Изготовление из стеклопластика


Стеклопластик, или как его еще называют фибергласс, долгое время применялся лишь в оборонной промышленности, корабле-, самолетостроении и других специфических областях, где нужны были прочные, надежные и долговечные материалы. Но не так давно стеклопластик стал использоваться повсеместно, и сегодня его исключительные качества активно применяются в строительстве и хозяйстве. Из чего состоит этот материал и как сделать стеклопластик своими руками – читайте в этой статье.

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

 — Производство изделий из стеклопластика и углепластика, искусственного камня сравнительно новая отрасль промышленности. Несмотря на то, что об «эпоксидке» мы знаем со времен Советского Союза, а первые полиэфирные смолы начали применять для изготовления яхт еще в 30-х годах 20-го века (более 80-ти лет назад!), это удивительное достижение человечества все еще недостаточно глубоко вошло в нашу повседневную жизнь.

 — В обиходе люди часто путают «эпоксидку» и «полиэфирку», сделаю уточнение: это две параллельные ветви композитов. Грубо говоря, на молекулярном уровне отверждение эпоксидов представляет собой слепление коротких цепочек, или моно-молекул 2-х и более веществ (РЕАКЦИЯ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ) с образованием твердой пластмассы. Полиэфиры же представляют собой длинные углеводородные молекулы, плавающие в стироле, при добавлении отвердителя происходит их поперечная сшивка (РЕАКЦИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ), в результате чего образуется твердый пластик. Несмотря на то, что и там и здесь конечный продукт – пластик, — это разные пластики, они отличаются особенностями изготовления и конечными свойствами. Технология эпоксидов и полиэфиров настолько различна, что на одном предприятии занимаются, как правило, или только эпоксидами, или — только полиэфирами.

 — Современные качественные эпоксиды имеют бОльшую прочность, чем полиэфиры, эпоксидные смолы более дорогостоящие, применяются для изготовления легких и превосходящих по прочности сталь изделий с армирующим материалом — углеткань, литья особо прочного искусственного камня. В технологии – более требовательны к температуре и дозировкам отвердителя. Большинство эпоксидов токсичны (особенно при нарушении дозировки отвердитель-основное вещество), поэтому для изготовления на их основе столешниц, раковин и других предметов общественного пользования, требуется специальное разрешение для конкретного технологического процесса и вида эпоксидной смолы.

 — Полиэфиры дешевле в закупке, поэтому из них изготавливают большие изделия, такие как: корпуса яхт, жесткие надстройки на автомобили, предметы облицовки и др. Процесс изготовления допускает колебания температуры и дозировки отвердителя без ухудшения качества конечного продукта. По прочностным характеристикам в качестве армирующего материала полиэфирам более всего подходит стекловолокно. При производстве искусственного камня мЕньшая прочность полиэфиров компенсируется хорошей текучестью смолы (а эпоксиды, как правило, гораздо более густые), что позволяет довести процент наполнителя до 75-83%. При этом прочность искусственному камню придает именно наполнитель – гидрооксид алюминия, мраморная крошка, кварцевый песок. Полиэфиры в подавляющем большинстве (есть несколько исключений, например эпоксивинилэфирная смола) нетоксичны, поэтому широко используются для изготовления предметов общественного пользования. Отдельные виды полиэфирных смол даже используются для производства пищевых емкостей, посуды лабораторного и медицинского оборудования.

 — Я уже много лет работаю со стеклопластиком и по опыту знаю, что далеко не многие представляют себе как изготавливают изделия из композитных материалов, которые на каждом шагу встречаются нам в повседневной жизни.

 — В общении с людьми выясняется: они полагают, что тюнинговые бампера «отливают», путают стекломат и стеклоткань, не знают для чего нужен разделитель, не правильно понимают значения терминов «модель» и «матрица».

 — Возможно, это всеобщее незнание связано с тем, что композитные материалы в большинстве своем поставляются к нам из-за рубежа. Но ведь импортные сигареты и иностранные автомашины – тоже, тем не менее, мы знаем о них все, а вот о композитах – увы. Так что, позвольте, в рамках этой статьи рассказать начинающим, что такое «стеклопластик».

 — Корпуса катеров и лодок, тюнинговый обвес (бампера, спойлеры, обтекатели, пороги, накладки) на отечественные и зарубежные автомобили, жесткие надстройки на автомобили (например «Дэу Ланос»-пикап и «Таврия»-пикап), спальники и высокие крыши (например на а/м «Камаз» и «Маз»), ванны, душевые поддоны и многое, многое другое включает ассортимент продукции из стеклопластика, изготавливаемой непосредственно в нашем русскоязычном пространстве.

 — Главная привлекательность полиэфирных композитов заключается в их доступности и возможности получать готовые изделия без дорогостоящего оборудования, буквально «на коленке».

 — Конечно, масштабные проекты требуют серьезной профессиональной базы, которая может быть реализована на более–менее крупном производстве. Оно включает в себя несколько важных подразделений:

Дизайн2design

 — 1.ДИЗАЙНЕРЫ — КОНСТРУКТОРЫ – творческая элита таких предприятий как «Заз — Деу», «Автоваз» и др. Первые склонны нарисовать что-то красивое. Вторые с этой красотой потом «борятся», силясь технологизировать то, что дизайнеры «понавыдумывали». В результате упорной совместной работы, возникает концепция и цифровая модель будущего изделия.

1modeling2modelling

 — 2.МОДЕЛЬНЫЙ ЦЕХ – высококвалифицированные работники, занимаются здесь изготовлением макетов будущих изделий в натуральную величину. Это начальный этап физического существования идеи на пути от модели — к готовому изделию. Здесь по чертежам, или без них (если предприятие не может себе позволить дизайнера,- конструктора), изготавливают модель: бампера, спойлера, корпуса яхты, ванны, и т.д., которая даст начало серии изделий, до этого еще не существовавших. Отсюда они начинают быть!

 — Работа модельщика схожа с работой скульптора, тем больше, чем меньше технологизирован этап виртуального моделирования. За неимением на предприятии первого подразделения, модельщик делает эскизы и технические рисунки изделия, вручную изготавливает первичный болван и доводит его поверхность до готовности к формовке на ней слепка – матрицы.

 — В случае наличия трехмерной модели и ее физической копии, произведенной на 3-х — 5-ти координатном фрезерном станке, модельщик выполняет чисто техническую доводку поверхностей до требуемого качества путем пропитки модели полиэфирной смолой, шпаклевания автомобильной шпаклевкой, вышкуривания, покрытия полиэфирной грунт-шпаклевкой, шлифовки и полировки.

 — Тут надо заметить: часто путают термины «МОДЕЛЬ» и «МАСТЕРМОДЕЛЬ». Модель – это макет готового изделия, изготовленный из прессованного картона, или пенопласта, шпаклевки, досочек, и прочих материалов. Она нужна для перевода ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ будущего изделия из виртуального в реальный, физический вид. Модель рассчитана на изготовление одной матрицы. При снятии с нее отформованной матрицы, она обычно ломается и отправляется в мусор.

 — Мастермодель – это слепок с действующей матрицы, изготовленный из гелькоута и стеклопластика, кроме формообразующей поверхности самого изделия, он имеет еще технологические припуски на обрезку, отбортовки, характерные для матрицы. Может выдерживать большое количество съемов и не портиться. Изготавливается для размножения одинаковых матриц при необходимости производства на заводе данного изделия в количестве более чем 1-2 штуки в сутки.

 — Некоторые еще употребляют в связи со стеклопластиком термин «МАСТЕРФОРМА». Обычно они подразумевают модель, мастермодель, или матрицу. Но такого термина в композитной сфере нет, он существует в металлургии и к нашей области не имеет отношения.

 — Чтобы не путаться, нужно запомнить: модель выглядит как изделие, но сделана из легко обрабатываемых материалов; матрица (форма) – это обратный слепок модели (негатив): там где на модели выпуклость – на матрице вогнутость, сделан из гелькоута и стеклопластика. При формовке, или отливке в матрицу, получается готовое изделие из стеклопластика, или искусственного камня. Мастермодель (или РЕПЛИКАТОР)– это позитив из стеклопластика для размножения матриц.

 — В модельном производстве есть еще термин «ПЕРВИЧНЫЙ БОЛВАН» — это заготовка для машинной обработки, склеенная из кусков пенопласта, или МДФ: угловатая, грубо повторяющая обводы будущего изделия. Когда фрезерный станок убирает с него все лишнее, получается просто «БОЛВАН». Это заготовка, уже более точно повторяющая все обводы будущего изделия, но еще нуждающаяся в доработке чуткими человеческими руками, что называется «ДОВОДКОЙ БОЛВАНА». После доводки он и начинает быть, собственно, моделью.     Мы начинаем называть болван моделью где-то между шлифовкой наждачкой Р40 и Р400, когда ее поверхность уже начинает нам (модельщикам) нравится.

 — Привлекательность технологии стеклопластика заключается еще и в том, что при необходимости, можно полностью исключить первые два пункта производства. На первых порах можно использовать чужие изделия, купленные в магазине для изготовления своих матриц и производства с них готовой продукции. Потребность в проектировании и физическом моделировании появляется лишь, когда Ваше предприятие уже крепко «встало на ноги» и Вы хотите создать что-то новое.

1equipment2equipment

 — 3.ОСНАСТКА – цех, куда доставляют готовые модели. Здесь на них крепят отбортовки (технологические отгибы, служащие для придания жесткости краю матрицы, — защиты края матрицы от сколов гелькоута, — стыковки разъемных частей матрицы, если такие предусмотрены конструкцией), покрывают их поверхность разделительным составом (для того, чтобы будущая матрица не прилипла к поверхности модели, а легко снялась с нее).

 — Поскольку изготовление матрицы очень схоже с формовкой готового изделия из стеклопластика, здесь работают формовщики, но это должны быть лучшие специалисты. Потому что качество работы здесь должно быть наивысшим. Ведь матрица служит до 10 лет (может и больше, просто изделия выходят из моды, на смену им приходят другие, с новым дизайном), чем качественнее она сделана, тем меньше в дальнейшем будет хлопот с ее ремонтом и доводкой поверхности готовых изделий.

 — Специалистов по изготовлению матриц называют ОСНАСТЩИКИ, потому что матрицы – это оснастка для изготовления конечных изделий.

 — Подготовленную вышеописанным образом модель, покрывают матричным гелькоутом (высококачественный полиэфирный пластик с присадками, наполнителями и красителем, аналог краски). Этот слой уже не относится к модели, это начало новой матрицы.

 — Затем на отвердевший гелькоут укладывают стекломат (нетканое, а склеенное специальной пропиткой полотно, состоящее из разнонаправленных стеклянных нитей); пропитывают его полиэфирной смолой с предварительно добавленным в нее отвердителем. Благодаря пропитке, которой склеены нити стекломата, при намачивании смолой, он приобретает пластичность, принимая любую форму поверхности, на которую его укладывают. Пропитка также придает смоле дополнительную ТИКСОТРОПНОСТЬ (оставленная в покое от механических воздействий смола – густеет). Это очень полезное свойство, когда Вам нужно нанести ламинат на отвесную, или потолочную поверхность. Через некоторое время ЛАМИНАТ (стекломат пропитанный смолой с отвердителем) затвердевает. Его зашкуривают, чтобы убрать «колючки» (некоторые нити после укладки лежат не в плоскости формовки). Затем наформовывают еще слои – до достижения запланированной толщины (обычно 6-10 мм). В финале на матрицу клеится усилительный каркас, чтобы предотвратить ее деформации в конструктивно наименее жестких местах. Каркас также выполняет роль опоры для удобного размещения матрицы на столе, или на полу при формовке изделий.

 — После этого матрица снимается с модели при помощи деревянных, или пластиковых клиньев и сжатого воздуха. Процесс этот называется РАСФОРМОВКА. Снятую матрицу оснастщики шлифуют набором кусочков наждачной бумаги, с последовательно уменьшающейся зернистостью (от Р400 до Р2000). Финальный этап обработки матицы – полировка. При помощи полировального круга поверхность матрицы обрабатывается тонкоабразивными пастами, которые снимают тончайший слой поверхности и доводят ее до зеркального блеска.

 — Окончание подготовки матрицы к эксплуатации – это нанесение разделительных составов. Это специальные полимерные вещества, которые уменьшают адгезию между матрицей и будущим изделием. После обработки разделителем, формообразующая (рабочая) поверхность матрицы покрыта тончайшей полимерной пленкой перманентного (постоянного) разделителя. Повредить ее можно только поцарапав, а удалить – полировкой, или шлифовкой. При аккуратном обращении разделенные матрицы дают много съемов без ЗАЛИПАНИЯ (сополимеризации с изделием), благодаря этому слою. При уменьшении антиадгезионных свойств рабочей части матрицы (при расформовке изделия начинают выходить из нее с трудом) разделительный слой обновляют.

1forming2forming

 — 4.ФОРМОВКА– цех, где матрицы постоянно работают. Здесь на них массово производят готовую продукцию.

 — В этом цеху работает МАЛЯР, который ручным пульверизатором, или машиной наносит слой гелькоута для изделий на поверхность матрицы. Гелькоут придает поверхности изделия цвет, красивый внешний вид, прочность и атмосфероустойчивость.

 — Основную численность персонала завода по производству изделий из стеклопластика составляют ФОРМОВЩИКИ. Они формуют в покрытые гелькоутом матрицы ламинат необходимой толщины.

 — В состоянии ламината (пропитан смолой с отвердителем), стекломат определенной плотности имеет постоянную толщину. Так, стекломат плотностью 450 грамм на квадратный метр, имеет толщину 0,8-1 мм. И, если нам нужно изготовить изделие толщиной 4 мм, мы можем его изготовить, уложив в матрицу 4 слоя 450-го стекломата.

 — Иногда в производстве изделий используют СТЕКЛОТКАНЬ. Она представляет собой тканое полотно, наподобие мешковины, только – из стеклянных нитей. Она формуется труднее стекломата, склонна к образованию складок, хуже принимает форму неровностей. Но — гораздо прочнее на разрыв, чем нетканое полотно (стекломат). Поэтому ее используют в таких изделиях, где важна прочность на разрыв, например ее укладывают 3-м и последним (7-м – 8-м) слоем в корпус катера, — последним (3-м – 4-м) слоем в бампер автомобиля.

 — Гелькоут для многих изделий допускается наносить и кистью. В этом случае матрицы покрывают гелькоутом изделия не маляр, а сами формовщики.

 — Обратите внимание: в начале изготовления изделия, на матрицу наносится гелькоут изделия, он уже не относится к матрице. После его затвердения, на него укладывают ламинат (стеклопластик). От матрицы гелькоут изделия отделяется, а с ламинатом — сополимеризуется. Т.о. лицевой слой изделия непосредственно контактирует с матрицей (это практически одна поверхность с ней, если исключить слой разделителя толщиной в несколько молекул), а само тело изделия, «его толщина» наносится поверх него. При расформовке то, что «смотрело» внутрь матрицы будет снаружи. Т.е. предположения о том, что при формовке матрицы на модели и формовке изделия на матрице размеры конечного продукта все время изменяются на толщину матрицы и изделия, неверны.

 — На развитых предприятиях на большие и относительно не сложные изделия ламинат наносят при помощи специальной машины, называемой ЧОППЕР. Это устройство готовит ламинат непосредственно при нанесении: в факел напыления подается рубленный РОВИНГ (жгут стеклянных нитей), смола и отвердитель. Все это перемешивается в воздухе и падает слоем на ламинируемую повехность. На таких предприятиях чоппером управляет ОПЕРАТОР ПО НАНЕСЕНИЮ ЛАМИНАТА. А формовщики прикатывают валиками ламинат, идя вслед за машиной. Это позволяет в несколько раз ускорить процесс формовки, особенно для крупных изделий.

 — Грамотная работа формовщиков, маляра, оператора очень важна для качества конечной продукции, поэтому подготовке этих специалистов на предприятии должно уделяться большое внимание. Также на предприятии обязательно нужен контроль качества готовой продукции.

Ванна 2 создВанна 1 созд

ЛИТЬЕВОЙ ЦЕХ.

 — В плане меньшей трудозатратности и меньшей зависимости качества продукции от «человеческого фактора», во многом привлекательнее литьевое производство. Здесь для изготовления изделий требуется меньшее количество специалистов: маляр, заливщики смеси, обрезчики готовой продукции. Однако, в производстве изделий из искусственного камня, высокого качества продукции можно добиться только с четко налаженной технологией. Ошибки в дозировках и времени проведения технологических операций здесь более пагубны, чем на формовке.

Резюмируем сказанное выше:

 — Стеклопластик и углепластик, искусственный камень — это композитные вешества, состоящие из полиэфирной (эпоксидной) смолы и армирующего материала (наполнителя).

 — Уникальные свойства смолы заключаются в том, что при смешивании с отвердителем, она превращается из жидкости в твердое вещество достаточно высокой прочности. Все это происходит без каких-либо сложных устройств, при комнатной температуре и атмосферном давлении.

 — При нанесении на поверхность специального полимерного состава — разделителея, к ней перестает клеиться наносимая полимерная смола. Это свойство позволяет делать слепки (матрицы) и обратные слепки (изделия) с различных предметов, в том числе сделанных из полимеров.

 — Два этих свойства порождают все разнообразие изделий из эпоксидов и полиэфиров, все виды матриц и изделий (формованных и литьевых).

 — Все полимерные материалы делятся на 3 основных вида:

 — Гелькоуты — наружный (лицевой) слой матриц и изделий, обладающий повышенной прочностью, эстетичностью и атмосферостойкостью;

 — Смолы — в совокупности с армирующим материалом (наполнителем) составляют основную массу (тело) как матриц, так и изделий, повышенной прочности и устойчивости к ударам обязанны армирующим компонентам;

 — Филлеры — склеивающие пасты и шпаклевки, служат для отделки моделей, усиления проблемных мест матриц и изделий, склейки частей сложных отформованных изделий из стеклопластика (палуба и корпус лодки, и т.п.).

 — Все полиэфирные материалы отверждаются одним видом отвердителя на основе пероксида МетилЭтилКетона.

 — Эпоксиды имеют разные отвердители для разных марок и групп материалов.

Косенков А.В. = MASTERCOMPOSIT

ШКОЛА 1

мастер.композиты.рф


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.