Главная » Статьи » Мои статьи

стеклопластик-2 часть

сегодня мы рассмотрим-что же такое гелькоуты,макеты и матрицы

 итак-ГЕЛЬКОУТ

ДЛЯ ПРИДАНИЯ ЦВЕТА ГОТОВОЙ ДЕТАЛИ,А ТАК ЖЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОСОБЫЙ МАТЕРИАЛ (GELCOAT-гелевое покрытие).можно сказать что гелькоут это та же смола,но с добавлением красителя.его можно подобрать по цвету или создать свой особенный оттенок колеровочными составами.кроме того,слой гелькоута увеличивает срок службы вашего изделия,защищает его от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика.готовое изделие будет иметь ровную(зависит от качества матрицы),нужного цвета поверхность.

гелькоуты бывают внутренними и внешними.

внутренний гелькоут наносится первым слоем в матрицу.после того как гелькоут затвердел,укладывается стекловолокно и смола.в этом процессе кроется один важный момент.если слой гелькоута будет в одном месте слишком тонкий,то может случится следующее-или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна,или гелькоут может вообще отойти и сморщится.поэтому очень важно пользоваться только правильными материалами и следовать технологии.для равномерного нанесения гелькоута часто используют не кисти а краскопульты.так удается значительно сократить количество брака.но для распыления гелькоут должен быть более жидким,чем для ручного нанесения.внешний гелькоут наносится после того,как изделие вынули из матрицы.здесь он выполняет роль краски.


макет и матрица


Для изготовления изделия из стеклопластика первое, что необходимо, – создать его макет. В некоторых случаях макетом может являться уже существующее изделие, которое Вы хотите размножить. Например: бампер автомобиля. Для еще не существующих изделий макет может быть изготовлен различными способами: фанера, пластилин, пенопласт и т. д. От того, насколько правильно сделан макет, будет зависеть качество будущих изделий. Более того, если необходимо, чтобы у детали, которая будет затем создаваться, была идеально ровная поверхность, над ее качеством придется поработать уже на макете. Чем более гладким и ровным будет макет, тем меньше работы потребуется потом, при изготовлении и доведении матрицы.

Еще до создания макета необходимо понять, можно ли изготовить деталь целиком или нет. Дело в том, что при работе со стеклопластиками и другими подобными материалами необходимо, чтобы готовую деталь после застывания можно было вытащить из матрицы, ничего не повредив при этом. Возможно, деталь будет иметь такую форму, что ее придется изготавливать из нескольких частей, а затем скреплять их друг с другом.

Матрица создается по макету. Это самый ответственный момент. Прежде всего макет покрывается тонким слоем воска. Эту процедуру можно сравнить с полировкой автомобиля. После того как макет подготовлен, на него наносится слой специального матричного гелькоута. Это покрытие в дальнейшем позволит вывести поверхность матрицы практически до зеркального блеска. Матричный гелькоут гуще, чем обычный, и ложится более толстым слоем.

После того как встанет этот слой, начинается укладывание стекломатериала. Сначала более тонкого (стекловуаль, …). Он позволит точно повторить все изгибы и контуры макета. Далее желательно дать подсохнуть первому слою. Затем уже можно выложить еще несколько слоев более толстого материала (мат, стеклоткань), но сразу набирать толщину не стоит, иначе матрицу может повести (изогнуть и покоробить). При создании матриц на простые детали можно упростить процедуру.

Если матрица будет разъемной, то при ее изготовлении делаются специальные перегородки вокруг макета, разделяющие его на сегменты. Выложив основной, после его застывания перегородки вынимаются и, обработав кромки первого сегмента матрицы, выкладываются остальные. Для правильного позиционирования сегментов друг относительно друга в первом при формовании делаются специальные ямки. Когда будут формоваться следующие сегменты, эти ямки будут заполнены смолой и стекловолокном, и появятся бугорки. Эти пары и позволят при будущем использовании правильно скрепить различные части матрицы воедино. Для скрепления сегментов матрицы в ребрах всех отдельных частей сверлятся отверстия под крепежные болты.

Для того чтобы матрица была прочной и хорошо держала форму, после ее изготовления, прежде чем вынуть макет, к матрице приформовывают ребра жесткости. В зависимости от ее размеров это может быть прочный стальной каркас или небольшие фанерные или деревянные ребра.

Готовая матрица, если макет был изготовлен аккуратно, может и не потребовать дополнительной обработки, но зачастую приходится выводить поверхности, шлифовать и полировать матрицу до блеска. Только тогда можно получить идеальную деталь. А к кузовным элементам вообще нужно особое внимание.

Затем начинается долгий процесс вощения. Матрицу приходится тщательно натирать воском несколько раз с перерывами. Воск нужно не просто намазывать, а растирать до получения тонкой, гладкой, невидимой пленки. Если этого не сделать, то поверхность готового изделия будет не гладкой, а шершавой.

После, а порой и вместо вощения иногда используют специальные жидкости, которые, высыхая, создают пленочное покрытие, предотвращающее попадание смолы или гелькоута на матрицу, чего никак нельзя допускать. Как нельзя и царапать ее поверхность. В противном случае смола может намертво прирасти к матрице, и тогда процедуру шлифовки, полировки и вощения придется повторять снова. Порой используют особые составы, обработав которыми матрицу можно снимать с нее до 100 изделий, но старый добрый воск всегда остается самым понятным и надежным средством.

Процесс создания матрицы, описанный выше, является довольно распространенным вариантом, используемым в большинстве фирм, но существуют и другие, более сложные технологии.

Собственно, далее можно приступать к изготовлению деталей. Слой гелькоута в принципе не обязателен, но, во-первых, он придает более законченный вид готовому изделию, а будучи цветным, позволяет сэкономить на покраске или вообще от нее отказаться, а во-вторых, он защищает матрицу от стекловолокна, которое на самом деле очень даже абразивно, т. е. царапает.

Изготовление матриц - процесс, требующий абсолютной точности, поскольку любые дефекты матрицы воспроизводятся в конечном изделии. -следовательно, во избежание тепловых нагрузок деформации матрицы отверждение, как правило, должно производиться с невысокой скоростью и  сопрвождатся низким уровнем выделения тепла-перед вводом в эксплуатацию необходимо дополнительное постотверждение при комнатной температуре для обеспечения максимальной степени отверждения и сведения к минимуму копир-эфекта.

 
 
Система быстрого изготовления матрицы  
Система быстрого изготовления матрицы включает:

    Crystic Primecoat, Crystic Glosscoatполиэфирные материалы  для быстрого покрытия прототипов, мастер моделей и для получения глянцевой поверхности матрицы. 

Crystic Gelcoat 14 PA- модифицированный уретан-акрилатом винил эфирный гелькоут, устойчивый к образованию подтеков, обеспечивающий получение поверхности с высоким уровнем блеска, отличающийся высокой ударопрочностью.
 
Crystic 679 PA - смола для создания барьерного слоя (скинкоут) винил эфирная основа, модифицированная DCPD, уменьшающая уровень «копирэффекта» последующего ламината. 

Crystic RTR 4000 PA- безусадочная смола для системы быстрого изготовления матриц.

  

Преимущества  
 
. отсутствие эффекта «размытости» поверхности     
. устойчивый блеск
. отсутствие «копирэффекта»
. достижение идеального блеска поверхности матрицы
. быстрое изготовление матриц
. увеличение производительности
. быстрое застывание даже при низких температурах
  
 Описание процесса  
 
Этап 1 – Приготовление поверхности мастер-модели
 
Поверхность мастер-модели должна быть идеально ровной. Для этого применяйте Crystic Glosscoat и Crystic Primecoat. Прежде чем разбавлять оба материала до вязкости, необходимой для их напыления, и отверждать их с помощью 2% Curox M-300, Crystic Glosscoat и Crystic Primecoat необходимо тщательно перемешать. Crystic Primecoat предназначен как для напыления, так и для нанесения кистью. Crystic Glosscoat разработан для напыления.
Для получения пленки толщиной 0,5мм расход Crystic Primecoat составляет 850гр/м2, расход Crystic Glosscoat – 750гр/м2. Crystic Primecoat легче, чем Crystic Glosscoat подвергается шлифованию, Crystic Glosscoat можно отполировать до получения глянцевой поверхности. При температуре цеха в 20°С проведение абразивной обработки поверхности возможно уже спустя 2 часа после напыления Crystic Glosscoat и Crystic Primecoat. Перед выклейкой матрицы убедитесь в том, что Crystic Glosscoat полностью затвердел. В противном случае покройте мастер-модель слоем Frekote FMS. Нанесите слой разделительного агента, например: воск Frewax.
 
Производство матрицы 
Этап 2 – Нанесение Crystic Gelcoat 14PA

Crystic Gelcoat 14PA ударопрочный гелькоут, особенно устойчив к образованию подтеков.
Crystic Gelcoat 14PA предназначен для нанесения кистью, отверждается с помощью 2% Curox M-300. Гелькоут рекомендуется наносить в 2 слоя с интервалом в 90 минут. На один квадратный слой гелькоута расходуется 600гр материала.
Crystic Gelcoat 14PA поставляется неокрашенным и в диапазоне 5 стандартных цветов.
 
Этап 3 – Нанесение Crystic 679PA Skin Coat

Crystic 679PA – тиксотропная, предускоренная винил эфирная смола, модифицированная DCPD (DiCycloPentaDiene), который придает смоле такие свойства, как удобство в применении и отсутствие вероятности недостаточного отверждения. Скинкоут предназначен для уменьшения уровня «копирэффекта» последующего ламината
Для этого рекомендуется нанести один слой стекломата с поверхностной плотностью 225гр/м2, пропитанного 600 гр Crystic 679PA. В некоторых случаях поверх стекломата требуется нанесение слоя стекловуали, также пропитанной Crystic 679PA.
Прикатайте и удалите воздух прикаточным валиком с поперечным сечением. Перед дальнейшей выкладкой ламината скинкоут необходимо выдержать около 90 минут.
 
Этап 4 – Нанесение смолы Crystic RTR 4000PA
 Crystic RTR 4000PA – Быстрое изготовление матрицы (24-36 часов)

Crystic RTR 4000PA разработана для системы быстрого изготовления матрицы.
Crystic RTR 4000PA – предускоренная безусадочная смола, характеризуется быстрым процессом отверждения, позволяет выклеивать мокрым по мокрому до 4 слоев стекломата с поверхностной плотностью 450гр/м2. В смолу для начала отверждения можно добавить следующие типы катализаторов:
2% Perkadox 40E
2% Катализатора РК производства Scott Bader
1,6% Perkadox СН50Х
1,6% Каталитического порошка В производства Scott Bader
(не применяйте Butanox М50, Luperox K-1, Curox M-300 )

Перемешайте смолу с катализатором, с помощью кисти или валика нанесите Crystic RTR 4000PA  на отвержденный слой скинкоута, выложите один слой 450гр/мстекломата, пропитайте его смолой, прикатайте его, одновременно удаляя воздух, металлическим валиком. Этим же способом нанесите еще три слоя стекломата. Расход смолы на слой стекломата с поверхностной плотностью 450гр/м2 составляет 1,8 кг.
Приблизительно через 60 минут смола начнет желатинировать и по мере отверждения менять цвет от оливкового до кремового. Смола должна достигнуть пика экзотермы 50-58ºС. Для дополнительной прочности ламината после его отверждения могут применяться ребра жесткости, несущие рамы и прочее.
Полученную матрицу необходимо выдержать как минимум в течение суток.
 
Crystic 474PA-Матричная смола – Традиционный способ изготовления матрицы (7-9 дней)

Применение смолы Crystic 474PA относится к более традиционному способу изготовлению матрицы. Это тиксотропная, предускоренная, ортофталевая полиэфирная смола, обладающая высокой химической и термостойкостью. Она идеально подходит для изготовления теплостойких безусадочных форм.
При введении 2% Curox M-300 жизнеспособность смолы при 20ºС составляет 20минут. С применением Crystic 474PA формование матрицы происходит гораздо дольше – матрица выдерживается до 7 дней.

технологии


Технологий производства изделий из стекловолокна существует несколько. Стоит сразу оговориться, что эти методы используются и при работе с другими армирующими материалами, такими, как карбон, кевлар, другие тканые материалы и их сочетания.


Ручное (контактное) формование. Этот способ самый простой и дешевый (если не считать затрат на квалифицированную рабочую силу). Пропитка стекловолокна осуществляется валиком или кистью, которые должны быть стойкими к смолам. Волокно или сразу укладывается в форму, или уже после пропитки. Обработка стекловолокна разбивочными валиками способствует лучшему распределению смолы между волокнами. Затем укаточными валиками производят окончательную укатку стеклоткани, выдавливая пузырьки воздуха и равномерно распределяя смолу по всему объему. Крайне важно не допустить, чтобы под слоем стеклоткани оставались пузырьки воздуха. Если изделие застынет с таким браком, это место будет ослаблено вплоть до возможного сквозного продавливания. Такие брачки также могут помешать дальнейшей обработке изделия, потребовать его восстановления или полной замены. В любом случае будут затрачены дополнительные материалы, труд, а также деньги.

Ручной метод может быть несколько механизирован. Существуют смесители, подающие смолу с катализатором через валик, и иные приспособления. Но укатывать все равно приходится своими руками.

Достоинство ручного метода вполне очевидно: просто и дешево. Но любая экономия может иметь и обратную сторону. Качество готовых изделий очень сильно зависит от квалификации рабочих. И условия труда при таком подходе довольно вредные. Кроме того, очень сложно добиться большой производительности. Однако для небольших фирм и малых объемов работы этот метод самый подходящий.


Метод напыления рубленого ровинга. Этот подход куда более технологичен. В нем используется не стекловолокно, а стеклонить, которая подается в измельчитель специального пистолета, где рубится на короткие волокна. Затем пистолет «выплевывает» их вместе с порцией смолы и катализатора. В воздухе все смешивается и наносится на форму. Но после этой процедуры все равно массу необходимо прикатать, чтобы удалить пузырьки. Далее отвердевание происходит как обычно.

Такой способ выглядит очень заманчиво и просто. Казалось бы, стой и поливай из шланга. Но есть один существенный недостаток, из-за которого этот способ не столь популярен, – слишком большой расход смолы. Изделие получается очень тяжелым, и, так как волокна не переплетены друг с другом, механические свойства такого стеклопластика несколько хуже. Кроме того, к вредным парам смол подмешивается взвесь мелких частиц стекла от измельчителя, очень вредных для легких человека.


Метод намотки. Этот специфический метод предназначен для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Таким образом делаются парусные мачты, удочки, рамы велосипедов, глушители автомобилей и т. д. Стекловолокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения. Как намотка нитки на шпульку швейной машинки. В результате получаются крепкие и легкие изделия.


Метод препрегов. В данном случае используются не отдельные смола и ткань, а так называемые препреги – предварительно пропитанная смолами стеклоткань. Стекловолокно предварительно пропитывается предкатализированной смолой под высокой температурой и большим давлением. При низких температурах такие заготовки могут храниться недели и даже месяцы. При этом смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются в матрицу и закрываются вакуумным мешком. После нагрева до 120 -1800°C смола переходит в текучее состояние, и препрег под действием вакуума принимает нужную форму. При дальнейшем повышении температуры смола застывает.

Вся проблема этого метода в необходимости нагревательного оборудования, особенно автоклава. По этой причине изготавливать большие детали очень сложно. Но и плюсы очевидны. Использование вакуума позволяет значительно снизить вероятность появления воздушных пузырьков и существенно сократить долю смолы в готовом изделии.


Существуют и иные технологии – пултрузия, RFI, RTM и др. – практически на все случаи жизни. Выбор той или иной технологии зависит от необходимых объемов, сложности изделия и количества денег.




Категория: Мои статьи | Добавил: valeron (16.05.2012)
Просмотров: 7442 | Рейтинг: 1.0/72
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]