования изделий из стеклопластиков близок к обычному методу прессования реактопластов, а специфические особенности его учитываются в конструкции самих прессов и формующего инструмента. Так, в конструкции пресса предусматривается система регулирования скорости и давления смыкания пресса, что важно, когда связующее вводится локально и пропитывает наполнитель в процессе смыкания формы.

Производство изделий из стеклопластиков методом пропитки под давлением в замкнутой форме

«Композитные материалы» представляют собой композиции из двух или более химически однородных материалов, образующих единое целое. Среди конструкционных композитных материалов важное место принадлежит стеклопластикам –композитному материалу на основе различного типа стекловолокнистых наполнителей (стеклянной ткани, стеклянного волокна и т.д.) и полимерных связующих. Хотя свойства исходных компонентов играют решающую роль в формировании высоких упруго-прочностных свойств стеклопластиков, при создании этих материалов встаёт проблема совместимости компонентов и правильного соединения компонентов исходя из условия совместимости их деформаций. Поэтому выбор оптимальной технологии получения стеклопластика должен учитывать как химико-технологические аспекты проблемы, так и изменение свойств этого материала при изменении типа полимерной матрицы и состава стекла, при изменении ориентации армирующих элементов, при создании определённого характера геометрической укладки элементов в пространстве.

Одним из используемых в технологической практике способов производства изделий из стеклопластиков является метод пропитки под давлением в замкнутой форме. Он позволяет получать изделия высокого качества без воздушных включений. Метод используется для формования различных оболочек, корпусных изделий, кузовов машин, емкостей и т.д. Наиболее эффективен для изготовления крупных и средних серий изделий. Получаемые изделия имеют стабильные эксплуатационные характеристики.

Метод пропитки под давлением относится к методам закрытого формования стеклопластиков, то-есть в этом случае обе поверхности изделия формуются жесткими элементами формы. Это обеспечивает строгое соблюдение заданной толщины стенки изделия и высокое качество обеих поверхностей. В качестве армирующего наполнителя используются в основном холсты и ткани.

Технология пропитки под давлением в замкнутой форме заключается в следующем. Непропитанный сухой наполнитель выкладывают послойно на пуансон и затем пуансон и матрица смыкаются, обеспечивая герметичность полости. Далее в полости формы создаётся разрежение, в результате чего связующее, поступающее из вспомогательного бака, пропитывает наполнитель. Величина остаточного давления в форме при этом достигает 0,1 …0,2 кгс/см2. Давление сжатого воздуха во вспомогательном баке со связующим позволяет регулировать интенсивность пропитки. Обычно величина давления сжатого воздуха составляет 3 …5 кгс/см2. Время пропитки является одним из важнейших параметров технологического процесса производства стеклопластиков и оно должно быть меньше времени жизнеспособности связующего. Время пропитки зависит от габаритов и формы изделия, плотности стекловолокнистой заготовки, характера ориентации волокон относительно направления движения связующего при пропитке, вязкости связующего. Существенное влияние оказывает также расположение источников питания и стока связующего. При нескольких источниках питания и стоках связующего, расстояния между ними для различных частей формы выбирают примерно одинаковыми на всех участках. Процесс пропитки считается законченным, когда из центрального штуцера будет выходить смола без воздушных пузырьков. После выравнивания давления по всей полости формы закрывают периферийные штуцеры, промывают коммуникации, проводят отверждение связующего.

Производство изделий из стеклопластиков с использованием при формовании метода намотки

Стеклопластики представляют собой композитные материалы на основе различного типа стекловолокнистого наполнителя (стеклянной ткани, стеклянного волокна и т.п.) и полимерных связующих. При формировании высоких упруго-прочностных свойств стеклопластиков большое внимание уделяется свойствам исходных компонентов, совместимости компонентов и их правильного соединения, исходя из условия совместимости их деформаций. Поэтому при выборе оптимальной технологии получения стеклопластика учитывают физико-химические аспекты проблемы, изменение характеристик стеклопластика при изменении типа полимерной матрицы и состава стекла, изменение ориентации армирующих элементов, создание определённого характера геометрической укладки элементов в пространстве.

Одним из способов формования, используемых в технологии производства из стеклопластиков изделий оболочкового типа (предпочтительно имеющих форму тел вращения), является метод намотки. Метод намотки позволяет использовать в качестве стеклонаполнителя жгуты, ленты, нити с формированием ориентированной структуры наполнителя и максимальной прочности изделий. Метод намотки при производстве изделий из стеклопластика используется в авиа- и ракетостроении для формования корпусов ракет и ракетных двигателей, элементов фюзеляжей самолётов, в химической промышленности для изготовления аппаратов, емкостей, трубопроводов. При использовании формования методом намотки изделия могут иметь большие размеры (например, объёмом более 60 м3 при изготовлении железнодорожных цистерн).

Технология изготовления изделий из стеклопластиков методом намотки заключается в намотке стекложгута, пропитанного связующим, на вращающуюся оправку. Для обеспечения определённой ориентации жгута на поверхности оправки, скорость перемещения раскладчика наполнителя (отжимных валиков) согласуется со скоростью вращения оправки. Содержание компонентов в композиции регулируется также отжимными валками. Отверждение намотанной на оправку заготовки проводится термообработкой либо в специальных камерах, либо за счёт нагревателей, размещенных на самой оправке.

Формование из стеклопластика оболочковых изделий с вогнутой наружной поверхностью (например, днища) выполняется на надувной выпуклой оправке с последующей опрессовкой в жесткой форме по наружному контуру. В случае намотки оболочек двойной кривизны особое внимание уделяют точности укладки стекловолокнистых нитей на поверхности формы.

При производстве стеклопластиковых труб метод формования намоткой позволяет полностью механизировать технологический процесс и сделать его непрерывным. Такие трубы имеют гладкую внутреннюю поверхность и характеризуются высокими прочностными показателями.

Для формования стеклопластиков используются намоточные станки различных конструкций. Наиболее простую конструкцию имеют станки с вращающейся оправкой и возвратно-поступательно движущимся раскладчиком, с которого наполнитель поступает на оправку. В станках планетарного типа раскладчик вращается в плоскости, почти совпадающей с осью оправки, при этом оправка вращается с очень малой скоростью. В станках для формования небольших изделий, оправка вращается в двух плоскостях, при этом раскладчик остаётся неподвижным.

Конструкции используемых оправок для производства изделий из стеклопластиков методом намотки разнообразны: от простых труб и стержней до сложных разборных оправок (в случае намотки нецилиндрических оболочек с поперечными размерами до 10 м). При этом оправка должна удовлетворять основным требованиям: иметь возможность лёгкого удаления с неё готового изделия, должна обеспечивать заданную точность размеров и чистоту поверхности изделия.

Производство труб из стеклопластиков методом центробежного формования

Стеклопластики являются композитными материалами на основе полимерных связующих и стекловолокнистых наполнителей. Стеклопластики отличаются от обычных пластмасс высокими упруго-прочностными свойствами. Высокие значения упруго-прочностных характеристик стеклопластиков достигаются за счёт выбора оптимального типа матрицы и состава стекла, их правильного соединения исходя из условия совместимости их деформаций, учёта ориентации армирующих элементов, создания определённого характера геометрической укладки элементов в пространстве. Методы производства изделий из стеклопластиков разнообразны и это обусловлено особенностями свойств исходных материалов, различием формы и размеров изделий, особенностями используемых технологий.

Одним из способов формования, используемых при изготовлении изделий из стеклопластиков, является метод центробежного формования. Центробежное формование используется в производстве труб из стеклопластиков. В этом случае, как правило, одновременно с трубой из стеклопластика оформляются соединительные элементы (в частности, резьбовые).

Технология центробежного формования изделий из стеклопластиков включает два этапа. На первом этапе производится уплотнение наполнителя на стенках вращающейся формы, на втором этапе выполняется заливка связующего. Связующее подают (в зависимости от размеров трубы) либо равномерно по всей длине формы, либо с одного или двух концов формы. Связующее распределяется по всей поверхности формы под действием центробежных сил. Время пропитки является одним из важнейших параметров процесса, так как скорость подачи связующего в форму и скорость перемещения фронта пропитки вдоль оси формы должны быть такими, чтобы время пропитки было меньше времени жизнеспособности связующего. При этом время пропитки зависит от размеров трубы, характера ориентации волокон наполнителя относительно направления движения связующего, вязкости связующего.

Машины для изготовления труб из стеклопластика методом центробежного формования разнообразны и отличаются в основном системой опорного устройства для центробежной формы. Используются стальные центробежные формы как разъёмные по оси, так и неразъёмные. Разъёмные формы позволяют легко снимать изделия, но сложны в обслуживании. Снятие изделий с неразъёмных форм не представляет больших трудностей, однако использование в технологии операции нанесения промежуточного слоя затрудняет использование такого процесса в практике. Более рациональной считается конструкция формы для бесцентрового формования с системой съёма, где крепление съёмных фланцев осуществляют с помощью центробежных затворов.

Производство изделий из стеклопластиков с использованием при формовании метода протяжки

Для получения композиционных материалов с высокими эксплуатационными свойствами выбирают полимерные матрицы различных типов. Используемые полимерные связующие отличаются хорошей адгезией к большинству наполнителей, армирующих компонентов и подложек, а также уникальным сочетанием свойств, отвечающих различным областям применения. Вместе с тем, комплекс эксплуатационных характеристик композитных материалов направленно изменяют путём использования различных армирующих систем, в том числе стекловолокнистых наполнителей.

Вид армирующего наполнителя предопределяет выбор метода формования изделий из стеклопластиков. Стекловолокно в виде нитей, жгутов и лент используется при намотке; рубленое волокно используется при напылении и предварительном формовании заготовок; стекловолокно в виде холстов и тканей используется при пропитке под давлением, контактном формовании, прессовании. Совмещение связующего с волокнистым наполнителем проводят обычно непосредственно при формовании изделия. Более редко используют предварительно совмещенную формовочную композицию, либо предварительно пропитанные холсты и ткани.

Стеклопластики с ориентированной структурой имеют анизотропные свойства. Получение необходимого соотношения свойств стеклопластиков в различных направлениях является одним из основных достоинств этих композиционных материалов. Наиболее высокие значения упруго-прочностных показателей могут быть получены в направлении армирования. Однако такие стеклопластики с однонаправленным расположением волокна используются в сравнительно ограниченных областях применения, поскольку изделия из стеклопластиков при эксплуатации чаще находятся в сложном напряженном состоянии.

Методом протяжки могут быть получены изделия из стеклопластиков в виде труб и различных профилей. Технология формования методом протяжки включает ряд операций: пропитка стекловолокнистого наполнителя связующим; протяжка через отверстие определённой формы (с одновременным отжатием избытка связующего и уплотнением наполнителя); формование по определённому профилю; отверждение при последующей термообработке в термокамере. Для перемещения формуемого профиля используются тянущие валки. Применяют метод протяжки преимущественно для получения изделий с однонаправленным расположением стекловолокна, подверженным значительным сжимающим нагрузкам (в частности для использования в качестве шахтной крепи).

Для улучшения свойств профиля в поперечном направлении комбинируют использование методов протяжки и намотки. Формуемый профиль имеет в структуре композиции продольно расположенные нити и может протягиваться через калибровочное отверстие. Перекрёстно намотанные нити повышают поперечную прочность. Производство изделий методом протяжки используется в строительстве для изготовления из стеклопластиков гофрированных и плоских листов.

www.poliuretan.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.