• 14.09.1970

Ручная формовка стеклопластиковых изделий: Ручная формовка, вакуумная инфузия — технологии производства изделий из стеклопластика

Содержание

Ручное формование — Группа компаний композит

Благодаря незначительным капиталовложениям, изготовление стеклопластика по технологии контактного формования находит широкое применение при изготовлении изделий из стеклопластика единичными экземплярами и малыми партиями.

Суть метода изготовления стеклопластика контактным формованием состоит в следующем: на подготовленную определённым способом оснастку (матрицу) наносится защитно-декоративный слой – гелькоут. Методика нанесения гелькоута – вручную кистью или распылителем для гелькоута GS-120. Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия из стеклопластика. Гелькоуты имеют широкую палитру цветов, поэтому внешний вид изделия из стеклопластика может иметь практически любой цвет. Кроме того, гелькоут предохраняет изделие из стеклопластика от пагубного влияния ультрафиолета, химически активных сред, воздействия воды.

После высыхания гелькоута происходит изготовление стеклопластика (формовка изделия из стеклопластика). Вначале в матрицу укладывается предварительно раскроенный стеклянный материал: стеклоткань, стекломат или другой тип армирующего наполнителя, выбор которого зависит от требований, предъявляемых к изделию из стеклопластика. Затем, при помощи мягкого валика или кисти, стекломат или стеклоткань пропитывается связующим — смесью полиэфирная смола и отвердитель. В общепринятом смысле, стеклопластик – это композитный материал, состоящий из следующей смеси: полиэфирная смола, отвердитель, стеклоткань или стекломат.

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 механической обработке: обрезка облоя — излишков стеклопластика или отвержденной полиэфирной смолы по краям изделия; высверливание отверстий и т. д.

К преимуществам ручного изготовления стеклопластика можно отнести:

  • Относительно небольшая стоимость оснастки для изготовления стеклопластика;

  • Незначительная стоимость оборудования для изготовления стеклопластика (распылитель, валики, кисти).

Недостатки метода:

  • Значительное количество ручного труда при изготовлении изделия из стеклопластика;

  • Предварительный раскрой стеклоткани, стекломата или другого стеклянного материала;

  • Предварительная подготовка смеси полиэфирная смола — отвердитель;

  • Качество конечного изделия из стеклопластика зависит от мастерства исполнителя;

  • Относительно большое время изготовления изделия из стеклопластика;

  • Низкая скорость оборачиваемости оснастки.

 

Производство изделий из стеклопластика методом ручной формовки

Дата публикации: 02.06.2017 06:56

Производство изделий из стеклопластика: Ручная формовка 

Ручная, или контактная, формовка — один из наиболее популярных и простых способов производства изделий из стеклопластика. Так как он предполагает ручной труд, качество продукции во многом зависит от квалификации и мастерства исполнителя.  

 

Преимущества формования стеклопластика ручным способом  

 

Технология ручного формования стеклопластика позволяет: 

​ получать с нуля детали и оснастки любой формы и назначения; 

​ изготавливать изделия на заказ, в том числе нестандартные и эксклюзивные; 

​ выпускать продукцию без покупки и установки дорогостоящей техники. 

 

Основные этапы формования стеклопластика  

 

Для изготовления изделия из стеклопластика нужна матрица и модель. Последнюю чаще всего производят из МДФ или конструкционного пластика, реже — из гипса, глины, металла. С модели делают форму-матрицу. Для ее получения используют специальную смолу и гелькоут. От обычных они отличаются отсутствием усадки и прочностью. Помимо модели и матрицы, конструкционных смол и разделительных составов, для производства продукции также нужна стеклоткань и набор инструментов. 

Процесс формования стеклопластика начинается с нанесения на матрицу напылителем или вручную гелькоута, который предварительно был смешан с отвердителем. Гелькоут в данном случае служит декоративно-защитным слоем изделия. Его делают на основе ненасыщенного полиэфира. В зависимости от назначения, гелькоут может обладать такими свойствами, как гигроскопичнось, электропроводность, устойчивость к кислотам и щелочам, а также высоким и низким температурам. Цвет изделия выбирается согласно стандарту RAL K7.

 

После того, как данный слой высох, в матрицу аккуратно помещают заранее раскроенный стекломат пропитанный смолой, равномерно распределяя его внутри формы. Слой стекломата как можно сильнее прикатывают валиком. В труднодоступных местах используют кисть для того, чтобы убрать пузырьки воздуха между стекломатом и формой. Если воздух останется, это в дальнейшем приведет к разрушению слоя. На количество слоев стекломата влияет требуемая толщина изделия. Один слой стекломата дает толщину примерно 1 мм.

 

После того, как отвердел стеклопластик, изделие извлекают из формы. Завершается процесс производства изделия из стеклопластика механической обработкой, в том числе обрезанием технологических фланцев. Допускается механическая полировка изделия.

Формование стеклопластика (ручная формовка). Метод контактного формования стеклопластика.

 

Для создания изделий из стеклопластика нашей компанией «Нева-Композит» используется несколько методов. Одним из основных методов является ручная формовка стеклопластика, с ее помощью выпускаются изделия различных параметров и размеров. Продукция, полученная именно таким методом, дополнительно защищается от воздействия окружающей среды или химических препаратов с помощью высокосмолистого покрытия. Этим поверхностным слоем толщиной от 0,3 до 0, 6 мм покрывается пресс-форма. 

 

Поверхностный слой определяет цветовое решение изделия из стеклопластика. Обычно производители предлагают потребителям качественную продукцию из стеклопластика самых разнообразных цветов – спокойных или ярких. При производстве товаров для жестких условий эксплуатации поверхностный слой укрепляется стекловолокном. Поверхностное покрытие (гелькоут) может наноситься кисточкой или при помощи распылителя. 

 

Стеклопластик представляет собой смесь таких веществ как отвердитель, стекловолокно, полиэфирная смола. Все составные чередуются, стеклоткань пропитывается смесью смолы и отвердителя, которая также наносится с помощью кисточки или шпателя. Может применяться рифленый валик или обтянутый мехом. При чередовании материалов очень важно не допустить появления пузырьков. 

 

Метод контактного формования имеет особенность — это нанесение покрытий вручную, при этом создаются изделия с толщиной стенок от 2 до 10 мм. 

 

Выполняется ручная формовка стеклопластика в несколько этапов:

 

• Первым наносится антиадгезивный слой, он должен просохнуть.

 

• Потом укладывается поверхностный слой.

 

• Следующий этап – нанесение полимера, выполнение армирования, нанесения слоя из специального материала воздушной сушки.

 

• После того как изделие полностью высохнет, оно аккуратно достается из формы, предается термообработке. 

 

Очень важно соблюдать равномерное распределение материала, в противном случае стенки изделия будут коробиться. Стекловолокно, которое используется для армирования, укладывается не встык, а внахлест. 

 

Контактное формование стеклопластика — малопроизводительная технология, но она необходима для создания изделий больших габаритов или сложной конструкции. Также данная технология применяется при производстве первых, опытных образцов.

Ручная формовка — БелКарПластик

Ручная формовка применяется в основном при изготовлении изделий из стеклопластика.

Технология ручного формования:
Производство стеклопластика методом ручного формования получило широкое распространение, благодаря своей экономичности и небольшому капиталовложению. Изготовление стеклопластика ручным формованием применяется при выпуске изделий малыми и средними партиями, отдельными экземплярами.
Процесс ручного формования состоит из нескольких этапов. После подготовки матрицы на нее наносят гелькоут, выступающий в качестве защитного и декоративного слоя. Наружная поверхность изделия формируется гелькоутами различных оттенков в соответствии с требованиями заказчика. Благодаря гелькоуту, изделие из стеклопластика приобретает надежную защиту от влаги и химических веществ и ультрафиолета.
Формование изделия осуществляется после высыхания защитного слоя. Стекоматериал (стекломат, стеклоткань) раскраивается и помещается в матрицу. Для пропитки стеклоткани или стекломата используется мягкий валик или кисть. Для пропитки используют смесь полиэфирной смолы и отвердителя. Стеклопластик — композитный материалам. В его состав входят стекломат/стеклоткань, отвердитель, полиэфирная смола.
На завершающем этапе не отвержденный стеклопластик подвергается прикатке с помощью жесткого валика, что позволяет избавиться от пузырьков воздуха в материале. Достать изделие из матрицы можно только после полного отверждения стеклопластика. Дальнейшая обработка проводится в соответствии с требованиями к размерам и форме изделия: сверлятся отверстия, обрезаются излишки, равняются края.

Производительность и качество при ручной формовке низкие и поэтому она применяется в основном в штучном и экспериментальном производстве, а так же в мелкосерийном, если требования к качеству не высоки.

Кроме того, процесс формовки в открытой матрице очень подвержен влиянию окружающей среды. Даже незначительные колебания влажности и температуры отрицательно влияют на процесс полимеризации и как следствие на прочностные и геометрические параметры изделия.

Время процесса ручного формования детали площадью 1кв. метр толщиной 2,5мм в три слоя составляет около 30 минут и зависит от квалификации формовщика.

Недостатками ручной формовки, кроме упомянутых выше, являются невозможность получения двусторонних деталей и невозможность обеспечить соблюдения толщины на фланцах и в посадочных местах.

Основное достоинство данной технологии это то, что затраты на подготовку такого производства очень низки. Ходимость такой матрицы при тщательном соблюдении технологии 1-2 тысячи съёмов. При производстве партий более 2000 штук с одной стороны возникают проблемы с тиражированием оснастки, а с другой стороны уже становится целесообразным применение более дорогостоящей и производительной оснастки.

Разновидностями ручной формовки являются:

— формовка с применением распылителей для нанесения формовочной массы.

— формовка в открытой матрице с применением вакуумного мешка.

Ручное формование

Производство стеклопластика методом ручного формования получило широкое распространение, благодаря своей экономичности и небольшому капиталовложению. Изготовление стеклопластика ручным формованием применяется при выпуске изделий малыми и средними партиями, отдельными экземплярами.

Процесс ручного формования состоит из нескольких этапов. После подготовки матрицы на нее наносят гелькоут, выступающий в качестве защитного и декоративного слоя. Наружная поверхность изделия формируется гелькоутами различных оттенков в соответствии с требованиями к конечному продукту. Благодаря гелькоуту, изделие из стеклопластика приобретает надежную защиту от ультрафиолета, влаги и химических веществ.

Формование изделия осуществляется после высыхания защитного слоя. Стеклянный материал (стекломат, стеклоткань, любой армирующий наполнитель) раскраивается и помещается в матрицу. Для пропитки стеклоткани или стекломата используется мягкий валик или кисть. Для пропитки применяется смесь отвердителя и полиэфирной смолы. Стеклопластик относится к композитным материалам. В его структуру входят стекломат/стеклоткань, отвердитель, полиэфирная смола.

На завершающем этапе не отвержденный стеклопластик подвергается прикатке с помощью жесткого валика: прикатка позволяет избавиться от пузырьков воздуха в материале. Извлечь изделие из матрицы можно только после полного отверждения стеклопластика. Последующая обработка проводится в соответствии с требованиями к размерам и форме изделия: высверливаются отверстия, обрезаются излишки, выравниваются края.

Ручное формование имеет следующие преимущества:

  • Стоимость оснастки для производства стеклопластика невысока.
  • Небольшая стоимость оборудования, применяемого в процессе изготовления.

К минусам метода можно отнести следующие недостатки:

  • Привлечение ручного труда.
  • Необходимость проведения подготовительных работ: раскрой материала, подготовка смеси для пропитки.
  • Мастерство оператора определяет качество конечного изделия.
  • Изготовление изделий из стеклопластика данным методом требует временных затрат.
  • Оборачиваемость оснастки характеризуется низкой скоростью.

В результате производства изделий из стеклопластика ручным формованием остается большое количество отходов: на стенках емкости после смешивания остается полиэфирная смола, она также остается на валиках и кистях. После обрезки и при раскрое остаются куски стекломата, стеклоткани.

SammaS — Ручное формование

 

Наиболее простыми способами комбинирования стекловолокна, смолы и катализатора являются формование ручной укладкой и напыление. Для того чтобы материал соответствовал специфическим условиям эксплуатации, в смолу вводят различные армирующие материалы, добавки и наполнители.

Так как обычно к качеству поверхности предъявляются высокие требования, первой стадией формования в формах открытого типа является нанесение на их поверхность слоя специальной полимерной композиции, который называют наружным смоляным слоем (гелькоутом). После его отверждения происходит формовка изделия из стеклопластика — в форму укладывают или напыляют слои стекловолокна и смолы с добавкой катализатора, а затем уплотняют материал в форме.

При формовании ручной укладкой применяют стекловолокно в виде стекломатов, стеклотканей, ровинговой ткани. Смолу и катализатор или предварительно смешивают в какой-нибудь емкости, после чего наносят кистью или резиновым валиком, или же напыляют с помощью специального распылителя, причем в этом случае смешение компонентов происходит в момент распыления.

При формовании напылением стекловолокно предварительно измельчается на короткие отрезки (штапельки) и в процессе разбрызгивания перемешивается одновременно со смолой и катализатором. После того как эта смесь попадает в форму, ее уплотняют зазубренными металлическими валиками.

Метод формования ручной укладкой, основанный на использовании заранее подготовленных матов или тканей, обеспечивает высокую однородность продукции по прочности и возможность контроля показателей.

Контроль производства при формовании напылением, т.е. методом, который, по существу, является частично автоматизированным вариантом формования ручной укладкой, в значительной степени зависит от мастерства рабочего. Если допускается не очень высокая однородность деталей, то удается значительно снизить издержки благодаря меньшей стоимости ровинга, по сравнению с матами или тканями и уменьшению трудовых затрат за счет более высокой скорости внесения материала в форму.

Дополнительная экономия при формовании напылением образуется благодаря использованию дешевых наполнителей, которые заменяют более дорогие материалы (смолу и стекловолокно), позволяя при этом получать изделия с примерно такой же прочностью.

На практике часто комбинируют методы ручной укладки и напыления, чередуя слои напыленного измельченного волокна со слоями ткани или тканого ровинга.

Для получения изделий Сэндвичевой структуры с центральным слоем из другого материала (например, конструкций, в которых слой бальзы, пенопласта, фанеры и т. п. заключен между слоями пропитанного смолой стекловолокна) применяются оба метода: ручная укладка и напыление.

Все технологические параметры, кроме приемов укладки волокна, у обоих методов формования обычно одинаковы.

Подготовка формы

(антиадгезионная обработка)

Первой стадией при получении любого изделия в открытой форме является нанесение на ее поверхность антиадгезионного покрытия. Без этого деталь постоянно будет прилипать к форме.

В мировой практике применяется много различных антиадгезионных материалов (табл. 1). Их выбор зависит от типа формуемой поверхности, заданной степени глянцевитости готового продукта и наличия или отсутствия вторичных отделочных операций (например, окрашивания).

Тип покрытия Форма при нанесении Примечание
Парафин Пастообразная или жидкая Глянцевая поверхность; воспроизводит все детали формы; большие партии изделий.
ПВС Жидкая, напыляемая Водорастворимый, одноразового использования, смывается с изделия и формы, превосходный антиадгезионный материал; позволяет получить легко окрашиваемую поверхность.
Фторированные угле-водороды:
   силаны
   силоксаны
Жидкая, напыляемая Низкий коэффициент трения

Не дают хорошего глянца
Более дорогие

Прокладочные бумаги и антиадгезионные пленки Бумага с покрытием, целлофан, пленка из ПВС Одноразового использования
Формование плоских листов
Внутренние антиадгезионные Жидкая (проникает в наружный смоляной слой) Глянцевая поверхность; сохраняет форму всех деталей, отпадает необходимость в парафинироваиии формы; позволяет получать легко окрашиваемую поверхность.

         Таблица 1. Методы нанесения и типы антиадгезионных покрытий.

Программа подготовки формы для промышленного применения начинается с тщательного машинного шлифования и полирования новой (не бывшей в употреблении) стеклопластиковой формы. После достижения необходимого блеска наносят несколько слоев (обычно три или четыре) пастообразного парафина. Каждый слой должен быть хорошо отполирован чистой салфеткой. После нанесения очередного слоя форма выдерживается до затвердевания парафина.

Для облегчения съема готовых изделий на стадии обкатки формы периодически (после формования 1-4 шт.) на ее поверхность, поверх парафинового покрытия дополнительно напыляют поливиниловый спирт (ПВС).

После каждого цикла формования формы всегда надо полировать. Дополнительный слой парафина наносится после каждых 1-5 или более циклов в зависимости от типа парафина и условий формования. При этом необходимо следить, чтобы не образовался избыток парафина на поверхности формы (о чем свидетельствует шероховатая или матовая поверхность деталей).

Периодически, через каждые 10-20 деталей, форму чистят (для удаления всех остатков парафина и смолы) с помощью специального приспособления для зачистки форм.

Тщательная подготовка формы — один из основных этапов цикла формования. Если он выполнен правильно, изделия будут иметь хороший внешний вид и легко извлекаться из формы. Если же этим этапом вообще пренебрегают или его сокращают, то будет страдать внешний вид изделий, причем при «зависании» детали в форме и невозможности ее извлечения приходится выбрасывать и деталь, и форму.

Нанесение наружного смоляного слоя

Для получения наружного смоляного слоя (гелькоута) обычно используют полиэфирную смолу, содержащую минеральные наполнители и пигменты, но без армирующих добавок. Эта композиция наносится сначала на поверхность формы, а затем в процессе формования переходит на формуемое изделие, образуя наружный слой. Тем самым достигается образование декоративной глянцевой окрашенной поверхности с хорошими защитными свойствами, которая почти или совсем не требует последующей отделки (табл. 2).

Виды и причины появления брака на наружном смоляном слое и методы их устранения.

Вид брака Причина появления Способы устранения
Образование морщин на наружном смоляном слое при формовании Недоотвержденный или слишком тонкий смоляной слой. Смоляной слой вспучивается и отделяется от какого-то участка поверхности изделия из-за недостаточного отверждения и воздействия стирола, содержащегося в формуемой смоле Толщина невысохшей пленки должна быть не менее 0,38 мм. Смоляной слой наносить равномерно; обеспечить необходимую продолжительность отверждения смоляного слоя
Волнистость наружного смоляного слоя Слишком большая продолжительность отверждения стеклопластика Вводить больше катализатора; подобрать катализатор, обеспечивающий отверждение смолы в атмосферных условиях в течение 1ч.
Прожилки на наружном смоляном слое (в основном пастельных тонов). Полые участки под наружным смоляным слоем Спекание смоляного слоя, вызывающее неравномерность цвета покрытия Использовать более тяжелую смолу или делать формы более плоскими
Шероховатая поверхность изделий Накопление парафина Смыть парафин стиролом или отполировать специальным приспособлением
Отпечатки стекловолокна на изделии Мягкий наружный смоляной слой Применять в дальнейшем теплостойкую смолу
Звездообразные микротрещины на изделии Грубое обращение с изделием при его извлечении из формы с помощью деревянного молотка Отшлифовать изделие, нанести наружный смоляной слой; использовать парафинированную бумагу и ленту; провести повторную отделку
Образование морщин на наружном смоляном слое сразу же после нанесения Попал ацетон; вода в смоляном слое; нехватка катализатора в смоляном слое Отодвинуть распылитель от формы; увеличить степень распыления; ввести больше катализатора; обеспечить стекание пузырьков; контролировать подачу; нагреть форму
Вмятины в наружном смоляном слое (при использовании пленки из ПВС) Разделительная пленка из ПВС не высушена Увеличить продолжительность сушки; удалить влагу
Растрескивание наружного смоляного слоя Слишком тяжелое покрытие. Нижний слой не отвердел, что вызывает усадку и растрескивание смоляного слоя Не увеличивать толщину свыше 0,64 мм; обеспечивать быстрое отверждение первого слоя
Раковины на наружном смоляном слое Попадание посторонних частичек в пленку Напылять пленку в помещении, где нет пыли
Неравномерный цвет покрытия Пузырьки воздуха; плохая кроющая способность; недостаток пигментов Для улучшения растекания использовать стирол; посоветоваться с изготовителем смоляного слоя; минимальное количество пигмента не должно быть менее 10 %
Матовая поверхность Грубая поверхность формы Вторично отделать поверхность
Затруднения при удалении изделия из формы Форма не притерта; шероховатая форма; поднутрения в форме; мало парафина Применять ПВС; повторить всю процедуру подготовки формы; заполнить поднутрения; покрыть парафином все поверхности
Переход отпечатков стекла в наружный смоляной слой Слишком тонкий смоляной слой; недоотверждение пленки смолы Увеличить толщину слоя до 0,4 … 0,5 мм; удлинить цикл до полного отверждения покрытия
Накладка не соответствует наружному смоляному слою Накладка отверждается слишком быстро  Уменьшить толщину смоляного слоя; снизить концентрацию катализатора; не вводить наполнитель
Наружный смоляной слой прилипает к форме (при нанесении кистью н распылении) Неправильно подобрана или нанесена смазка для формы Нанести смазку и дать ей отвердеть. При использовании парафина дать ему полностью высохнуть, а затем отполировать. Если эти меры не помогают, поверх парафина нанести распылением пленку поливинилхлоридного спирта
Белесоватая или неглянцевая поверхность Все изделие преждевременно извлечено из формы. Загрязнение антиадгезионной смазки еще до нанесения смоляного слоя Обеспечить более полное отверждение смоляного слоя и нижнего слоя стеклопластика
Пустоты под наружным смоляным слоем Маленькие и большие плоские вздутия вызываются отделением смоляного слоя от нижнего слоя стеклопластика. Смоляной слой не должен отверждаться на воздухе до состояния без отлипа, а должен остаться липким для лучшей адгезии к нижнему слою стеклопластика Обеспечить отверждение первого слоя стеклопластика до нанесения второго, третьего и последующих слоев; тщательно проверять, не появились ли пузырьки после нанесения каждого слоя; вырубить эти места и про-шпатлевать композицией, состоящей из одной части смолы и трех частей CaCO2
Открытые раковины, вздутия и точечные отверстия на поверхности наружного смоляного слоя Воздушные включения, свободный растворитель, грязь или слишком большое выделение тепла при отверждении смоляного слоя или стеклопластика Избегать попадания воздуха в композицию для смоляного слоя при введении катализатора; дать ей отстояться некоторое время после смешения и перед распылением; содержать все емкости и рабочие поверхности в чистом состоянии
Мягкая поверхность Неравномерное отверждение Более тщательно перемешивать катализатор со смолой для наружного слоя; тщательно подбирать и наносить разделительную смазку для форм
Образование оспин Использование антиадгезионной смазки со слишком высоким поверхностным углом, препятствующим смачиванию смоляным слоем небольших участков поверхности (1,6 … 6,4 мм), вследствие чего материал стеклопластика проявляется через смоляной слой                       —

    Таблица 2. Виды и причины появления брака на наружном смоляном слое и методы их устранения.

Ручная укладка

Следующей операцией процесса формования после правильной подготовки формы и нанесения наружного смоляного слоя является подготовка материала.

Все типы армирующих материалов маты из рубленой стекло-пряжи, ткани и тканый ровинг — поступают в виде больших рулонов различной ширины. Лист нужной длины вырубается из рулона, а затем, при необходимости, обрезается по шаблону с помощью универсального бритвенного ножа, больших ножниц или электрической машины для резки тканей, аналогичной применяемым в швейной промышленности.

Затем тщательно смешивают заранее отмеренные количества смолы и катализатора. Композицию можно наносить на стекловолокно как вне формы, так и внутри нее. Для полного удаления воздуха и равномерности пропитки смолу наносят сначала на участки стекловолокна в верхней части формы. Для уплотнения материала по форме и удаления пузырьков воздуха используют щетки, резиновые и зубчатые валики (или в некоторых случаях мохеровые валики). Как уже отмечалось, смесь катализатора со смолой можно наносить на стекловолокно распылителем, который автоматически дозирует и смешивает компоненты.

Особое внимание следует уделять нанесению первого слоя (часто для этого используют стекловуаль или мата с развесом ~230 г/м2), чтобы не допустить образования воздушных пузырьков между армирующим стекловолокном и наружным смоляным слоем (гелькоутом).

После этого уже можно наносить необходимое число слоев мата и (или) тканого ровинга до достижения расчетной суммарной толщины (и, следовательно, прочности). Слои мата и тканого ровинга следует чередовать для обеспечения хорошей межслойной прочности сцепления, предотвращения появления воздушных включений и получения максимальной прочности.

 Виды и причины появления брака и методы их устранения при формовании ручной укладкой

Вид брака Причина появления Способы устранения
При отверждении образуются утолщенные жгуты или нитевидные дефекты Преждевременное отверждение Емкости для смешения должны быть чистыми и не иметь остатков ранее приготовленных композиций для наружного смоляного слоя. Можно использовать бывшие в употреблении емкости
Образование мелких и крупных трещин Причиной более крупных трещин являются слишком толстые участки смоляного слоя, чрезмерное тепловыделение или утоненные микрозоны в стеклопластике. Образование мелких трещин происходит вследствие ударов потока воздуха (спереди или сзади) Обеспечить большую однородность смоляного слоя и хорошее смешение с катализатором; избегать случайных ударов, вызывающих повреждения
Волокнистая структура: беспорядочно торчащее волокно из матов или свитое наискось волокно из тканого ровинга Большое тепловыделение; материал с грубым плетением; волокно расположено слишком близко к смоляному слою Проводить поэтапное отверждение стеклопластика, использовать смолы с меньшим тепловыделением; уложить дополнительный мат перед тканым ровиигом. Лучшим способом является применение промежуточного слоя из более жесткой смолы, армированной волокном
Стекание стеклопластика с вертикальных поверхностей Слишком низкая вязкость смолы; в смоле мало загустители; высокая температура формы или помещения. Наиболее реальным путем является увеличение содержания загустителя в смоле
Пузырьки Попадание воздуха в армирующий материал после его заливки смолой Ввести в смолу 0,2% зеленого пигмента, чтобы можно было рассмотреть пузырьки; более интенсивно обработать слои щетками, резиновыми или зубчатыми валиками; если возможно, залить больше смолы еще до введения стекловолокна, так чтобы смола вытеснила воздух со дна формы
Арки над участками с небольшим радиусом кривизны в виде перекрытий и т.п. Армирующий материал слишком жесткий; радиус кривизны ниже допустимого уровня Подобрать мат или тканый ровинг с лучшей смачиваемостью или растворимостью; использовать рыхлую шпатлевку для заполнения зон с небольшим радиусом закруглений перед введением формуемого материала; изменить конструкцию формы
Тонкие поверхности Щели между перекрывающими друг друга слоями стекловолокна, вызываемые их неправильной укладкой, резкой на слишком короткие штапельки и другими причинами Устранить ошибки при укладке и резке; перед извлечением изделия из формы нанести накладки на утоненные участки; попытаться пропитать армирующий материал смолой перед его укладкой в форму
Волокна выступают изнутри через наружный слой Обычно этого не удается избежать, если маты являются единственным армирующим материалом Для образования последнего слоя использовать ткань, тканый ровинг или тонкий мат с внутренней стороны; после отверждения отшлифовать абразивной шкуркой и нанести лакокрасочное жидкое покрытие
Образование трещин и обогащенных смолой участков обычно на дне или в углублениях Стекание смолы в толстых слоях в нижние зоны, что приводит к растрескиванию вследствие тепловыделения или слишком большого соотношения между смолой и стекловолокном Ввести в смолу больше загустителя; до начала отверждения отжать избыток смолы резиновым валиком из точек, куда она стекает; ввести дополнительное количество армирующего материала
Коробление изделия Несбалансированный слоистый пластик; у изделия плоская поверхность Слои укладывать симметрично; поверхность изделия сделать слегка изогнутой
Деформация изделия Недоотверждение в форме Обеспечить полное отверждение в форме
Растрескивание около элементов жесткости Твердые включения В углу, где элемент жесткости соприкасается со стеклопластиком, сделать утолщение
Низкая ударная прочность Мало стекла; слишком большой изгиб Перейти на формование с эластичной диафрагмой; вводить больше нетканой и тканой ровницы; применять элементы жесткости или слоистую конструкцию
Смола, входящая в состав стеклопластика, медленно отверждается Зависит от окружающей температуры Варьировать количество катализатора в зависимости от окружающей температуры
При прикатывании матов валики захватывают волокна Прошло мало времени после отверждения смолы; испарение стирола; прикатка проводится слишком быстро Изменить продолжительность отверждения; отрегулировать вентиляторы; окунать валик в стирол или свежую смолу; уточнить технологию прикатки

      Таблица 3. Виды и причины появления брака и методы их устранения при формовании ручной укладкой.

 

Метод ручного формования (укладки) является самым популярным способом производства для единичных и малых партий изделий.

Преимущества ручного изготовления стеклопластика:

— Относительно небольшая стоимость оснастки для изготовления стеклопластика.
— Незначительная стоимость оборудования для изготовления стеклопластика (распылитель, валики, кисти).

Недостатки метода:

— Значительное количество ручного труда при изготовлении изделия из стеклопластика.
— Предварительный раскрой стеклоткани, стекломата или другого стеклянного материала.
— Предварительная подготовка смеси полиэфирная смола — отвердитель.
— Качество конечного изделия из стеклопластика зависит от мастерства исполнителя.
— Относительно большое время изготовления изделия из стеклопластика.
— Низкая скорость оборачиваемости оснастки.
— Большое количество отходов: полиэфирная смола на стенках емкости для смешивания, валиках, кистях;
  обрезки стеклоткани или стекломата при раскрое, обрезки облоя

Ручное формование в Нижнем Новгороде

Ручное формование, напыление

Метод ручной формовки представляет собой метод послойного укладывания в (на) форму армирующего материала (стеклоткани, например) с одновременным пропитыванием каждого слоя связующим и прикатыванием ламината (удаление воздуха) специальными валиками.

Наиболее простой по аппаратурно-технологическому оформлению. Его применяют для изготовления крупных изделий: строительных конструкций, корпусов лодок, кузовов автомобилей. Примером наиболее крупного изделия, получаемого ручной выкладкой, является корпус тральщика длиной 50 и шириной 8 м. При этом методе исключена возможность регулирования содержания наполнителя. К другим недостаткам относятся:

•     большие затраты ручного труда

•     высокие расходы на материал

•     длительный цикл изготовления изделия.

Достоинством метода является его универсальность, т.е. получение изделий практически любых форм и размеров.

Так как прикатка формуемого изделия рифленным валиком для удаления воздуха и уплотнения материала производится при низких усилиях (менее 1,5 МПа), то нагрузка на формы также невилика, в связи с чем в большинстве случаев применяют формы из стеклопластиков, которые примерно в 10 раз дешевле соответствующих форм для горячего прессования.

Низкая стоимость стеклопластиковых форм  явилась основной предпосылкой применения метода ручной выкладки в малосерийном производстве, тем более что невысокая износостойкость этих форм ограничивает срок их службы выпуском всего нескольких сотен деталей. В данной области производства изделий действуют в основном мелкие предприятия. Несмотря на перечисленные недостатки, метод ручной выкладки довольно распространен.

Напыление связующего (смолы). 

Основной принцип метода сводится к тому, что связующее подается через специальное распыляющее устройство потоком воздуха или под давлением на поверхность формы, и далее в ручную прикатывание ламината (удаление воздуха) специальными валиками.  Для данного процесса необходимо специальное оборудование, которое в конечном итоге обеспечивает  увеличение производительности труда при ручной формовке, существенную экономию в расходе материала и, что не маловажно, выведение влияния человеческого фактора на процесс подготовки связующего.

В процессе производства изделий из стеклопластика методом напыления существуют два основных направления:

  • Напыление гелькоута
  • Напыление смолы (смола + стеклоровинг)

Напыление гелькоута:

Воздушные распылители — это краскопульты с соплом 4,0 — 4,5 мм в зависимости от вязкости гелькоута. ООО «Полимерпром» предлагает оборудование производства компании «ESManufacturing» США  — распылители для напыления гелькоута и смолы серии G -. При использовании данных распылителей необходима подготовка связующего — перемешивание  смолы и отвердителя в ручную.

Безвоздушное напыление — Установки внешнего и внутреннего смешивания отвердителя с гелькоутом.  Установки представляют собой систему насосов материалов (гелькоут, отвердитель) которые пропорционально дозируют и наносят материал в форму. Представляем компанию MVP, которая предлагает целую линейку оборудованиядля напыления гелькоутов с тремя видами насосных систем.

Напыление смолы:

Воздушные распылители —  в практике данное оборудование практически не применяется.
Безвоздушное напыление — Принцип работы установок схож с установками для нанесения гелькоута. Главное отличие установок в меньшем коэффициенте мощности насоса материала. Это связано с более меньшей в 2,0 — 2,5 раза вязкости смолы по отношению к гелькоуту. Дополнительно установка обеспечивает рубку стеклоровинга, который вместе с потоком смолы наносится в (на) форму. После напыления связующего необходимо произвести прикатку ламината (удаление воздуха) специальными валиками аналогично с поцессом ручного формования.

Руководство по пресс-форме из стекловолокна

— [PDF-документ]

  • Конструкция одной формы из стекловолокна

    Стив Джонс Все права защищены, 2006 — 2007 гг.

    Простые формы из стекловолокна могут использоваться для изготовления дубликатов деталей для многих приложений

    , включая хобби и автомобилестроение .

    Это руководство покажет вам, как!

  • www.fiberglassmoldmanual.com

    2

    Содержание

    Как изготовить и использовать пресс-форму из стекловолокна…………………………………………… ……………….. 3 основных шага, необходимых для изготовления пресс-формы ………………….. ………………………………………….. … 3 Основы конструкции заглушки …………………………………… ………………………………………….. …. 4 Подготовка заглушки к формованию …………………………………. ……………………………………….. 6 Отливка поверх Розетка ……………………………………………………………………………. …………… 9 Извлечение формы из заглушки / основания …………………….. ……………………………………. 15 Подготовка формы к использованию. ………………………………………….. ………………………………….. 19 Лепка первых деталей …. ………………………………………….. ……………………………………… 20 Удаление детали из Форма …………………………………………………………………….. 2 Список материалов … ………………………………………….. ………………………………………….. …………… 26 Дополнительные, но полезные инструменты ………………………… ………………………………………….. …………… 26 Словарь терминов …………………………. ………………………………………….. ………………………. 27

    Указатель Таблица изображений

    Описание изображения pg Описание изображения pg Рисунок 1: Учитывайте форму и угол заглушки 4 Рисунок 28: Извлечение из формы 16 Рисунок 2: Образец основного корпуса 5 Рисунок 29: Использование клиньев 16 Рисунок 3: Образец 5 под носовой частью Рисунок 30: Подъем формы из пробки 17 Рисунок 4: Образец нижней части 5 Рисунок 31: Подъем Форма без пробки 17 Рисунок 5: Нанесение глины 1 6 Рисунок 32: Завершение формования 18 Рисунок 6: Нанесение глины 2 6 Рисунок 33: Готовая нижняя сторона формы 18 Рисунок 7: Глина нанесение 3 7 Рисунок 34: Нанесение воска и запотевание ПВА 19 Рисунок 8: Разделительный воск 7 Рисунок 35: Нанесение ПВА 20 Рисунок 9: Воск на 8 Рисунок 36: Подготовлено для гелькоута 20 Рисунок 10: Удаление воска 8 Рисунок 37: Использование пистолета-сброса 21 Рисунки 11 и 12: Отделение пресс-формы и распылитель 9 Рисунки 38 и 39: Удаление пузырьков воздуха 21 Рисунки 13 и 14: Разгрузочный пистолет и гелькоут 9 Рисунки 40 и 41: Обрезка 22 Рисунок 15: Распыление гелькоута 10 Рисунок 42: Удаление детали ( 1) 23 Рисунки 16 и 17: Микробаллоны и смесь смолы 11 Рисунок 43: Удаление детали (2) 23 Рисунки 18 и 19: Смесь MEKP и стеклянные нити 11 Рисунок 44: Удаление части (3) 24 Рисунок 20: Микро -шар нанесен 12 Рисунок 45: Удаление детали (4) 24 Рисунок 21: Насыщенность мата 12 Рисунок 46: Обрезка кромок 25 Рисунок 22: Нанесение мата из стекловолокна 13 Рисунок 47: Готовый корпус из стекловолокна 25 Рисунок 23: Скатывание мата 14 Рисунок 24: Нанесение кистью 14 Рисунки 25 и 26: Шлифование и окончательная обработка 15 Рисунок 27: Форма завершена 15

  • www.fiberglassmoldmanual.com

    3 Как сделать и использовать форму из стекловолокна Форма из стекловолокна используется для воспроизведения изделий из стекловолокна и представляет собой точную обратную сторону (зеркальное отображение) изделия, которое будет производиться. Это руководство поможет вам создать вашу первую форму из стекловолокна. Я воспользуюсь своим текущим проектом, чтобы проиллюстрировать процедуры изготовления пресс-формы из стекловолокна. Это руководство включает в себя множество пошаговых изображений, которые помогут вам в вашем собственном проекте. Я бы посоветовал вам для начала попрактиковаться в изготовлении слепка простого предмета.После того, как вы овладеете концепцией и навыками изготовления пресс-форм, вы сможете уверенно справляться с более сложными формами. Основные шаги, необходимые для изготовления пресс-форм В этом руководстве будут обсуждены и проиллюстрированы следующие темы. 1) Изготовление / выбор заглушки 2) Подготовка заглушки к формованию 3) Формовка поверх заглушки 4) Отсоединение формы от заглушки 5) Подготовка формы к использованию 6) Формовка ваших первых деталей 7) Список материалов, которые будут расширены в этом руководстве Базовая серия шагов, необходимых для изготовления пресс-формы и вытягивания деталей.

    1) Подготовьте заглушку с помощью разделительного воска и ПВА 2) Нанесите гелькоут для инструментов 3) Нанесите микрошарики на углы / детали 4) Нанесите пропитанный смолой стекловолоконный мат 5) Дайте форме застыть 6) Удалите форму 7) Очистите и обрежьте форму 8) Нанесите антиадгезионный воск и ПВА на поверхность формы 9) Нанесите гелькоут на форму 10) Нанесите пропитанный смолой мат на форму 11) Обрезка на этапе обрезки 12) Дайте детали полностью застыть 13) Удалите деталь из формы

    ТОС | Изображения

  • www.fiberglassmoldmanual.com

    4 Основы конструкции заглушки Чтобы приступить к изготовлению пресс-формы из стекловолокна, вы должны сначала иметь или изготовить заглушку. Заглушка — это оригинальный предмет, из которого будет браться форма из стекловолокна. Заглушка должна быть именно той, которую вы хотите скопировать, поскольку она представляет конечный продукт, который будет изготовлен из вашей формы. Если вы создаете собственную вилку для конкретной детали или предмета, потратить дополнительное время на то, чтобы сделать ее идеальной, принесет огромные дивиденды. Подумайте об этом так: гораздо легче исправить недостатки в вашей вилке, чем исправить недостатки каждой детали, которую вы создаете с помощью своей формы.Важно, чтобы вилка имела те же характеристики, которые требуются для конечного продукта. Также очень важно, чтобы выбранная вами заглушка не имела противоположных подрезов или замков. Подрезы и замки сделают трудным, если не невозможным, снятие готовой формы с заглушки, не разрушая вашу работу и не тратя впустую ваше время. Ниже приведены примеры форм в поперечном сечении, которые можно и нельзя слепить как одно целое.

    Рис. 1. Соображения о форме и угле заглушки

    Эта форма может быть отлита как одно целое.этот косяк.

    Эта форма имеет углы уклона, которые являются углами уклона этой формы, подходящими для формовки одной детали. Не подходят для литья под давлением (Positive Draft).(Отрицательная тяга)

    Ваш штекер может быть изготовлен из различных материалов. Эти материалы включают, помимо прочего, дерево, гипс, полиэфирную смолу, стекловолокно, пенополиуретан и т. Д. Материал, из которого сделана ваша заглушка, должен быть совместим с системой смол, которую вы используете. Я лично не выбирал материалы для заглушек, несовместимые со смолой, которую я использовал, я всегда спрашиваю дистрибьютора смолы, которую я буду использовать, прежде чем приступить к вырезанию заглушки.Если заглушка должна быть сделана из пористого материала, такого как дерево, пена или штукатурка, поверхность необходимо сначала заделать смолой или комбинацией бондо или шпатлевки и краски. На фотографиях на следующей странице показаны заглушки, которые я сделал для своего текущего проекта. Надеюсь, вы узнаете в них части модели Speed ​​Racers Mach 5.

    TOC | Изображения

  • www.fiberglassmoldmanual.com

    5 Рисунок 2: Образец основной части

    Основной корпус

    Рисунок 3: Образец нижней части

    Образец нижней части

    Рисунок 4: Образец нижней части

    Подхвостовая часть Хотя я не буду утомлять вас подробностями о том, как были построены части этих заглушек, я кратко расскажу, как они дошли до этого момента.Эти заглушки были изготовлены из комбинации дверной обшивки из красного дерева, пены, бондо и шпатлевки. К вашему сведению, мне нравится наносить слой бондо или шпатлевки толщиной не менее 1/8 дюйма поверх пены, чтобы создать прочную, непористую поверхность. Этим пробкам придавали форму, шлифовали и заполняли до идеального состояния. Затем я нанес три двойных слоя автомобильной грунтовки с высоким строительным слоем, отшлифуя дефекты каждого слоя между слоями с зернистостью 220 (следуйте рекомендациям производителей красок относительно времени для этой части).После того, как я удалил все оставшиеся дефекты, я постепенно отшлифовал модель с зернистостью 400, затем 600 и закончил с зернистостью 1200. На этом этапе вы не хотите удалять много материала при шлифовании. Вам нужно создать красивую гладкую поверхность, которая будет иметь отполированный вид.

    TOC | Изображения

  • www.fiberglassmoldmanual.com

    6 После завершения влажного шлифования отполируйте поверхность, нанеся слой полировальной пасты вручную или с помощью низкоскоростного буфера.Вы хотите получить гладкую глянцевую поверхность; любые царапины или шероховатые участки по крайней мере проявятся на вашей форме и могут побороть вас, когда придет время вытащить вилку из формы. Вы можете полировать пробку снова и снова, чтобы добиться желаемого результата. Подготовка заглушки для формовки Необходимые материалы: глина, воск для удаления плесени, ПВА Поскольку мои формы требуют плоской, ровной нижней стороны, я установил свои заглушки на куски покрытого меланамином ДСП толщиной в 1 дюйм, чтобы было достаточно места по периметру заглушки.Заглушки можно увидеть установленными на платах.

  • Конструкция композитных форм | Фибер Гласт

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Проверьте свои знания в области конструирования пресс-форм
    Примите участие в викторине по конструкции пресс-форм!

    Введение

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Что такое «лепка»? Формование на протяжении многих лет использовалось для формования металлических изделий, таких как панели кузова автомобилей, бытовая техника и промышленное оборудование.Штамповочные штампы по металлу громоздки, и их производство обходится в тысячи долларов. Чаще всего только более крупные компании могут позволить себе создавать, эксплуатировать и поддерживать эти инструменты. Композитные материалы предлагают рентабельный способ производить даже большие партии идентичных деталей в формах, которые он может изготовить самостоятельно.

    Из всех преимуществ композитных материалов их способность принимать сложные формы, пожалуй, является самой популярной. Когда форму необходимо воспроизвести много раз, наиболее эффективно создать инструмент или пресс-форму, в которой можно будет изготовить деталь.Формованные детали каждый раз приобретают идеальную форму и требуют небольшой дополнительной отделки.

    Еще одно преимущество композитных форм — это стоимость. Изготовить и обслуживать композитную форму гораздо дешевле, чем покупать форму из алюминия или стали.

    В этом техническом документе описаны шаги, необходимые для создания точных, высококачественных форм с низким уровнем деформации для производства композитных деталей, в том числе:

    • Подготовка заглушки
    • Типы пресс-форм
    • Материалы
    • Этап конструирования пресс-формы
    • Освобождение формы
    • Подготовка формы к использованию

    Эта статья предназначена, чтобы помочь новичкам и строителям среднего уровня получить успешные результаты с их первым проектом.Хотя многие из описанных принципов аналогичны крупномасштабным промышленным технологиям, предлагаемые предложения предназначены для использования в небольших магазинах, гаражах или мастерских, чтобы помочь людям добиться БОЛЬШИХ результатов! По этой причине приведенные примеры предназначены для упрощения и полезного использования в промышленных целях.

    Создание заглушки

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Процесс изготовления пресс-формы из стекловолокна начинается с объекта, известного как заглушка. Заглушка является точным изображением объекта, который будет изготовлен.Один из основных ключей к успеху в изготовлении пресс-формы — это правильная подготовка заглушки. Любые дефекты поверхности заглушки будут перенесены на форму, а затем на будущие детали, изготовленные из этой формы. Заглушка должна иметь ПОЛЕЗНУЮ отделку, как и детали, которые вы хотите произвести.

    Начиная процесс создания оригинальной заглушки, вы должны сначала определить тип материала, который будет использоваться. Заглушки могут быть изготовлены из различных материалов, если они имеют стабильные размеры.Эти материалы обычно включают дерево, МДФ, глину, SMC, пену и бальзу. Если заглушка должна быть сделана из пористого материала, такого как дерево или пенопласт, поверхность необходимо заделать смолой или грунтовкой. Заглушки должны иметь небольшой конус, чтобы форму можно было легко удалить. Обычно для большей заглушки требуются более жесткие и армированные материалы.

    Хотя существует множество вариантов выбора материала, наиболее распространенным выбором для создания пробок является пена. Он легко формируется, экономичен и легко доступен.Fiber Glast предлагает несколько вариантов для ваших потребностей в сборке пробок, включая # 440-C / 441-C / 442-C / 443-C 2 фунта. Листы пенополиизоцианурата, # 448-D, 6 фунтов. Листы из пенополиизоцианурата, # 445-A Шестифутовые блоки из пенополиизоцианурата. Пенополиизоцианурат на протяжении многих лет является излюбленным материалом создателей выкройки. Вы можете вырезать, вырезать, шлифовать и лепить практически любую форму. Хотя этот пенопласт легко обрабатывается на станке с ЧПУ, он не должен подвергаться горячей сварке. Профессиональных результатов можно достичь, используя различные ручные инструменты для распиливания, вырезания, строгания и сглаживания вашей формы.Листы полиизоцианурата можно склеивать с помощью аэрозольного клея №1404-A 3M Super 77 ™ для формирования более толстых блоков для формования функциональных деталей без формы.

    Другой вариант пенопласта для пробок — это смешать и залить пеной. Мы предлагаем две плотности смешивания и заливки пен — # 25/326 2 фунта. Полиуретановая смесь и # 625/626 6 фунтов. Полиуретановая смесь и заливочная пена. В отличие от пен из полиэстера и полистирола, пенополиуретан совместим с системами полиэфирных и эпоксидных смол. Из-за своей мелкоячеистой структуры наша пена для смешивания и заливки часто используется для изготовления детализированных заглушек и скульптур.

    После того, как пробка будет должным образом отформована и отшлифована, обработайте пробку высококачественной грунтовкой для обработки поверхностей, например, # 1041 Duratec Grey Surfacing Primer. Эти материалы можно легко шлифовать и полировать до степени «А». Для более подробного обсуждения создания вашей вилки, пожалуйста, прочтите статью нашего Учебного центра «Руководство по конструкции вилки».

    Виды пресс-форм

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Наружные и женские формы — это два основных типа форм, но они дают существенно разные готовые детали.Самый дешевый и трудоемкий метод — это мужской (или положительный) слепок. Это форма, которая имитирует окончательную форму детали путем изготовления по ее внешней поверхности. Это правда, что этот тип пресс-формы строится быстрее, но каждая изготовленная деталь будет иметь грубую внешнюю текстуру, которая требует кропотливой обработки. При ламинировании деталь также будет «расти». Обычно это нежелательно, если только плесень намеренно не уменьшена в размерах в ожидании ее роста. Формы с наружной резьбой следует использовать, когда производится менее 5-10 деталей, и не следует использовать, когда требуется эстетически совершенная отделка.Более крупный производственный цикл обычно требует затрат времени и средств, связанных с матричными пресс-формами. Оставшаяся часть этого технического документа будет посвящена в основном созданию женских форм, но мужские формы могут быть изготовлены с использованием тех же материалов.

    Матричные (или полые) формы, как правило, более дороги, но они предлагают множество преимуществ для средних и крупных производственных циклов, а также для применений, требующих идеальной косметической отделки. Время обработки значительно сокращается, поскольку каждая деталь имеет гладкую внешнюю поверхность.Матричные формы также подходят для использования с материалами сердцевины, поскольку внешняя оболочка всегда гладкая, независимо от того, насколько непоследовательно сердцевина используется внутри детали. Для вакуумной упаковки можно использовать пресс-форму любого типа, но охватывающие пресс-формы обычно легче герметизировать, обеспечивая при этом хорошие характеристики поверхности. Если производится более 5-10 деталей, требующих гладкой отделки, матрицы стоит дополнительных усилий.

    Пресс-формы иногда изготавливаются как с охватываемой, так и с внутренней резьбой.Эти «согласованные» формы отлично подходят для изготовления прецизионных деталей. Формы загружаются арматурой и смолой, прежде чем они будут закрыты и затянуты. Избыток смолы выдавливается, пустоты уменьшаются, а детали становятся гладкими и обработанными с обеих сторон. Пресс-формы также могут быть модифицированы для использования с вливанием или инъекцией смолы. Главное — подумать о предполагаемом использовании готовой детали и о том, какой тип пресс-формы потребуется для ее создания. Если это продумать заранее, то количество деталей, которые могут быть изготовлены, не ограничено.

    Выбор материалов

    Перед тем, как приступить к изготовлению любой формы, уделите время рассмотрению желаемых конечных результатов. Планируйте изготовить форму как минимум в 5 раз толще, чем детали, которые вы хотите вытянуть из нее. Это предотвратит коробление и возможное повреждение формы во время процесса извлечения. Конструкция пресс-формы будет зависеть от физических свойств пресс-формы, стоимости строительства и времени, необходимого для изготовления пресс-формы.То, что вы хотите от готовой детали, будет иметь прямое отношение к этим компромиссам. Тщательный учет этих факторов позволит вам с наименьшими затратами получить желаемый результат.

    При выборе материалов для изготовления пресс-форм и метода изготовления следует учитывать такие факторы, как продолжительность производственного цикла и желаемое качество обработки поверхности детали. Время и материалы, вложенные в пресс-форму вначале, в конечном итоге повлияют на количество деталей, которые вы можете изготовить, и на качество этих деталей.Другие вещи, которые следует учитывать, включают специфические модификации формы для облегчения таких процедур, как вакуумная упаковка и компрессионное формование. Чтобы упростить обе эти процедуры, стоит установить фланцы большего размера. Установочные штифты по периметру фланца также следует планировать для сложных форм с несколькими деталями, требующими точного совмещения. Наконец, подумайте, как будет удерживаться форма во время использования. Структура ящика для яиц добавит поддержки и управляемости формам сложной формы.

    Еще один важный момент, который следует учитывать, — это совместимость материалов в отношении теплового расширения. Тепловое расширение — это тенденция вещества к изменению формы, площади и объема в ответ на изменение температуры. Когда смола застывает, выделяется тепло (экзотермический эффект). Это тепло заставляет материал до определенной степени расширяться. Поскольку стекловолокно и углеродное волокно имеют разные коэффициенты теплового расширения, вы должны помнить об этом при выборе материалов. Прецизионные детали из углеродного волокна и более крупные компоненты из углеродного волокна следует изготавливать с использованием форм из углеродного волокна.Это предотвратит возможность коробления и искажения вашей новой детали.

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Способ извлечения формы из заглушки (и последующих частей из формы) также повлияет на общий дизайн и конструкцию. Первый фактор, который следует учитывать, — это угол наклона формы. Это угол сторон формы по сравнению с ее основанием. Форма с нулевой осадкой имеет плоские стороны, перпендикулярные дну. На пресс-форме с положительным уклоном стороны шире вверху, чем у основания.Детали могут быть легче извлечены из форм с положительной тягой. Стороны формы с отрицательной осадкой вверху плотнее, чем внизу. По понятным причинам детали практически невозможно извлечь из формы с отрицательной тягой. Формы, которые необходимо формовать с отрицательной тягой, должны изготавливаться в составных формах. Каждая деталь имеет положительную тягу для легкого отсоединения, но все они соединяются болтами, образуя отрицательную полость.

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Точка соединения деталей пресс-формы называется плоскостью разделения.Это воображаемая линия, которая делит отрицательный угол уклона на два положительных угла. Формы могут быть изготовлены с таким количеством плоскостей разъема, которое необходимо для полного разделения. Плоскость обычно проходит по самому высокому или самому широкому гребню пробки. Когда вы впервые беретесь за проект по изготовлению пресс-форм, полезно провести линию на заглушке с помощью фломастера. Это позволяет делать наброски методом проб и ошибок, пока вы не убедитесь, что он расположен в нужном месте. Если необходимы дальнейшие уроки, посмотрите швы лепки на пластиковых детских игрушках.Часто они сильно преувеличены и редко удаляются. Из этих примеров можно многому научиться.

    Большие детали и формы с трудом разделяются даже после того, как их края отломились. Незначительное прилипание к широким участкам и даже статическое электричество усугубляют проблему. Ожидайте худшего и планируйте заранее. Просверлите отверстия в форме и прикрепите к задней части штуцер для воздуха. Используйте глину, чтобы заполнить отверстие во время формования, чтобы смола не загрязнила воздуховод. Когда деталь будет готова к выпуску, подключите сжатый воздух, чтобы облегчить выпуск формы.Разместите фурнитуру на участках, которые позже будут обрезаны и удалены или легко отшлифованы и отремонтированы, чтобы следы от глины не повлияли на внешний вид готовых деталей.

    Выбирая фактические смолы и ткани, подходите к этому с точки зрения создания пресс-формы с наименьшими возможными затратами с учетом области применения. Практически все композитные материалы могут быть использованы в конструкции пресс-форм, но требования к деталям часто не оправдывают затрат на более экзотические материалы. Для многих деталей форма, изготовленная из полиэфирной формовочной смолы №77 и мата из рубленых прядей № 250: 1.5 унций дадут удовлетворительные результаты. Коврик обеспечивает быстрое наращивание, наряду с однородной прочностью и жесткостью, при минимальном количестве слоев (обычно 8-10 слоев). Чередование слоев мата из рубленых прядей и тканого материала повысит стабильность размеров и укрепит вашу форму.

    Использование хорошего гелькоута для инструмента, такого как наш № 188 Orange Tooling Gel Coat, распыленного до нужной толщины, значительно поможет в достижении поверхности формы класса «А». Для получения более стабильных форм используйте нашу изофталевую полиэфирную смолу №90.Изофталевая полиэфирная смола обладает лучшими прочностными характеристиками и демонстрирует меньшую усадку, чем полиэфирная смола общего назначения, что позволяет использовать ее в более сложных областях применения.

    Для некоторых деталей требуется чрезвычайно жесткая пресс-форма для обеспечения точности размеров или долговечности. В этих случаях может быть оправдано использование эпоксидного покрытия # 1098 и эпоксидной смолы для ламинирования System 2000, которые практически не дают усадки. Формы, которые будут выдерживать более высокие рабочие температуры, должны быть созданы с использованием подходящих жаропрочных материалов.В этих случаях следует использовать высокотемпературное эпоксидное покрытие для инструментов System 3300 и высокотемпературное эпоксидное покрытие.

    Коврик из рубленых прядей

    нельзя использовать с эпоксидными смолами, поскольку связующее несовместимо. Мы рекомендуем использовать стеклоткань № 245 10 унций (стиль 7500) и инструментальную ткань № 254 20 унций при изготовлении форм с эпоксидной смолой. Однако всегда начинайте с легкой поверхностной ткани (стекловолокно на 2 унции или 4 унции), чтобы свести к минимуму сквозную печать на более тяжелых материалах с рисунком.Используйте углеродное волокно и эпоксидную смолу для форм, требующих максимальной прочности и жесткости, или для форм, которые будут использоваться для создания деталей из углеродного волокна.

      Товар Описание
      # 241 — ткань из стекловолокна 2 унции Это исключительно легкое стекловолокно смачивается до прозрачного защитного барьера для печати и подходит для аэрокосмической и морской техники.
      # 262 — ткань из стекловолокна, 4 унции Это стекловолокно смачивается, образуя прозрачный защитный барьер, и его можно использовать для предотвращения сквозной печати на более тяжелых тканях под ним.
      # 245 — стеклоткань 10 унций Также известная как Style 7500, это наиболее часто используемая ткань для изготовления форм.
      # 254 — Ткань из стекловолокна 20 унций Эту ткань обычно помещают в основу пресс-формы для увеличения объема, прочности и стабильности размеров.

    Еще один вариант быстрого и простого формования — уретановые смолы. Наш ассортимент уретанов по Шору А можно использовать в качестве гибких материалов для создания форм с отрицательными углами.В отличие от композитных форм, которые не могут высвобождать детали с отрицательными углами, мягкий и податливый уретан Shore A можно согнуть (или даже отрезать) для более легкого отделения. При отливке толстых секций гибкие уретаны сохраняют достаточную стабильность размеров для формования композитных деталей. Создание форм с использованием уретанов Shore A значительно экономит труд и время по сравнению с созданием небольших композитных форм. Однако по мере того, как формы становятся больше, производители выбирают композиты из-за их веса, долговечности и экономической эффективности. Для более подробного обсуждения уретанов для изготовления пресс-форм см. Нашу статью «Литье и формование: уретаны vs.Композиты »статья Учебного центра.

    Подготовка пробки

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Одним из основных ключей к успеху в конструировании пресс-формы является правильная подготовка заглушки, которая является «оригиналом», используемым для создания охватывающей пресс-формы. Вспоминая то, что мы говорили ранее о том, чтобы начинать с мыслей о конце, вилка должна иметь отделку, по крайней мере, так же хорошо, как детали, которые вы хотите изготавливать.

    Предпочтительной отделкой поверхности для заглушки и формы должна быть отделка класса «А», что означает, что это будет полированная отделка с высоким блеском, без какой-либо пористости, царапин или дефектов.Для достижения приемлемой поверхности формы и длительного срока службы формы гораздо эффективнее удалять дефекты с поверхности заглушки, чем пытаться удалить дефекты с поверхности формы или всех последующих деталей, созданных из формы. После того, как пробка доведена до желаемой чистоты поверхности и нанесена смазка для пресс-формы, пора приступить к созданию пресс-формы из стекловолокна. Руководство по созданию вилки см. В статьях нашего учебного центра «Руководство по изготовлению вилки» и «Подготовка поверхности заглушки и техническое обслуживание поверхности пресс-формы».

    Разделительные агенты

    После того, как пробка подготовлена ​​к отделке класса «А», можно начинать строительство матрицы. Сначала на заглушку необходимо нанести смазку для пресс-формы. Это важный шаг, поскольку он позволит вам отделить форму от заглушки после того, как материалы, использованные для ее изготовления, затвердеют. Если форма не отсоединяется от заглушки должным образом, она и заглушка могут быть повреждены или разрушены, поэтому внимательно следуйте этим процедурам.

    Наиболее часто используемые разделительные агенты представляют собой традиционную комбинацию разделительного воска № 1016 и разделительной пленки № 13 ПВА. При работе с разделительным воском и ПВА следуйте этим шагам, чтобы добиться наилучшего результата:

    • Используйте чистую сухую ткань или подушечку аппликатора, чтобы нанести тонкий ровный слой разделительного воска на поверхность формы.
    • При полировке вручную нанесите полировку на небольшой участок и начните полировку в течение одной минуты после нанесения. Силовой буфер, оснащенный махровой тканью или подушечкой из овечьей шерсти, сократит рабочее время на больших поверхностях.Держите силовой буфер в постоянном движении, чтобы не допустить нарастания трения, которое может прожечь восковое покрытие. Поверхность следует отшлифовать до глянца.
    • Чтобы обеспечить полное покрытие, повторите процесс нанесения и полировки не менее трех раз при инициализации новых или восстановленных свечей.
    • Подождите один час, чтобы растворители испарились, создавая более прочный восковой барьер.

    После высыхания и полировки последнего покрытия можно наносить ПВА на заглушку.Для достижения наилучших результатов выполните следующие действия:

    • ПВА можно наносить кистью, но для достижения наилучших результатов наносите с помощью пистолета-распылителя на расстоянии 12–18 дюймов от основания.
    • Как правило, наносят в три слоя: первый — тонкий туман, позволяющий полностью высохнуть в течение 10-15 минут. Затем нанесите два более толстых слоя текучести, дайте каждому полностью высохнуть (30-45 минут каждый).
    • ПВА

    • должен образовывать гладкую глянцевую поверхность, которая не будет сжиматься или отрываться от углов или изогнутых поверхностей.
    • Может наноситься поверх полиэфирного ремонта или гелькоута в качестве поверхностного слоя для безвоздушного отверждения.

    Перед началом сборки формы к заглушке должны быть добавлены разделительные фланцы или перегородки вдоль всех плоскостей разъема, описанных ранее. Это форма, которая разделяет сегменты формы во время строительства. Эта форма удаляется после формования одной стороны. Как и сама заглушка, эти разделительные фланцы изготовлены из наименее дорогих материалов, которые в дальнейшем будут поддерживать затвердевающий стекловолокно. Известно, что глина, мазонит, вощеный картон для плакатов, тонкий лист металла и игральные карты работают.Обычно «змейку» из глины скатывают в ладони и прижимают к вилке по плоскости разъема. Когда симметрия проста, силуэтный вырез можно сделать из мазонита и прикрепить с помощью глины. Проще использовать плакатную доску или игральные карты на вилках сложной формы. Ножницы могут быстро вырезать контуры, необходимые до того, как плотина будет вставлена ​​в глину. Используйте палочку для смешивания, чтобы соскрести излишки глины со стороны, которая будет формоваться первой. Для выполнения той же работы можно сконструировать более сложные приспособления, однако этот метод обеспечит воспроизводимые результаты.

    На этом этапе любые установочные шпонки или дюбели для повторного выравнивания сегментов составной формы должны быть добавлены к разделительному фланцу. Если фланец сделан из глины, эти шпоночные пазы можно просто вставить в мягкий материал. К ним также легко добавить мазонит, потому что он обеспечивает хорошую поддержку для крепления дюбелей. Используя бумажную или металлическую плотину, просто сделайте ключ из глины и приклейте его к поверхности. Сначала будет отформован шпоночный паз, затем будет извлечена пластина, а другая часть формы будет изготовлена ​​с помощью подходящего ключа.Независимо от материала, из которого изготовлена ​​перегородка, распылите или аккуратно протрите последний слой разделительной смазки.

    Нанесение гелькоута

    Фото предоставлено IStock Photo.

    После того, как эти шаги будут выполнены, пора приступить к нанесению поверхностного покрытия. Tooling Gel Coat — это стойкое к истиранию гелевое покрытие для изготовления форм, где первостепенное значение имеют сохранение блеска, превосходная твердость, исключительная стойкость к образованию трещин и минимальное искажение. Наше гелевое покрытие Orange Tooling # 188 и Black Tooling Gel Coat # 186 идеально подходят для изготовления форм.Хотя поверхностный слой можно наносить кистью, более равномерный результат будет достигнут при его распылении. Гелевые покрытия и другие материалы для поверхностного покрытия слишком толстые для распыления с помощью обычного автомобильного распылительного оборудования, поэтому необходимо использовать специальный пистолет для нанесения гелевого покрытия с гравитационной подачей (# 120). Как правило, пистолеты для стаканов подходят для одноразовых стаканчиков, вмещающих до литра материала. После смешивания необходимого количества катализатора можно приступать к нанесению поверхностного покрытия. Как только вы начнете распыление, продолжайте движение материала; не начинайте и не останавливайтесь в конце каждого прохода, как при распылении краски через обычное сифонное оборудование.Однако будьте осторожны, иначе слишком много материала будет накапливаться слишком быстро. Используя для тестирования измеритель толщины гелевого покрытия # 122-A, нанесите на пробку однородную толщину 20-25 мил. Лучше всего этого добиться за три прохода по 7-8 мил каждый. НЕ допускайте закрепления начальных проходов перед добавлением следующего слоя. Для достижения наилучших результатов все милы должны отверждаться как одна пленка. Эпоксидные покрытия можно наносить щеткой, и при правильном смешивании проблем не возникает.

      Товар Описание
      # 188 — Гелевое покрытие Orange Tooling Это гелевое покрытие для оснастки создает стойкое к истиранию покрытие для форм с превосходной стойкостью глянца и твердостью.
      # 186 — Гелевое покрытие Black Tooling Это гелевое покрытие для оснастки создает стойкое к истиранию покрытие для форм с превосходной стойкостью глянца и твердостью.
      # 120 — Пистолет для гелевого пальто Быстрый и простой в использовании пистолет для гелькоута, используемый для изготовления деталей небольшого и среднего размера.
      # 122 — Толщиномер гелевого покрытия Простой и точный способ определить толщину вашего гелькоута.

    После нанесения поверхностного покрытия очень важно стабилизировать его с помощью первого слоя армирования. Это поможет предотвратить усадку поверхностного покрытия или отрыв от поверхности вилки. Первый слой армирования также является наиболее важным слоем в форме, который необходимо укладывать, не задерживая пузырьков воздуха. Все воздушные карманы непосредственно под поверхностным слоем склонны к растрескиванию. Когда стружка выпадает после изготовления одной или двух частей, вся поверхность формы покрывается кратерами и требует повторной обработки.

    Этот процесс также помогает предотвратить тепловую деформацию в формах из полиэстера. Через час гелькоут остынет на ощупь. Начните с нанесения слоя легкой поверхностной ткани. Облицовочные ткани служат для стабилизации гелевого покрытия на заглушке и помогают предотвратить печать через более тяжелые армирующие ткани, используемые для структуры формы. Один слой стеклоткани № 262 объемом 4 унции и полиэфирной формовочной смолы № 77 будет слегка нагреваться во время отверждения, но не настолько, чтобы исказить хрупкое поверхностное покрытие.Когда первый армирующий слой остынет на ощупь, его можно отшлифовать для подготовки к нанесению большего количества материала. Остальные слои можно довольно быстро добавить на эту стабилизированную поверхность, не опасаясь термических искажений.

    Нанесение конструкционного материала

    Фото предоставлено IStock Photo.

    Если используется мат из рубленых прядей, разорвите (не разрезайте) мат на небольшие куски. Потрепанные края хорошо сочетаются друг с другом, не задерживая воздух, как это бывает с острыми краями, остриженными ножницами.На участках фланца потребуются полосы, обрезанные до нужной ширины, чтобы они соответствовали углу разделительной перегородки. Однако это, вероятно, единственная область, где они нужны. Если используются грубые ткани, они легче ложатся на жесткие контуры, если их обрезать с рулона под углом 45 градусов. Предварительно отрежьте большую часть арматуры, чтобы можно было добавлять 2-3 слоя за раз, прежде чем смола начнет гелеобразование.

    Используя щетку с натуральной щетиной, предварительно смочите поверхность смолой с надлежащим катализатором, затем поместите мат на заглушку.Армирование впитает много смолы. Используйте кисть, чтобы добавить смолу на любые участки, на которых видны сухие пятна на вашем материале. Еще раз, начните с размещения предварительно нарезанных полос в углах, где разделительная перегородка встречается с пробкой. Затем нанесите потертые заплатки на основную поверхность внахлест на фланец. Замазку для фрезерованного стекла также можно нанести в углы такого типа, чтобы не допустить попадания воздуха.

    Раскатайте воздух из ламината и прижмите материал к поверхности пробки, по крайней мере, через каждый второй слой.Начните с использования валика со щетиной # 1105, который будет лопать множество пузырей внутри мата. Затем переключитесь на зубчатый валик насыщения, чтобы уплотнить ламинат. Обязательно используйте валик, который касается всей поверхности. Для этого приложения есть множество форм и размеров.

    В большинстве форм, в которых используется мат из рубленых прядей, используется около 8-10 слоев. Тяжелые ткани, такие как тканый ровинг № 223 или 20 унций. Tooling Fabric можно добавить после третьего слоя мата для более быстрого увеличения наращивания и прочности формы.Использование тканых материалов, таких как наши стекловолоконные ткани на 10 унций или 7-1 / 2 унций, улучшает физические свойства формы. Подумайте о чередовании рисунков переплетения ткани в диапазоне от 0/90 до 45/45 градусов, чтобы прочность оставалась однородной. Не наносите более 3-4 слоев за раз, чтобы свести к минимуму тепловыделение или экзотермию.

    Для более крупных форм, требующих большей прочности, жесткости и толщины, рассмотрите возможность использования материала многослойного сердечника. Листы из пенопласта являются наиболее распространенными материалами для сэндвич-сердечников, используемых при строительстве форм.Пенопластовый сэндвич-сердечник позволит вам создавать более толстые и жесткие формы, не добавляя значительного веса и материала к вашему проекту. Материалы сэндвич-сердечника более подробно обсуждаются в статье Центра обучения «Рекомендации по материалам сэндвич-сердечника».

    Благодаря улучшенным физическим свойствам, коррозионной стойкости и водостойкости, изофталевую полиэфирную смолу часто выбирают для форм, где стабильность размеров и механические свойства имеют решающее значение. Наша изофталевая полиэфирная смола № 90 демонстрирует меньшую усадку и позволяет создавать более прочные и долговечные формы, чем стандартные формовочные смолы общего назначения.Эта смола рекомендуется для более толстых форм и форм, требующих увеличения срока службы при изготовлении нескольких деталей.

    После того, как все слои будут размещены и должным образом отверждены, разделительную перегородку можно снять с задней части нового фланца и выбросить. Используйте чистую тряпку, чтобы стереть излишки глины, которые могут остаться на поверхности. Будьте осторожны, чтобы не поцарапать вилку при этом. Нанесите свежую смазку для пресс-формы на только что обнаженный фланец, так как это будет форма, на которой будет построен его ответный элемент.Еще раз выполните описанную выше последовательность от покрытия поверхности до окончательного армирования, пока не будут построены все сегменты формы.

    Если нужно добавить поддерживающие конструкции ящика для яиц, сейчас самое время. Большинство из них сделаны из фанеры или другого недорогого плоского материала. Сделайте бумажные шаблоны контура формы, где будет крепиться панель, чтобы уменьшить количество пропущенных отверстий. Обрежьте древесину по форме, чтобы она хорошо прилегала к форме и любым другим частям самого каркаса. Используйте смолу и арматуру, чтобы прикрепить ее к задней части формы.Таким же образом присоедините все другие похожие детали к форме и прикрепите их друг к другу, как было задумано. После отверждения это придаст пресс-форме еще большую жесткость.

    Когда все части готовы и затвердеют, пора обрезать форму и просверлить все отверстия для окончательного зажима болтов. Сначала просверлите отверстия, чтобы, если какая-либо часть формы предварительно высвободится во время обрезки, все еще выровнялось позже. На самом деле лучше всего обрезать пилой. Лезвия для лобзиков с абразивной кромкой режут быстрее и с меньшими усилиями, чем большинство пневматических шлифовальных машин.Завершение строительства по периметру.

    Извлечение формы из пробки

    Как только форма полностью затвердеет (24-48 часов), настало время для момента истины — высвободить форму из пробки! Отжимные клинья могут быть использованы для снятия формы с заглушки. Fiber Glast предлагает выпускные клинья различных размеров с разной жесткостью. Эти пластиковые клинья следует использовать вместо отверток и шпателей, потому что они не повреждают поверхность формы.Вставьте клинья по периметру формы и аккуратно постучите ими на место, равномерно продвигаясь по форме. Специальные клинья для выпуска воздуха (# 958-A), которые прикрепляются к воздушному компрессору, также могут использоваться для жестких деталей. Воздушная подушка, попадающая между пробкой и формой, создает давление, недоступное для клина. Если в заглушку был установлен фитинг для использования сжатого воздуха, подсоедините воздуховод и осторожно введите принудительный воздух между заглушкой и формой. Медленно они должны разделиться.Если проблема не устранена, легкие удары резиновым молотком могут вызвать вибрацию формы, вызывающую расслоение. Однако будьте осторожны, поскольку тяжелые удары могут сломать форму. Эти комбинированные подсказки безопасно освободят секции формы.

    Подготовка формы к использованию

    После отделения формы от пробки очистите и осмотрите ее поверхность. Остатки антиадгезива ПВА можно смыть теплой водой. Высушите поверхность и поищите серьезные дефекты.Критические проблемы должны быть устранены и устранены. Петли, отверстия для впрыска воздуха и любые другие аксессуары должны быть прикреплены в это время, если они необходимы. Если инструкции были соблюдены и при выпуске ничего не было повреждено, поверхность уже должна быть очень гладкой. Обычно смазки для форм оставляют после себя небольшую текстуру, но ее можно быстро удалить, получив поверхность класса «А». Начните с влажной шлифовки наждачной бумагой с зернистостью 400, постепенно переходите к зернистости 600, а затем к бумаге с зернистостью 1000.Промойте ведро и поверхность формы перед переходом к следующему сорту бумаги, чтобы удалить оставшуюся зернистость от предыдущей наждачной бумаги. После завершения шлифования отполируйте поверхность формы полировальным составом, например, нашим # 1102-A и # 1103-A Step 1 и 2 Mold Polish для достижения наилучших результатов. Для получения более подробной информации о подготовке поверхности формы и уходе за ней см. Наш технический документ «Подготовка поверхности заглушки и уход за поверхностью формы».

    Заключение

    Поздравляем всех, кто дошел до этого места.Теперь вы готовы приступить к реализации проектов, которые действительно могут открыть двери для новых творений. Следуя этим простым инструкциям, можно сконструировать точные, высококачественные формы без искажений для изготовления качественных композитных деталей. Эта информация в сочетании с яркой идеей дает возможность строить конструкции, которые многие считают невозможными. Надеюсь, этот технический документ вселил достаточно уверенности и энтузиазма, чтобы вы начали свой первый проект. Как всегда, если у вас есть дополнительные вопросы относительно процесса или продуктов, пожалуйста, позвоните любому из наших компетентных сотрудников по телефону 800-838-8984.

    процессов производства стекловолокна | Arrowhead Plastic

    Складывание вручную, вероятно, самый старый метод изготовления формованных деталей из стекловолокна. Этот процесс все еще используется сегодня, потому что для некоторых деталей нет другого экономичного способа производства детали. Arrowhead участвует в производстве формованных деталей из стекловолокна с помощью метода Hand Lay-Up с 1972 года. В методе изготовления деталей из стекловолокна используется односторонняя форма, в которую вручную помещается арматура из стекловолокна, углеродного волокна или кевлара. плесень.Затем мы пропитываем арматуру жидким термореактивным полимером, чаще всего полиэфиром, сложным виниловым эфиром или эпоксидными смолами. В процессе пропитывания волокна ламинату вручную придают форму поверхности формы с использованием специальных инструментов для ламинирования.

    Термин «укладка вручную» происходит от метода ручной укладки волоконной арматуры на поверхность формы. Жидкую смолу можно наносить либо вручную из контейнера, либо с помощью пистолета-распылителя (см. «Распыление» ниже), который распределяет смесь смолы и отвердителя.Затем производственный персонал «раскатывает» ламинат, чтобы материалы соответствовали контурам формы, плотно уплотняли ламинат и производили соответствующие пропорции армирования смолой и волокном. Эту комбинацию смолы и стекла теперь можно рассматривать как ламинат, и как только материалы полностью затвердеют, у вас будет формованная деталь из стекловолокна.

    Если требуется готовая косметическая поверхность, первым шагом в процессе является нанесение гелевого покрытия на поверхность формы. Затем мы строим часть из стекловолокна снаружи внутрь, начиная с финишного гелевого покрытия и затем продвигаясь через различные слои структурного ламината из стекловолокна.В зависимости от требований, можно создать множество слоев ламината из стекловолокна (или другого волокна), чтобы получить заданную толщину, отвечающую структурным требованиям приложения.

    Ручная укладка, хотя и является одним из самых основных процессов формования композитов / стекловолокна (FRP), широко используется для производства различных транспортных, морских и коммерческих продуктов. Этот процесс может быть адаптирован для удовлетворения широкого спектра производственных требований и продуктов.

    Как сделать форму из стекловолокна

    Изготовление пресс-формы из стекловолокна

    Заглушка

    Чтобы иметь форму, по которой можно разработать форму, вы должны либо построить изделие с нуля, используя дерево, гипс, полиэфирную замазку, формику, листовой металл и т. Д.или у вас должна быть под рукой готовая статья, которую вы хотите продублировать. Последний, конечно, самый быстрый метод. Вилка — это, как правило, мужская модель, во всех деталях точно такая же, как предмет, который вы хотите изготовить. Если заглушка не имеет уклона (конуса), вам будет сложно снимать детали. Если вилка имеет обратные изгибы, как у многих каноэ, вам нужно будет сделать разъемную форму, которую можно раздвигать или разбирать.

    Если на поверхности пробки есть мягкие материалы, такие как штукатурка, дерево или шпатлевка, то ее необходимо покрыть лаком или смолой , чтобы заполнить поры.Если используется штукатурка, ее необходимо высушить в духовке, а затем герметизировать.

    Чтобы форма не прилипала к пробке, пробка должна быть покрыта пластиковой пленкой, известной как «ПВА». Это пластик, растворенный в спирте, зеленого цвета. Его можно нанести кистью или распылением, но лучше всего нанести три тонких слоя, первый из которых будет «туманным слоем». Тогда внешний вид будет зеленым. Каждый слой должен высохнуть в течение получаса или около того, и на нем не должно быть луж или капель, которые могли бы испортить поверхность плесени.Для максимально легкого разделения, перед нанесением PVA, нанесите мягкий воск (TR Mold Release) , разработанный для использования с PVA. После высыхания третьего слоя ПВА на него можно аккуратно нанести покрытие из этого воска для легкого разделения.

    Форма

    Первым шагом является нанесение гелькоута , который будет поверхностью формы. Гелькоут должен быть «наружным гелькоутом» (без воска). Если необходимо снять много деталей с формы, желательно использовать гелькоут , который разработан для увеличения срока службы при использовании формы.Цвет гелькоута должен контрастировать по цвету с поверхностью детали, которую вы будете делать. Поскольку большинство деталей имеют светлый цвет, обычно используется черный гелькоут . Это облегчает нанесение светлого гелькоута равномерной толщины, так как черный будет виден сквозь тонкие пятна.

    Если гелькоут нужно наносить кистью, необходимо нанести два слоя, и первый слой должен затвердеть за несколько часов до нанесения второго слоя. Лучшее средство для нанесения гелькоута — это простой пистолет для гелькоута , специально разработанный для этой цели и легко поддающийся очистке.Желательно давление воздуха от 80 до 90 фунтов. Гелькоут необходимо наносить толщиной не менее 15 мил или кварту на каждые 25 квадратных футов поверхности. Если пробка была шероховатой, так что потребуется значительное шлифование гелькоута, нанесите дважды. Перед нанесением гелькоута его, конечно же, необходимо катализировать пероксидным отвердителем MEKp, используя от одного до двух процентов. Все гелькоуты из Bottom Paint Store включают MEKp.

    Когда гелькоут затвердеет так, что его нельзя будет поцарапать ногтем на краю формы, что занимает от 2 до 4 часов до ночи в прохладную или влажную погоду, вы готовы к «кожному покрову».”Это слой ¾ или 1 унция. мат из стекловолокна , достаточно тонкий, чтобы вы могли видеть и удалять все пузырьки воздуха, захваченные смолой, когда вы «смачиваете» мат. Смолу следует наносить мохеровым валиком или кистью до тех пор, пока не исчезнут белые волокна. Затем любые пузырьки воздуха удаляются с помощью рифленого пластикового или металлического валика для ламинирования. Используемая полиэфирная смола должна быть «смолой для укладки», не содержащей воска. При укладке стекла будьте осторожны, чтобы не вызвать чрезмерного образования катализатора.При температуре выше 75 ° F обычно достаточно одного 10-15 куб. См отвердителя на литр. Ниже 70 ° F, 20 куб. См на кварту. Не работайте при температуре ниже 65 ° F.

    При укладке стекловолоконной формы можно избежать деформации, позволяя каждому слою «оттолкнуться» или загустеть перед переходом к следующему слою. На большую плесень хорошо наносить всего один слой в день. После «кожного покрова» можно использовать 1 ½ унции. мат из стекловолокна для более быстрого наращивания. Как правило, тканый ровинг не используется в формах, поскольку рисунок переносится через форму на гелькоут.Если необходимо использовать стекловолокно с ровницей для прочности в большой форме, то его наносят после затвердевания мата толщиной 3 или 4 слоя. Требуемая толщина пресс-формы зависит от размера и формы, а также от количества снимаемых деталей. Чтобы использовать форму для лодки всего несколько раз, достаточно четырех слоев мата.

    Снятие формы с заглушки

    По возможности дайте плесени застыть в течение нескольких дней, чтобы она сохранила свою форму. Первым делом нужно обрезать излишки ламината до формованного края.Это легко делается сабельной пилой и металлорежущим полотном. Края тщательно отшлифовать до тех пор, пока не станет видна линия между формой и заглушкой. Затем заостренный «язычок» проталкивается между формой и заглушкой, чтобы разделить края. Затем стержень протягивают вокруг заглушки до тех пор, пока все края не станут свободными и не останется перемычек. Не используйте для этой цели металлические инструменты, так как они поцарапают поверхность формы. Затем форма должна высвободиться из пробки. В противном случае детали можно согнуть или осторожно постучать резиновым молотком.При необходимости воздух или вода могут быть нагнетены под давлением между пробкой и формой. Для этого в интерфейсе можно просверлить отверстие. ПВА водорастворим, что облегчает расставание под давлением воды.

    Полировка формы

    В зависимости от состояния поверхности формы ее, возможно, придется отшлифовать зерном 220, обрабатывая до 600 влажным или сухим. Затем на поверхность наносится обычная чистовая отделочная смесь, предназначенная для работы со стекловолокном. Наилучших результатов можно достичь, используя специальные составы, такие как 3M Finesse-It Marine Paste Compound , чтобы добиться зеркального блеска.

    Перед использованием формы необходимо дать ей застыть в течение недели или более, если это возможно. Обязательно используйте разделительную пленку ПВА и мягкий воск для первых 3 или 4 частей, после чего можно использовать карнаубский воск.

    Проблемы с гелькоутом

    Аллигатирование или сморщивание может возникнуть в результате:

    1. Гелькоут местами слишком тонкий

    2. Недостаточное количество отвердителя или отвердитель недостаточно смешан.

    3. Гелькоут не затвердевает достаточно долго перед укладкой мата.

    4. Ацетоноочиститель капает с валика или кисти во время укладки мата.

    Оригинальный технический товар предоставлен Fiberglass Coatings.

    Руководство по проектированию из стекловолокна и композитных материалов

    Цель данного руководства по проектированию — предоставить некоторую общую информацию о стекловолокне и композитных материалах и объяснить, как проектировать изделия из этих материалов. Если у вас есть конкретные вопросы, свяжитесь с нашими инженерами из Performance Composites, и они с радостью вам помогут.

    Композиционные материалы

    Композитные материалы изготавливаются путем объединения двух материалов, один из которых является армирующим материалом (волокном), а другой — матрицей (смолой). Комбинация волокна и матрицы обеспечивает характеристики, превосходящие любой из материалов, используемых по отдельности. Примерами композитных продуктов в природе являются дерево, бамбук и кость, а примером первых искусственных композитов является грязь и солома, которые использовались более 10 000 лет.

    Композитные материалы очень универсальны и используются во множестве приложений. Композитные детали обеспечивают превосходную прочность, жесткость и малый вес, и им можно придать любую форму. Идеальное применение — это большие конструкции сложной формы, такие как покрытия из стекловолокна. Композитные продукты идеально подходят для применений, где требуется высокая производительность, таких как аэрокосмическая промышленность, гоночные автомобили, катание на лодках, спортивные товары и промышленные применения. Наиболее широко используемый композитный материал — это стекловолокно в полиэфирной смоле, которое обычно называют стекловолокном.Стекловолокно легкое, устойчивое к коррозии, экономично, легко обрабатывается, имеет хорошие механические свойства и имеет более чем 50-летнюю историю. Это основной материал в таких отраслях, как судостроение и оборудование для коррозии, и он играет важную роль в таких отраслях, как архитектура, автомобилестроение, медицинское, рекреационное и промышленное оборудование.

    Типичные композитные материалы могут быть изготовлены из таких волокон, как стекловолокно, углеродное волокно (графит), кевлар, кварц и полиэстер.Волокна входят в вуаль, мат из коротких волокон, тканую ткань, однонаправленную ленту, двухосную ткань или трехосную ткань. Смолы обычно представляют собой смолы термического отверждения, такие как полиэфир, сложный виниловый эфир, эпоксидная смола, полиуретан и фенол. Смолы начинаются как жидкость и полимеризуются в процессе отверждения и затвердевают. Весовое отношение волокон к смоле может составлять от 20% волокон до 80% смолы, от 70% волокон до 30% смолы. Обычно более высокое содержание волокна обеспечивает даже лучшую прочность и жесткость, а непрерывные волокна обеспечивают лучшую прочность и жесткость.Использование композитных материалов дает инженерам возможность адаптировать комбинацию волокон и смолы к требованиям конструкции и работать лучше, чем стандартные материалы.

    Композитные материалы заменяют металлы и пластмассы во многих отраслях промышленности, а композиты являются предпочтительным материалом для многих новых применений. См. Таблицу 1 для сравнения стоимости и свойств композитных материалов товарного качества с алюминием, сталью и деревом.

    ТАБЛИЦА 1
    Стекловолокно и полиэстер Графит и эпоксидная смола Дерево (пихта Дугласа) Листы алюминия 6061 T-6 Лист стальной
    Затраты на материалы, долл. США / фунт $ 2.00-3.00 9,00–20,00 долл. США + $ 0,80 4,50–10,00 долл. США 0,50–1,00 долл. США
    Прочность, текучесть (фунт / кв. Дюйм) 30 000 60 000 2,400 35 000 60 000
    Жесткость (фунт / кв. Дюйм) 1,2 x 10 6 8 x 10 6 1.8 х 10 6 10 x 10 6 30 x 10 6
    Плотность (фунт / дюйм 3 ) .055 0,065 0,02 ,10 ,30

    Процесс производства открытой формы

    Наиболее распространенный процесс производства стекловолокна — это мокрый способ укладки или распыление с помощью измельчителя с использованием открытой формы.Форма детали определяется формой формы, и поверхность формы обычно контактирует с внешней стороной детали. Сначала на форму наносят смазку для предотвращения прилипания стекловолоконной детали к форме. Гелевое покрытие, представляющее собой пигментированную смолу, наносится на форму для придания цвету детали. Затем стекловолокно и смола наносятся на форму, и стекловолокно сжимается роликами, которые равномерно распределяют смолу и удаляют воздушные карманы. Наносят несколько слоев стекловолокна до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина.Как только смола затвердеет, деталь вынимают из формы. Лишний материал обрезается, и деталь готова к покраске и сборке. Существуют также процессы с закрытыми формами для изготовления деталей из стекловолокна.

    Процесс вакуумной инфузии (легкий RTM)

    Процесс вакуумной инфузии (VIP) — это метод, в котором для втягивания смолы в ламинат используется вакуум. Процесс выполняется сначала путем загрузки волокон ткани и материалов сердцевины в форму, затем с помощью вакуумного мешка или встречной формы для закрытия формы и создания вакуумного уплотнения.Вакуумный насос используется для удаления всего воздуха из полости и уплотнения материалов волокна и сердцевины. По-прежнему в вакууме в полость пресс-формы вводится смола для смачивания волокна. Расположение вакуумных портов и точек введения смолы необходимо тщательно спланировать, чтобы обеспечить полную инфузию смолы. Преимущество процесса вакуумной инфузии заключается в создании ламината с очень высоким содержанием волокон (до 70% волокон по весу), что позволяет создать очень прочную и жесткую деталь при минимальном весе.Вакуумная инфузия — это также эффективный процесс производства сложного ламината с множеством слоев волокон и материалов сердцевины.

    Процесс производства препрега

    Препрег — это ткань, предварительно пропитанная смолой (обычно эпоксидной). Смола отверждается до стадии B, образуя гель, который не является ни жидким, ни твердым. Материалы препрега необходимо хранить в замороженном состоянии, чтобы предотвратить его полное отверждение. Препрег разрезают и наносят на форму слоями.Затем над материалом помещается вакуумный мешок, и вакуумный насос всасывает весь воздух и сжимает слои вместе, укрепляя материалы. Затем загруженную форму помещают в печь, в которой смола разжижается и смачивает волокна. При повышении температуры смола полимеризуется и затвердевает. Преимуществами препрега являются очень жесткий контроль соотношения волокон, малое количество пустот, точное расположение ткани и однородность толщины. Препрег обычно используется для изготовления изделий из авиакосмической отрасли и легких деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.

    Информация о конструкции

    Как и любой материал, стекловолокно имеет достоинства и недостатки; однако в таких областях применения, как коррозия, производство малых и средних объемов, очень большие детали, фасонные или закругленные детали и детали, требующие высокой удельной прочности, предпочтительным материалом является стекловолокно. Стекловолокно — идеальный материал для дизайнеров, потому что детали могут быть адаптированы для придания прочности и / или жесткости в нужных направлениях и местах путем стратегического размещения материалов и ориентации волокон.Гибкость конструкции и производства стекловолокна дает возможность объединить детали и включить в деталь многие функции для дальнейшего снижения общей стоимости детали. Некоторые общие принципы проектирования перечислены ниже:

    Толщина материала Обычно диапазон от 1/16 дюйма до 1/2 дюйма. Можно использовать многослойную конструкцию для получения более легких и жестких деталей.
    Угловой радиус Рекомендуем 1/8 дюйма или больше
    Форма Дублирует форму формы.Может быть сильно очерчен. Поднутрения можно обработать с помощью составных форм.
    Допуск на размер Сторона инструмента может составлять + 0,010 дюйма инструмента
    Сторона неинструмента + 0,030 дюйма
    Обработка поверхности Сторона инструмента может относиться к классу A
    Сторона, не являющаяся инструментом, будет шероховатой, но ее можно выровнять
    Можно покрыть гелем или использовать любую другую
    Усадка

    .002 дюйм / дюйм

    Электрические свойства RF Прозрачный
    Превосходные изоляционные характеристики
    Обеспечивает экранирование от электромагнитных помех через проводящее покрытие
    Огнезащитный Смолы доступны в огнестойких приложениях, соответствующих различным спецификациям ASTM или UL
    Коррозия Смолы, предназначенные для защиты от коррозии, особенно для горячего рассола, большинства кислот, щелочей и газов хлора

    Механика и анализ композиционных материалов

    Механические свойства металла и пластика изотропны (одинаковая прочность и жесткость во всех направлениях).Механические свойства композиционных материалов анизотропны (разная прочность и жесткость в зависимости от направления волокон и нагрузки). Разница между изотропными и анизотропными свойствами усложняет анализ составной конструкции, но большинство программ FEA имеют возможности составного анализа. Анизотропные свойства композитных материалов позволяют инженеру адаптировать композитные материалы для увеличения прочности и жесткости только в тех областях и направлениях, где это необходимо, тем самым снижая вес и затраты.Наши инженеры рады помочь вам с анализом и проектированием.

    Инструмент

    Инструменты или формы используются для определения формы деталей из стекловолокна. Стеклопластиковая деталь подберет все формы и особенности форм; поэтому качество детали сильно зависит от качества пресс-формы. Формы могут быть как мужскими, так и женскими. Матричные формы являются наиболее распространенными, и они позволяют производить деталь с гладкой внешней поверхностью, а охватываемая форма обеспечивает гладкую внутреннюю поверхность (см. Рисунок ниже).

    Для очень коротких производственных циклов (менее 10 деталей) временные формы могут быть изготовлены из дерева, пенопласта, глины или гипса. Эти формы экономичны и могут быть изготовлены быстро, что позволит изготавливать недорогие прототипы деталей. Для производства больших объемов пресс-формы обычно изготавливаются из стекловолокна. Эти формы имеют ожидаемый срок службы 10+ лет и 1000+ циклов. Формы из стекловолокна недороги и обычно стоят всего в 6-10 раз дороже детали.

    Форма является зеркальным отражением детали. Для создания пресс-формы потребуется мастер (заглушка). Мастер может быть как настоящей деталью, так и изготовлен из дерева, пенопласта, гипса или глины. Точная форма и отделка мастера перенесут на форму. После того, как мастер закончен, он полируется, покрывается воском, и на нем создается форма. Технология изготовления пресс-формы аналогична изготовлению детали из стекловолокна, за исключением того, что используются инструментальные материалы (гелевое покрытие, смолы и ткань) для создания прочной пресс-формы с низкой усадкой и хорошей стабильностью размеров.После ламинирования формы ее укрепляют деревом, стекловолокном или металлической структурой, чтобы гарантировать, что она сохранит правильную форму. Затем форма снимается с мастера и запускается в производство.

    Открытые процессы формования FRP для быстрой разработки продукта

    Открытые методы формования позволяют ускорить цикл разработки продукта, потому что
    Процесс изготовления оснастки прост и относительно невысок.

    Отложение рук

    Самый простой процесс формования, ручная укладка, используется при мелкосерийном производстве крупногабаритных изделий, например.g., компоненты ветряных турбин, бетонные формы и обтекатели. Пигментированное гелевое покрытие наносится на форму для получения высококачественной поверхности. Когда гелевое покрытие затвердеет, в форму помещают армирующий стекловолокно мат и / или тканый ровинг, и катализированную смолу заливают, наносят щеткой или распыляют. Затем ручная прокатка удаляет захваченный воздух, уплотняет композит и тщательно смачивает арматуру смолой. Дополнительные слои мата или тканого ровинга и смолы добавляются для придания толщины. Катализатор или ускоритель инициирует отверждение в системе смолы, которая затвердевает композит без внешнего тепла.

    Распыление

    Похожий
    для ручной укладки распыление обеспечивает более сложную форму и более быстрое
    производство. Для распыления используется недорогая открытая форма при комнатной температуре.
    отверждающая смола и идеально подходит для изготовления больших деталей, таких как ванна / душ.
    агрегаты и вытяжные колпаки в малых и средних количествах. Рубленое волокно
    армирующая и катализированная смола наносится в форму из
    измельчитель / распылитель.

    Как и при укладке, ручная прокатка удаляет захваченный воздух и увлажняет
    армирование волокном.Тканый ровинг часто добавляют на определенных участках для
    толщина или большая прочность. Пигментированные гелькоуты можно использовать для
    получить гладкую красочную поверхность.

    • Возможен широкий диапазон размеров деталей
    • Детали имеют одну готовую поверхность и требуют вторичной обрезки
    • Лучше всего подходят для небольших, больших и / или сложных компонентов
    • Лучше всего подходят для производства <1500 деталей в год *
    • Самая низкая стоимость опция инструмента
    • Подходит для одно- или составных форм
    • Предпочтительный метод разработки прототипа — легко вносить изменения в конструкцию

    * Рекомендуемые объемы являются средними и предоставляются только в виде
    общее руководство.Фактическая объемная эффективность — более сложный вопрос
    требуя детальной статистики о детали, которую нужно изготовить.

    ресурсов

    ACMA выпускает новое издание национального стандарта руководства по стекловолоконным решеткам

    Американская ассоциация производителей композитов (ACMA; Арлингтон, Вирджиния, США) выпустила второе издание «Одобренного ANSI: руководства по композитным решеткам из стеклопластика для пултрузионных и формованных решеток и ступеней лестниц», которое было подготовлено и разработано компанией ACMA’s Fiberglass Grating Совет производителей (FGMC).Это руководство, доступное для приобретения в цифровой и бумажной форме на сайте www.acmaeducationhub.org, предлагает обзор решеток из стекловолокна и включает таблицы нагрузок, допуски и информацию для заказа, чтобы помочь инженерам и дизайнерам при выборе решеток из стекловолокна.

    Решетка из стекловолокна производится и используется с 1960-х годов. По сравнению с металлическими решетками или деревянными настилами стекловолокно обладает такими полезными свойствами, как устойчивость к коррозии и гниению, легкий вес, высокое отношение прочности к весу, электрическая и тепловая непроводимость и литые цвета.Из-за относительно низкого модуля упругости полимеров, армированных стекловолокном (FRP), решетка из стекловолокна всегда контролируется предельным состоянием эксплуатационной пригодности (прогиба), а не предельными состояниями прочности.

    Согласно ACMA, второе издание руководства по композитным решеткам из стеклопластика содержит обновления и улучшения для единой информации для безопасного и эффективного проектирования решеток из стеклопластика. Руководство состоит из трех основных разделов: таблицы нагрузок, стандартные спецификации и свод стандартных правил.Таблицы нагрузок используются инженерами в качестве справочной информации для сравнения характеристик решеток из пултрузионного и формованного стеклопластика при заданных условиях нагрузки, а также для помощи проектировщикам в выборе серии решеток. Стандартные спецификации служат руководством для инженеров и владельцев при закупке решеток и помогают разработчикам в подготовке контрактных документов, связанных с решетками из стекловолокна. Кодекс стандартной практики знакомит инженера, проектировщика и специалиста с принятыми стандартными практиками, демонстрирующими, как производители стеклопластиковых решеток руководствуются для создания качественной продукции в композитной промышленности.Кроме того, новый ресурс охватывает производственные допуски и рекомендуемые крепежные детали для поддержки установщиков, а также процедуру тестирования для контроля качества и аттестации продукта конечного пользователя.

    «ACMA стремится к более широкому использованию композитов и современных материалов для создания более устойчивых, устойчивых к коррозии и легких решений для многих продуктов, включая вещи, которые мы принимаем как должное каждый день, такие как решетки на дорожках или железобетон для наших мостов. и инфраструктура.Стандарты, такие как ANSI FRP Composites Grating Manual, помогают расширить использование композитов, предоставляя надежные данные, которые инженеры могут использовать для создания инноваций », — говорит Том Доббинс, президент ACMA.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *