Как сделать стеклопластиковую форму
IvanD › Блог › Процесс создания детали из стеклопластика
Что такое стеклопластик?
Стеклопластиком обычно зовется уже готовое изделие – совокупность материалов, технологий и работ. Чем удобен стеклопластик? Да тем, что можно изготовить любой формы деталь, какую только вообразит фантазия, будь то сабвуфер, повторяющий нижней стенкой очертания багажника, мелкосерийные крылья автомобилей своего дизайна, реплики спойлеров, обвесы, бампера, различные усовершенствования внутренних панелей салона автомобиля и многое другое.
Какие существуют методы производства изделий?
Достаточно часто требуется изготовить всего одно изделие и сэкономить время и материалы, в таком случае делается болван (макет) и прямо по нему клеится стеклопластик с последующим его выведением шпаклёвкой под покраску. Макет должен быть заведомо меньших размеров(на толщину стеклопластик+шпаклёвка.
Другой метод – изготовление изделий по матрице. Применяется для размножения (копирования, тиражирования) какого-либо изделия, а так же если делается в одном экземпляре, но есть вероятность разрушения изделия в процессе эксплуатации (например юбка бампера).
Изготовление болвана
Первым делом необходимо задать будущую форму из любых подручных материалов, наиболее распространенные перечислены ниже.
Для гладких и плавных искривленных плоскостей обычно используют натянутую ткань между жесткими краями.
Для больших и крупногабаритных участков, а также для прямых длинных и тонких используется листовой металл, фанера, ДСП металлические трубы квадратного сечения и любые комбинации с этими материалами.
Для изготовления ребер часто применяется картон, вырезается профиль изделия, расставляются по основанию и либо заполняются пеной промежутки, либо натягивается ткань. Так же картон можно применять и в качестве других конечных граней, вообще при сноровке возможно и весь болван сделать из картона.
Достаточно хороший материал для болванов – пенопласт, он легко режется, шкурится, склеивается друг с другом и достаточно дешев.
Так же удобно использовать обычную монтажную пену в баллонах, она как и пенопласт легко обрабатывается.
И как вариант использование уже существующей детали из стеклопластика, с его разрезкой, добавления других фрагментов из стеклопластика и последующим их соединением в новую деталь с проклейкой заплатками стеклоткани.
После того как форма предварительная сделана, переходят к следующему этапу – выведение «под покраску». Что бы защитить пену или пенопласт от смолы, обычно несколько слоёв газет просто наклеивают на пенопласт клеем ПВА, он не пропускает смолу и является дополнительным укреплением макета, дабы смола не разъела пену. Так же плоские поверхности пенопласта возможно защитить скотчем упаковочным или алюминиевым. Для дальнейшего выведения используется на твердые поверхности сразу шпаклевка, на нетвердые желательно стеклопластик нанести, либо жесткую строительную штукатурку. Далее обрабатывается наждачками до необходимых форм и размеров.
Следующий этап необходим, если болван делается под матрицу. большинство материалов, из которых обычно строятся болваны, даже при хорошей обработке разделителями, будут впитывать в себя смолу, потому необходимо болван покрыть лаком.
Если деталь сразу делается на болване, то желательно позаботиться о том, что бы после выклейки стеклопластика можно было достать болван, пусть даже в разрушенном виде, поскольку оставление его там резко сократит срок службы самой детали из-за погодных условий.
Видео-пример изготовления детали из стеклопластика, с использованием полиэфирных смол и стекломата:
Материалы для полиэфирных смол
Для полиэфирных смол используются следующие материалы:
стекловуаль для первого слоя
для последующих слоев – стекломаты 100, 300, 450 и 600 г/м.кв. обычно 100 и 300 для первого-второго слоя, 450 и 600 для набора толщины
для внутренних углов применяется ровинг рубленый, ровинг в виде нити
для жесткости применяется стеклоткань или стеклорогожа конструкционная, но эти материалы не любят изгибов
для склейки половинок и для некоторых других случаев (заполнение углов, увеличение толщины в частных случаях) применяется аэросил размешанный в смоле либо готовая смесь Филер
для финишного (первого) слоя изделия в матрице применяется гелькоут.
Для эстетики последним слоем матрицы, а так же изделия наносится топкоут, необязательный материал.
Гелькоуты и топкоуты обычно делятся на 2 группы и каждая так же на две – для ручного нанесения(Hand маркировка Н) и для пульверизатора(Spray маркировка S), для матриц (маркировка GM) и просто изделий (для матриц повышенной износостойкостью отличается)
Смолы так же выпускаются различных модификаций, такие как матричные, уменьшенной усадки, для изделий стандартные общего применения; устойчивые к химическим средам, устойчивые к повышенной температуре, устойчивые к атмосферным воздействиям (ультрафиолету).
Меры безопасности при работе с полиэфирными смолами
Полиэфирная смола выделяет очень вредные для здоровья летучие вещества, поэтому необходимо защищать органы дыхания как минимум угольным респиратором и обязательная вентиляция помещения, иначе дикая вонь и головные боли обеспечены, возможно и расстройство здоровья.
Так же необходимо защищать руки медицинскими перчатками, что б на кожу не попадала смола.
Вкратце про эпоксидные смолы и материалы под них
Начнем с того, что эпоксидные смолы в настоящее время используются в основном для изготовления декоративного карбона, так как время кристаллизации большое, жесткость больше и соответственно изделие будет более хрупким, кроме того эпоксидная смола стоит дороже полиэфирной. Стекломатериалы для эпоксидки применяются так же специальные, так как стандартные стекломаты пропитаны специальной эмульсией, которую растворяет только полиэфирная смола.
Замешивание смол, гелькоутов
Важно не отходить от рекомендаций производителя по пропорциям смолы и отвердителя, иначе, если отвердителя перельете смола может закипеть, либо кристаллизоваться намного быстрее, чем нанесете. Если меньше нальете, то рискуете испортить все, так как смола не кристаллизуется.
Смолы необходимо замешивать столько, что б можно было ее всю использовать за примерно 20 минут работы.
В идеальном варианте можно иметь весы электронные, в более простом – шприцы, большой на 20мл для смолы и инсулиновый для отвердителя.
Снятие формы (матрицы), разделители
Рабочая температура в помещении должна быть не менее 20 градусов по Цельсию.
Первым этапом необходимо определиться, будет ли матрица из одной части или нескольких. Для этого необходимо прикинуть, сможете ли вы вытащить болван из матрицы, не разрушив его.
Далее делаются поля из тонкого листового картона, либо из пластика, приклеиваются на пластилин либо термоклей по границе матрицы, если матрица будет состоять из нескольких частей то по границе первой части и последующих нечетных. Когда будут готовы эти части матрицы, необходимо будет удалить поля и завосковать оставшиеся части изделия и поля готовых частей матрицы. Так же желательно сделать бугорки из пластилина на полях для матрицы, что бы у самих полей матрицы были контрольные пазы.
Первым делом необходимо, что бы изделие или болван были чистыми. Далее наносится воск в несколько слоев с промежуточной сушкой и Конечной полировкой. После воскования и полировки желательно нанести поливиниловый спирт CRA губкой или мягкой тканью в один слой.
Пример создания матрицы и изделия из стеклопластика:
Формула расчёта материалов для изготовления:
Расчет веса материалов (х-это знак умножения)
Площадь поверхности х количество слоев х удельный вес стеклоткани = вес стеклоткани
Вес стеклоткани х 2 (где 2 отношение к смоле 1:2)= вес смолы
Площадь поверхности х 0,6(удельный вес гелькоата 0,6кг х 1м²)= вес гелькоата
Вес смолы х 0,03(удельный вес закрепителя0,03кг* х 1кг)= вес закрепителя
Вес стеклоткани + Вес смолы + Вес гелькоата + Вес закрепителя = Вес детали (будущей)
Ламинирование ручное
Ламинирование в матрице вакуумное – инжекция и просто пакет
к преимуществам вакуумной технологии можно отнести такие вещи как: меньший расход смолы, нестесненная по времени укладка стекломатериалов, намного проще работать со смолой, более лучшее соотношение смола/стекломатериалы, в результате чего получается более легко и крепкое изделие
Инжекция
технология состоит в том, что вакуум сам распределяет смолу по стекломатериалу, далее вакуум сохраняется до кристаллизации смолы.
предварительно необходимо по периметру матрицы приклеить спираль из пвх, с ее помощью вакуум будет равномерно по всей матрице засасывать смолу.
далее наносится гелькоут. после укладываются стекломатериалы в нужном количестве, далее укладывается на всю поверхность стекломатериала проводящий смолу слой, сверху на него впитывающий слой, далее из специальной пленки делается либо мешок, в который полностью входит матрица, либо пленка приклеивается по периметру матрицы. в пленке предусматриваются два отверстия, одно под сосок для вакуума, устанавливается впритык к вакуумной магистрали, второе под сосок для подачи смолы. возможны варианты с большим количеством резервуаров для подачи смолы, все зависит от конфигурации матрицы.
когда все подготовлено включается насос. при достижении максимального вакуума, открываем магистраль подачи смолы. при заполнении полностью всего стекломатериала подачу смолы прекращают. так же на вакуумной магистрали желательно предусмотреть резервуар под лишнюю смолу.
Инструменты для ручного ламинирования
для ручного ламинирования используются кисти флейцевые, валики металлические, металл.угловые, игольчатые
Инструменты и материалы для вакуумной инжекции
-насос вакуумный
-спираль пвх
-пропускающий слой
-впитывающий слой
-соски, трубочки
-пленка вакуумная
-герлен
Видео про стеклопластик на моем канале: You-Tube канал
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:
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:
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:
Хорошо объясняет, как изготовить стеклопластик своими руками видео ниже. В качестве примера автор видео изготавливает «реснички» для фар автомобиля.
Как сделать стеклопластик
Изготовление стеклопластика своими руками
Если же рассматривать вопрос про изготовление стеклопластика своими руками, то из всех существующих технологий, предпочтение лучше отдать так называемому методу ручного формирования. О том, как сделать стеклопластик в домашних условиях и какие материалы для этого понадобятся в первую очередь, будет рассказано ниже.
Что такое стеклопластик
Стеклопластик представляет собой одну из разновидностей композитных материалов, очень широко используемых сегодня как в промышленности, так и в быту. Основными элементами стеклопластика, являются: полимерная смола, специальный наполнитель, стеклоткань и армирующие элементы.
Стеклопластик имеет относительно небольшой вес, около 300-900 грамм на 1 м², хотя во многом данный показатель зависит от толщины изделия. Как было сказано выше, для изготовления стеклопластика своими руками, предпочтительней применение метода ручного формирования, без использования дорогостоящего оборудования для этих целей.
Сам процесс изготовления стеклопластика, таким образом, выглядит так:
Заключительным этапом изготовления стеклопластика в домашних условиях, является обработка изделия после его сушки.
Изготовление стеклопластика своими руками
Итак, рассмотрим первый этап изготовления стеклопластика, который начинается с выбора материалов для матрицы. При одноразовом изготовлении стеклопластикового изделия, матрицу для этих целей можно вылить, например, из гипсового раствора. Если же нужно сделать большое количество стеклопластиковых деталей, то лучше всего использовать для этого стальную матрицу.
Теперь что касается полимерной смолы, поскольку её состав может быть также различным. Здесь всё во многом зависит от таких характеристик полученного изделия, как его:
Укладку стеклоткани в матрицу производят после её предварительного раскроя. Если матрица имеет сложную форму, то допускается использование отдельных элементов стеклоткани, для равномерного формирования слоя в матрице.
Далее производится нанесение формировочного слоя на поверхность матрицы, для удобства извлечения высохшего изделия из неё. Материалом для разделительного слоя может служить, например автомобильный воск или тефлоновый гель.
После подготовки матрицы вышеописанным способом, в неё заливается первый слой (покровный) стеклопластика. Покровный слой состоит из состава полиэфирной или эпоксидной смолы. С его использованием медлить не стоит, поскольку применять смолу нужно в течение 15 минут.
Как клеить стеклоткань
Итак, после того как покровный слой уложен, а его толщина должна варьироваться в пределах 0,4 мм, можно приступать к укладке стеклоткани в матрицу. В первую очередь укладывается самый тонкий слой стеклоткани, не более 300 г/м². При этом нужно следить, чтобы в матрице не образовались пустоты и воздушные пузыри.
Количество и толщина приклеиваемой стеклоткани в матрицу, зависит в первую очередь от того, какую прочность должно иметь изделие из стеклопластика. Последний укладываемый слой в матрицу, состоит либо из отделочной стеклоткани, либо из стекловойлока.
Когда залитый состав наберёт свою прочность, а это примерно 12-24 часа, готовое стеклопластиковое изделие извлекается из формы. Далее следует заключительный этап обработки, во время которого производится шлифовочные и полировочные работы.