Стеклопластик своими руками

Стеклопластик своими руками

Изготовить стеклопластик своими руками хоть и не просто, но при желании научиться этому может каждый. Делая первые шаги в изготовлении деталей из стеклопластика, необходимо прежде всего уяснить для себя «азбучные истины» технологического процесса и сразу набираться опыта. И пусть конечный продукт сначала будет не особо хорошего качества, главное – получить как можно более полное представление о том, что такое стеклопластик, из чего он возникает, как себя ведет.

Константин Катарага. Стеклопластик с нуля

Содержание

Словарь терминов

Глава 1. Изготовление мастер-модели

1.1. Создание модели изделия
1.2. Обработка модели перед формованием

Глава 2. Изготовление матрицы

2.1. Нанесение декоративного слоя
2.2. Как определить готовность геля
2.3. Первый слой ламината
2.4. Следующие слои матрицы
2.5. Таблица расхода смолы и толщина в один слой ламината

Глава 3. Конструкционная часть матрицы

3.1. Усиление матрицы
3.2. Направляющие
3.3. Зажимы и крепления

Глава 4. Подготовка матрицы

4.1. Извлечение матрицы из модели
4.2. Финишная очистка матрицы
4.3. Исправление грубых ошибок

Глава 5. Формование изделия

5.1. Формование изделия
5.2. Двухсторонние изделия
5.3. Извлечение изделия из матрицы

Глава 6. Особенности конструкции матриц для некоторых видов производств

6.1. Матрицы для изделий из бетона
6.2. Матрицы для бетонных заборов
6.3. Матрицы для изготовления балясин (столбиков) методом вибролитья
6.4. Матрицы для изготовления балясин методом прессования
6.5. Матрицы для формования изделий из ПММА (акрила)

Выражаем свою искреннюю благодарность автору текста за разрешение разместить этот замечательный материал на нашем сайте. 

Применение стеклопластика в сфере рекламы

Применение стеклопластика в сфере рекламы

Стеклопластик был изобретен чуть более полувека назад. Специалистам канадской компании Inline Fiberglass удалось подобрать нужные пропорции полистироловой смолы и стеклянных волокон, соединив их методом пелтрузии. В результате получился революционных композитный материал, обладающий целым рядом доселе невиданных качеств. В нем сочетаются небольшая плотность, высокая прочность, низкая теплопроводность, устойчивость к агрессивным химическим реагентам, ультрафиолету и другим неблагоприятным климатическим факторам. Особенно важно, что фиберглас оказался чрезвычайно пластичен и долговечен. Благодаря этому он способен принимать и продолжительное время сохранять любые формы. Именно поэтому за последние полвека стеклопластик получил широчайшее применение в разнообразных областях промышленности.

Что можно изготовить из стеклопластика

Из композитных материалов сегодня производятся изделия, от которых требуется повышенная прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Речь идет о фюзеляжах легких самолетов, кузовах автомобилей, корпусах яхт, бассейнах, оконных профилях, трубопроводах высокого давления и мн. др. В США стеклопластик широко используется в изготовлении твердотопливных ракет, стартующих из-под воды. Было бы невероятно, если бы столь чудесный материал не был взят на вооружение рекламной индустрией, динамично реагирующей на все новое. И, действительно, фиберглас получил широкое применение в изготовлении разнообразных рекламных конструкций.

Прозрачные покрытия для витрин лайтбоксов

В первую очередь им заинтересовались производители и владельцы лайтбоксов, покрытия которых нередко страдают от городских вандалов. С совершенствованием технологий изготовления композитных материалов, появился прозрачный фиберглас, приближающийся по прочности к пуленепробиваемому стеклу. Он несколько дороже обычных покрытий, однако, практика доказала рентабельность его использования. Это связано с экономией, которая достигается благодаря гораздо большему времени службы стеклопластика.

Кстати, именно с помощью лайтбоксов одной из фирм, производящей высокопрочный фиберглас, удалось стремительно продвинуться на рынке, способом, который стал классикой рекламного дела. За стекло лайтбоксов были помещены не классические плакаты, а внушительные пачки долларов. Скромная надпись гласила о том, что каждый желающий может попробовать сказочно разбогатеть, попытавшись разбить стеклопластиковое покрытие произведенное организацией. Отчаявшиеся это сделать, пытались выдолбить лайтбокс из бетонной основы ломами, но были задержаны милицией.

Объемные рекламные фигуры

Другим распространенным применением композитных материалов в рекламе является изготовление объемных фигур. Плоскими изображениями уже никого не удивишь, поэтому 3D телефоны, медвежата Барни и кетчупы становятся все более востребованными. Если они талантливо сделаны, мастерски подсвечены, а вдобавок еще и вращаются, лучше рекламы придумать сложно. Для производства объемных фигур стеклопластик является идеальным материалом. Он пожаробезопасен, обладает повышенной устойчивостью к капризам погоды, не подвержен коррозии, имеет малый вес, а главное – ему не страшны выходки вандалов, которые могут испортить дорогостоящую конструкцию. Даже если поверхность царапается, благодаря высокой ремонтопригодности стеклопластика, повреждение устраняется в считанные минуты и фигура становится еще прочней.

Рекламные стелы из стеклопластика

Наконец, еще одной важной сферой применения фибергласа является изготовление из этого материала рекламных стел. Нередко они устанавливаются на автозаправках, возле торговых центров и офисов компаний, стремящихся подчеркнуть солидный подход к ведению бизнеса. Такое сооружение выглядит гораздо солиднее и эффектнее традиционных бигбордов, поскольку в составе стелы могут присутствовать трехмерные элементы. Для изготовления фигур и самой основы сегодня все чаще используется стеклопластик. Это позволяет создавать конструкции практически любой формы, что выгодно отличает их от плоских объектов. Немаловажно и то, что в фибергласовых стелах допустимо использование сменных элементов, благодаря чему можно оперативно менять перечень услуг или цены в течение считанных секунд. Вне всякого сомнения, применение стеклопластика в рекламной индустрии будет становиться все более популярным.

Основные методы изготовления стеклопластика

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.

Использование стеклопластика в промышленности

Использование стеклопластика в промышленности

Стеклопластик обладает столь очевидными достоинствами по сравнению со сплавами цветных металлов и сталью, что его повсеместное применение в промышленности уже не за горами. Такие его качества, как высокая прочность при малом весе, устойчивость против коррозии, огнестойкость, высокая ремонтопригодность и способность легко перерабатываться, уже привлекают к нему все большее внимание со стороны представителей самых различных областей промышленности.

Традиционные детали из стали и цветных металлов с большой эффективностью заменяются на аналогичные детали из стеклопластика в судостроении, автомобильной и авиационной отраслях. Увеличивается доля стеклокомпозитов в объеме производства всевозможных изделий для металлургической промышленности, машиностроения и коммунального хозяйства. Вместо устоявшихся, морально устаревающих материалов внедряются полимерные композиционные материалы в химической промышленности, энергетике, нефтегазовой отрасли.

Возрастающая востребованность стеклопластика в столь широких областях промышленности объясняется тем, что существуют две основные его разновидности:

• конструкционный стеклопластик;
• химстойкий стеклопластик.

Основное технологическое различие между ними состоит в том, что конструкционный стеклопластик изготавливается на полиэфирной смоле, а базовым связующим химстойкого стеклопластика является эпоксидная или фурановая смола. При этом в связующие основы можно добавлять специальные наполнители, что позволяет усилить то или иное свойство получившегося композита в зависимости от потребностей потребителя и условий эксплуатации стеклопластикового изделия. Так, акцент можно сделать на особой огнеупорности стеклопластика, его износостойкости или электропроводности.

Конструкционные стеклопластики очень широко сегодня используются в судостроении, особенно в маломерном флоте, при изготовлении корпусов лодок, катеров, яхт, всевозможных палубных надстроек, мачт и резервуаров. В авиационной области из композиционного материала производят детали для самолетов и вертолетов, вплоть до носовых частей легких летательных аппаратов. Конструкционный стеклопластик находит применение также в автомобилестроении, ветроэнергетике и широко представлен в других отраслях промышленности в качестве материала для труб, емкостей, защитных чехлов и кожухов.

Использование химстойкого стеклопластика существенно облегчает задачу по защите от коррозии оборудования при производстве серной кислоты, хлора и удобрений. Незаменимыми оказываются химстойкие композиты в текстильной, фармацевтической и целлюлозно-бумажной промышленности. Современные металлические емкости для переработки и хранения агрессивных жидкостей справляются со своей задачей наполовину, поскольку быстро приходят в негодность вследствие наружной коррозии. Обращение к стеклопластику позволяет забыть об этой проблеме, ведь изготовленные из него резервуары не разрушаются ни от внутренней, ни от внешней коррозии.

Стеклопластик и его характеристики

Стеклопластик и его характеристики

Стеклопластик представляет собой композиционный материал, который на 70% состоит из стеклянного наполнителя (как правило, это стеклянные волокна, жгуты, нити, ткани) и на 30% – из синтетического полимерного связующего (эпоксидные, полиэфирные смолы). Стеклянные волокна выступают в роли своеобразного скелета, который образует жесткую, прочную основу стеклопластика. Благодаря же смолам происходит равномерное распределение усилий между компонентами наполнителя, а также обеспечивается защита материала от неблагоприятного воздействия внешней среды. Есть и еще одна важная функция у связующего вещества: позволять стеклокомпозиту принимать практически любую форму и размеры, что является основной причиной его многоотраслевого использования.

Уже в самом ближайшем будущем стеклопластик превратится в один из самых востребованных материалов, и способствовать этому будут его неоспоримые достоинства:

– Превосходные электроизоляционные свойства.

– Малый удельный вес, позволяющий заменить, например, транспортную конструкцию (автомобиль, самолет, железнодорожный вагон) из черных и цветных металлов на более легкую (практически в шесть раз) из стеклокомпозита и, как следствие, существенно сократить расходы на топливо, увеличить грузоподъемность и дальность передвижения.

– Устойчивость против электрохимической коррозии и всевозможных щелочей и кислот.

– Привлекательный внешний вид, а также способность без проблем окрашиваться в любой цвет.

– Прозрачность, оптические свойства которой зачастую не уступают стеклу.

– Высокие физико-механические характеристики, благодаря которым стеклопластик превосходит отдельные сплавы цветных металлов и сталей.

– Низкая теплопроводность, позволяющая использовать стеклокомпозит в качестве теплоизоляции в судо- и вагоностроении, промышленном строительстве.

– Способность продолжительно подвергаться воздействию высоких температур, благодаря чему стеклокомпозитные светопрозрачные конструкции по пожаростойкости значительно превосходят пластиковые и тем более деревянные.

– Высокая ремонтопригодность, позволяющая легко и быстро устранить повреждения поверхности изделия (сколы, трещины). Достаточно напылить на поврежденный участок рубленое волокно или наложить пропитанную смолой стеклоткань.

Благодаря перечисленным характеристикам стеклопластик становится поистине брендовым материалом на рынке строительства, машиностроения и товаропроизводства.