Технология изготовления стеклопластиковых изделий

Стеклопластик своими руками. Самодельный стеклопластик. Характеристики и особенности применения стеклопластика. Как сделать стеклопластик своими руками

Стеклопластик, или как его еще называют фибергласс, долгое время применялся лишь в оборонной промышленности, корабле-, самолетостроении и других специфических областях, где нужны были прочные, надежные и долговечные материалы.

Но не так давно стеклопластик стал использоваться повсеместно, и сегодня его исключительные качества активно применяются в строительстве и хозяйстве.

Из чего состоит этот материал и как сделать стеклопластик своими руками – читайте в этой статье.

Характеристики

Стеклопластик отличается уникальными эксплуатационными характеристиками, благодаря которым этот материал способен выдерживать сильное давление, быть в агрессивной химической среде и обеспечивать невероятную прочность любой конструкции.

Сначала его использовали для строительства лодок, автомобилей, самолетов, затем из стеклопластика стали делать пуговицы, бытовые приборы, снегоочистительные приспособления и прочие полезные вещи.

Даже сегодня у большинства из нас сохранились старые советские агрегаты, корпус которых выполнен из прочнейшего и практически вечного стеклопластика.

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

Сегодня его используют в качестве конструкционного и теплоизоляционного материала в лодочном производстве, укрепляют корпуса катеров, ракетных двигателей, судов, автомобильные кузова и т.д.

Из него делают лопасти вертолетов, выхлопные трубы, коррозиестойкое оборудование, трубопроводы, бассейны… Список изделий, для производства которых применяется стеклопластик, просто колоссален, и если бы он исчез с планеты хотя бы на день, мир погрузился бы в хаос.

Состав

Стеклопластик представляет собой композиционный материал, который состоит из стекловолоконного наполнителя и связующего вещества. Стекловолокно представлено нитеобразными волокнами, тканью или матом. Связующее вещество – разные виды полиэфирной смолы.

Наполнитель придает материалу прочности и выполняет армирующую функцию, в то время как смола делает его монолитным и распределяет нагрузку равномерно между волокнами. Также именно смола защищает стеклопластик от разрушения агрессивными химическими веществами.

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

Свойства

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

Свойства стеклопластика:

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

Классификация

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

Так, бывают следующие виды стеклопластика:

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

На сегодняшний день существует несколько способов производства стеклопластика:

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

Как сделать стеклопластик своими руками

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

В основном самодельный стеклопластик используется для бытовых автомобильных нужд. Это самый верный и простой способ починить капот, дверцу или другую сломанную часть автомобиля.

В специализированных фирмах заранее заготовлены нужные формы и матрицы для больших деталей. Если вы хотите заняться этим самостоятельно, лучше начинать с небольших второстепенных деталей простых форм, для установки которых не требуется высокой точности.

В процессе обучения невозможно избежать ошибок и погрешностей, поэтому лучше не рисковать лишний раз.

Самодельный стеклопластик можно изготовить по следующей инструкции:

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

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

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

Источник: http://gid-str.ru/stekloplastik-svoimi-rukami

►стеклопластик

Проводим обучение технологии стеклопластика. Подробнее….

Свойства стеклопластика по технологии нашей компании:

• возможность серийного изготовления в штамп-форме изделий и деталей любых форм
• эффективный заменитель металлов, пластиков, дерева и других материалов
• низкая цена сложных изделий
• высокая скорость изготовления
• низкая теплопроводность
• любые однотонные, гранитные и даже мраморные расцветки
• гладкая монолитная поверхность без пор и трещин
• возможность изготовления рельефных поверхностей изделий
• получение изделий с глянцевой или матовой поверхностью без обработки
• полная влагостойкость
• полная светостойкость
• стойкость к бытовым загрязнителям, моющим средствам
• стойкость к химически агрессивным веществам и растворителям
• высокая механическая прочность
• упругость
• высокая стойкость к истиранию
• возможность ремонта и восстановления

Сейчас стеклопластик известен многим. Изделия из стеклопластика прочно вошли в нашу жизнь. Однако мало кто знает, из чего они сделаны, почему они так сделаны и каким образом они делаются.

Преимущество стеклопластика для создания бизнеса

У стеклопластика есть одно существенное преимущество, которое позволяет получать постоянные заказы. Это преимущество состоит в том, что изделия и детали из стеклопластика, как правило, являются составными частями более сложных изделий.

И пока фирма-заказчик продает свои сложные изделия, вы стабильно делаете для нее стеклопластиковые комплектующие, что дает достаточно высокую финансовую устойчивость. Кроме того, стеклопластиковые изделия делаются серийно, поэтому достаточно один раз отработать процесс изготовления конкретного изделия, и далее все идет по уже отработанной схеме.

Чего не скажешь о, например, изделиях из литьевого камня, где многие изделия делаются единичными экземплярами на заказ и требуется более глубокое знание и соблюдение технологии.

Зачем нужен стеклопластик?

Стеклопластик является единственным видом композитного материала, который позволяет технологично и качественно делать изделия мелкими и средними сериями буквально вручную.

Рыночная ниша стеклопластика — это производство мелких партий изделий, где еще не выгодно ставить поточную линию, но уже не выгодно производить изделия на заказ традиционным способом.

При производстве стеклопластиковых изделий вначале делается специальная штамп-форма, которой необходимо уделить много внимания и изготовить ее качественно, а затем в ней фактически вручную штампуются готовые изделия.

Защитный локер (брызговик) для спецтехники — тракторов и погрузчиков фирмы Manitou.

Если, например, с помощью традиционной металлообработки потребуется изготовить локер (как на фотографии), то необходимо будет использовать пресс и специальные пресс-формы — на форму уложить лист металла, отпрессовать его с одновременной обрезкой.

Если локер сделать литьем из пластика, то потребуется пресс-форма, термопластавтомат и автоматический станок по обрезке облоя. Обе эти технологии имеют смысл при крупносерийном производстве, для изготовления десятков тысяч изделий.

А если нужно  всего 10, 100 или даже 1000 локеров? Инвестиции не окупятся. И в этом случае начинает работать стеклопластик. Фактически это такая же штамповка, только не нужны пресса, термопластавтоматы и сложная оснастка.

Штамп-форма для производства стеклопластиковых локеров делается вручную, а затем в ней фактически штампуются уже готовые (!) локера в требуемых количествах.

По этой причине стеклопластик нашел широкое применение в изготовление локеров и спойлеров для тягачей, кабин и капотов погрузчиков, интерьерных облицовочных панелей для вагонов, наружных лицевых панелей для автобусов и тепловозов, защитно-декоративных кожухов для оборудования и т.д.

Из чего сделан стеклопластик?

Судя по названию «стеклопластик» — это композитный материал, пластик со стеклом. Конечно, в стеклопластике не то стекло, которое стоит в наших окнах. Стекло в стеклопластике в виде тончайших стеклянных волокон, которые связаны между собой или сшиты в ткани. В качестве пластика традиционно используется эпоксидная смола.

Так уже сложилось исторически, что эпоксидные клеи были широко доступны в СССР, и свободно продавались в магазинах. Поэтому многие энтузиасты до сих пор применяют их для своих изделий. Эпоксиды характеризуются отличной механической прочностью и твердостью, однако это же их свойство является и недостатком – они хрупкие.

Не зря говорят, что твердая эпоксидка похожа на стекло – с присущей стеклу хрупкостью.

Однако в настоящее время химическая промышленность шагнула далеко вперед, и появились другие виды пластиков, которые можно использовать для производства стеклопластиковых изделий. Речь идет о полиэфирных пластиках.

Изготовить стеклопластик из полиэфира легче и быстрее, чем из эпоксида, но это совершенно разные технологии, разное сырье и разная химия.

Поэтому для быстрого и качественного изготовления изделий из полиэфирного стеклопластика нужно четко следовать технологии и хотя бы на минимальном уровне знать, что такое полиэфиры, какие у них свойства, какая у них химия, какие есть нюансы при их переработке. Это позволит сэкономить деньги, время и здоровье.

Акустические подиумы для мотоцикла Honda Goldwing 1800

Модель, штамп-форма и серийный подиум (можно увидеть в нашем цехе)

Обтянутый кожей подиум, установленный на мотоцикле

Готовый стеклопластик не отличается по своим свойствам, однако стеклопластик из полиэфира обладает гораздо большей декоративностью – он может быть любого цвета или разноцветным, с рисунками и другими эффектами. Стеклянные волокна в полиэфирном стеклопластике используются другие, нежели при производстве стеклопластика на основе эпоксида.

Это связано с тем, что химия полиэфира абсолютно другая, чем химия эпоксидных групп. Но самое главное – полиэфирные пластики гораздо более безопасны и просты в работе, чем эпоксиды.

Именно по этой причине в США и Европе подавляющее большинство стеклопластика делается на основе полиэфиров, работают огромные заводы по их производству и индустрия переработки полиэфиров интенсивно развивается.

Помимо существенно большей безопасности, полиэфиры еще и гораздо дешевле эпоксидов.

Именно по этим причинам мировое производство стеклопластика из полиэфиров каждый год растет, а рынок стеклопластика из эпоксидов постоянно сокращается, эпоксиды применяют только для изготовления деталей, к которым предъявляются особо высокие требования к механической прочности, или просто для склейки (эпоксидные клеи).

Из стеклопластика на основе полиэфиров делают катера и яхты, лопасти ветрогенераторов, ванны, бассейны, трубы, емкости, детали тюнинга автомобилей, лодки, весла, облицовочные панели, кабины автобусов, трамваев и поездов, детали интерьеров вагонов и многое-многое другое.

Такая широчайшая номенклатура изделий связана с возможностью производства мелкосерийных изделий, буквально от нескольких штук. Рыночный сегмент стеклопластика – это производство оригинальных мелко и среднесерийных изделий. Здесь ему нет равных. А использование полиэфиров позволяет быстро и безопасно делать эти изделия вручную и буквально у себя в гараже.

Как сделать стеклопластик?

Наша технология является самой современной технологией для производства изделий малыми сериями. В нашей технологии для производства композитных изделий используются не эпоксидные пластики, а полиэфирные.

По сравнению с эпоксидами, полиэфиры обладают большей эластичностью и упругостью, что позволяет делать гибкие и эластичные стеклопластики. Это их свойство незаменимо там, где изделие из стеклопластика подвергается каким-то периодическим ударным нагрузкам или просто может быть случайно изогнуто.

Именно поэтому наша технология стала востребована на рынке России, где полиэфиры стали доступны в свободной продаже, но мало кто знает, как с ними можно работать.

Все аспекты изготовления стеклопластика из полиэфиров подробно отражены в технологии ручной штамповки, что позволяет производить высококачественные гражданские и промышленные изделия и детали из стеклопластика без ограничений в дизайне и применениях. И самое главное – с нашей технологией это можно сделать быстро, качественно и безопасно.

Особое применение стеклопластика — литьевые формы для искусственного камня из бетона, гипса, полимерного литьевого камня, пенополиуретана и полиуретана (тротуарная плитка, облицовочный камень и плитка, чаши фонтанов, крупногабаритные рельефные изделия, колонны, скульптура, декоративные розетки и плинтуса, балясины и т.д.). В отличие от литьевых форм искусственного камня из полистирола, АБС-пластика, полиуретана или силикона, литьевые формы из стеклопластика существенно более прочные и практически вечные, отлично передают рельеф поверхности, упругость в них сочетается с жесткостью. Литьевые формы из стеклопластика отлично держат форму искусственного камня, в них могут быть отлиты тяжелые и трехмерные изделия, и что немаловажно — они ремонтопригодны. Ремонтопригодностью обладают только литьевые формы из стеклопластика, это их уникальная особенность. Кроме того, формы из стеклопластика невозможно сломать.

https://www.youtube.com/watch?v=vmhw6fOvnn8

Стоимость изготовления 1 кв. метра изделия или литьевой формы из стеклопластика — 300-2000 руб. При этом не требуется вакуумно-формовочное, экструзионное оборудование или любое другое оборудование, нужны только ручные инструменты, аккуратность и соблюдение технологии. Срок изготовления изделий из стеклопластика или литьевой формы — несколько часов.

Третьяков Павел Андреевич

Источник: http://plural.ru/hand_stamping/grp.php

Стеклопластик своими руками

Стеклопластик получил широкую известность и популярность как в быту, так и во многих отраслях народного хозяйства.

Из этого материала производят и самые простые детали, как например пуговицы и подиума акустической системы, и сложнейшие изделия, например обшивку самолетов.

Изделия из стеклопластика можно встретить в автопроизводстве, яхтостроительстве, изготовлении легких самолетов и вертолетов и других сферах промышленного производства.

Из чего состоит стеклопластик?

В состав этого универсального материала входит полиэфирная или эпоксидная смола, которой придают нужную форму особым способом и армируют стеклотканью или стекловолокном.

Полиэфирную смолу также можно армировать тканью из углеродных волокон, стекловолокном, кевларовой тканью, стекловатой, стеклотканью, с помощью которых изделие приобретает особую прочность.

За неимением этих материалов для армирования можно использовать любую синтетическую ткань: искусственный шелк, нейлон и т.д., но изделия не будут иметь такой прочности, как при использовании стекловолокна или стеклоткани.

Что такое стеклоткань?

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

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

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

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

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

Особенности и советы по изготовлению формы для изделия из стеклопластика

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

Для выполнения формовки изделия нужно произвести ряд подготовительных работ:

• Внутренняя поверхность формы покрывается специальным веществом, способствующим свободному извлечению из нее готовой детали. Сам метод формовки заключается в том, что деталь из стекловолокна укладывается в специальную форму и пропитывается эпоксидной или полиэфирной смолой.
• Для армирования изготавливаемых деталей выбирается определенная стеклоткань в зависимости от ее внешнего вида и способности к сопротивлению действующим нагрузкам.
• Из плотной бумаги изготовляется шаблон, по которому делают разметку и вырезают стеклоткань.
• Полиэфирную смолу выбирают соответственного качества, в зависимости от назначения и эксплуатации детали. Смола содержит в своем составе красители и может отличаться химическим составом. Например, если смола предназначена для нанесения первого слоя, она называется ледяным покрытием.

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

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

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

Чем аккуратнее и опытнее исполнитель, тем больше готовых деталей получится из исходного материала. Такой способ может применяться для одной и для нескольких одинаковых деталей или небольшой серии.

Форма может быть любого размера и, как уже говорилось выше, она бывает охватываемой или охватывающей, зависимо от желаемого результата, при котором больше ценится хороший внешний вид наружной или внутренней поверхности готовой детали.

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

Из какого материала изготовляется форма?

Выбор материала для формы зависит от предназначения производства.

Например, форма из гипса применяется для изготовления всего одной детали; стальная форма может использоваться большое количество раз для изготовления нескольких тысяч деталей; а для изготовления деталей мелкими сериями лучше всего изготовить модель, с которой снимается слепок формы.

Она будет состоять из слоистого пластика, в состав которого входит стекловолокно и полиэфирная смола. Для укрепления формы профилированный картон или деревянные пластинки погружают в слоистый пластик для образования нервюр. Благодаря этому, в усиленной форме можно изготовить не одну сотню деталей.

Подготовка полотна

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

Формовка детали

Когда разделительное покрытие нанесено и высушено, можно наносить первый закрывающий слой специальной смолы (иногда с наполнителем), предназначенный для скрытия волокон стеклоткани, которые в результате нанесения смолы стают невидимыми на поверхности детали.

Толщина закрывающего слоя не должна превышать 0.4 мм. На слишком толстом слое после высыхания могут возникнуть трещины. Закрывающий слой можно и не накладывать, если наличие видимых волокон стекловолокна не имеет значения.

В этом случае сразу наносится толстый слой эпоксидной смолы.

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

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

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

Для удобства смесь можно готовить в третьей емкости небольшими равными порциями. Благодаря такому способу, можно избежать повторяющихся неоднократно приготовлений смолы и катализатора небольшими порциями.

Чтобы сделать правильную дозировку смолы, ее можно взвесить на весах или использовать дозировочную емкость необходимого объема.

Дозировка ускорителя и катализатора определяется с помощью мензурок очень маленькими порциями.

Когда покрывающий слой или первый слой смоляного покрытия станет студенистым, можно приступать к наложению первого слоя стекловолокна. Для этого используют легкий стекловойлок с показателем 300 г/1 кв.м.

При наложении каждого слоя стекловолокна необходимо следить за тем, чтобы слой ложился ровно и постепенно, заполнял пустоты и закругления. Иногда при наложении слоев стекловолокна возникают воздушные карманы.

Это происходит либо из-за слишком быстрого прижатия, либо из-за неплотного сопряжения острого угла. После укладки стекловолокно пропитывается слоем смолы, который наносится кисточкой или валиком.

Важно помнить, что каждая порция смолы рассчитывается примерно на 15 минут работы. Работая кистью, смолу нужно наносить не мазками, а как при торцевании, похлопывая концом кисти по обрабатываемой поверхности.

Когда пропитка эпоксидной смолой будет завершена, нельзя сразу пытаться отделить стекловолокно, так как отдельные волокна при этом могут приподняться и вырваться.

После слоя смолы, не дожидаясь его высыхания, накладывают следующий слой стеклоткани.

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

Выполняя такую укладку, нужно соблюдать ряд важных правил:

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

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

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

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

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

Чтобы этот способ можно было применить в крупносерийном производстве, или при производстве основы будущей детали, формы намеренно подогревают. В результате подогрева стеклянные волокна прижимаются к поверхности формы, которая сделана из перфорированного листа.

В этом состоянии их пропитывают смолой с помощью краскопульта. После этого форму с нанесенной основой несколько минут подсушивают в камере для сушки. Подсушенный полуфабрикат вынимают из временной формы и помещают в конечную форму, покрывают слоем смолы и сжимают в течение непродолжительного времени.

В результате получается готовая деталь.

Источник: http://prostostroy.com/stekloplastik-svoimi-rukami.html

Изготовления изделий из стеклопластика своими руками

Стеклопластик – один из самых распространенных композитных материалов, предназначенных для производства простых деталей, используемых для бытовых нужд, и элементов сложных машин и механизмов. В частности, прочный и легкий материал служит для изготовления корпусов яхт, обвеса автомобилей и мотоциклов, обшивки летательных аппаратов.

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

Метод ручного формования

В современном промышленном производстве используются различные технологии изготовления стеклопластика.

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

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

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

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

Выбор материалов

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

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

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

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

Подготовка стеклоткани

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

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

Разделительный слой

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

Покрывной слой

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

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

Укладка стеклоткани и пропитка смолой

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

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

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

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

Извлечение из формы и окончательная обработка

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

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

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

Правила выполнения работ

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

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

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

Источник: https://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/stekloplastik-svoimi-rukami.html