Основные методы изготовления стеклопластика

Стеклопластик воистину является универсальным материалом. Он обладает высокой технической прочностью, низкой теплопроводностью, биологической и химической прочностью, совершенно не подвергается гниению, а также является превосходным диэлектриком. При горении, что может произойти в случае пожара, стеклопластик не выделяет диоксина, сильнодействующего газа, который активно образовывается при горении поливинилхлорида. Кроме того, стеклопластик вообще считается трудно горючим материалом.

Основными методами изготовления стеклопластика являются способ ручного формирования, метод напыления, метод ручной намотки, метод инжекции и метод пултрузии.

Метод ручного формирования заключается в послойном нанесении на форму (или же в саму форму) особого армирующего материала (стекломата или стеклоткани). Каждый армирующий слой обязательно пропитывается смолой, которая наносится с помощью специальной кисти или валика. После так называемой смоляной пропитки, производится дополнительная укатка материала, что позволяет равномерно распределить смолу по всей площади, а также устранить возможные пузырьки воздуха. Если в некоторых местах материала останется воздух, то в будущем они окажутся очень мягкими и без особых усилий могут быть продавлены. В этом случае деталь придется восстанавливать или же вовсе заменять новой. Именно поэтому работа по изготовлению стеклопластика должна выполняться только опытным и квалифицированным персоналом. После окончания процесса формирования, изделие извлекается из используемой формы и подвергается очередной обработке.

Главными достоинствами этого метода являются дешевизна, а также достаточная простота самого процесса изготовления материала. При данном способе изготовления стеклопластика используются всевозможные смолы, волокна, а также различные наполнители (должны быть устойчивыми по отношению к используемым смолам). Описанная технология идеально подходит для изготовления каких-либо эксклюзивных деталей, а также для небольших объемов производства.

Для метода напыления характерно использование специального пистолета, в который осуществляется подача стеклонити. Стеклонить обрубается особым пистолетным ножом на отрезки, которые уже в воздухе смешиваются со струей смолы, и, таким образом, наносятся на заготовленную форму. Как и в предыдущем методе, после завершения процесса нанесения стеклонити на форму осуществляется укатка, позволяющая избавиться от прослоек воздуха. Далее полученную заготовку оставляют для отвердевания.

Главным преимуществом представленного метода является достаточно большая скорость производства. Отсутствие необходимости в кроении стеклоткани или стекломата позволяет сэкономить достаточно много времени. Другие преимущества – дешевизна исходных материалов и малое количество отходов производства. Однако у данного способа производства стеклопластика есть и недостатки, а именно тяжелый вес конечного изделия, который объясняется обилием смол, ограниченные механические свойства полученного продукта (причиной чего является отсутствие длинных волокон), а также достаточно вредные производственные условия.

Материалы, используемые в данном методе: полиэфирные вязкие смолы, стеклонить и наполнители (любые). Данный тип производства стеклопластика наиболее распространен при мелкосерийном производстве, а также при производстве особо крупных изделий (корпусов катеров и лодок, фрагментов различных транспортных средств).

При использовании метода намотки волокна пропускаются через активированную смолу (обычно, через ванну с такой смолой). После пропитки они начинают наматываться на вращающийся сердечник. Толщину и угол намотки можно полностью контролировать путем изменения движения тележки, которая подает волокна. Таким образом, будущему изделию можно придать определенную форму и размер.

Главные преимущества данного способа изготовления стеклопластика: высокая скорость производственного процесса, прочность конечного изделия, сочетающаяся с его небольшим весом, дешевизна материалов, большой температурный диапазон эксплуатации. Основные недостатки – дороговизна оборудования, необходимого в производстве, и возможность изготовления лишь некоторых отдельных видов изделий. При данном методе допускается использование любых смол, волокон (исключение составляют лишь сшитые ткани и маты) и наполнителей. Эта технология наиболее популярна при производстве различных трубок и труб, применяемых в нефтегазовой и химической промышленностях.

Метод инжекции представляет собой следующий процесс. Стекловолоконный материал (стеклоткань или стекломат) предварительно раскраивается. Затем он выкладывается на матрицу и прижимается пуансоном, после чего осуществляется впрыскивание смолы (инжекция). После того, как материал полностью пропитается смолой, инжекцию прекращают, и материал оставляется до полного высыхания в матрице.

Основные достоинства этого метода – возможность получения деталей точного размера, с гладкой глянцевой поверхностью как с наружной, так и с внутренней стороны, высокое содержание стекла в конечной продукции, большая скорость производства и практически полное отсутствие производственных отходов. Главный недостаток – дороговизна и сложность процесса производства. При данном способе производства используются эпоксидные, винилэфирные и полиэфирные смолы, всевозможные волокна и наполнители. Данный метод является наиболее оптимальным при изготовлении стеклопластиковых изделий большим тиражом.

Последний способ производства стеклопластика – метод пултрузии. Пултрузия представляет собой процесс непрерываемой вытяжки стекломатериалов, пропитанных смолой, через специальную формообразующую фильеру, разогретую до 120-150 градусов по Цельсию. Стекломатериал в сухом состоянии сматывается с катушек и поступает в специальный станок, где пропитывается смолами. Под воздействием высокой температуры и давления он преобразуется в невероятно прочный материал. Используя данный метод, можно получить изделие любого вида.

Главные достоинства этого метода – высокая скорость и большой тираж производства, дешевизна используемых материалов, автоматизация производственного процесса. Недостаток – дороговизна используемого оборудования. При таком типе производства наполнители не используются. Необходимы лишь волокна (любые), а также винилэфирные, эпоксидные или же полиэфирные смолы. Полученные в результате использования метода пултрузии стеклопластиковые профили используются во многих отраслях: строительстве, сельском хозяйстве и производстве всевозможных вещей.