Как сделать из стеклоткани. Изготовление стеклопластика своими руками: материал для работы и технология

Наверное, именно стеклопластик мы вспоминаем чаще всего, когда речь заходит о тюнинге. Высокая популярность этого материала объясняется просто – легкостью в использовании и обработке. Со стеклопластиком легко научиться обращаться, работу с ним может освоить каждый. При желании, разумеется.

Началом истории стеклопластика считаются 40-е годы прошлого века. Произошло оно от стекловаты, которая была довольно распространена в начале 20 века. Первое применение стеклопластику было найдено в строительстве лодок. Однако, универсальность позволила ему быстро распространиться и в другие сферы, в частности, в автомобилестроение. Чего только не делалось в свое время из стеклопластика, вплоть до специальных бамперных накладок для расчистки снега. Никто не верил, что стеклопластик надежен, однако, время показало обратное. Как выяснилось, при столкновении автомобиля из стеклопластикового волокна и обычного «стандартного» авто железному доставалось гораздо сильнее. Так что прочность и надежность стеклопластика доказана временем и проверена не раз.

Стеклопластик – довольно простой материал, который состоит из стекловолокна,

пропитанного смолой. Различают несколько видов стеклопластика по типу смолы, которая их пропитывает. Тип смолы для пропитки выбирается исходя из многих внешних факторов, которые придется пережить материалу, а также из будущих характеристик того, что из него собираются сделать. Смолы бывают разными. Некоторые способны затвердеть уже при комнатной температуре, а некоторым требуется подогрев. Перед пропиткой стекловолокна смолу перемешивают со специальным катализатором (т.е., отвердителем). Потом берется несколько слоев стекловолокна, которые тщательно пропитываются готовым составом. Благодаря стекловолокну смола не ломается, а получает гибкость и достаточную прочность.

Один из основополагающих моментов в изготовлении стеклопластика для тюнинга своими руками – правильный баланс катализатора и смолы. Небольшое отклонение в технологии изготовления– и дело будет загублено. Например, если с катализатором выйдет перебор, то вы не успеете сделать свою работу – он затвердеет раньше времени. Однако, если катализатора будет слишком мало – то смола не застынет вообще.

На рынке представлено большое количество смол от разных производителей. Казалось бы, смола – простой материал, чем она может различаться? Однако, различия все-таки есть. При выборе смолы очень важно обращать внимание на их свойства. Смолы очень переменчивы в зависимости окружающей среды. Их качества могут улучшаться или ухудшаться в зависимости от температуры воздуха в помещении, проветриваемости помещения и т.д.

Некоторые смолы приходится «подгонять», чтобы они быстрее засыхали. Готовую матрицу с изделием для этого сушат в специальной сушильной камере. Так смола застынет гораздо быстрее. А если уж совсем горит, то при возможности можно использовать автоклав с большой температурой и высоким давлением. Да и прочность конструкции, изготовленной в автоклаве, будет гораздо лучше.

Различаются по своим характеристикам не только сами смолы, но и стекловолокно. Стекловолокно делится на типы в зависимости от толщины и структуры материала. Основные из них – стекломат и стеклоткань . Отличительной чертой стекломата является беспорядочное расположение волокон. У стеклоткани волокна похожи на обыкновенную ткань. Стеклоткань прочнее стекломата, однако, у последнего есть свои преимущества. Стекломат легче «надеть» на матрицу, что значительно облегчает работу с ним.

Есть одна разновидность стекломата, которая отличается особой тонкостью и легкостью – это стекловуаль. Вообще, существует несколько разновидностей стекломата, основным различием между которыми служит толщина и плотность материи. Основным параметром при разделении стекломата на типы является вес одного метра квадратного – 300гр, 45гр, 600гр, 900гр. Самая тонкая стекловуаль имеет вес 32гр на один метр квадратный, что позволяет создавать из нее настоящие тонкие шедевры. Толстый стекломат предназначен для придания изделию прочности и надежности. Для особой прочности изделия из стекломата формируются из нескольких слоев, поэтапно. Согласно технологии изготовления сначала берется несколько листов стекломата и скрепляется, а затем им дают время, чтобы застыть. После этого добираются остальные слои для получения итоговой толщины. Работа в один этап здесь невозможна – большое количество слоев при застывании может принять неправильную форму, стянуться или покоробиться.

Стеклоткань также различается по толщине. Назначение стеклоткани, так же, как и стекломата – прочность и толщина готового изделия. При работе со стеклотканью необходимо учитывать то, что растяжение ее в разные стороны дает различный результат. Поэтому слои стеклоткани обычно накладываются под определенными углами. Стекловолокно обязательно должно быть высококачественным, чтобы пропитывающая его смола хорошо держалась внутри и хорошо впитывалась в саму стеклоткань.

Работа со стеклотканью зачастую подразумевает использование дополнительного материала, предназначенного для того, чтобы итоговая масса готового изделия не была слишком большой. Этот материал – поликор . Состоит он из полиэфирного волокна и содержит в себе микробаллоны. Иногда при работе перемежаются слои стекломата и поликора. Однако, лучшее решение – это армирующие полоски из поликора, делающиеся как вставки в основную ткань конструкции. Такие полоски придадут изделию дополнительную прочность. Еще одним важным фактором в технологии изготовления стеклопластика для тюнинга своими руками является прочность конструкции. Улучшить прочность конструкции поможет небольшое количество смолы между слоями стекломата. Если смола полностью пропитала стекломат и не запузырилась, конечно. Меньшее количество смолы сделает итоговый продукт более легким.

Есть распространенное высказывание о том, что автомобили, кузов которых изготовлен из стекловолокна, невозможно поцарапать. На самом деле, такое высказывание неверно по сути. Стекловолокно царапается, но при этом, не теряется цвет. Весь секрет состоит в технологии создания самого изделия. Зачастую для изготовления своими руками высококачественных изделий из стекловолокна в них как основа закладывается слой гелькоата (то есть, специального покрытия из гелия). Этот слой позволяет не прибегать к покраске готового изделия в дальнейшем. Существует гелькоат различных цветов. Нужный оттенок ему придается при помощи специальных колеров. Слой гелькоата предназначен не только для создания цвета, но и для продления жизни самому материалу. Он является хорошей защитой от любых внешних воздействий. В случае применения гелькоата стекловолокно кладется поверх него.

При работе со слоем гелькоата необходима предельная точность – слой должен быть абсолютно ровным, без утоньшений. Утоньшение может привести к сморщиванию гелькоата и к некачественному внешнему виду готового изделия. Лучше решение для того, чтобы распределить гелькоат ровно – это применение краскопульта. Использование красокпульта позволяет делать более качественную работу, чем использование кисти. Правда, для того, чтобы работать с краскопультом, нужно выбрать более жидкий гелькоат, чем для работы с кистью. В любом случае, от выбора материала зависит многое.

Приступая к работе по изготовлению стеклопластика для тюнинга своими руками нужно позаботиться о двух вещах – его макете и матрице. Без макета, правда, иногда можно обойтись, но особо качественной работы не получится. Частенько вместо макета используются распорки, на которые кладется стеклоткань. Но это не лучшее решение. Если вам нужен хороший результат, то без макета просто не обойтись. Многие умельцы умудряются, правда, изготавливать некоторые стеклопластиковые детали для тюнинга своими руками прямо на авто. Дверные панели, например. Для облегчения себе работы и для скорости ее выполнения панель прилаживается непосредственно на двери автомобиля. Но в данном случае качественная поверхность не так важна, так как стеклопластик будет являться всего лишь основой для дальнейшей работы. Далее панели будут обклеены пористым материалом, кожей и т.д., и все «косяки» будут скрыты. Однако, для того, чтобы сделать деталь кузова, все же нужен макет, а также матрица.

Макеты можно делать из разных материалов – фанеры, пластилина, пенопласта и т.д. Правильный макет – залог дальнейшей успешной работы. Неправильный – сами понимаете. Причем, если вам нужна красивая и ровная поверхность, то работу над этим нужно начать уже на стадии макетирования. Потрудитесь, чтобы макет был ровным и гладким, таким, какой должна быть в идеале ваша деталь. Таким образом, вы избавите себя от дальнейших мучений и внесения поправок.

Перед тем, как приступать к изготовлению макета для тюнинга, нужно сориентироваться – будет деталь делаться целиком или по частям. Основываться здесь нужно на том, насколько возможно будет после изготовления стеклопластиковой детали вытащить ее из матрицы без повреждений. Этот момент очень важен в технологии изготовления. Некоторые детали могут оказаться слишком большими или иметь слишком причудливую форму, так что вытащить их без проблем не получится. В таком случае лучше будет составить эту деталь из нескольких, более мелких, а потом соединить их своими руками.

После того, как работа над макетом завершена, можно приступать к созданию матрицы – основы для будущей детали . И к этому надо отнестись со всей серьезностью. Согласно технологии изготовления необходимо покрыть всю поверхность макета небольшим слоем воска и хорошенько отполировать его. Затем можно наносить матричный гелькоат на поверхность макета. Матричный гелькоат имеет более густую консистенцию, наносится более тонким слоем и ложится легче, чем обыкновенный. Основа из матричного гелькоата позволит добиться идеальной ровности поверхности матрицы.

Затем можно приступать непосредственно к работе со стекловолокном. Технология изготовления стеклопластика для тюнинга своими руками такова: первым слоем обычно укладывается стекловуаль. С ее помощью вы без труда обведете все контуры макета, добиваясь предельной точности. Слой стекловуали должен высохнуть. После этого берется слекломат более толстых размеров и кладется сверху в несколько слоев. Помните о том, что не нужно укладывать сразу все слои (как уже говорилось выше, матрица от этого может испортиться). Лучше вделать работу в несколько этапов, пока не будет достигнута оптимальная толщина материала.

Если вам необходимо сделать разъемную матрицу, то нужно будет соорудить своими руками специальные перегородки, которые разделят макет на несколько сегментов. Сначала кладется основной сегмент, ему нужно будет некоторое время, чтобы застыть. Потом перегородки нужно вытащить. Основной сегмент обрабатывается по краям, затем начинается работа по выкладыванию остальных сегментов. Чтобы правильно расположить при последующей работе все сегменты относительно друг друга, нужно в основном сегменты сделать специальные ямочки. При укладке последующих сегментов, в ямочки будет заливаться смола и стекловолокно, что позволит образоваться выпуклостям. Эти выпуклости послужат для дальнейшего прикрепления деталей матрицы друг к другу. Кроме того, в ребре каждого сегмента матрицы необходимо будет заготовить отверстия для крепежных болтов. После того, как матрица сделана, нужно позаботиться об ее прочности. Для этого служат ребра жесткости, закрепляющиеся на ней. Изготовить ребра жесткости можно из металла (если требуется особо прочная конструкция), из фанеры или дерева. При правильном выполнении технологии и хорошем макете матрица будет готова к дальнейшей работе. Однако, очень часто ее нужно еще раз обработать, чтобы придать идеальный вид. Поверхность матрицы необходимо выровнять при помощи шлифовки.

После того, как поверхность матрицы стала гладкой, придется заняться ее вощением – то есть, тщательной полировкой при помощи воска. Делается это в несколько слоев с небольшими перерывами. Воск наносится тонким слоем на всю поверхность, затем растирается так, чтобы осталась лишь незримая пленочка.

Есть, правда, и другой вариант, который может заменить натирание воском, а может использоваться вместе с ним. Это использование специальных жидкостей, при помощи которых появляется покрытие в виде пленки. Такие жидкости предназначены также для того, чтобы смола или гелькоат не проникли на саму матрицу. В процессе работы с матрицей нужно следить за тем, чтоб поверхность ее не поцарапалась. Это может привести к тому, что смола прирастет к матрице, и вы не сможете продолжать работу. По сути, все придется начинать снова – шлифовать, востить и т.д. Есть такие вещества, которыми можно обработать матрицу и использовать ее потом несколько раз. Но лучше все же выбрать воск – это проверенный и надежный способ.

Помимо создания матрицы, есть и другие варианты работы со стеклопластиком. Правда, до сих пор изготовление матрицы остается самым популярным способом. Однако, новейшие технологии позволяют применять в работе компьютерное моделирование, а также станки с ЧУ, при помощи которых создается матрица или макет любого размера и из любого материала. Однако, у вас вряд ли есть такое оборудование, поэтому если вы делаете тюнинг своими руками, то матрица – единственный вариант.

После того, как матрица закончена, начинается процесс изготовления изделия. Советуем все же сделать первый слой из гелькоата, так как он поможет изделию в итоге принять эффектный внешний облик. Еще один плюс такого слоя – возможность обойтись без покраски в дальнейшем. Слой гелькоата надежно отделяет матрицу от стекловолокна, которое может ее повредить.

Сама работа со стекловолокном производится разными методами. Такие методы, кстати, годятся и для работы с другими подобными материалами, как то: карбон, кевлар и т.д.

Способ первый. Формовка вручную. Данный способ является наиболее распространенным, так как позволяет сэкономить на производстве и добиться максимальной точности. Ручная работа всегда ценится гораздо выше. Полотно стекловолокна пропитывается эпоксидной смолой, для чего используется либо кисть, либо валик. Напомним, что нужно выбирать такой валик (кисть), который выдержит работу со смолой. Можно дать стекловолокну пропитаться, а затем укладывать его в матрицу, а можно вделать это сразу после нанесения смолы. Чтобы смола лучше прошла сквозь волокна, необходимо пройтись по волокну разбивочным валиком. После этого нужно взяться за укаточный валик для окончательной обработки волокна. С помощью него вы сможете выдавить оставшиеся пузырьки из волокна, а также сделать слой смолы более равномерным. Избавление от пузырьков должно производиться своевременно, пока изделие не успело застыть. Пузырьки воздуха – серьезный брак, который может повредить готовую конструкцию. Работать с таким волокном далее не представляется возможным – вся работа пойдет насмарку.

Если вы хотите облегчить себе труд, то можно использовать некоторые простые приспособления, которые помогут в работе. Например, смеситель, который будет автоматически смешивать смолу с катализатором, и наносить ее на валик. Правда, от ручной укатки все равно никуда не деться.

Ручной метод прост и эффективен, но итог его всегда зависит от способностей и квалификации того, кто изготавливал изделие. Здесь важным преимуществом является опыт. К тому же, непосредственный контакт с эпоксидной смолой и другими материалами может нанести вред здоровью, если работать с ними постоянно. Однако, для небольшой компании ручная формовка – лучшее решение.

Способ второй. Напыление рубленного роввинга. В этом способе уже применяются технологические приспособления, автоматизирующие процесс. Работа таким способом ведется не с самим стекловолокном, а со стеклонитями. Стеклонить попадает в измельчитель пистолета, который разрубает ее на небольшие волокна. В пистолет уже заложена смола и катализатор, поэтому внутри все смешивается с рубленными нитями, а затем смесь выходит наружу. Готовая смесь подается из пистолета непосредственно на форму. Однако, и тут без рук не обойтись – прокатка такой ткани обязательна.

При всей кажущейся простоте и выгодности, этот способ имеет свои минусы. Надо сказать, что им пользуются довольно редко, так как при работе тратится большое количество смолы. Как итог – большой вес готового изделия. К тому же, готовое изделие состоит из разрозненных волокон, и, соответственно, является куда менее крепким, чем цельное волокно. Да и сама смесь, выходящая из пистолета, очень вредна для здоровья.

Способ третий – намотка. Этим способом пользуются в тех случаях, когда готовое изделие должно быть круглой или овальной формы (например, при изготовлении различных труб и резервуаров). Способ намотки широко применяется в изготовлении парусных мачт, удочек, велосипедных рам, автомобильных глушителей и т.д.

Стекловолокно попадает в ванну со смолой, затем смесь проходит через натяжные валики, которые вытягивают полотно и выдавливают лишнюю смолу. После чего волокна ткани подаются на сердечник, который их наматывает. Скорость и угол намотки волокна можно регулировать при помощи изменения движения тележки. Процесс очень напоминает то, как в швейной машинке нить наматывается на шпульку. Итог работы третьим способом – высококачественное и прочное изделие.

Способ четвертый. Метод препрегов. Препрегами называют заготовки, состоящие из кусков стеклоткани, которые уже пропитались смолой. Предварительно необходимо провести пропитку стеклоткани предкатализированной смолой. Пропитка должна осуществляться при большой температуре и высоком давлении. Смола достигает полутвердого состояния, и это заготовки способны храниться достаточно долго. Затем препреги кладутся на матрицу, и вся конструкция помещается в вакуумный мешок. Ее необходимо нагреть до 180 градусов, чтобы смола стала мягкой. В условиях вакуума препрега ляжет по необходимой форме. Затем изделие снова нагревают для застывания смолы.

При работе этим способом не обойтись без автоклава. Поэтому такой способ хорошо для изготовления небольших по размерам частей. Однако, большое преимущество этого способа – в вакууме воздушные пузырьки не образуются, а также значительно снижается расход смолы.

Также можно использовать и другие способы, как то: пультрузия, RFI, RTM и т.д. Выбирать способ изготовления нужно на основе того, какое необходимо получить в итоге изделие.

Теперь можно подвести итоги. Работа со стеклопластиком дает большое преимущество в весе. Чтобы сделать конструкцию прочной, зачастую приходится делать ее достаточно толстой, что прибавляет веса. Стеклопластик этим не страдает. Его большое преимущество перед, например, алюминием или сталью – способность принимать исходную форму после воздействия удара. Если, конечно, деталь не разрушилась. Ремонтировать части из стеклопластика гораздо проще. Трещину достаточно заклеить смолой, а затем наложить небольшой кусок из стеклоткани или стекломата. Если деталь подверглась более значительным повреждениям, то ее можно снять и положить на матрицу, чтобы она вновь приняла исходные очертания. Хотя, в таких случаях лучше, все же, изготовить новую деталь. Части из стеклопластика можно «подлатать» и шпаклевкой, шкуркой и водой.

Правда, стеклопластик – материал далеко не из дешевых. К тому же, работать с ним вредно для здоровья, он выделяет токсические вещества. Поэтому нужно быть предельно осторожным. Работа по тюнингу автомобиля из стеклопластика требует обязательного наличия респиратора, который защитит от вредных испарений эпоксидной смолы.

Предназначенных для производства простых деталей, используемых для бытовых нужд, и элементов сложных машин и механизмов. В частности, прочный и легкий материал служит для изготовления корпусов яхт, обвеса автомобилей и мотоциклов, обшивки летательных аппаратов.

Стеклопластик состоит из армирующего элемента, стеклоткани, и заполнителя, полимерной смолы. Стеклоткань является совокупностью упорядоченных особым образом волокон, пропитанных эпоксидной смолой . В зависимости от толщины материал может иметь вес квадратного метра от 300 до 900 грамм.

Метод ручного формования

В современном промышленном производстве используются различные технологии изготовления стеклопластика.

Для создания деталей из стеклопластика своими руками наиболее подходящим является метод ручного формования. Технология производства работ не предусматривает применения сложного оборудования и дорогостоящих материалов.

Для того чтобы изготовить стеклопластик своими руками методом ручного формования необходимо последовательно выполнить следующие этапы работ:

• выбор материалов;
• раскрой стеклоткани;
• создание разделительного слоя в матрице;
• создание покрывного слоя;
• укладка стеклоткани в матрицу;
• нанесение полимерного состава;
• повторение двух предыдущих этапов необходимое количество раз (в зависимости от толщины изделия);
• высыхание изделия;
• извлечение изделия из формы;
• окончательная обработка (в случае необходимости).

Главной особенностью метода ручного формования является высокая степень зависимости качества готовой детали от уровня мастерства исполнителя. Для того чтобы получить наиболее полное представление об изготовлении своими руками, необходимо рассмотреть каждый из этапов подробно.

Выбор материалов

Тип материала матрицы принимается в зависимости от количества серийно изготавливаемых деталей. Для одноразовой формовки матрицу допускается изготавливать из гипса. Если требуется изготовить более тысячи образцов, заказывают стальную матрицу. В домашних условиях матрицей часто служит слепок с оригинальной модели. Слепок удобнее всего изготовить также из стеклопластика по технологии, описанной выше.

Выбор типа стеклоткани зависит от требований, предъявляемых к прочностным и эстетическим характеристикам готового изделия. Ткань с тонкими волокнами придаст поверхности гладкий, глянцевый вид, а применение грубой стеклоткани обеспечит высокие показатели прочности.

Состав полимерной смолы также определяется исходя из назначения и условий эксплуатации детали. Полимерный заполнитель отвечает за такие технические характеристики стеклопластика, как:

• цвет изделия;
• степень водонепроницаемости;
• диапазон рабочих температур;
• подверженность влиянию химических реагентов и сред;
• восприимчивость к ультрафиолетовому излучению;
• уровень хрупкости, мягкости, ударопрочности изделия.

Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала , которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

Разделительный слой

Разделительный слой, наносимый на поверхность формы матрицы, служит для обеспечения возможности безопасного извлечения готового изделия после набора им прочности. В качестве материала, из которого выполняется разделительный слой, часто применяется гель или автовоск.

Покрывной слой

Для укладки покрывного и последующих слоев стеклопластика применяется эпоксидная или полиэфирная смола. Компоненты смешиваются и настаиваются согласно технологическому регламенту завода-изготовителя. Приготовленный состав должен быть использован в течение 15 минут, в связи с чем, для каждого последующего слоя смола готовится заново.

Покрывной слой является первым слоем, укладываемым в матрицу и, одновременно, верхним, защитным слоем изделия. Его толщина должна составлять не более 0,4 мм во избежание появления трещин в процессе сушки. Процесс высыхания покрывного слоя длится до превращения его в студенистую липкую массу.

Укладка стеклоткани и пропитка смолой

После достижения необходимой консистенции покрывного слоя производится укладка раскроя стеклоткани в форму матрицы. Первый слой стеклоткани является наиболее тонким (300 г/м2), что обеспечивает максимально гладкую поверхность изделия.

Стеклоткань должна в точности повторять все изгибы формы матрицы без отслоений и образования воздушных пазух.

После укладки на стеклоткань наносят слой полимерной смолы, и образовавшуюся форму укатывают специальным валиком с целью более качественной пропитки и выдавливания пузырьков воздуха. Следующий слой стеклоткани укладывают, не дожидаясь высыхания смолы. Затем повторяется процесс приготовления и нанесения полимерного состава.

В зависимости от толщины и необходимой прочности изделия формуется различное количество слоев стеклоткани и пропитки. В качестве последнего слоя применяется стекловойлок или тонкая отделочная стеклоткань.

Извлечение из формы и окончательная обработка

Извлечение изделия из матрицы необходимо производить после набора материалом прочности во избежание его деформации и расслоения. В обычных условиях время высыхания стеклопластика составляет от 12 до 24 часов. Сократить это время можно путем прогрева матрицы инфракрасным излучателем, или поместив ее в сушильную камеру.

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

В случае необходимости, изделие может быть окрашено в нужный цвет краской на основе. Готовые материалы могут быть склеены друг с другом при помощи полимерных клеевых составов.

Правила выполнения работ

Для получения качественных изделий из стеклопластика , при производстве работ необходимо учитывать следующее:

• поверхности матрицы и емкостей для приготовления полимерной смолы должны быть чистыми;
• воздушные пузыри, которые не удалось выдавить валиком, необходимо удалить при помощи надреза лезвием;
• используемые инструменты (валики, кисти), а также емкости для смешивания компонентов необходимо сразу же после использования промывать ацетоном для удаления остатков смолы;
• температура в рабочем помещении не должна быть ниже 20 градусов для соблюдения правильной технологии процесса полимеризации смолы;
• компоненты полимера могут иметь токсичные испарения, поэтому работы необходимо производить в хорошо вентилируемом помещении;
• для защиты рук следует использовать перчатки;
• в помещении запрещается курить и пользоваться открытыми источниками пламени.

Хорошо объясняет, как изготовить стеклопластик своими руками видео ниже. В качестве примера автор видео изготавливает «реснички» для фар автомобиля.

Не каждый из любителей тюнинга может себе позволить заказ оригинальных элементов интерьера или обвеса в специализированной фирме. Но это не всегда и обязательно - автомобиль можно сделать неповторимым самостоятельно, овладев технологиями изготовления различных деталей из стеклопластика.

Стеклопластик своими руками изготавливается из полиэфирной смолы, которую наносят на форму перед полимеризацией и армируют стекловолокном или тканью, сотканной из него.

Естественно, мастерам гаражного тюнинга не стоит пытаться соперничать с профессионалами из фирм, специализирующихся на этом. Но изготовление деталей из стеклопластика небольшого размера, таких, как обвесы автомобиля или детали интерьера, под силу многим. Начать лучше всего с небольших второстепенных деталей простых очертаний, которые при последующем монтаже не потребуют высокой точности сопряжения. Впоследствии приобретенный опыт даст возможность браться и за производство более сложных элементов.

Самый трудоемкий момент - это изготовление болванки. Ее форму будет в точности повторять будущая часть интерьера или облицовки, поэтому с самого начала нужно позаботиться о соблюдении симметрии, чистоте поверхностей и правильности каждой линии.

Важно сделать правильный выбор материала для болванки. Крупные детали с большим радиусом закруглений, к примеру, бамперы, желательно изготавливать на пенопластовом основании, которое впоследствии можно не удалять. Более мелкие детали порой изготавливаются на болванке из пластилина или глины. Часто используется древесина, и если первичная обработка деревянных заготовок кажется сложной, то их чистовая шлифовка при помощи наждачной шкурки не составляет труда.

Следует решить на этом же этапе, каким способом будет сниматься выклеенное изделие. Если форма детали позволяет, можно просто снять ее с болванки. Иногда можно надрезать или разрезать стеклопластик своими руками и разнимать половинки. В любом случае для отделения пластика от болванки ее нужно смазать перед выклейкой какими-нибудь воскообразными веществами.

Эпоксидная или полиэфирная смола, применяемая для выклейки изделия становится лишь после того, как в нее будет добавлен отвердитель. Компоненты смешиваются в соответствии с инструкцией.

Предварительно стекловолокно своими руками прокаливается на открытом огне или горячей электроплитке. После того как перестанет дымить нагреваемая ткань, нужно прекратить выжигание: теперь парафин и прочие защитные вещества испарились и ничто не препятствует заполнению смолой пространства между нитями.

Правильно изготовленная смола окончательно отвердевает примерно за пару дней. После того как корочка перестает прилипать к пальцам, ее можно отделять от болванки. При выклейке у полученной детали внешняя поверхность получится негладкой, поэтому требуется дополнительная механическая ее обработка. Стеклопластик своими руками можно легко обработать наждачной бумагой, резать ножом или сверлить.

Когда необходимо получение стеклопластиковых деталей с особой прочностью, форму с пропитанной уложенной стеклотканью на время полимеризации подвергают вакуумированию: размещают в пластиковом эластичном мешке, из которого после откачивается воздух. Под действием атмосферного давления смолы слои стеклоткани уплотняются и за счет этого достигается плотность полученных материалов. Таким образом, стеклопластик, своими руками изготовленный, становится более крепким и прослужит значительно дольше.

Во время работы с эксклюзивным образцом форма-болванка вырезается из пенопласта, который предварительно наклеен на автомобиль. Естественно, форма после полимеризации смолы не извлекается.

Стеклопластик

Стеклопластик это материал, состоящий из двух основных компонентов. Это материал из стекловолокна (стекловолокно, стеклоткань, стекломат), который служит для армирования (усиления) изделия, и смолы, являющейся связующим.

Материалы для изготовления стеклопластика.

Смола

Смола является связующим материалом и поэтому к выбору смолы надо подойти наиболее ответственно, особенно при отсутствии опыта изготовления стеклопластиковых изделий. Если при выборе стеклоткани или стекломата можно довольствоваться рекомендациями специалистов, т.к. этим выбором определяются, в основном, механические свойства готового изделия, то разная смола требует разных технологических процессов.

Для начинающих мы рекомендуем эпоксидную смолу. Эпоксидная смола менее привередлива в работе и имеет большее время застывания и поэтому у вас будет больше времени для исправления возможных ошибок. Эпоксидную смолу также рекомендуется использовать при ремонте изделий (лодок, бамперов…). Она хорошо склеивается с пластиком, деревом, металлом.

Полиэфирная смола, в основном, используется для изготовления цельных деталей

Хотим также напомнить, что на свойства смол и на их рабочие параметры довольно сильно влияют температурные характеристики помещения, в котором производятся работы, и его проветриваемость. Порой для лучшего застывания матрицу с изделием помещают в специальную сушильную камеру. Это помогает значительно ускорить процесс получения готового изделия. Самые прочные изделия изготавливаются в автоклавах под большим давлением и при высокой температуре.

Сама смола достаточно хрупкая, и именно стекломатериал придает ей необходимую прочность и гибкость

Материалы из стекловолокна

Для изготовления стеклопластиков используется стекловолокно, ровинг, стекломат, стеклоткань и другие стекломатериалы.

Самые распространенные это ровинг, стекломат и стеклоткань.

Ровинг

Ровинг это стекловолокно собранное в пучок и намотанное на бобину. Ровинг похож на некрученую стеклонить. Укладка ровинга производится специальным пистолетом, в который, во время работы, подается еще смола и катализатор.

Стекломат

Стекломат состоит из хаотично расположенных волокон, а стеклоткань выглядит как обычная ткань. Наибольшее упрочнение дают стеклоткани. Стекломаты дают меньшую прочность, но они более легки в обработке и по сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы.

Стекломат может быть очень тонким, а бывает толстым, как одеяло. Стекломаты различаются по толщине и плотности, но разделяют их по весу одного квадратного метра материала в граммах: 300, 450, 600. Чем тоньше мат, тем более сложную поверхность он позволяет вывести, с большим количеством граней и резких переходов. Толстый мат (600 или 900) позволяет набрать толщину изделия и добиться необходимой прочности. При создании толстых изделий работа проходит в несколько этапов. Выкладывается несколько листов для получения первого слоя и дается время на застывание. Затем дополнительно, уже на твердую поверхность, укладываются дополнительные листы мата для придания необходимой толщины. Если попытаться уложить сразу все слои, то велика вероятность, что готовое изделие покоробится, стянется.

Стеклоткань

Стеклоткани бывают разной толщины. Стеклоткани также используются для придания жесткости и объема готовому изделию. Как и любая ткань, стеклоткань неодинаково работает при разнонаправленном растяжении. Поэтому для придания необходимой жесткости стеклоткань укладывается под разными углами. Стекловолокно в стеклоткани играет немаловажную роль. Оно должно хорошо пропитываться смолой и удерживать ее между волокнами. На это свойство пропитываемости в стеклоткани влияет наличие в ней и количество парафина. На ответственные изделия желательно выбирать стеклоткани без парафина. Парафин также можно выжигать перед применением.

К слову о прочности. Как это ни странно прозвучит, но чем меньше смолы в стекловолокне (при условии его полной пропитки и отсутствии пузырьков), тем прочнее будет готовое изделие и тем меньше окажется и его вес.

Гелькоут (gelcoat)

Для придания цвета готовой детали, а также для защиты от внешних воздействий используется особый материал гелькоут (gelcoat – гелевое покрытие). Можно сказать, что гелькоут это та-же смола, но с добавлением красителя. Его можно подобрать по цвету или создать свой оттенок колеровочными составами. Кроме того, слой гелькоута увеличивает срок службы изделия, защищает от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика. Готовое изделие будет иметь ровную (зависит от качества матрицы) поверхность, нужного цвета.

Гелькоуты бывают внутренними и внешними (topcoat).

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 гелькута будет в одном месте слишком тонкий, то может случиться следующее: или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна, или гелькоут может вообще отойти и сморщиться. Поэтому крайне важно пользоваться правильными материалами и следовать технологии. Для равномерного нанесения гелькоута часто используют не кисти, а краскопульты. Так удается значительно сократить количество брака и уменьшить расход материала. Но для распыления гелькоут должен быть более жидким, чем для ручного нанесения. В настоящее время в продаже имеются готовые гелькоуты для нанесения кистью и для напыления.

Внешний гелькоут (topcoat) наносится после того, как изделие вынули из матрицы. Здесь он выполняет роль краски. Благодаря присутствию в составе топкоута парафина поверхность после отверждения не остается липкой, хорошо шкурится и полируется. Топкоут можно изготовить самим на базе гелькоута или смолы, добавив раствор парафина в стироле.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Таблица. Наиболее распространённые марки смолы

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.

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.

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

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.

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.

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:

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:

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:

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.

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.

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.

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 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

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.

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