9Ноя

Как сделать матрицу для стекловолокна: Как сделать матрицу для стекловолокна — viberilodku

Содержание

Матрица из стеклопластика. Изготовление матрицы бампера. — BOSSCAR.RU

Пластилиновый макет — это какая-то недоматериализованная мысль. Уже можно потрогать, но нельзя пользоваться. Причем, пластилин при нагреве и остывании деформируется. Поэтому стоит поторопиться закрепить его стеклопластиком.

Поменять серийный руль на руль с тюнингом (анатомия + кожа)

Мне известны три способа ручного изготовления деталей из стеклопластика ( пластмассы, упрочненной стекловолокном). Но, если мы хотим повторить наше изделие, то нам не обойтись без промежуточного этапа-изготовления матрицы.

Матрица из стекловолокна это такая же деталь, только “вывернутая наизнанку” (лицевой поверхностью внутрь). Внутренняя поверхность матрицы копирует форму поверхности пластилиновой модели. Поэтому деталь, “склеенная” в матрице, будет точной копией нашей модели.

Такую сложную форму, как кузов автомобиля, необходимо разделить на фрагменты, для того, чтобы матрица получилась разборной. Мы ведь не хотим ее резать, вытаскивая деталь? Фрагменты матрицы должны скрепляться между собой, образуя общую внутреннюю поверхность. Для этого по контуру каждого фрагмента матрицы делают отвороты наружу- фланцы. Фланцы соседних фрагментов скрепляют болтами.

Еще на этапе проектирования  тюнинга стоит подумать о сложности его изготовления. А уж во время ваяния модели из пластилина, мысль о матрице должна дисциплинировать разгулявшуюся фантазию.

01. В случае с Copen, я рискнул обойтись одним разъемом по контуру капота. В пластилине ставить опалубку разъема сравнительно просто. Для этого продираем борозду и загоняем в нее полосу оргалита ( жести, фольги, картона, ПВХ, пластилина).

Процесс контактного формования стеклопластика тюнингеры часто называют клейкой. Возможно, причиной тому чей-то неудачный опыт “ приклеивания” полиэфирной смолы к модели или матрице с печальными последствиями… Поэтому, перед формовкой стеклопластика на поверхность модели или матрицы необходимо нанести разделительный слой. Разделителем может быть воск, разведенный в скипидаре, полироль для паркета, автомобильная тефлоновая полироль или профессиональные термостойкие воски.

02. Изготовление любой матрицы желательно начинать с нанесения гелькоута (специальной густой смолы с наполнителем). Специалисты-технологи рекомендуют использовать дорогие  профессиональные матричные гели, а наши колдуны обвеса превращают в гелькоут обычную полиэфирку мешая ее с чем- попало (тальк, цемент, сажа, алюминиевая пудра). Гелькоут наносится на модель тонким слоем плоской кистью или из малярного пистолета. Сразу замечу, что надо научиться работать быстро, так как смола доходит до желеобразного состояния за 20-40 минут.

03.На затвердевшую пленку гелькоата послойно, с промежуточной выдержкой на полимеризацию (“сушку”) наносим 1слой стекломата марки 300 и 3 слоя стекломата марки 600 с пропиткой полиэфирной смолой. Каждый затвердевший слой зашкуриваем наждачной бумагой. (Когда такие материалы как стекломат недоступны, можно использовать стеклоткань и стеклорогожу на последние слои).

04, 05. Для того, чтобы избежать деформаций, я решил усилить матрицу капота. Шаблон из картона перенес на лист фанеры и выпилил две одинаковые полосы, нижним краем повторяющие форму матрицы капота. Теперь приформовываем усилители к матрице капота полоской стекломата 600 (или стеклотканью).

06. Перед съемом матрицы, главное, не забыть просверлить монтажные отверстия во фланцах. Я задаю расстояние между отверстиями 15см под болт М8 поближе к углу фланца.

07. И вот, наступил торжественный момент первого съема. В этом мероприятии полезно участие крепких парней и применение макетной смекалки. Мне, например, часто помогает маленький домкрат. Снятую матрицу капота очищаем от остатков модели и подрезаем фланцы по контуру.

08. На гелькоате матрицы капота заметны шероховатости и неровности- отпечатки поверхности пластилина модели. При нагревании гелькоата феном кое-где надуваются пузырьки- это скрытые раковины. Все эти дефекты устраняются  при помощи ножа, наждачной бумаги и шпаклевки.

09. После съема матрицы капота, я очищаю подкапотное пространство от остатков  модели. Теперь у меня открылся доступ к местам крепления на кузове “родных” крыльев и решетки радиатора. На этих же местах я планирую закрепить свои новые детали. Я вылепливаю пластилином форму фланцев новой решетки радиатора и крыльев, отмечая канавками точки их крепления на кузове.

Естественно, что изготовление дополнительной съемной детали матрицы фланцев было  предусмотрено заранее.

10. Предварительно обработав разделителем поверхности для формовки, выклеиваем матрицу фланцев в том же порядке что и всю матрицу. Перед съемом матрицы не забываем сверлить монтажные отверстия во фланцах новой детали!

11. Готовую деталь аккуратно снимаем, обрезаем и, при необходимости, дорабатываем шпаклевкой и наждачной бумагой.

12. Никогда нельзя быть полностью уверенным в успехе мероприятия по съему большой и сложной матрицы. Почему-то всегда хочется поскорее оторвать ее от модели. Но, в спешке можно повредить матрицу. Поэтому, сначала необходимо отделить края матрицы по всему контуру от поверхности кузова и модели. Затем, аккуратно, при помощи деревянных клиньев и линеек постараться оттянуть края матрицы. Если есть точка опоры, то можно воспользоваться домкратом. Но в любом случае нужно быть готовым к тому, что матрица может треснуть и что пластилиновая модель будет разрушена.

13. Когда матрица сдвинулась, ее можно снимать руками. Как правило, матрица отваливается вместе с кусками пластилина, пенопласта, ДСП и оргалита. Потом все это приходится выковыривать, счищать скребками, отмывать керосином.

14.Очищенную внутреннюю поверхность матрицы мы также как и матрицу капота проверяем на наличие пузырей, раковин, сколов и других дефектов. Выступающие на рабочей поверхности матрицы неровности, сошкуриваем наждачной бумагой. Большие раковины шпаклюем, маленькие (на черновой матрице, как в нашем случае) можно оставить. По секрету скажу, что матрицу, рассчитанную на один съем, я  вообще “шпаклюю” пластилином.

15. Чистую и обрезанную по краям матрицу крыльев с бампером и решеткой радиатора лучше сразу соединить с матрицей капота болтами. Матрица в сборе меньше подвержена деформации чем отдельные фрагменты. Надо помнить о том, что стеклопластик, как и любая другая пластмасса, со временем “течет”, скручивается и провисает под воздействием температурных колебаний и напряженного состояния. Поэтому хранить матрицу рекомендуют в собранном виде и естественном для нее положении.

Созерцание готовой матрицы успокаивает. Глядя на форму, заключенную в матрице, понимаешь, что дело сделано. Склеить по матрице детали- дело техники, хотя и здесь есть свои тонкости.

Статьи о тюнинге: «Горбатый дизайн» часть 2, автор: Михаил Романов, публиковалась в журнале «Тюнинг Автомобилей» №05, 2007 http://www.tuningauto.ru/

Как сделать матрицу для стекловолокна

Матрица из стеклопластика

Пластилиновый макет – это какая-то недоматериализованная мысль. Уже можно потрогать, но нельзя пользоваться. Причем, пластилин при нагреве и остывании деформируется. Поэтому стоит поторопиться закрепить его стеклопластиком. Мне известны три способа ручного изготовления деталей из стеклопластика (пластмассы, упрочненной стекловолокном). Но, если мы хотим повторить наше изделие, то нам не обойтись без промежуточного этапа — изготовления матрицы.

Матрица из стекловолокна это такая же деталь, только “вывернутая наизнанку” (лицевой поверхностью внутрь). Внутренняя поверхность матрицы копирует форму поверхности пластилиновой модели. Поэтому деталь, “склеенная” в матрице, будет точной копией нашей модели.

Такую сложную форму, как кузов автомобиля, необходимо разделить на фрагменты, для того, чтобы

матрица получилась разборной. Мы ведь не хотим ее резать, вытаскивая деталь? Фрагменты матрицы должны скрепляться между собой, образуя общую внутреннюю поверхность. Для этого по контуру каждого фрагмента матрицы делают отвороты наружу — фланцы. Фланцы соседних фрагментов скрепляют болтами.

Еще на этапе проектирования тюнинга стоит подумать о сложности его изготовления. А уж во время ваяния модели из пластилина, мысль о матрице должна дисциплинировать разгулявшуюся фантазию.

1. В случае с Copen, я рискнул обойтись одним разъемом по контуру капота. В пластилине ставить опалубку разъема сравнительно просто. Для этого продираем борозду и загоняем в нее полосу оргалита (жести, фольги, картона, ПВХ, пластилина).

Процесс контактного формования стеклопластика тюнингеры часто называют клейкой. Возможно, причиной тому чей-то неудачный опыт “приклеивания” полиэфирной смолы к модели или матрице с печальными последствиями… Поэтому, перед формовкой стеклопластика на поверхность модели или матрицы необходимо нанести разделительный слой. Разделителем может быть воск, разведенный в скипидаре, полироль для паркета, автомобильная тефлоновая полироль или профессиональные термостойкие воски.

2. Изготовление любой матрицы желательно начинать с нанесения гелькоута (специальной густой смолы с наполнителем). Специалисты-технологи рекомендуют использовать дорогие профессиональные матричные гели, а наши колдуны обвеса превращают в гелькоут обычную полиэфирку мешая ее с чем-попало (тальк, цемент, сажа, алюминиевая пудра). Гелькоут наносится на модель тонким слоем плоской кистью или из малярного пистолета. Сразу замечу, что надо научиться работать быстро, так как смола доходит до желеобразного состояния за 20-40 минут.3. На затвердевшую пленку гелькоута послойно, с промежуточной выдержкой на полимеризацию (“сушку”) наносим 1 слой стекломата марки 300 и 3 слоя стекломата марки 600 с пропиткой полиэфирной смолой. Каждый затвердевший слой зашкуриваем наждачной бумагой. (Когда такие материалы как стекломат недоступны, можно использовать стеклоткань и стеклорогожу на последние слои).4, 5. Для того, чтобы избежать деформаций, я решил усилить
матрицу
капота. Шаблон из картона перенес на лист фанеры и выпилил две одинаковые полосы, нижним краем повторяющие форму матрицы капота. Теперь приформовываем усилители к матрице капота полоской стекломата 600 (или стеклотканью).6. Перед съемом матрицы, главное, не забыть просверлить монтажные отверстия во фланцах. Я задаю расстояние между отверстиями 15 см под болт М8 поближе к углу фланца.7. И вот, наступил торжественный момент первого съема. В этом мероприятии полезно участие крепких парней и применение макетной смекалки. Мне, например, часто помогает маленький домкрат. Снятую матрицу капота очищаем от остатков модели и подрезаем фланцы по контуру.

8. На гелькоуте матрицы капота заметны шероховатости и неровности — отпечатки поверхности пластилина модели. При нагревании гелькоута феном кое-где надуваются пузырьки — это скрытые раковины. Все эти дефекты устраняются при помощи ножа, наждачной бумаги и шпаклевки.

9. После съема матрицы капота, я очищаю подкапотное пространство от остатков модели. Теперь у меня открылся доступ к местам крепления на кузове “родных” крыльев и решетки радиатора. На этих же местах я планирую закрепить свои новые детали. Я вылепливаю пластилином форму фланцев новой решетки радиатора и крыльев, отмечая канавками точки их крепления на кузове.
Естественно, что изготовление дополнительной съемной детали матрицы фланцев было предусмотрено заранее.

10. Предварительно обработав разделителем поверхности для формовки, выклеиваем матрицу фланцев в том же порядке что и всю матрицу. Перед съемом матрицы не забываем сверлить монтажные отверстия во фланцах новой детали!

11. Готовую деталь аккуратно снимаем, обрезаем и, при необходимости, дорабатываем шпаклевкой и наждачной бумагой.12. Никогда нельзя быть полностью уверенным в успехе мероприятия по съему большой и сложной матрицы. Почему-то всегда хочется поскорее оторвать ее от модели. Но, в спешке можно повредить матрицу. Поэтому, сначала необходимо отделить края матрицы по всему контуру от поверхности кузова и модели. Затем, аккуратно, при помощи деревянных клиньев и линеек постараться оттянуть края матрицы. Если есть точка опоры, то можно воспользоваться домкратом. Но в любом случае нужно быть готовым к тому, что
матрица
может треснуть и что пластилиновая модель будет разрушена.13. Когда матрица сдвинулась, ее можно снимать руками. Как правило, матрица отваливается вместе с кусками пластилина, пенопласта, ДСП и оргалита. Потом все это приходится выковыривать, счищать скребками, отмывать керосином.

14. Очищенную внутреннюю поверхность матрицы мы также как и матрицу капота проверяем на наличие пузырей, раковин, сколов и других дефектов. Выступающие на рабочей поверхности матрицы неровности, зашкуриваем наждачной бумагой. Большие раковины шпаклюем, маленькие (на черновой матрице, как в нашем случае) можно оставить. По секрету скажу, что матрицу, рассчитанную на один съем, я вообще “шпаклюю” пластилином.

15. Чистую и обрезанную по краям матрицу крыльев с бампером и решеткой радиатора лучше сразу соединить с матрицей капота болтами. Матрица в сборе меньше подвержена деформации чем отдельные фрагменты. Надо помнить о том, что стеклопластик, как и любая другая пластмасса, со временем “течет”, скручивается и провисает под воздействием температурных колебаний и напряженного состояния. Поэтому хранить матрицу рекомендуют в собранном виде и естественном для нее положении.

Созерцание готовой матрицы успокаивает. Глядя на форму, заключенную в матрице, понимаешь, что дело сделано. Склеить по матрице детали- дело техники, хотя и здесь есть свои тонкости.

Журнал «Тюнинг Автомобилей» №05, 2007 «Горбатый дизайн» часть 2, автор: Михаил Романов.

Матрицы для стеклопластика и болваны для матриц: технология изготовления

Серийное и мелкосерийное производство, связанное с отливкой изделий, начинается с изготовления болвана и матрицы. Это один из самых ответственных этапов, так как от качества изделия будет зависеть качество каждого следующего конечного продукта. Матрицы из стеклопластика подходят для отливки изделий ручным способом, а также холодного прессования.

Болваны для стеклопластиковых матриц полностью повторяют форму будущего изделия. Заказать болванки из МДФ, дерева, пластика — вы можете у нас.

Матрицы из стеклопластика: этапы изготовления

Самым первым этапом становится создание болван-матрицы или болван-формы (об этом мы расскажем ниже). По готовому болвану изготавливается матрица. Для формы используют стеклопластик или углепластик и специальные матричные гелькоуты.

После финишной обработки болвана, в том числе нанесения восков при необходимости, начинается процесс изготовления матрицы. Гелькоут можно наносить двумя способами:

  • Ручным – кистью;
  • Методом напыления – с использованием чашечного пульверизатора;

Матричный гелькоут наносится в несколько этапов, слоями разной толщины, обязательно выдерживается до состояния готовность «на отлип». После обработки ровингом или склеивающей пастой, начинается укладка матричного стеклопластикового ламината.

Важно стекломаты укладывать без неровностей и пузырей воздуха. Для этого при необходимости используют предварительный раскрой матов. Каждый слой покрывается специальными полиэфирными смолами.

Еще один важный этап – нанесение армирующего слоя, который обеспечит необходимую прочность и жесткость матрицы, сделает ее устойчивой на изгиб и разрыв, исключит возможность деформации в результате использования. Отлитая матрица обязательно шлифуется и полируется, чтобы убрать даже микроскопические шероховатости и неровности, а затем наносится разделитель – условно постоянный слой, который поможет относительно легко вынимать из матрицы готовые детали.

Для удобства и долгого срока службы матрицы из стеклопластика, в зависимости от формы и способа заливки, оснащают ушками, выемками, ручками, ножками, что обеспечивает аккуратную эксплуатацию и долговечное использование.

Болван матрица:

Чтобы изготовить любую матрицу — необходим болван для нее. Это прототип будущего изделия, в точности повторяющий его форму. При этом качество болвана должно быть очень высокое. Погрешности в размерах, форме, а также неровности и шероховатости поверхности — недопустимы.

Болван-матрица изготавливается либо из того же материала, что и конечное изделие, но чаще всего создается из любого чернового материала. Например, для изготовления матричных болванов нередко используют:

После финишной обработки болваны для матрицы обязательно шпатлюются, красятся и покрываются специальными лаками. Это необходимо для создания идеально гладкой непористой поверхности, что обеспечит глянцевую поверхность изделия и исключит возникновение эффекта «закипания».

Для создания сложных болванов используются фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением), которые позволяют создавать точные копии с минимальной погрешностью по размерам, при этом работают с различными материалами.

Где заказать?

Наша компания вот уже почти 15 лет работает на рынке резки и фрезеровки, мы располагаем современной технической базой, высокотехнологичными фрезерными ЧПУ-станками и опытным персоналом. Принимаем заказы на изготовление мастер-моделей для литья и болванов для матриц. Работаем преимущественно с деревом, МДФ, пенополистиролом и пластиком.

  • создание 3д модели будущего изделия,
  • вырезание на станке болван матрицы (или его деталей при необходимости сборки модели),
  • доведение готового изделия до финишного результата (шлифовка, лакировка, покрытие специальными материалами – при необходимости и пожеланиях заказчика).

Сотрудничаем как с частными лицами, так и с корпоративными клиентами. К нам нередко обращаются для изготовления болванов для создания матриц, которые в дальнейшем будут использоваться при производстве катеров, запчастей автомобилей и другой техники.

Уточнить условия работы, сроки выполнения заказа, цены — можно связавшись с нами по телефону: +7 812 336-36-76.

Наше производство расположено в Санкт-Петербурге, но с работаем с клиентами из разных регионов, отправляя заказы посредством транспортных компаний.

0 0 голос

Рейтинг статьи

Изготовление матриц | Sanola – производство изделий из стеклопластика и жидкого камня

Изготовление матрицы — ответственный этап производственного процесса и является самой сложной и ответственной работой, поскольку именно от ее качества зависит и качество будущего изделия.

При некачественно изготовленной матрице обязательно проявятся изъяны в изделии, что в конечном итоге приведет к финансовым издержкам, задержке производственного цикла, браку конечного изделия.

Доверяя изготовление матрицы (прототипа) нам, вы можете быть уверены в том, что получите матрицу высокого качества в оговоренные сроки.

Наша компания располагает опытными специалистами и всем необходимым оборудованием для изготовления матриц.

Матрица изготавливается из углепластика или стеклопластика

Стеклопластик может являться материалом не только для того или иного изделия как конечного продукта производства, но и для специальной технологической оснастки при формовании этих самых изделий.

Если речь идет о малосерийном производстве, то экономически выгодней использовать стеклопластик, чем, например, металл. Кроме того, для специалиста-профессионала достаточно просто и быстро выложить форму из стеклокомпозита, что позволяет снизить время изготовления и стоимость получаемого изделия.

Традиционный способ предполагает изготовление мастер-модели (прототипа, пунсона, болванки) будущего изделия. Затем на ней слой за слоем наращивается сама матрица, внутренняя поверхность которой представляет собой отображение поверхности мастер-модели.

Подготовка

Подготавливается мастер-модель для последующей работы

Защитное покрытие

На поверхность мастер-модели наносится матричный гелькоут (специальное декоративно-защитное покрытие)

Формирование слоев

Формуется первый слой матрицы, а затем послойно выкладывается или напыляется стеклопластиковый ламинат.

Изготовление матрицы из стеклопластика — идеальное соотношение качества и цены

Применение стеклопластика в промышленности — приоритетный выбор многих современных организаций. Для производства деталей из этого современного синтетического материала часто используются стеклопластиковые матрицы. Их формы применяются повсеместно: при литье, холодном прессовании, контактном формировании, распылении и впрыске.

Процесс изготовления такой матрицы закладывает будущие свойства стеклопластика. Поэтому к работе над ее созданием следует подходить с особым вниманием. В случае ошибки или недочетов на этапе изготовления матрицы дальнейшие усилия станут пустой тратой времени.

  • собственное производство и высокоточное оборудование
  • широкий ассортимент продукции, изготовленной по технологии литьевого мрамора
  • высокоточные мастер-модели, а также матрицы с мастер-моделей для последующего производства изделий
  • богатый выбор цветов, возможность модного дизайна изделия под оникс, мрамор, натуральный камень
  • минимальное время выполнения всех необходимых работ: полный цикл занимает всего 30 рабочих дней
  • оперативную доставку изделий заказчику
  • гибкую ценовую политику и систему скидок для постоянных клиентов

Как в домашних условиях сделать стеклопластик своими руками и детали из него

Согласитесь, не каждый поклонник тюнинга имеет возможность приобрести оригинальные предметы интерьера в соответствующих магазинах. Но, честно говоря, это вовсе не обязательно — превратить обычный автомобиль в предмет искусства можно и самостоятельно, если научиться правильно делать стеклопластик своими руками.

Собственно, стеклопластик представляет собой полиэфирную смолу, которая изготавливается примерно следующим образом: материалу придают необходимую форму, армируют стекловолокном и затем полимеризуют.

Само собой разумеется, что тягаться с фирменными предметами гаражного тюнинга мы не намерены. Но если необходимые детали имеют незначительные размеры, то сделать их может практически каждый. Но начинать подобную практику лучше всего с примитивных деталей, имеющих самые простые очертания.

Их установка не должна требовать от вас какой-либо сверхъестественной аккуратности. Постепенно, день за днем, мы будем приобретать нужный нам опыт и когда-то сможем приступить к гораздо более сложным изделиям.

Учимся быть аккуратными.

1. На начальном этапе изготовления нам необходимо сделать болванку. Стоит отметить, что форма болванки должна в точности имитировать будущую деталь. По этой причине самой главной заботой будет именно правильность всех изгибов, симметрия, и максимально чистая поверхность.

Еще один не менее важный момент — это материал, из которого будет сделан наш пуансон. К примеру, если деталь будет иметь большие габариты (такие, как бампер), то болванку для нее лучше изготавливать из пенопласта.

Основание, полученное таким образом, после завершения процесса можно даже не удалять. Для меньших деталей следует использовать глиняные или пластилиновые детали (но, честно говоря, нюансы обработки подобных материалов могут вас несколько смутить).

Нередко в качестве пуансона используют древесину. Хотя ее предварительная обработка, связанная с придачей формы, и кажется на первый взгляд сложной, но последующая обработка наждачкой станет для вас сущим пустяком.

Помимо этого, на данном этапе мы должны определиться, каким именно образом готовое изделие будет сниматься с болванки. Если есть возможность, то мы ее попросту снимаем. Но в отдельных случаях вам придется распиливать болванку на две части, дабы извлечь изделие.

Как бы то ни было, но перед извлечением изделия вам в любом случае понадобится специальное смазывающее вещество, которым нужно будет обработать стенки матрицы. Хотя, если планируется использование пенопласта, то подобные манипуляции не потребуются.

Этап второй.

Смола, используемая при изготовлении стеклопластика, превращается в пластик только после того, как в нее добавят отвердитель. Также существует специальная инструкция, в соответствии с которой смешиваются необходимые компоненты.

При наличии минимального опыта вы сможете самостоятельно контролировать процедуру отвердения. Так, если вам нужно ускорить процесс, то массу следует немного нагреть. Примерно такой же эффект достигается, если увеличить количество отвердителя. Но и в первом, и во втором случае полученная масса будет не слишком уж крепкой.

Еще один важный момент — это прокаливание ткани, можно даже на открытом огне. Когда перестанет идти дым, мы прекращаем процедуру: все защитные вещества, в том числе и парафин, уже испарились, а пустоты между тканями заполнились нашей смолой.

Когда начнем пропитывать стеклоткань, то лучше положить ее на стекло, так смола распределится максимально равномерно. Также для этого можно использовать железную линейку, сильно придавив ее к поверхности.

Ткань помещается на болванку как целиком, так и несколькими отдельными лоскутами (в данном случае все будет зависеть от особенностей конкретной модели и от ваших умений). Разумеется, что разделение ткани на лоскуты (если такое потребуется) произойдет еще до начала пропитки.

Роль стеклоткани

Когда готовая стеклоткань будет помещаться на болванку, то нужно позаботиться о максимальном ее прилегании, исключив разнообразные складки. Но если вы что-то там недоглядели и они все же образовались, то мы аккуратно удаляем их кончиком ножа.

Примерно так же удаляются воздушные пузыри. Также стоит отметить, что зачастую одного слоя ткани не хватает, минимальное количество — три-четыре. Каждый слой мы укладываем по очереди, но без длительных задержек. В противном случае предыдущий слой может высохнуть.

Убираем болванку

Когда затвердеет смола (это примерно 3-4 суток), мы удаляем болванку. К слову, это крайне ответственный процесс и повреждение «скорлупы» в нем — нередкое явление. Если это произошло, не отчаивайтесь, ведь поврежденную поверхность можно подклеить посредством той же смолы.

В итоге хотелось бы добавить, что практически каждое изготовление детали тюнинга осуществляется по данной схеме. Но если будет несколько экземпляров, то процедура значительно усложнятся. «Скорлупу» при этом необходимо укрепить дополнительными слоями. Подобные матрицы можно неоднократно использовать, но все детали, вышедшие из нее, потребуют хорошей чистки.

А если необходимо сделать более прочный стеклопластик, то изделие на этапе затвердения помещают в вакуум (то есть, в полиэтиленовый мешочек с откачанным воздухом). Тогда все слои ткани уплотнятся и, соответственно, существенно уплотнится вся поверхность готового материала.

Видео урок — матрица из стеклопластика своими руками

[Всего:    Средний:  /5]

Полезная информация для изготовления стеклопластика

Стеклопластик это материал, состоящий из двух основных компонентов. Это материал из стекловолокна (стекловолокно, стеклоткань, стекломат), который служит для армирования (усиления) изделия, и смолы, являющейся связующим.

Материалы для изготовления стеклопластика.

Смола

Смола является связующим материалом и поэтому к выбору смолы надо подойти наиболее ответственно, особенно при отсутствии опыта изготовления стеклопластиковых изделий. Если при выборе стеклоткани или стекломата можно довольствоваться рекомендациями специалистов, т.к. этим выбором определяются, в основном, механические свойства готового изделия, то разная смола требует разных технологических процессов.

Для начинающих мы рекомендуем эпоксидную смолу. Эпоксидная смола менее привередлива в работе и имеет большее время застывания и поэтому у вас будет больше времени для исправления возможных ошибок. Эпоксидную смолу также рекомендуется использовать при ремонте изделий (лодок, бамперов…). Она хорошо склеивается с пластиком, деревом, металлом.

Полиэфирная смола, в основном, используется для изготовления цельных деталей

Хотим также напомнить, что на свойства смол и на их рабочие параметры довольно сильно влияют температурные характеристики помещения, в котором производятся работы, и его проветриваемость. Порой для лучшего застывания матрицу с изделием помещают в специальную сушильную камеру. Это помогает значительно ускорить процесс получения готового изделия. Самые прочные изделия изготавливаются в автоклавах под большим давлением и при высокой температуре.

Сама смола достаточно хрупкая, и именно стекломатериал придает ей необходимую прочность и гибкость

Материалы из стекловолокна

Для изготовления стеклопластиков используется стекловолокно, ровинг, стекломат, стеклоткань и другие стекломатериалы.

Самые распространенные это ровинг, стекломат и стеклоткань.

Ровинг

Ровинг это стекловолокно собранное в пучок и намотанное на бобину. Ровинг похож на некрученую стеклонить. Укладка ровинга производится специальным пистолетом, в который, во время работы, подается еще смола и катализатор.

Стекломат

Стекломат состоит из хаотично расположенных волокон, а стеклоткань выглядит как обычная ткань. Наибольшее упрочнение дают стеклоткани. Стекломаты дают меньшую прочность, но они более легки в обработке и по сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы.

Стекломат может быть очень тонким, а бывает толстым, как одеяло. Стекломаты различаются по толщине и плотности, но разделяют их по весу одного квадратного метра материала в граммах: 300, 450, 600. Чем тоньше мат, тем более сложную поверхность он позволяет вывести, с большим количеством граней и резких переходов. Толстый мат (600 или 900) позволяет набрать толщину изделия и добиться необходимой прочности. При создании толстых изделий работа проходит в несколько этапов. Выкладывается несколько листов для получения первого слоя и дается время на застывание. Затем дополнительно, уже на твердую поверхность, укладываются дополнительные листы мата для придания необходимой толщины. Если попытаться уложить сразу все слои, то велика вероятность, что готовое изделие покоробится, стянется.

Стеклоткань

Стеклоткани бывают разной толщины. Стеклоткани также используются для придания жесткости и объема готовому изделию. Как и любая ткань, стеклоткань неодинаково работает при разнонаправленном растяжении. Поэтому для придания необходимой жесткости стеклоткань укладывается под разными углами. Стекловолокно в стеклоткани играет немаловажную роль. Оно должно хорошо пропитываться смолой и удерживать ее между волокнами. На это свойство пропитываемости в стеклоткани влияет наличие в ней и количество парафина. На ответственные изделия желательно выбирать стеклоткани без парафина. Парафин также можно выжигать перед применением.

К слову о прочности. Как это ни странно прозвучит, но чем меньше смолы в стекловолокне (при условии его полной пропитки и отсутствии пузырьков), тем прочнее будет готовое изделие и тем меньше окажется и его вес.

Гелькоут (gelcoat)

Для придания цвета готовой детали , а также для защиты от внешних воздействий используется особый материал гелькоут (gelcoat – гелевое покрытие). Можно сказать, что гелькоут это та-же смола, но с добавлением красителя. Его можно подобрать по цвету или создать свой оттенок колеровочными составами. Кроме того, слой гелькоута увеличивает срок службы изделия, защищает от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика. Готовое изделие будет иметь ровную (зависит от качества матрицы) поверхность, нужного цвета.

Гелькоуты бывают внутренними и внешними (topcoat).

Внутренний гелькоут наносится первым слоем в матрицу. После того как гелькоут затвердел, укладывается стекловолокно и смола. В этом процессе кроется один важный момент. Если слой гелькута будет в одном месте слишком тонкий, то может случиться следующее: или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна, или гелькоут может вообще отойти и сморщиться. Поэтому крайне важно пользоваться правильными материалами и следовать технологии. Для равномерного нанесения гелькоута часто используют не кисти, а краскопульты. Так удается значительно сократить количество брака и уменьшить расход материала. Но для распыления гелькоут должен быть более жидким, чем для ручного нанесения. В настоящее время в продаже имеются готовые гелькоуты для нанесения кистью и для напыления.

Внешний гелькоут (topcoat) наносится после того, как изделие вынули из матрицы. Здесь он выполняет роль краски. Благодаря присутствию в составе топкоута парафина поверхность после отверждения не остается липкой, хорошо шкурится и полируется. Топкоут можно изготовить самим на базе гелькоута или смолы, добавив раствор парафина в стироле.

Макет и матрица

Для изготовления изделия из стеклопластика первое, что необходимо, – создать его макет. В некоторых случаях макетом может являться уже существующее изделие, которое Вы хотите размножить. Например: бампер автомобиля. Для еще не существующих изделий макет может быть изготовлен различными способами: фанера, пластилин, пенопласт и т. д. От того, насколько правильно сделан макет, будет зависеть качество будущих изделий. Более того, если необходимо, чтобы у детали, которая будет затем создаваться, была идеально ровная поверхность, над ее качеством придется поработать уже на макете. Чем более гладким и ровным будет макет, тем меньше работы потребуется потом, при изготовлении и доведении матрицы.

Еще до создания макета необходимо понять, можно ли изготовить деталь целиком или нет. Дело в том, что при работе со стеклопластиками и другими подобными материалами необходимо, чтобы готовую деталь после застывания можно было вытащить из матрицы, ничего не повредив при этом. Возможно, деталь будет иметь такую форму, что ее придется изготавливать из нескольких частей, а затем скреплять их друг с другом.

Матрица создается по макету. Это самый ответственный момент. Прежде всего макет покрывается тонким слоем воска. Эту процедуру можно сравнить с полировкой автомобиля. После того как макет подготовлен, на него наносится слой специального матричного гелькоута. Это покрытие в дальнейшем позволит вывести поверхность матрицы практически до зеркального блеска. Матричный гелькоут гуще, чем обычный, и ложится более толстым слоем.

После того как встанет этот слой, начинается укладывание стекломатериала. Сначала более тонкого (стекловуаль, …). Он позволит точно повторить все изгибы и контуры макета. Далее желательно дать подсохнуть первому слою. Затем уже можно выложить еще несколько слоев более толстого материала (мат, стеклоткань), но сразу набирать толщину не стоит, иначе матрицу может повести (изогнуть и покоробить). При создании матриц на простые детали можно упростить процедуру.

Если матрица будет разъемной, то при ее изготовлении делаются специальные перегородки вокруг макета, разделяющие его на сегменты. Выложив основной, после его застывания перегородки вынимаются и, обработав кромки первого сегмента матрицы, выкладываются остальные. Для правильного позиционирования сегментов друг относительно друга в первом при формовании делаются специальные ямки. Когда будут формоваться следующие сегменты, эти ямки будут заполнены смолой и стекловолокном, и появятся бугорки. Эти пары и позволят при будущем использовании правильно скрепить различные части матрицы воедино. Для скрепления сегментов матрицы в ребрах всех отдельных частей сверлятся отверстия под крепежные болты.

Для того чтобы матрица была прочной и хорошо держала форму, после ее изготовления, прежде чем вынуть макет, к матрице приформовывают ребра жесткости. В зависимости от ее размеров это может быть прочный стальной каркас или небольшие фанерные или деревянные ребра.

Готовая матрица, если макет был изготовлен аккуратно, может и не потребовать дополнительной обработки, но зачастую приходится выводить поверхности, шлифовать и полировать матрицу до блеска. Только тогда можно получить идеальную деталь. А к кузовным элементам вообще нужно особое внимание.

Затем начинается долгий процесс вощения. Матрицу приходится тщательно натирать воском несколько раз с перерывами. Воск нужно не просто намазывать, а растирать до получения тонкой, гладкой, невидимой пленки. Если этого не сделать, то поверхность готового изделия будет не гладкой, а шершавой.

После, а порой и вместо вощения иногда используют специальные жидкости, которые, высыхая, создают пленочное покрытие, предотвращающее попадание смолы или гелькоута на матрицу, чего никак нельзя допускать. Как нельзя и царапать ее поверхность. В противном случае смола может намертво прирасти к матрице, и тогда процедуру шлифовки, полировки и вощения придется повторять снова. Порой используют особые составы, обработав которыми матрицу можно снимать с нее до 100 изделий, но старый добрый воск всегда остается самым понятным и надежным средством.

Процесс создания матрицы, описанный выше, является довольно распространенным вариантом, используемым в большинстве фирм, но существуют и другие, более сложные технологии.

Собственно, далее можно приступать к изготовлению деталей. Слой гелькоута в принципе не обязателен, но, во-первых, он придает более законченный вид готовому изделию, а будучи цветным, позволяет сэкономить на покраске или вообще от нее отказаться, а во-вторых, он защищает матрицу от стекловолокна, которое на самом деле очень даже абразивно, т. е. царапает.

Технологии

Технологий производства изделий из стекловолокна существует несколько. Стоит сразу оговориться, что эти методы используются и при работе с другими армирующими материалами, такими, как карбон, кевлар, другие тканые материалы и их сочетания.

Ручное (контактное) формование. Этот способ самый простой и дешевый (если не считать затрат на квалифицированную рабочую силу). Пропитка стекловолокна осуществляется валиком или кистью, которые должны быть стойкими к смолам. Волокно или сразу укладывается в форму, или уже после пропитки. Обработка стекловолокна разбивочными валиками способствует лучшему распределению смолы между волокнами. Затем укаточными валиками производят окончательную укатку стеклоткани, выдавливая пузырьки воздуха и равномерно распределяя смолу по всему объему. Крайне важно не допустить, чтобы под слоем стеклоткани оставались пузырьки воздуха. Если изделие застынет с таким браком, это место будет ослаблено вплоть до возможного сквозного продавливания. Такие брачки также могут помешать дальнейшей обработке изделия, потребовать его восстановления или полной замены. В любом случае будут затрачены дополнительные материалы, труд, а также деньги.

Ручной метод может быть несколько механизирован. Существуют смесители, подающие смолу с катализатором через валик, и иные приспособления. Но укатывать все равно приходится своими руками.

Достоинство ручного метода вполне очевидно: просто и дешево. Но любая экономия может иметь и обратную сторону. Качество готовых изделий очень сильно зависит от квалификации рабочих. И условия труда при таком подходе довольно вредные. Кроме того, очень сложно добиться большой производительности. Однако для небольших фирм и малых объемов работы этот метод самый подходящий.

Метод напыления рубленого ровинга. Этот подход куда более технологичен. В нем используется не стекловолокно, а стеклонить, которая подается в измельчитель специального пистолета, где рубится на короткие волокна. Затем пистолет «выплевывает» их вместе с порцией смолы и катализатора. В воздухе все смешивается и наносится на форму. Но после этой процедуры все равно массу необходимо прикатать, чтобы удалить пузырьки. Далее отвердевание происходит как обычно.

Такой способ выглядит очень заманчиво и просто. Казалось бы, стой и поливай из шланга. Но есть один существенный недостаток, из-за которого этот способ не столь популярен, – слишком большой расход смолы. Изделие получается очень тяжелым, и, так как волокна не переплетены друг с другом, механические свойства такого стеклопластика несколько хуже. Кроме того, к вредным парам смол подмешивается взвесь мелких частиц стекла от измельчителя, очень вредных для легких человека.

Метод намотки. Этот специфический метод предназначен для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Таким образом делаются парусные мачты, удочки, рамы велосипедов, глушители автомобилей и т. д. Стекловолокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения. Как намотка нитки на шпульку швейной машинки. В результате получаются крепкие и легкие изделия.

Метод препрегов. В данном случае используются не отдельные смола и ткань, а так называемые препреги – предварительно пропитанная смолами стеклоткань. Стекловолокно предварительно пропитывается предкатализированной смолой под высокой температурой и большим давлением. При низких температурах такие заготовки могут храниться недели и даже месяцы. При этом смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются в матрицу и закрываются вакуумным мешком. После нагрева до 120 -1800°C смола переходит в текучее состояние, и препрег под действием вакуума принимает нужную форму. При дальнейшем повышении температуры смола застывает.

Вся проблема этого метода в необходимости нагревательного оборудования, особенно автоклава. По этой причине изготавливать большие детали очень сложно. Но и плюсы очевидны. Использование вакуума позволяет значительно снизить вероятность появления воздушных пузырьков и существенно сократить долю смолы в готовом изделии.

Существуют и иные технологии – пултрузия, RFI, RTM и др. – практически на все случаи жизни. Выбор той или иной технологии зависит от необходимых объемов, сложности изделия и количества денег.

Как сделать капот из стеклопластика?

Самый дешё­вый, отно­си­тель­но быст­рый и доступ­ный спо­соб как сде­лать капот – исполь­зо­ва­ние стек­ло­во­лок­на и спе­ци­аль­ной смо­лы. Стек­ло­во­лок­но мно­го лет успеш­но исполь­зу­ет­ся в авто­мо­биль­ной инду­стрии, как в про­из­вод­стве, так и при тюнинге.

Угле­во­лок­но (кар­бон) так­же попу­ляр­но из-за сво­е­го осо­бо­го внеш­не­го вида, проч­но­сти и лёг­ко­го веса. По соот­но­ше­нию проч­но­сти к весу оно пре­вос­хо­дит как стек­ло­пла­стик, так и металл. Одна­ко, кар­бон не так досту­пен, как стек­ло­во­лок­но и рабо­та с ним слож­нее, поэто­му при­ме­ня­ет­ся реже.

В этой ста­тье подроб­но рас­смот­рим, как сде­лать капот из стек­ло­пла­сти­ка (стек­ло­во­лок­на и лами­ни­ру­ю­щей смолы).

При­чи­ной изго­тов­ле­ния соб­ствен­но­го капо­та из стек­ло­во­лок­на может быть копи­ро­ва­ние доро­го­сто­я­ще­го капо­та, созда­ние капо­та с инди­ви­ду­аль­ным дизай­ном, облег­че­ние веса авто­мо­би­ля. Воз­мож­но, авто­лю­би­тель хочет пол­но­стью изу­чить про­цесс, что­бы в даль­ней­шем зани­мать­ся изго­тов­ле­ни­ем пане­лей из стек­ло­пла­сти­ка. Изу­чив инфор­ма­цию из этой ста­тьи, мож­но сде­лать капот из стек­ло­пла­сти­ка высо­ко­го качества.

Преимущества капота из стеклопластика

  • Для изго­тов­ле­ния капо­та из стек­ло­пла­сти­ка не тре­бу­ет­ся обла­дать спе­ци­аль­ны­ми навы­ка­ми. Глав­ное соблю­дать после­до­ва­тель­ность эта­пов изго­тов­ле­ния и сушить слои нуж­ное коли­че­ство времени.
  • Мож­но сде­лать капот, име­ю­щий инди­ви­ду­аль­ный дизайн, кото­ро­го нет ни у кого.
  • Капот из стек­ло­пла­сти­ка име­ет лёг­кий вес (обыч­но в 3 раза лег­че, чем сталь­ной капот), при этом не стра­да­ет его струк­тур­ная устой­чи­вость. Это облег­ча­ет общий вес автомобиля.
  • Стек­ло­во­лок­но, смо­ла и дру­гие сопут­ству­ю­щие мате­ри­а­лы (рас­смот­рим ниже) име­ют при­ем­ле­мую сто­и­мость. Таким обра­зом, капот, сде­лан­ный сво­и­ми рука­ми не будет сто­ить дорого.
  • Пане­ли из стек­ло­во­лок­на име­ют хоро­шую устой­чи­вость к пере­па­дам температуры.
  • Капот из стек­ло­во­лок­на и смо­лы не мнёт­ся и не ржавеет.

Мастерская

Очень важ­ны усло­вия мастер­ской при созда­нии мат­ри­цы и пане­лей из стек­ло­пла­сти­ка. Тем­пе­ра­ту­ра долж­на быть меж­ду 18–22 гра­ду­са­ми по Цель­сию. Нуж­но избе­гать пря­мо­го попа­да­ния сол­неч­ных лучей. Любой обо­грев мастер­ской дол­жен быть направ­лен в сто­ро­ну от рабо­чей зоны. Влаж­ность долж­на быть нор­маль­ной и посто­ян­ной. Всё это важ­но, так как суш­ка пане­лей из стек­ло­пла­сти­ка долж­на быть посте­пен­ной и рав­но­мер­ной. Луч­ше, что­бы изде­лие сох­ло мед­лен­но, есте­ствен­ным путём. Это предот­вра­тит иска­же­ния фор­мы стек­ло­пла­сти­ко­во­го капота.

В мастер­ской нуж­но обес­пе­чить вен­ти­ля­цию, так как смо­ла даёт ток­сич­ные испарения.

Способы изготовления капота из стекловолокна

Давай­те рас­смот­рим, как мож­но изго­то­вить капот из стек­ло­во­лок­на. Есть все­го два способа:

  1. Изго­тов­ле­ние капо­та из стек­ло­во­лок­на и смо­лы без при­ме­не­ния матрицы
  2. Изго­тов­ле­ние капо­та из стек­ло­во­лок­на и смо­лы при помо­щи матрицы

Изго­тов­ле­ние капо­та из стек­ло­во­лок­на и смо­лы без при­ме­не­ния матрицы

Стек­ло­во­лок­но со смо­лой нано­сят­ся на внеш­нюю (лице­вую) поверх­ность ори­ги­наль­но­го капо­та. Уси­ли­те­ли с обрат­ной сто­ро­ны могут быть так­же сде­ла­ны из стек­ло­во­лок­на со смо­лой по шаб­ло­ну ори­ги­наль­но­го капо­та, а потом при­кле­е­ны к пер­вой части. Дру­гой вари­ант уси­ле­ния на внут­рен­ней сто­роне – созда­ние их фор­мы из любо­го мате­ри­а­ла (мон­таж­ной пены, пено­пла­ста, кар­то­на) по месту, а потом нане­се­ние стек­ло­ма­та со смо­лой поверх них с нахлё­стом, на обрат­ной сто­роне капо­та. Таким обра­зом, полу­ча­ет­ся одно­род­ная обрат­ная сто­ро­на с уси­ли­те­ля­ми из стекловолокна.

На капот, сде­лан­ный без мат­ри­цы, были добав­ле­ны уси­ли­те­ли в виде окле­е­ной стек­ло­во­лок­ном со смо­лой поли­уре­та­но­вой пены.

Недо­стат­ки:

  • Недо­стат­ком явля­ет­ся гру­бая лице­вая часть, кото­рая тре­бу­ет допол­ни­тель­но­го вырав­ни­ва­ния (шпа­клёв­кой и шли­фо­ва­ни­ем), что потре­бу­ет допол­ни­тель­но­го вре­ме­ни, утя­же­лит капот и сде­ла­ет его толще.
  • Если панель копи­ру­ет­ся напря­мую с ори­ги­на­ла, без мат­ри­цы, то её фор­ма может немно­го иска­жать­ся при отвер­де­ва­нии. Это так­же потре­бу­ет допол­ни­тель­но­го вырав­ни­ва­ния. Поэто­му, важ­но, что­бы отвер­де­ва­ние про­ис­хо­ди­ло посте­пен­но, без скач­ков температуры.
  • Фор­ма (в дан­ном слу­чае капот), изго­тов­лен­ная без мат­ри­цы полу­ча­ет­ся немно­го боль­ше­го раз­ме­ра, чем ори­ги­нал, так как дела­ет­ся поверх него. Это может потре­бо­вать допол­ни­тель­ной под­гон­ки капо­та по месту.

Фор­му (капот) без при­ме­не­ния мат­ри­цы мож­но изго­тав­ли­вать, когда не нуж­но делать мно­же­ство копий ори­ги­на­ла или не тре­бу­ет­ся высо­ко­го каче­ства лице­вой сто­ро­ны. Как было напи­са­но выше, высо­ко­го каче­ства лице­вой части мож­но достичь допол­ни­тель­ным вырав­ни­ва­ни­ем после пол­но­го отвер­де­ва­ния капо­та из стек­ло­во­лок­на. Если захо­ти­те исполь­зо­вать этот спо­соб, то прин­цип може­те исполь­зо­вать такой же, что и при созда­нии капо­та по мат­ри­це. Он будет подроб­но опи­сан ниже. Исклю­че­ни­ем явля­ет­ся то, что слои стек­ло­во­лок­на со смо­лой кла­дут­ся на ори­ги­наль­ный капот (донор), а не внутрь мат­ри­цы и не нано­сит­ся слой gel coat (гель­ко­у­та), так как смысл в нём теряется.

Изго­тов­ле­ние капо­та из стек­ло­во­лок­на и смо­лы при помо­щи матрицы

Если тре­бу­ет­ся сде­лать несколь­ко копий ори­ги­на­ла (или создан­но­го пол­но­мас­штаб­но­го маке­та), а так­же тре­бу­ет­ся высо­кое каче­ство лице­вой сто­ро­ны капо­та, то перед изго­тов­ле­ни­ем капо­та из стек­ло­во­лок­на необ­хо­ди­мо сна­ча­ла сде­лать матрицу.

Капот, изго­тов­лен­ный по мат­ри­це, будет наи­бо­лее точ­ной копи­ей капо­та, по кото­ро­му эта мат­ри­ца была сде­ла­на. Спо­соб изго­тов­ле­ния капо­та из стек­ло­во­лок­на при помо­щи мат­ри­цы мож­но счи­тать един­ствен­ным пра­виль­ным спо­со­бом полу­че­ния высо­ко­ка­че­ствен­но­го изде­лия. Если мат­ри­ца была сде­ла­на пра­виль­но, то Вы полу­чи­те капот, кото­рый не потре­бу­ет допол­ни­тель­но­го вырав­ни­ва­ния, будет точ­но тако­го же раз­ме­ра, что и ори­ги­нал (в отли­чие от капо­та, изго­тов­лен­но­го без матрицы).

Недо­стат­ки:

  • Изго­тов­ле­ние капо­та при помо­щи мат­ри­цы тре­бу­ет допол­ни­тель­ных затрат на боль­шее коли­че­ство мате­ри­а­лов (чем изго­тов­ле­ние капо­та без мат­ри­цы), а так­же это зай­мёт боль­ше вре­ме­ни. Опять же, отлич­ное каче­ство полу­чен­ной копии при помо­щи мат­ри­цы, не потре­бу­ет допол­ни­тель­ных тру­до­за­трат и мате­ри­а­лов на вырав­ни­ва­ние капо­та (как в слу­чае с капо­том, сде­лан­ном без при­ме­не­ния матрицы).
  • Если тре­бу­ет­ся изго­то­вить все­го одну копию капо­та, то мат­ри­цу при­дёт­ся выбро­сить, отдать или про­дать кому-нибудь, либо хра­нить до момен­та, когда она может сно­ва пригодиться.

Как сделать капот? Подробный разбор процесса изготовления

Изго­тов­ле­ние капо­та пред­став­ля­ет собой мно­го­этап­ный про­цесс. Давай­те раз­бе­рём каж­дый этап подроб­но. Будем рас­смат­ри­вать про­цесс созда­ния капо­та из стек­ло­пла­сти­ка при помо­щи мат­ри­цы. Как было ска­за­но ранее, это самый пра­виль­ный вари­ант, в резуль­та­те кото­ро­го мож­но полу­чить иден­тич­ную копию метал­ли­че­ско­го капо­та, кото­рую не нуж­но будет допол­ни­тель­но вырав­ни­вать, а мож­но сра­зу под­го­тав­ли­вать к покрас­ке и красить.

Пона­до­бит­ся:

  • Стек­ло­во­лок­но. Стек­ло­мат ( CSM – chopped strand mat), плот­но­стью 225 и 450 gsm.
  • Спе­ци­аль­ные вали­ки, что­бы выго­нять пузырь­ки воз­ду­ха и раз­рав­ни­вать стек­ло­во­лок­но, про­пи­тан­ное смо­лой. Более дешё­вый вари­ант — маляр­ный валик с сек­ци­ей тру­бы PVC поверх ролика.
  • 4 лит­ра gel coat. Gel coat (в Рос­сии часто пишут рус­ски­ми бук­ва­ми без пере­во­да «гель­ко­ут») – это спе­ци­аль­ная поли­эфир­ная смо­ла, кото­рая идёт как началь­ный слой при созда­нии мат­ри­цы или копии. В его соста­ве есть добав­ка для повы­шен­ной эла­стич­но­сти, что­бы улуч­шить устой­чи­вость к уда­рам, повы­шен­ной изно­со­стой­ко­сти. Так­же эта смо­ла име­ет свой­ство не сте­кать с вер­ти­каль­ных поверхностей.
  • 4 лит­ра лами­ни­ру­ю­щей смолы
  • Раз­де­ли­тель­ное веще­ство. Воск (Parting Wax) и PVA (water/alcohol-based polyvinyl alcohol)

  • Кисти с нату­раль­ной щети­ной, шири­ной 10–12 см. Луч­ше исполь­зо­вать кисточ­ки с корот­кой щети­ной или отре­зать щети­ну до 3 см в длину.
  • Кон­тей­не­ры для сме­ши­ва­ния смо­лы с отвердителем.
  • Рабо­чая одеж­да. Луч­ше надеть рабо­чих халат.
  • Аце­тон (для чист­ки). Он хоро­шо отмы­ва­ет при­лип­шую смолу.
  • Латекс­ные перчатки
  • Шли­фо­валь­ная бума­га ( P120-P240 ), шпаклёвка.

Создание матрицы

  • Мат­ри­цу нуж­но сде­лать по ори­ги­наль­ной дета­ли в каче­стве шаб­ло­на. Мат­ри­ца для капо­та явля­ет­ся точ­ной копи­ей нуж­ной фор­мы в пере­вёр­ну­том наизнан­ку виде. Стек­ло­во­лок­но лами­ни­ру­ет­ся внут­ри мат­ри­цы. На ори­ги­наль­ный капот, перед созда­ни­ем мат­ри­цы, могут быть добав­ле­ны допол­ни­тель­ные эле­мен­ты, либо может быть кар­ди­наль­но изме­не­на фор­ма (для это­го мож­но исполь­зо­вать гли­ну для леп­ки, поли­уре­та­но­вую пену с шпа­клёв­кой, кар­тон и т. д.). Таким обра­зом, мож­но полу­чить капот с инди­ви­ду­аль­ным дизайном.
  • Мат­ри­ца долж­на быть тол­ще (обыч­но в 3–5 раз) и проч­нее, чем выли­тая по ней буду­щая фор­ма. Это предот­вра­тит иска­же­ние мат­ри­цы и повре­жде­ние формы.
  • При созда­нии мат­ри­цы нуж­но учесть, как Вы буде­те извле­кать зали­тую в неё фор­му. Фак­тор, кото­рый нуж­но учи­ты­вать – угол конус­но­сти отлив­ки. Это угол кра­ёв пане­ли, по кото­рой изго­тав­ли­ва­ет­ся мат­ри­ца. Зали­тую фор­му лег­че выта­щить из мат­ри­цы с пози­тив­ным углом. То есть, нуж­но, что­бы края доно­ра (или мат­ри­цы) были немно­го ско­ше­ны, что­бы отли­тая фор­ма мог­ла лег­ко отделиться.
  • Ори­ги­наль­ный капот, перед созда­ни­ем мат­ри­цы дол­жен быть иде­аль­но ров­ным. Все неров­но­сти и несо­вер­шен­ства ори­ги­наль­но­го капо­та отпе­ча­та­ют­ся на созда­ва­е­мой мат­ри­це. Поэто­му, если в этом есть необ­хо­ди­мость, нуж­но сде­лать кос­ме­ти­че­ский ремонт капо­та перед пере­хо­дом к созда­нию матрицы.
  • Капот нуж­но тща­тель­но вымыть и высушить.
  • Мы будем рас­смат­ри­вать спо­соб созда­ния мат­ри­цы, кото­рый пред­по­ла­га­ет залив­ку мат­ри­цы на лице­вой сто­роне капо­та и её отвер­де­ва­ние, потом пере­во­ра­чи­ва­ние капо­та и изго­тов­ле­ние мат­ри­цы дру­гой сто­ро­ны капо­та (уси­ли­те­ля), отвер­де­ва­ние и раз­де­ле­ние этих поло­ви­нок. Этот спо­соб пред­по­ла­га­ет пред­ва­ри­тель­ное изго­тов­ле­ние барье­ра из плот­но­го мате­ри­а­ла, кото­рый при­кле­и­ва­ет­ся на край обрат­ной сто­ро­ны, перед созда­ни­ем мат­ри­цы на лице­вой части капо­та. Этот барьер послу­жит осно­ва­ни­ем для созда­ния угла конус­но­сти из гли­ны для леп­ки или спе­ци­аль­но­го вос­ка (ско­шен­ный угол по пери­мет­ру края капо­та, для облег­че­ния отде­ле­ния отвер­дев­шей мат­ри­цы). Так­же барьер не даст смо­ле зате­кать на обрат­ную сто­ро­ну капо­та и послу­жит осно­ва­ни­ем для запа­са стек­ло­во­лок­на со смо­лой по краю то есть лами­ни­ро­вать­ся стек­ло­во­лок­но будет как на капо­те, так и на при­кле­ен­ном барье­ре (полу­чит­ся кром­ка). Эта кром­ка при­даст допол­ни­тель­ную жёст­кость мат­ри­це, а так­же обес­пе­чит более без­опас­ное отдё­ле­ние двух поло­вин мат­ри­цы после их готов­но­сти. Рас­щеп­лять края мож­но будет любым плос­ким инстру­мен­том, не боясь повре­дить ори­ги­наль­ный капот (его край будет вда­ли от края зали­тых поло­вин матриц).
  • Барьер мож­но сде­лать из поли­кар­бо­на­та или плот­но­го пла­сти­ко­во­го листа. Сна­ча­ла нуж­но исполь­зо­вать маляр­ную лен­ту, что­бы сде­лать шаб­лон вокруг кра­ёв капо­та. Потом мож­но будет пере­не­сти фор­му шаб­ло­на на плот­ный пла­стик и выре­зать из него барьер. Маляр­ная лен­та накле­и­ва­ет­ся по пери­мет­ру капо­та шири­ной 10 см. Нуж­но отме­тить места сре­за, что­бы полу­чить отдель­ные сег­мен­ты, кото­рые будет удоб­но накле­ить. Сег­мен­ты барье­ров нуж­но поме­тить, что­бы их было лег­ко при­кле­ить в нуж­ное место. Перед при­кле­и­ва­ни­ем барье­ра к капо­ту нуж­но при­кле­ить мас­ки­ро­воч­ную лен­ту, что­бы барьер было лег­ко откле­ить. Маляр­ная лен­та накле­и­ва­ет­ся на край обрат­ной сто­ро­ны капо­та. На эту лен­ту нано­сит­ся горя­чий клей. Потом при­кле­и­ва­ет­ся барьер. Меж­ду сты­ка­ми сег­мен­тов барье­ра накле­и­ва­ет­ся скотч, что­бы гер­ме­ти­зи­ро­вать стыки.

  • Далее нуж­но исполь­зо­вать гли­ну для леп­ки или спе­ци­аль­ный воск, что­бы сде­лать угол конус­но­сти вокруг края капо­та меж­ду капо­том и барье­ром. Этот угол не даст смо­ле затечь под капот, ина­че это поме­ша­ет разъ­еди­не­нию отли­той фор­мы. Таким обра­зом, когда мат­ри­ца будет гото­ва, она лег­ко отде­лит­ся, и не будет зацеп­лять­ся за край капота.

Нуж­но создать плав­ный пере­ход меж­ду кра­ем капо­та и пла­сти­ко­вым барье­ром из гли­ны для леп­ки или спе­ци­аль­но­го вос­ка. Он не даст смо­ле затечь под край капо­та и облег­чит отде­ле­ние мат­ри­цы после отвердевания.

  • Далее, на поверх­ность капо­та (и на при­кле­ен­ный барьер) нано­сит­ся раз­де­ля­ю­щее веще­ство (mould release / separating agent). Оно необ­хо­ди­мо, что­бы смо­ла не при­кле­и­ва­лась на поверх­ность ори­ги­наль­но­го капо­та. Во-пер­вых, это помо­жет не испор­тить ори­ги­наль­ный капот, во-вто­рых, раз­де­ля­ю­щее веще­ство необ­хо­ди­мо, что­бы зали­тая фор­ма без осо­бых про­блем отде­ли­лась от поверх­но­сти. В каче­стве раз­де­ля­ю­ще­го сред­ства чаще все­го исполь­зу­ют ком­би­на­цию вос­ка и PVA (Parting Wax и PVA Release Film). Нуж­но сна­ча­ла нане­сти воск в мат­ри­цу. Для нане­се­ния вос­ка нуж­но исполь­зо­вать чистую мате­рию или спе­ци­аль­ный аппли­ка­тор. Дай­те вос­ку под­сох­нуть в тече­ние часа. Далее рас­пы­ля­ет­ся (или нано­сит­ся кистью) слой PVA .
  • После высы­ха­ния раз­де­ли­тель­но­го веще­ства нано­сит­ся gel coat. Для это­го мож­но исполь­зо­вать как спе­ци­аль­ный крас­ко­пульт, так и кисть. Мож­но нане­сти 2 тон­ких слоя или один тол­стый (0.8 мм). Для капо­та сред­не­го раз­ме­ра пона­до­бить­ся при­мер­но 700 грамм gel coat. Дай­те это­му слою под­сох­нуть и отвер­деть, но что­бы он всё ещё при­ли­пал при касании.
  • Далее нано­сит­ся соеди­ни­тель­ный слой (coapling coat). Соеди­ни­тель­ный слой дела­ет­ся так­же, как обыч­ное лами­ни­ро­ва­ние стек­ло­во­лок­на. Для это­го слоя может исполь­зо­вать­ся спе­ци­аль­ная смо­ла (в линей­ке про­из­во­ди­те­ля), кото­рая слу­жит соеди­ни­тель­ным (пере­ход­ным сло­ем) меж­ду gel coat и основ­ной смо­лой. На поверх­ность нано­сит­ся смо­ла, потом кла­дёт­ся стек­ло­мат и про­пи­ты­ва­ет­ся смо­лой. Нуж­но исполь­зо­вать стек­ло­мат плот­но­стью 225 gsm или менее плот­ный. Сде­лай­те выре­зы на стек­ло­ма­те, если это необ­хо­ди­мо, что­бы он повто­рял фор­му капо­та. Из-за того, что стек­ло­мат менее плот­ный, это поз­во­ля­ет ему хоро­шо повто­рить все кон­ту­ры капо­та и хоро­шо при­ле­гать. Это гаран­ти­ру­ет, что не оста­нет­ся ника­ких пустот меж­ду сло­ем gel coat и пер­вым сло­ем стек­ло­во­лок­на, про­пи­тан­но­го смо­лой. После про­пи­ты­ва­ния стек­ло­ма­та, его нуж­но про­ка­тать вали­ком, что­бы окон­ча­тель­но убрать пузырь­ки воз­ду­ха. Этот слой дол­жен про­сох­нуть в тече­ние 3 часов. Он дол­жен стать твёр­дым, но оста­вать­ся липким.

  • Теперь нуж­но исполь­зо­вать стек­ло­мат плот­но­стью 450 gsm. Сна­ча­ла нано­сит­ся смо­ла, потом кла­дёт­ся стек­ло­мат и сно­ва про­пи­ты­ва­ет­ся смо­лой. Далее кла­дёт­ся вто­рой слой стек­ло­ма­та и сно­ва про­пи­ты­ва­ет­ся смо­лой. Всё про­ка­ты­ва­ет­ся вали­ком, что­бы раз­ров­нять слои и выгнать пузырь­ки воздуха.
  • Боль­шин­ство мат­риц, исполь­зу­ю­щих стек­ло­мат (chopped strand mat) состо­ят из 8–10 сло­ёв. Более тол­стая стек­ло­ткань (Woven Roving, Tooling Fabric) может быть добав­ле­на после тре­тье­го слоя стек­ло­ма­та для более быст­ро­го уве­ли­че­ния тол­щи­ны и проч­но­сти мат­ри­цы. Изме­няй­те поло­же­ние воло­кон сло­ёв, что­бы проч­ность была рав­но­мер­ной. Не нано­си­те более 3–4 сло­ёв за один раз, так как из-за фор­ми­ро­ва­ния теп­ла может иска­жать матрицу.
  • На боль­ших мат­ри­цах (как в нашем слу­чае) добав­ля­ет­ся уси­ле­ние с обрат­ной сто­ро­ны, для допол­ни­тель­ной жёст­ко­сти. Для это­го мож­но сде­лать рас­пор­ки (из пвх труб) и нане­сти 2 слоя стек­ло­ма­та со смо­лой поверх них. Эти уси­ле­ния долж­ны про­хо­дить как по цен­тру, так и по кра­ям мат­ри­цы, где посто­ян­ное коли­че­ство напря­же­ния будет воз­рас­тать от воз­дей­ствия зали­той формы.

После отвер­де­ва­ния, на обрат­ную сто­ро­ну мат­ри­цы могут быть добав­ле­ны уси­ли­те­ли, в виде пла­сти­ко­вых труб, покры­тых дву­мя сло­я­ми стек­ло­во­лок­на со смолой.

  • После отвер­де­ва­ния мат­ри­цы, сде­лан­ной на лице­вой части, нуж­но пере­вер­нуть капот, не отде­ляя затвер­дев­шую стек­ло­пла­сти­ко­вую часть. Далее мож­но начать делать фор­му для внут­рен­ней части капо­та (уси­ле­ния). На этом эта­пе мож­но уда­лить барье­ры из пла­сти­ко­во­го листа, при­кле­ен­ные к краю капо­та. После уда­ле­ния пла­сти­ко­во­го барье­ра оста­нет­ся кром­ка из стеклопластика.

Обрат­ная сто­ро­на капота

  • Что­бы под­го­то­вить обрат­ную сто­ро­ну к нане­се­нию смо­лы и стек­ло­во­лок­на, нуж­но закле­ить все швы и отвер­стия. Когда будет нано­сить­ся смо­ла, она не долж­на про­со­чить­ся в какие-либо щели и отвер­стия, так как это поме­ша­ет отде­ле­нию фор­мы. Мел­кие швы мож­но заде­лать гли­ной для леп­ки, а боль­шие отвер­стия – скот­чем или спе­ци­аль­ной лип­кой лен­той (flash/release tape).

Перед нача­лом созда­ния мат­ри­цы, все щели и отвер­стия на обрат­ной сто­роне капо­та долж­ны быть заклеены.

  • Так­же нуж­но доба­вить гли­ны к кра­ям уси­ли­те­лей, что­бы смо­ла не попа­ла под них.
  • Как и при изго­тов­ле­нии лице­вой сто­ро­ны капо­та, по кра­ям капо­та (меж­ду барье­ром, кото­рый теперь сде­лан из стек­ло­пла­сти­ка и кра­ем) нуж­но создать угол конус­но­сти. То есть, сде­лать ско­шен­ный край из гли­ны для лепки.
  • Теперь нуж­но нане­сти и рас­пре­де­лить воск и рас­пы­лить или нама­зать кистью PVA mold release (раз­де­ля­ю­щее веще­ство) на внут­рен­нюю часть капота.
  • Теперь вся поверх­ность обиль­но про­ма­зы­ва­ет­ся gel coat при помо­щи кисти (или нано­сит­ся рас­пы­ле­ни­ем). Слой дол­жен полу­чить­ся доста­точ­но тол­стым (0.8 мм). Этот слой дол­жен оста­вать­ся немно­го лип­ким перед нане­се­ни­ем стек­ло­во­лок­на со смолой.
  • Далее нама­зы­ва­ет­ся смо­ла и кла­дёт­ся стек­ло­мат 225 gsm. На не до кон­ца про­сох­ший слой смо­лы и стек­ло­ма­та нано­сит­ся вто­рой стек­ло­ма­та плот­но­стью 450 gsm и про­пи­ты­ва­ет­ся смо­лой. Все­го долж­но полу­чить­ся мини­мум 4 слоя 450 gsm. Всё тща­тель­но про­ка­ты­ва­ет­ся вали­ком. Нане­сён­ные слои долж­ны про­сох­нуть в тече­ние суток.

Отде­ле­ние мат­ри­цы от капота

После пол­но­го отвер­де­ва­ния мат­ри­цы, её нуж­но высво­бож­дать. Для это­го суще­ству­ют спе­ци­аль­ные кли­нья раз­ных раз­ме­ров и раз­ной твёр­до­сти. Эти пла­сти­ко­вые кли­нья удоб­но исполь­зо­вать, так как они не повре­дят край, в отли­чие от отвёр­ток, шпа­те­лей и про­чих инстру­мен­тов. В нашем слу­чае не слиш­ком важ­но не повре­дить края, так как у нас есть допол­ни­тель­ная кром­ка по пери­мет­ру капо­та. Нуж­но сре­зать несколь­ко сан­ти­мет­ров этой кром­ки, что­бы стык двух поло­вин мат­риц был чёт­ко виден. Сна­ча­ла нуж­но отме­тить линию сре­за по все­му пери­мет­ру капо­та. Для обре­за­ния исполь­зу­ет­ся элек­тро­лоб­зик. Исполь­зуй­те воль­фра­мо­вое кар­бид­ное лез­вие (tungsten carbide blade). Вставь­те кли­нья или любой дру­гой плос­кий инстру­мент вокруг пери­мет­ра мат­ри­цы и акку­рат­но про­толк­ни­те внутрь. Так нуж­но делать посте­пен­но, дви­га­ясь по пери­мет­ру. Ино­гда может потре­бо­вать­ся исполь­зо­вать моло­ток, что­бы немно­го про­сту­ки­вать кли­нья или дру­гой инструмент.

Спе­ци­аль­ные кли­нья раз­ных раз­ме­ров для отде­ле­ния мат­ри­цы или капо­та из стеклопластика.

Боль­шие пане­ли и мат­ри­цы ино­гда слож­но раз­де­лять, даже после разъ­еди­не­ния кра­ёв. На это вли­я­ет неболь­шая адге­зия отли­той фор­мы и ста­ти­ка. При слож­но­сти в разъ­еди­не­нии мож­но при­ме­нить сжа­тый воз­дух или напор воды под дав­ле­ни­ем в щель меж­ду мат­ри­цей и маке­том, что­бы помочь отсо­еди­нить матрицу.

В таком виде мат­ри­цу мож­но исполь­зо­вать как есть, но что­бы при­дать допол­ни­тель­ную глад­кость поверх­но­сти, нуж­но отшли­фо­вать поверх­ность шли­фо­валь­ной бума­гой P1200 с водой. Этот этап убе­рёт мел­кие несо­вер­шен­ства на поверх­но­сти и сде­ла­ет поверх­ность иде­аль­но глад­кой. Таким обра­зом, зали­тая в этой мат­ри­це фор­ма не отпе­ча­та­ет на себе мел­кие неров­но­сти поверх­но­сти матрицы.

Как сделать капот из стеклопластика по матрице

  • Про­цесс изго­тов­ле­ния копии капо­та похож на созда­ние мат­ри­цы. При созда­нии окон­ча­тель­ной копии капо­та не нуж­но исполь­зо­вать мно­го смо­лы, в отли­чие от мат­ри­цы. Доста­точ­но будет, что­бы стек­ло­во­лок­но было про­пи­та­но смо­лой, но не залито.
  • Нане­си­те 3 слоя раз­де­ля­ю­ще­го веще­ства (mold release paste wax) на поверх­ность мат­ри­цы, потом несколь­ко сло­ёв жид­ко­го раз­де­ля­ю­ще­го веще­ства PVA .
  • После высы­ха­ния раз­де­ля­ю­ще­го веще­ства нано­сит­ся 3 тол­стых слоя gel coat. Этот слой обес­пе­чит глад­кую лице­вую поверх­ность буду­ще­го капо­та. Если сра­зу нане­сти смо­лу, а потом стек­ло­мат и про­пи­тать его, то лице­вая часть будет иметь неров­но­сти в виде выпи­ра­ю­щих воло­кон стек­ло­во­лок­на (в осо­бен­но­сти, если исполь­зу­ет­ся тол­стый стек­ло­мат), поры.
  • После нане­се­ния gel coat, нуж­но выждать от 2–4 часа.
  • Далее нано­сит­ся смо­ла. Для созда­ния капо­та про­из­во­ди­тель может реко­мен­до­вать смо­лу Vinyl Ester Resin, кото­рая луч­ше по свой­ствам, чем более дешё­вая полиэфирная.
  • Кла­дёт­ся слой стек­ло­ма­та и про­пи­ты­ва­ет­ся смо­лой. Стек­ло­во­лок­но долж­но немно­го захо­дить за края мат­ри­цы. Смо­лы нано­сит­ся столь­ко, что­бы пол­но­стью про­пи­тать стек­ло­во­лок­но. При этом избе­гай­те нане­се­ния излиш­не­го коли­че­ства смо­лы, что­бы не уве­ли­чи­вать вес капо­та. Проч­ность от излиш­ней смо­лы тоже не уве­ли­чи­ва­ет­ся. Смо­ла нано­сит­ся на поверх­ность от цен­тра к краям.
  • Нуж­но нане­сти 4 слоя стек­ло­ма­та. Кла­ди­те слои стек­ло­ма­та так, что­бы волок­на рас­по­ла­га­лись под раз­ны­ми угла­ми отно­си­тель­но раз­ных сло­ёв. Это уве­ли­чи­ва­ет проч­ность во всех направлениях.

  • После нане­се­ния и раз­рав­ни­ва­ния пер­во­го слоя нуж­но подо­ждать при­мер­но 40 минут, потом класть 2 слой стек­ло­ма­та. Нуж­но, что­бы пер­вый слой был твёр­дым, но всё ещё лип­ким, перед нане­се­ни­ем вто­ро­го слоя.
  • С 3–4 сло­я­ми будет при­мер­но 2.5 — 3 мм тол­щи­ной, что соот­вет­ству­ет тол­щине завод­ских капо­тов из стеклопластика.
  • Рас­ка­тай­те вали­ком нане­сён­ный слой, что­бы убрать пузырь­ки воз­ду­ха. Если оста­нут­ся пузырь­ки, то в этом месте верх­ний слой с лице­вой сто­ро­ны может треснуть.
  • В отли­ва­е­мой фор­ме иска­же­ния (короб­ле­ние, скру­чи­ва­ние) мож­но избе­жать, поз­во­ляя каж­до­му слою отвер­деть (до состо­я­ния лип­ко­сти поверх­но­сти), перед нане­се­ни­ем сле­ду­ю­ще­го слоя.
  • Суши­те смо­лу мед­лен­но. Чем быст­рее сох­нет панель из стек­ло­во­лок­на и чем выше тем­пе­ра­ту­ра суш­ки, тем более хруп­кой будет панель.

Обре­за­ние лиш­не­го стек­ло­пла­сти­ка и при­кле­и­ва­ние креплений

Нуж­но сре­зать изли­шек по кра­ям двух частей ново­го капо­та и выре­зать про­ёмы меж­ду уси­ли­те­ля­ми на части капо­та, кото­рая отно­сит­ся к обрат­ной его сто­роне. Для обре­за­ния излиш­ков стек­ло­пла­сти­ка удоб­но исполь­зо­вать dremel. Обре­зая края, нуж­но сле­до­вать линии края, отпе­ча­тав­шей­ся от ори­ги­наль­но­го капо­та. Нуж­но сре­зать с неболь­шим отсту­пом от линии края капо­та, так как края нуж­но будет дора­ба­ты­вать шли­фо­ва­ни­ем. Перед нача­лом рабо­ты не забы­вай­те про сред­ства защи­ты. Исполь­зуй­те респи­ра­тор, защит­ные очки и пер­чат­ки. После обре­за­ния кра­ёв исполь­зуй­те напиль­ник или шли­фо­валь­ную бума­гу на брус­ке, что­бы под­ров­нять края ( P120-P240 ).

Завод­ские креп­ле­ния для ком­по­зит­ных капо­тов. Подоб­ные креп­ле­ния не слож­но изго­то­вить сво­и­ми руками.

Далее нуж­но про­свер­лить отвер­стия для креп­ле­ния шар­ни­ров. Для это­го нуж­но поме­тить нуж­ные места, в соот­вет­ствии с места­ми на ори­ги­наль­ном капо­те. Исполь­зуй­те дрель и свер­ло нуж­но­го раз­ме­ра. Место в перед­ней части капо­та, кото­рое соеди­ня­ет­ся с зам­ком, нуж­но выре­зать при помо­щи dremel, а края обра­бо­тать напиль­ни­ком. Для при­кле­и­ва­ния креп­ле­ний исполь­зу­ет­ся двух­ком­по­нент­ный эпок­сид­ный клей. Этот клей хоро­шо при­ли­па­ет как к ком­по­зит­ным мате­ри­а­лам (в дан­ном слу­чае стек­ло­во­лок­но), так и к метал­лу. Пока две поло­ви­ны капо­та (лице­вая часть и уси­ли­те­ли) не скле­е­ны вме­сте, креп­ле­ния мож­но лег­ко при­кле­ить к обрат­ной сто­роне усилителей.

Соеди­не­ние двух частей капота

Перед скле­и­ва­ни­ем двух поло­вин, нуж­но отшли­фо­вать места соеди­не­ния, что­бы они были плоскими.

Для скле­и­ва­ния двух поло­вин мож­но исполь­зо­вать 3М fiberglass panel adhesive, кото­рый спе­ци­аль­но для это­го пред­на­зна­чен, либо поли­уре­та­но­вый клей-гер­ме­тик. Клей нуж­но нане­сти на край по пери­мет­ру, потом раз­ров­нять, что­бы полу­чи­лось при­мер­но 3 мм тол­щи­ны и 4 мм шири­ны. Далее поло­ви­ны капо­та соеди­ня­ют­ся и при­жи­ма­ют­ся зажи­ма­ми на 24 часа. Если исполь­зу­е­те зажи­мы, то ста­рай­тесь избе­гать про­ги­бов на краях.

Для скле­и­ва­ния двух поло­вин капо­та (полот­но капо­та и уси­ли­тель) вме­сте мож­но исполь­зо­вать мат­ри­цу, из кото­рой отли­ва­лась лице­вая часть капо­та. Это нуж­но для того, что­бы лице­вая часть не иска­жа­лась при скле­и­ва­нии. Берём полот­но капо­та (лице­вую часть) и кла­дём обрат­но в мат­ри­цу, нано­сим клей и при­жи­ма­ем вто­рую поло­ви­ну (уси­ли­тель). Поверх уси­ли­те­ля нуж­но поло­жить груз в несколь­ких местах. При этом спо­со­бе скле­и­ва­ния мож­но обой­тись без зажимов.

Как подготовить капот из стеклопластика к покраске?

Преж­де все­го, нуж­но знать, что панель из стек­ло­пла­сти­ка долж­на как сле­ду­ет высох­нуть и затвер­деть. Сколь­ко вре­ме­ни толь­ко что изго­тов­лен­ный капот дол­жен сох­нуть? Чем доль­ше, тем луч­ше. Мини­маль­ное вре­мя 48 часов, а мак­си­маль­ное – вплоть до неде­ли. Пол­ное отвер­де­ва­ние осо­бен­но важ­но, если деталь будет окра­ши­вать­ся в чёр­ный или дру­гой тём­ный цвет. Так как тём­ные оттен­ки впи­ты­ва­ют теп­ло, на солн­це на не про­сох­шем капо­те могут воз­ник­нуть пузы­ри или даже иска­же­ние формы.

После отвер­де­ва­ния нуж­но поста­вить капот на авто­мо­биль и про­ве­рить все зазо­ры. Воз­мож­но, нуж­но будет где-то под­ре­зать панель и под­шли­фо­вать, что­бы все зазо­ры были ров­ны­ми. При шли­фо­ва­нии пане­лей из стек­ло­пла­сти­ка обя­за­тель­но исполь­зуй­те респи­ра­тор, а так­же рабо­тай­те в защит­ной робе.

После под­гон­ки нуж­но тща­тель­но вымыть панель из стек­ло­во­лок­на. Это нуж­но, что­бы убрать раз­де­ля­ю­щее веще­ство, кото­рое исполь­зу­ет­ся для облег­че­ния извле­че­ния капо­та из мат­ри­цы. Если это веще­ство убрать не пол­но­стью, то во вре­мя покрас­ки могут воз­ник­нуть дефек­ты «рыбий глаз».

Во мно­гом, под­го­тов­ка капо­та из стек­ло­во­лок­на и смо­лы схо­жа с под­го­тов­кой метал­ли­че­ской пане­ли (см. ста­тью “под­го­тов­ка к покрас­ке”). Важ­но убрать все неров­но­сти шпа­кле­ва­ни­ем, шли­фо­ва­ни­ем и грун­то­ва­ни­ем, если они остались.

Каким грун­том покрыть капот из стек­ло­пла­сти­ка? Здесь может быть несколь­ко вари­ан­тов. Мож­но исполь­зо­вать эпок­сид­ный грунт (см. ста­тью о свой­ствах и при­ме­не­нии эпок­сид­но­го грун­та). Далее уже мож­но нане­сти акри­ло­вый грунт, под­го­то­вить его и красить.

Ещё одно боль­шое отли­чие капо­та из стек­ло­во­лок­на от сталь­но­го в том, что обыч­ный капот име­ет оди­на­ко­вую поверх­ность с обе­их сто­рон, в то вре­мя как лице­вая сто­ро­на капо­та из стек­ло­во­лок­на глад­кая, а обрат­ная сто­ро­на гру­бая и неров­ная. На обрат­ную сто­ро­ну капо­та мож­но нане­сти поли­уре­та­но­вую крас­ку рап­тор или ана­лог, пред­ва­ри­тель­но под­го­то­вив поверх­ность. Это доба­вит изно­со­устой­чи­во­сти капо­ту, а так­же улуч­шит внеш­ний вид.

Установка капота из стеклопластика и его эксплуатация

  • При уста­нов­ке капо­та из стек­ло­во­лок­на нуж­но учи­ты­вать кон­струк­цию креп­ле­ния ори­ги­наль­но­го капо­та. К при­ме­ру, если исполь­зо­ва­лись пру­жи­ны в меха­низ­ме шар­ни­ров или зам­ка, то они могут при­ве­сти к повре­жде­нию капо­та из стек­ло­во­лок­на. То же самое отно­сит­ся к пнев­ма­ти­че­ским упо­рам капо­та. В этом слу­чае нуж­но изме­нить кон­струк­цию креп­ле­ний, что­бы капот из стек­ло­во­лок­на не под­вер­гал­ся излиш­не­му напряжению.
  • В отли­чие от закры­ва­ния тяжё­ло­го метал­ли­че­ско­го капо­та, капот из стек­ло­пла­сти­ка не доста­точ­но про­сто отпу­стить, что­бы он хлоп­нул и закрыл­ся. Нуж­но убе­дить­ся, что замок защёлк­нул­ся. Для это­го нуж­но акку­рат­но потя­нуть за край капо­та вверх и проверить.
  • Капо­ты из стек­ло­пла­сти­ка тол­ще, чем ори­ги­наль­ные метал­ли­че­ские капо­ты. Поэто­му необ­хо­ди­мо настро­ить их по высо­те рези­но­вы­ми регу­ли­ро­воч­ны­ми отбой­ни­ка­ми. Отбой­ни­ки может потре­бо­вать­ся под­ре­зать или убрать полностью.

  • Капот из стек­ло­пла­сти­ка жест­че, чем ори­ги­наль­ный из ста­ли. Сталь­ной капот может немно­го сги­бать­ся по линии кры­льев, даже если одно из кры­льев рас­по­ло­же­но ниже, чем дру­гое. Поэто­му, после уста­нов­ки капо­та из стек­ло­во­лок­на может пона­до­бить­ся скор­рек­ти­ро­вать поло­же­ние при­ле­га­ю­щих панелей.
  • Капот из стек­ло­во­лок­на полу­ча­ет­ся лёг­ким и гиб­ким, поэто­му, если авто­мо­биль, на кото­ром уста­нов­лен капот из стек­ло­во­лок­на, исполь­зу­ет­ся для вожде­ния на высо­ких ско­ро­стях, то долж­ны быть уста­нов­ле­ны спе­ци­аль­ные креп­ле­ния для капо­та (hood pins) на его перед­ние углы для предот­вра­ще­ния его подъ­ёма на скорости.

Конструкторская мысль не стоит на месте. Это относится и к инженерам-автомобилестроителям. Уже давно они пытаются улучшить кузов легковой машины, полностью отказавшись от использования металла и перейдя на пластик и композитные материалы. К сожалению, этого до сих пор не произошло. Попытаемся разобраться почему.

Недостатки автомобилей из пластика и композитных материалов

Пластик в автомобилестроении применяется довольно активно. Однако дальше декоративных панелей и обвеса дело обычно не идёт. То же можно сказать о карбоне, стекловолокне и других композитных материалах. Почему же так происходит? Вот несколько причин:

    дороговизна. Для современной химической промышленности не составляет проблемы изготовить композитный материал, который будет прочнее титана. Однако цена такого материала будет чрезвычайно высока. Так что автомобиль из него будет по карману очень немногим. Простой пример: автомобиль Pagani Huayra. Его кузов целиком выполнен из высококачественного карбона. Цена этой машины начинается от 1.4 млн. долларов;

  • низкая ремонтопригодность. Погнутый стальной кузов можно выправить. С пластиковым кузовом этот номер не пройдёт. При ударе такой кузов трескается, и отремонтировать его удаётся далеко не всегда;
  • чувствительность к температурам. Пластик под воздействием низких или высоких температур меняет не только размер, но и свойства. В жару он становится мягче, на морозе делается хрупким. Именно поэтому пластик в серийных автомобилях по сей день используется лишь в декоративных целях.
  • Машины, выполненные из альтернативных материалов

    Soybean car (англ. «Машина из соевых бобов») – первый в мире автомобиль с кузовом из пластика, созданный Генри Фордом в 1941 году. Дизайн машины был разработан Юджином Грегори. Собственного названия этот экспериментальный автомобиль так и не получил. Кузов машины был создан из пластикового композита на основе соевых бобов.

    Помимо сои, в состав композита входила конопля, лён, пшеница и китайская крапива (рами). Инженерам, участвовавшим в разработке машины, строжайше запрещалось разглашать состав материала. Из него было изготовлено 12 кузовных панелей, которые крепились на трубчатом кузовном каркасе. Общий вес машины составлял всего 860 кг. По словам Форда, кузов был вдвое легче и прочнее стального. Но в производство машина так и не пошла. Вначале разразилась Вторая мировая война, и промышленнику стало не до экспериментов. А в 1947 году Генри Форд умер, и о «соевой машине» тихо забыли.

    Первый Chevrolet Corvette C1 сошёл с конвейера в 1953 году. Всего было выпущено 300 автомобилей. Это были двухместные родстеры, причём все они были окрашены в белый цвет. Главной особенностью C1 был кузов из стеклопластика, который монтировался на укороченном рамном шасси, взятом от серийных экземпляров Chevrolet Corvette.

    Объём двигателя составлял 3.9 литра, мощность — 152 л. c. Производство машины было прекращено в 1962 году, так как было признано экономически нецелесообразным.

    Экспериментальный автомобиль ХАДИ-2 был построен в 1961 году в КБ Харьковского автодорожного института. Для изготовления кузова использовалась стеклоткань, сложенная в 10 слоёв. Тканевые слои были разделены слоями парафина, а фиксировалась вся эта конструкция специальным клеем. Каркас кузова был сделан из сваренных друг с другом труб эллиптического сечения. Дверей в кузове не было. Машина была создана в единственном экземпляре и оборудована двигателем от мотоцикла М-72. Впоследствии автомобиль неоднократно переделывался.

    В частности, двигатель с М-72 вначале заменили электромотором, а затем мотором от автомобиля «Москвич-412». В серийное производство машина так и не пошла.

    Автомобили Trabant (нем. «Спутник») выпускались в 1957 году в ГДР. Одной из особенностей этой машины было отсутствие бензонасоса. Топливный бак стоял рядом с двигателем, и бензин шёл в карбюратор самотёком.

    Даже сейчас многие считают, что кузов этой машины был цельнопластиковым. Но это заблуждение. Практически все несущие части кузова были стальными, их производили обычной штамповкой. А вот для декоративных навесных панелей использовался так называемый фенопласт. Это смола на основе фенолформальдегида, смешанного с отходами хлопкового производства (очёсами), которые и служили армирующей основой.

    Сегодня немецкая фирма Bayer известна как производитель лекарственных препаратов. Однако в 1967 году она совместно с концерном BMW выпустила автомобиль, ставший легендарным — Bayer K67. Машину никогда не планировалось выпускать серийно. Это был исключительно экспериментальный образец с карбоновым кузовом (за что и был прозван «стеклянной машиной»).

    Главным назначением машины была демонстрация достижений немецкой химической промышленности. И следует признать, демонстрация была успешной: при проведении краш-тестов карбоновый кузов оказался вдвое прочнее стальных аналогов, в том числе и при лобовых столкновениях.

    Этот странный двухместный автомобиль — детище компании Kor ecologic. Главная особенность автомобиля Urbee Hybrid вовсе не в гибридном моторе, который может работать как на этаноле, так и на бензине. Дело в том, что все детали этой машины были распечатаны на 3D-принтере фирмы Stratasys. В настоящий момент Urbee Hybrid существует в единственном экземпляре, и вряд ли когда-нибудь будет запущен в серию.

    Его главной задачей было продемонстрировать возможности 3D-печати. И с этой задачей он блестяще справился.

    Автомобиль BMW i3 был выпущен в 2013 году. Этот компактный электромобиль преследовал вполне конкретные цели: быть максимально экологичным, сведя к минимуму своё воздействие на окружающую среду. Кузов BMW i3 изготовлен из углепластика, который крепится к лёгкому алюминиевому каркасу.

    Главным достоинством углепластика является то, что он пружинит при лёгких ударах, а затем возвращается в исходное положение. Прочность кузова практически не уступает металлу. Электромобиль успешно прошёл краш-тесты на лобовое и боковое столкновение и набрал четыре балла из пяти возможных. В движение машина приводится электрическим двигателем мощностью в 170 л.с.

    Видео: обзор электромобиля BMW i3

    Итак, пластик и композитные материалы имеют массу достоинств, главным из которых является стойкость к коррозии. Но к сожалению, у этих материалов есть и недостатки, из-за которых мы ещё долго не увидим на улицах городов цельнопластиковые машины серийного производства.

    Источник Источник Источник https://kuzov.info/kak-sdelat-kapot-iz-stekloplastika/
    Источник Источник Источник Источник Источник https://avtoidei.ru/sovety/12546-pochemu-legkovye-mashiny-ne-delayut-iz-plastika.html

    Болван матрицы и болван формы, матрицы для стеклопластика: этапы производства и технологии

    Серийное и мелкосерийное производство, связанное с отливкой изделий, начинается с изготовления болвана и матрицы. Это один из самых ответственных этапов, так как от качества изделия будет зависеть качество каждого следующего конечного продукта. Матрицы из стеклопластика подходят для отливки изделий ручным способом, а также холодного прессования.

    Болваны для стеклопластиковых матриц полностью повторяют форму будущего изделия. Заказать болванки из МДФ, дерева, пластика - вы можете у нас.
     

    Матрицы из стеклопластика: этапы изготовления

    Самым первым этапом становится создание болван-матрицы или болван-формы (об этом мы расскажем ниже). По готовому болвану изготавливается матрица. Для формы используют стеклопластик или углепластик и специальные матричные гелькоуты.

    После финишной обработки болвана, в том числе нанесения восков при необходимости, начинается процесс изготовления матрицы. Гелькоут можно наносить двумя способами:

    • Ручным – кистью;
    • Методом напыления – с использованием чашечного пульверизатора;

    Матричный гелькоут наносится в несколько этапов, слоями разной толщины, обязательно выдерживается до состояния готовность «на отлип». После обработки ровингом или склеивающей пастой, начинается укладка матричного стеклопластикового ламината.

    Важно стекломаты укладывать без неровностей и пузырей воздуха. Для этого при необходимости используют предварительный раскрой матов. Каждый слой покрывается специальными полиэфирными смолами.

    Еще один важный этап – нанесение армирующего слоя, который обеспечит необходимую прочность и жесткость матрицы, сделает ее устойчивой на изгиб и разрыв, исключит возможность деформации в результате использования. Отлитая матрица обязательно шлифуется и полируется, чтобы убрать даже микроскопические шероховатости и неровности, а затем наносится разделитель – условно постоянный слой, который поможет относительно легко вынимать из матрицы готовые детали.

    Для удобства и долгого срока службы матрицы из стеклопластика, в зависимости от формы и способа заливки, оснащают ушками, выемками, ручками, ножками, что обеспечивает аккуратную эксплуатацию и долговечное использование.
     

    Болван матрица:

    Чтобы изготовить любую матрицу - необходим болван для нее. Это прототип будущего изделия, в точности повторяющий его форму. При этом качество болвана должно быть очень высокое. Погрешности в размерах, форме, а также неровности и шероховатости поверхности - недопустимы.

    Болван-матрица изготавливается либо из того же материала, что и конечное изделие, но чаще всего создается из любого чернового материала. Например, для изготовления матричных болванов нередко используют:

    • Дерево;
    • Гипс;
    • Металл;
    • МДФ;
    • Пенополистирол.

    После финишной обработки болваны для матрицы обязательно шпатлюются, красятся и покрываются специальными лаками. Это необходимо для создания идеально гладкой непористой поверхности, что обеспечит глянцевую поверхность изделия и исключит возникновение эффекта «закипания».

    Для создания сложных болванов используются фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением), которые позволяют создавать точные копии с минимальной погрешностью по размерам, при этом работают с различными материалами.
     

    Где заказать?

    Наша компания вот уже почти 15 лет работает на рынке резки и фрезеровки, мы располагаем современной технической базой, высокотехнологичными фрезерными ЧПУ-станками и опытным персоналом. Принимаем заказы на изготовление мастер-моделей для литья и болванов для матриц. Работаем преимущественно с деревом, МДФ, пенополистиролом и пластиком.

    Наши услуги:

    • создание 3д модели будущего изделия,
    • вырезание на станке болван матрицы (или его деталей при необходимости сборки модели),
    • доведение готового изделия до финишного результата (шлифовка, лакировка, покрытие специальными материалами – при необходимости и пожеланиях заказчика).

    Сотрудничаем как с частными лицами, так и с корпоративными клиентами. К нам нередко обращаются для изготовления болванов для создания матриц, которые в дальнейшем будут использоваться при производстве катеров, запчастей автомобилей и другой техники.

    Уточнить условия работы, сроки выполнения заказа, цены - можно связавшись с нами по телефону: +7 812 336-36-76.

    Наше производство расположено в Санкт-Петербурге, но с работаем с клиентами из разных регионов, отправляя заказы посредством транспортных компаний.
     

    Еще статьи по теме:

    - Что такое 3d мастер-модель?

    - Фрезерные и лазерные станки. Сравнение.

    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 в соответствии с требованиями 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 9–20 долл. США + $ 0,80 4,50–10,00 долларов 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 х 10 6 8 х 10 6 1.8 х 10 6 10 х 10 6 30 х 10 6
    Плотность (фунт / дюйм 3 ) .055 .065 .02 .10 .30
    Процесс производства открытых форм

    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, которое представляет 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. Препрег 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 обеспечения прочности и / или жесткости в направлениях и местах, которые необходимы, путем стратегического размещения материалов и ориентации волокон.Гибкость конструкции и производства стекловолокна дает возможность объединять детали и включать в детали множество функций для дальнейшего снижения общей стоимости детали. Некоторые общие рекомендации по проектированию 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.
    Радиус угла Рекомендуется 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 быть класса A
    Сторона, отличная от инструмента, 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 посредством проводящего покрытия
    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. Техника 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 сохраняет правильную форму. Затем форма снимается с мастера и запускается в производство.

    О композитах из стекловолокна | Miles Fiberglass

    Что такое композиты?

    Композит - это комбинация по крайней мере двух материалов с разными физическими или химическими свойствами, объединенных для получения свойств, которые не могут быть достигнуты ни одним из компонентов по отдельности.

    Обычно композиты состоят из двух компонентов: армирующей фазы и матричной фазы. Армирующая фаза имеет форму волокон, листов или частиц и встроена в другие материалы, матричную фазу. Армирующий материал обычно бывает прочным и имеет низкую плотность, тогда как матричный материал обычно пластичный или вязкий. В сочетании вы получаете прочность армирующего материала и вязкость материала матрицы.

    Преимущества использования композитов

    • Высокая прочность - Может быть спроектирована с учетом особых требований к прочности.
    • Легкий - Может быть как легким, так и высокопрочным. Композиты используются для получения самого высокого отношения прочности к весу, известного человеку.
    • Устойчивость к коррозии - Обеспечивает длительную стойкость к суровым химическим и температурным средам.
    • Гибкость конструкции - можно принимать сложные формы на относительно низком берегу.
    • Долговечность - имеют чрезвычайно долгий срок службы и низкие требования к техническому обслуживанию.

    Применение композитов в потребительских товарах

    Потребительские товары, такие как лодки, автомобили и товары для отдыха, производятся из композитов с начала 1950-х годов.Обычно потребительские композиты - это продукты, требующие косметической отделки, например лодки, туристические автомобили и спортивные товары. Косметическая отделка во многих случаях представляет собой покрытие в форме, известное как гелькоут. Потребительские товары составляют значительную часть всей индустрии композитов. Другие примеры потребительских композитов:

    • Клюшки для гольфа
    • Ракетки теннисные
    • Велосипедные рамы
    • Гидроциклы
    • Кузова гоночных автомобилей
    • Удочки

    Применение композитов в промышленности

    Композитные изделия также используются в промышленности, где решающее значение имеют коррозионная стойкость и производительность в неблагоприятных условиях окружающей среды.Смолы премиум-класса, такие как изофталевая и винилэфирная рецептуры, должны соответствовать спецификациям коррозионной стойкости.

    Косметическая отделка обычно вторична по сравнению с характеристиками продукта в промышленных композитах. Примеры промышленных композитных изделий:

    • Подземные резервуары для хранения
    • Скрубберы
    • Трубопровод
    • Вытяжные шкафы
    • Компоненты для очистки воды
    • Клапаны давления
    • Компоненты для тяжелых и легких рельсов
    • Морское применение

    Приложения для композитов в расширенных компонентах

    Дорогие высокоэффективные полимерные системы относятся к категории передовых компонентов.Продукция, предназначенная для таких отраслей, как авиакосмическая, военная и коммерческая авиация, является основными потребителями в категории передовых компонентов.

    Есть много экзотических смол и волокон, которые используются в современных композитах, но на рынке доминируют эпоксидная смола и армирующее волокно из арамида, углерода или графита.

    Начало композитов

    • Первым известным композитом является саман, смесь грязи и соломы, которая использовалась в качестве первого строительного материала. Солома позволяет воде в иле (или глине) испаряться и равномерно распределяет трещины в иле, создавая очень прочный материал.
    • В XII веке монголы сделали луки для стрельбы из лука, которые были меньше и мощнее своих соперников, сочетая в себе сухожилия крупного рогатого скота, рога, бамбук, шелк и скрепленные натуральной сосновой смолой. Сухожилия были размещены на стороне натяжения лука, бамбук использовался в качестве сердечника, а листы рога были приклеены к стороне сжатия лука. Затем лук был плотно обернут шелком с использованием полимерного клея.
    • В конце 1800-х годов строители каноэ склеивали слои крафт-бумаги вместе с шеллаком, чтобы сформировать бумажный ламинат.Концепция была успешной, однако продукт был плохо реализован, и поэтому идея просуществовала недолго.

    Начало современных композитов

    • Между 1870 и 1890 годами были разработаны первые синтетические смолы. Эти полимерные смолы переходят из жидкого состояния в твердое состояние путем сшивания молекул. Первые синтетические смолы включают целлулоид, меламин и бакелит.
    • В начале 1930-х годов American Cyanamid и DuPont впервые независимо друг от друга разработали полиэфирную смолу.В то же время компания Owens-Illinois Glass Company начала на коммерческой основе ткать стекловолокно в текстильную ткань.

    Вторая мировая война способствует росту композитной промышленности

    • Между 1934 и 1936 годами экспериментатор Рэй Грин объединил эти два новых продукта и начал лепить небольшие лодки. Во время Второй мировой войны для разработки радара потребовались неметаллические корпуса, и американские военные продвинули зарождающуюся технологию композитов во многих исследовательских проектах.
    • После Второй мировой войны композитные материалы стали основным инженерным материалом.

    Рост производства композитных материалов ускоряется, разрабатываются новые технологические процессы

    • Промышленность композитов начала развиваться в 1940-х годах и быстро росла в 1950-х годах. К 1955 году большинство используемых сегодня методов обработки композитов было разработано. Открытое формование, ручная укладка, измельчение, компрессионное формование, намотка нити, формование с переносом смолы, вакуумная упаковка в мешки и вакуумная инфузия были разработаны в период с 1946 по 1955 год.
    • Сегодня промышленность композитов продолжает расти как крупный поставщик продукции.

    Руководство для начинающих по пластмассам, армированным волокном (FRP) - Craftech Industries - High-Performance Plastics

    Армированный волокном пластик (FRP), также известный как армированный волокном полимер, на самом деле представляет собой композитный материал
    , представляющий собой полимерную матрицу, смешанную с некоторыми армирующими материалами, такими как волокна. Волокна обычно бывают базальтовыми, углеродными, стеклянными или арамидными; в некоторых случаях также можно использовать асбест, дерево или бумагу.

    Формирование FRP

    Возвращаясь к основам, есть два процесса, с помощью которых получают полимер: ступенчатая полимеризация и аддитивная полимеризация. Композитные пластмассы образуются, когда пара однородных материалов, обладающих разными характеристиками, соединяется вместе, чтобы произвести конечный продукт с желаемыми механическими свойствами и свойствами материала. Эти композитные материалы могут быть двух типов: армированные волокном и армированные частицами.

    Пластмасса, армированная волокном относится к той категории, в которой механическая прочность и эластичность пластмасс повышены за счет включения волокнистых материалов.Матрица, представляющая собой материал сердцевины без армирования волокнами, твердая, но сравнительно более слабая, и ее необходимо упрочнить путем добавления мощных армирующих волокон или нитей. Именно волокно имеет решающее значение для отличия исходного полимера от FRP.

    Большинство этих пластиков получают с помощью различных процессов формования, в которых пресс-форма или инструмент используются для размещения волокнистой заготовки, представляющей собой сухое волокно или волокно, содержащее определенную долю смолы. После «смачивания» сухих волокон смолой происходит «отверждение», при котором волокна и матрица принимают форму формы.На этом этапе время от времени применяется тепло и давление. Различные методы включают компрессионное формование, формование баллона, обертывание оправки, автоклав, намотку нитей и влажную укладку, среди прочего. Посмотрите это видео о процессе:

    Общие свойства FRP

    Эти композитные материалы обычно обладают малым весом и высокой прочностью. Они настолько сильны, что автомобильная промышленность все больше заинтересована в их использовании для замены части металла в автомобилях.Пластмассы, армированные волокном, могут быть такими же прочными, как и некоторые металлы, но они намного легче и, следовательно, более экономичны.

    Свойства армированного волокном пластика можно настроить в соответствии с широким спектром требований. Полимеры, армированные волокном, обычно обладают впечатляющими электрическими характеристиками и характеристиками сжатия, а также обладают высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды. Одним из важных факторов, делающих эти материалы фаворитом среди различных промышленных секторов, является производственный процесс, который является довольно рентабельным.Уровень производительности от среднего до высокого, и готовое склеивание демонстрируется с разнородными материалами.

    Другие исключительные свойства армированных волокном пластиков включают похвальную теплоизоляцию, структурную целостность и огнестойкость, а также устойчивость к УФ-излучению и стойкость к химическим веществам и другим коррозионным материалам.

    Характеристики пластиков, армированных волокном, зависят от определенных факторов, таких как механические свойства матрицы и волокна, относительный объем обоих этих компонентов, а также длина волокна и ориентация в матрице.

    Общие волокна включают:

    • Стекло является очень хорошим изоляционным материалом и при смешивании с матрицей образует стекловолокно или армированный стекловолокном пластик. По сравнению с углеродным волокном оно менее прочное и жесткое, менее хрупкое и дорогое.
    • Углеродные пластмассы , армированные волокном, обладают высокой прочностью на растяжение, химической стойкостью, жесткостью и температурной стойкостью, а также низким тепловым расширением и весом. Атомы углерода образуют кристаллы, которые расположены в основном вдоль длинной оси волокна.Такое выравнивание делает материал прочным за счет высокого отношения прочности к объему.
    • Арамид - это волокнистый компонент, из которого получаются прочные и термостойкие синтетические волокна. Он находит широкое применение во многих отраслях промышленности.

    Пластмассы, армированные волокном, находят широкое применение в автомобильной, аэрокосмической, строительной и морской отраслях. Стекло , армированный волокном пластик s - очень хороший вариант для энергетики, поскольку он лишен какого-либо магнитного поля и может обладать значительной устойчивостью к электрическим искрам.Области применения диверсифицируются, и этот феномен очевиден в использовании углеродных волокон в спортивных товарах, планерах и рыболовных удилищах, а также в применении в Японии FRP для гидравлических ворот.

    Ищете дополнительную информацию о пластмассах? Загрузите наше бесплатное руководство!

    Почему выбирают композиты из стекловолокна?

    Изобретенные в 1930-х годах, первоначально разработанные для использования в военных целях во время Второй мировой войны и получившие более широкое распространение в 1950-х годах, композиты из стекловолокна стали основным продуктом в современном мире.Естественно, за эти годы в композитах из стекловолокна было много достижений, и его использование распространилось во многих отраслях промышленности. Но что такое композит из стекловолокна и почему я решил его использовать?

    Вообще говоря, композиты из стекловолокна (FRP / GRP) обладают рядом преимуществ по сравнению с более традиционными материалами, такими как дерево, сталь или бетон.

    Эти преимущества включают:

      • Рентабельность - особенно для сложных форм
      • Коррозионностойкий
      • Хорошая структурная прочность
      • Превосходное соотношение прочности и веса
      • Высокая температура тепловой деформации
      • Не электропроводящий
      • Возможность формования с точными допусками

    Многие из традиционных материалов, с которыми мы знакомы, являются монолитными.То есть они состоят только из одного материала, такого как дерево или неармированный пластик, или, в случае металлических сплавов, компоненты перемешаны так, что их невозможно различить.

    С другой стороны, композитный материал состоит из различимых компонентов. Таким образом, в случае композитов из стекловолокна есть волокна из стекловолокна, обеспечивающие усиление окружающего материала, обычно термореактивной смолы. Это называется матрицей.

    Матрица может представлять собой ряд различных смол, а стеклянные волокна могут быть либо непрерывными прядями, либо ровницами, ткаными ровницами, которые предназначены для конкретных применений, или матом из рубленых прядей, который представляет собой ровницы, нарезанные на короткие пряди.Каждый из этих методов предлагает различные свойства и преимущества, такие как прочность, плотность и вес, и может быть адаптирован для различных приложений.

    Конкретные преимущества зависят от конкретного типа используемой матрицы. Благодаря этим преимуществам композиты из стекловолокна нашли свое применение в ряде отраслей, таких как нефть и газ, морское бурение, химическая и нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, горнодобывающая и минеральная промышленность, обработка металлов, очистка сточных вод и пищевая промышленность. несколько.

    Короче говоря, композиты из стекловолокна представляют собой чрезвычайно универсальное семейство материалов, которые легко настраиваются и обладают рядом преимуществ по сравнению с более традиционными материалами. Линия композитных материалов из стекловолокна Enduro специально разработана для работы в высококоррозионных, высокопрочных и высокотемпературных средах.

    Чтобы узнать, как 60 лет производства стекловолокна могут принести эти преимущества в вашу конкретную область применения, свяжитесь с менеджером по продажам в вашем регионе сегодня.

    Функция волокон и матрицы в стеклопластике

    Волокна придают материалу из стеклопластика (стеклопластика) структурную жесткость и прочность. Матрица передает нагрузку между волокнами, а также поддерживает их при нагрузке сжатия. Прочность, жесткость и механические свойства композитов являются функцией объемной доли волокон в секции стеклопластика, используемой смолы матрицы и направленности волокон по отношению к внешним нагрузкам.

    Свойства стекловолокна можно изменять, варьируя типы и количество минеральных стекол. Большинство волокон основано на кремнеземе (SiO 2 ) с добавками оксидов кальция, бора, натрия, железа и алюминия. Наиболее распространенные типы стекловолокна:

    • Стекло E является наиболее часто используемым стеклом как в текстильной промышленности, так и в композитах, где на его долю приходится 90% используемого армирования. Стекловолокно E обладает хорошей жесткостью, прочностью, электрическими и атмосферостойкостью.
    • Стекло
    • S дороже, чем стекло E, имеет более высокий модуль Юнга и более устойчиво к температуре.
    • Стекло
    • R было разработано для обеспечения превосходной устойчивости к усталости, температуре и влажности. Высокие технические характеристики означают, что стекло R используется в авиакосмической промышленности и вооружении, а также в спорте, отдыхе и транспорте.
    • Стекло
    • D имеет очень хорошие диэлектрические характеристики и используется при производстве обтекателей и высокопроизводительных печатных плат.
    • Стекло
    • C имеет улучшенную химическую стойкость.Он не используется в Европе / США для структурных волокон, но используется для вуалей и поверхностных слоев. В Китае C-стекло довольно часто используется в качестве структурного волокна в матах и ​​тканях.

    Некоторые свойства некоторых типов стекловолокна приведены в таблице -

    Свойство Стекло E Стекло R Стекло D Стекло C
    Предел прочности на разрыв, GPa 3.4 4,4 2,5
    Модуль упругости, ГПа 73 86 55
    Относительное удлинение до разрушения,% 4,5 5,2 4,5
    Плотность, г / см 3 2,55 2,53 2,14 2,53

    Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

    Микромеханические исследования композитов с эпоксидной матрицей, армированных стекловолокном, подвергающихся деформации и повреждению при высоких скоростях деформации

    Абстрактные

    В данном исследовании разработана экспериментально откалиброванная и проверенная трехмерная модель конечных элементов для моделирования деформации и повреждений, зависящих от скорости деформации, в типичных объемных элементах композитов с эпоксидной матрицей, армированной S-стекловолокном. Предполагается, что фазы волокна и матрицы в модели являются упругими, а их границы раздела представлены потенциальными и непотенциальными, зависящими от скорости моделями когезионных зон.Повреждение, ведущее к отказу, в фазах волокна и матрицы моделируется нелокальной скалярной моделью CDM, зависящей от скорости. Модели интерфейса и повреждений откалиброваны с использованием экспериментальных результатов, имеющихся в литературе, а также результатов, проведенных в данной работе. Ограниченное количество испытаний проводится с образцом крестообразной формы, который изготовлен для характеристики поведения межфазных повреждений. Затем проводятся валидационные исследования путем сравнения результатов моделирования методом конечных элементов с крестообразным рисунком и экспериментов с микрокаплями.Анализ чувствительности проводится для изучения влияния сетки, параметров материала и скорости деформации на развитие повреждений. Кроме того, также исследуется их влияние на распределение общей энергии. Наконец, в статье исследуется влияние морфологии микроструктуры на эволюцию повреждения и его путь. Помимо изучения механизма повреждения, в этом исследовании изучается эффективность периодических граничных условий (PBC) при применении к гетерогенным элементам представительного объема (RVE), подвергающимся нагрузке с высокой скоростью деформации.Даже для периодической многофазной микроструктуры локальные реакции на напряжения и деформации в RVE в условиях высокой скорости деформации не являются периодическими. Волны напряжения распространяются в микроструктуре и взаимодействуют с неоднородностями, что приводит к отражению и передаче на границах раздела. Чтобы смягчить ограничения PBC, в этой статье предлагаются пространственно-временные граничные условия (STBC), полученные из аналитических решений задачи распространения одномерных волн. Это приводит к значительному повышению эффективности анализа RVE, поскольку нет необходимости включать более крупные RVE.В статье представлены аналитические решения уравнений продольных и поперечных волн для упругих двухфазных материалов при граничных условиях, зависящих от времени. Впоследствии решается задача трехмерного композитного RVE для исследования эффективности STBC. Результаты показывают, что STBC значительно улучшают точность по сравнению с PBC для того же RVE. Исходя из этого анализа, скорость деформации ≥ 10E5 в секунду считается подходящей точкой перехода от периодических граничных условий к пространственно-временным зависимостям для неоднородных упругих композитов.В конце концов, это исследование доказывает, что на эффективные свойства материала также влияют распространение волны напряжения и скорость деформации. Исследована взаимосвязь движения волнового фронта и макроскопической жесткости РВЭ, а также влияние скорости деформации на свойства материала композитов. Для демонстрации того, что гомогенизированные модели, предложенные в этом исследовании, обладают значительной точностью, проводятся различные симуляции при различных скоростях деформации.

    Композитные материалы: простое введение

    Криса Вудфорда.Последнее изменение: 30 октября 2020 г.

    Один плюс один равно трем - это именно та математика, которая делает смысл, если вы ученый-материаловед, особенно тот, кто работает с композитов (сокращенное название композиционных материалов). Соединить два полезных материала в композит и что вы получаете третий, несколько иной материал, который в некотором смысле превосходит (может быть, сильнее или лучше переносит тепло), чем любой из оригинальные компоненты: другими словами, это больше, чем сумма его части.

    Композиты

    могут показаться немного "технически" и незнакомые, но они чрезвычайно распространены в окружающем нас мире. Летучие мыши для мячей (теннисные ракетки, клюшки для гольфа и хоккейные клюшки) часто из них делают. Машины, самолеты и лодки производятся уже давно. из композитов, таких как стекловолокно, потому что они легче, чем металлы, но часто такие же прочные. И если вы думаете, что композиты звучат суперсовременный, подумайте еще раз: бетон, дерево и кость - все это композит материалы. Ламинат - это композит, в котором слои различные материалы склеиваются вместе с помощью клея, чтобы прочность, долговечность или другое преимущество.

    Фото: Испытания композитных материалов на борту. Миссия космического корабля "Шаттл" STS-32, 1990 год. Фотография любезно предоставлена ​​НАСА. Коллекция цифровых изображений.

    Что такое композиты?

    Фото: Простая модель композита. Я использовал слои липкой пластиковой застежки (Blu-Tack) в качестве матрицы и спичек в качестве волокон, так что это (грубо говоря) своего рода композит с полимерной матрицей. Было бы легко превратить это в научный эксперимент: создайте себе большой образец такого композита, а затем сравните его свойства со свойствами материалов, из которых вы его сделали.

    Композит получают путем объединения двух или более других материалов, так что они улучшают друг друга, но сохраняют отличные и отдельные идентичности в конечный продукт. Таким образом, композит - это не соединение (где атомы или молекулы соединяются химически, чтобы сделать что-то совершенно разные), смесь (где один материал смешивается с другой) или раствор (где что-то вроде соли растворяется в воде и фактически исчезает). Композит - это что-то вроде бетона, где между цементом расставлены камни разного размера.Железобетон также является композитным. из стальной арматуры стержни, помещенные внутри влажного бетона, что, по сути, делает его композит из композита. Стекловолокно - это смесь крошечного стекла. черепки вклеены внутрь пластиком. В бетоне, железобетоне и стекловолокно, оригинальные ингредиенты все еще легко обнаружить в окончательный материал. Так что в бетоне часто можно увидеть камни в цемент - они не исчезают и не растворяются.

    Зачем нужны композиты?

    По крайней мере, в одном важном отношении композит должен быть лучше, чем материалы, из которых он сделан - иначе в этом нет никакого смысла.Что касается бетона, то он очень прочный, если использовать его в вертикальные балки, способные выдержать вес здания или сооружения надавливание - другими словами, если вы используете его сжатым (в сжатие ). Но он довольно слабый и имеет тенденцию изгибаться, а затем ломаться, если вы используете он по горизонтали, где он растянут (в натяжение ). Это очевидно, будет серьезной проблемой в здании, в котором много горизонтальные балки. Отличное решение - залить мокрым бетоном плотные стальные стержни (называемые арматурными стержнями), так что они образуют композит материал называется , железобетон .Сталь тянет за бетон и останавливает его разрыв, когда он находится в напряжении, в то время как бетон защищает сталь от ржавчины и гниения. Что мы в итоге получаем композитный материал, который хорошо работает как при растяжении , так и при сжатие.

    Повышенная прочность - наиболее частая причина изготовления композитных материалов, но это не единственный. Иногда мы хотим улучшить материал в другом способ. Например, нам может понадобиться деталь самолета с большей утомляемостью. сопротивление, чем мы получили бы от металла, поэтому он не ломается (как скрепка), когда она неоднократно напрягалась и деформировалась в полете.Или нам может понадобиться часть двигателя, способная выдержать более высокие температуры чем обычная керамика. Возможно, нам понадобится жесткий и жесткий пластик. прочный, но все же легкий, или такой, который может переносить тепло и электричество лучше обычного пластика (что-то с улучшенным другими словами, теплопроводность и электропроводность). Композиты могут помочь нам во всех этих ситуациях.

    Фото: В самолетах-невидимках F117 Nighthawk использовались продуманная конструкция и композитные материалы, позволяющие избежать обнаружения радаром.Изображение Лэнса Ченга любезно предоставлено ВВС США.

    Как изготавливаются композиты?

    Композиты обычно изготавливаются из двух основных материалов (хотя есть могут быть и другие добавки): есть "фоновый" материал называется матрицей (или фазой матрицы), и к этому мы добавляем , преобразуя материал называется арматурой (или армирующей фазой). Хотя мы склонны думать, что арматура состоит из волокон (например, стекловолокна), это не всегда так.В железобетоне «волокна» крупногабаритные скрученные стальные стержни; в стекловолокне они крошечные усы стекла. Иногда арматуру делают из гранул, частицы или усы, но он также может быть сложен текстиль.

    Способ расположения частиц арматуры в матрица определяет, имеет ли композит такой же механический свойства во всех направлениях (изотропные) или разные свойства в разнонаправленные (анизотропные). Все волокна направлены в одну сторону сделает композит анизотропным: он будет сильнее в одном направлении чем другой (именно то, что мы видим в лесу).С другой стороны, частицы, усы или волокна, случайно ориентированные в композите, будут стремиться сделать его одинаково сильны во всех направлениях.

    Какую бы форму оно ни принимало, работа арматуры - выдерживать силы, воздействующие на материал. (добавляя силы или помогая остановить трещины и усталость), а Работа матрицы заключается в том, чтобы плотно закрепить арматуру на месте (чтобы она не ослабевает) и защищает (от жары, воды и др. ущерб окружающей среде).

    Изображение: анизотропные материалы (слева), волокна которых направлены одинаково, будут иметь разные свойства, когда напряжение формируется в разных направлениях.Изотропные материалы (справа) со случайно направленными волокнами будут иметь одни и те же свойства, в каком бы направлении они ни находились.

    Виды композитов

    Композиты природные

    Когда мы говорим о композитах, мы часто имеем в виду прочные, легкие, ультрасовременные материалы, тщательно разработанные для конкретных применений в таких вещах, как космические ракеты и реактивные самолеты, но глядя на вещи с такой точки зрения, слишком легко забыть о природных композитных материалах, которые существуют вечно.Древесина - это композит, сделанный из волокна целлюлозы (армирование), растущие внутри лигнина (матрицы изготовлены из органических полимеров на основе углерода). Кость - еще один вековой композит, в котором волокна коллагена укрепляют матрицу гидроксиапатит (кристаллический минерал на основе кальция). И даже композиты, созданные человеком, не обязательно являются высокотехнологичными и современными. Конкретный и кирпич (сделанный из глины или глины, армированной соломой) - два примеры композитов, изобретенных людьми, которые были в повсеместное использование на протяжении тысячелетий.

    Классические композиты

    Первым современным композитным материалом был стекловолокно (первоначально пишется «фибреглас» и теперь обычно называется стекловолокном армированный пластик, стеклопластик или стеклопластик), датируемый 1930-ми годами. Эти дни, Стеклопластик обычно выпускается в виде лент, которые можно наклеивать на поверхность. пресс-формы. Пластиковая подкладка - это матрица, удерживающая стекловолокно на месте, но именно волокна обеспечивают большую часть прочности материала. Пока пластик (по определению) относительно мягкий и гибкий, стекло - сильный, но хрупкий.Соедините их вместе, и вы получите сильную, прочный материал, подходящий для таких вещей, как кузова автомобилей или лодок, легче металлов или сплавы, которые вы могли бы использовать в противном случае, и не подверженные ржавчине. Пластик, армированный углеродным волокном (CRFP или CRP) похож на стеклопластик, но использует углеродные волокна вместо стеклянных.

    Фото: Умные автомобили - это легкие, составные автомобили. Стальная защитная оболочка скрепляет множество различных деталей и панелей, в основном из пластика, в том числе полипропилен (PP), поливинилбутираль (PVB), поликарбонат (PC), и полиэтилентерефталат (ПЭТ).Как и на большинстве автомобилей, "резиновые" шины на самом деле композиты из резины и многих других материалов, таких как диоксид кремния.

    Современные композиты

    Современные передовые композиты основаны на металле или пластике. (полимерный), или керамический. Это дает нам три основных типа современных композитные материалы: композиты с металлической матрицей (MMC), композиты с полимерной матрицей (PMC) и композиты с керамической матрицей (CMC).

    Композиты с металлической матрицей (MMC)

    Они имеют матрицу из легкого металла, например алюминиевый или магниевый сплав, усиленный керамикой или углеродом волокна.Примеры включают алюминий, армированный карбидом кремния, и сплав меди и никель, армированный графеном (разновидность углерода), что делает металлы в несколько сотен раз прочнее, чем они будут сами по себе. ГМК прочные, жесткие, износостойкие, устойчивы к ржавчине и относительно легкие, но, как правило, дороги и труднее работать. Они популярны в аэрокосмической отрасли (например, в реактивные двигатели), военного назначения (нитрид стали-бора используется для усиление танков), автомобилестроение (поршни дизельных двигателей), и режущие инструменты.

    Композиты с керамической матрицей (CMC)

    Как следует из названия, в них используется керамический материал (например, боросиликатное стекло) в качестве фоновой матрицы, с углеродом или керамикой волокна (например, карбид кремния), усиливающие и помогающие преодолеть ключевую слабость обычной керамики (ее хрупкость и так называемая низкая «трещиностойкость»). Примеры включают карбид кремния (C / SiC), армированный углеродным волокном, и кремний карбид кремния, армированный карбидом (SiC / SiC). Первоначально разработанный для аэрокосмического и военного применения, где легкость и высокотемпературные характеристики действительно важны (например, газовые турбины, выхлопные сопла реактивных двигателей), также нашли применение КМЦ в автомобильных тормозах и сцеплениях, подшипниках, теплообменники и ядерные реакторы.Поскольку CMC обычно используются для высокотемпературные области применения, полимерные волокна и обычные стекловолокно с низкой температурой плавления обычно не используется в качестве армирующего материала.

    Композиты с полимерной матрицей (PMC)

    Композиты с полимерной матрицей (PMC), такие как GRP, снова отличаются. В то время как волокна в CMC делают их более жесткими и менее хрупкими, в PMC керамические или углеродные волокна добавляют прочности и жесткости фон пластик. В PMC пластиковая матрица может быть либо термопласт (тот, который можно размягчить и изменить при нагревании), например полиамид или термореактивный пластик («термореактивный» - тот, который сохраняет свою форму после изготовления, даже при повторном нагреве), например эпоксидной смолой.Вообще говоря, ЧВК на основе термореактивных пластмассы лучше переносят высокие температуры и воздействие растворителей чем на термопластах, но они не такие жесткие; они также занимают больше времени, чтобы сделать (из-за необходимого времени для «отверждения») и менее подходят для быстрого, дешевого и массового производства. Как мы только что видели, легкость, жесткость, прочность и коррозионная стойкость делают PMC на основе термореактивных пластиков, таких как стекловолокно, отличным материалом для деталей автомобилей, лодок и самолетов.Они также широко используются в спортивных товарах (например, теннисные ракетки, клюшки для гольфа, сноуборды и лыжи). Хотя PMC на основе эпоксидной смолы (термореактивных) широко распространены используемые в авиакосмической промышленности, ЧВК на основе термопласта, способные выжить высокие температуры также становятся все более важными в таких областях применения.

    Композиты будущего

    Фото: Нанокомпозит: Типичный Этот коричневый порошок, N-CAS (нанокомпозитный абсорбирующий растворитель), представляет собой пример PMC (композит с полимерной матрицей), предназначенный для удаления ядовитого мышьяка из питьевой воды.Это сделано путем встраивания наночастиц оксида металла, который поглощает мышьяк, в полимерной матрице. Фотография любезно предоставлена ​​Национальной лабораторией Айдахо и Министерством энергетики США.

    Многие текущие исследования сосредоточены на улучшении композитов путем используя волокна примерно в 1000 раз меньше, что дает намного больше энергии. Эти так называемые нанокомпозиты - это пример нанотехнологий, использующих углерод нанотрубки или наночастицы в качестве армирования. Они скорее всего оказались дешевле и обладают лучшими механическими и электрическими свойствами чем традиционные композиты.Colt Hockey, например, теперь реклама хоккейной клюшки из углеродного волокна с никель-кобальтовым покрытием нанокомпозит, который утверждает, что он «в 2,8 раза прочнее и на 20% больше гибкий, чем сталь ».

    Ламинат

    Фото: Ламинирование бумажного плаката на термообрабатывающей машине. Фото Майкла Винтера любезно предоставлено ВМС США.

    Прочитав все о композитах, вы, возможно, пришли к выводу что это не те материалы, с которыми могут столкнуться обычные люди очень часто - но вы ошибаетесь! Вы когда-нибудь наклеивали на книгу липкую пленку, чтобы защитить крышку? Или приклеил картон к бумаге, чтобы она была прочнее? Возможно, вы покрыли плакат, который распечатали на своем компьютере, пластик, чтобы сделать его водонепроницаемым? Если ты выполнив любое из этих действий, вы сделали себе ламинат : особый вид композитного материала, образованный путем соединения слоев двух или более других материалов с клеи.

    Что такое ламинат?

    Вы обнаружите, что в вашем словаре пластинка определяется как тонкий лист. или пластина из материала: другими словами, слой. Закрепите два или более листов материала вместе, и вы получите ламинат, который, по сути, просто материал, состоящий из слоев. Поскольку слои обычно различные материалы, ламинаты являются примерами композитов, хотя материалы не интегрируются вместе так же, как с другими (матричными) композитами. Также важно помнить, что ламинат - это не просто несколько слоев материалов: материалы должны быть постоянно склеены чем-то вроде клея, чтобы они вели себя как одно целое материал, а не несколько.Вы можете подумать о клее (или клеях - потому что их может быть несколько) как дополнительный материал в ламинате.

    Зачем вам делать ламинат? Как правило, поскольку материал, который вы обычно используете отдельно (например, бумага, дерево или стекло) недостаточно прочен или долговечен, чтобы выжить сам по себе. Бумага не водонепроницаемый, например, в то время как пластик относительно трудно печатать на. Но что, если вы печатаете на бумаге, а затем покрываете ее пластиком? В ламинированный композитный материал, который вы сделали, дает вам лучшее из обоих миры.

    Для чего используются ламинаты?

    Ламинат обычно состоит из четырех основных материалов: дерева, стекла, ткани и бумаги.

    Дерево

    Ламинированные полы очень популярны, потому что они очень твердые. носить. В отличие от традиционного пола из твердых пород дерева, ламинатный пол обычно состоит из четырех слоев. Верх может быть чем-то вроде тонкого слой прозрачного пластика, устойчивый к появлению пятен и царапин. Под ним тонкий слой узорчатой ​​древесины (или даже бумаги с рисунком дерева), что придает полу привлекательный вид.Следующий слой - это сердцевина: основная масса материала, из низкосортного ДВП. Наконец, на основание - тонкий слой твердой влагостойкой плиты. Многие недорогие мебельные изделия, напоминающие массив дерева, на самом деле ламинаты из низкосортных деревянных изделий (известные как ДСП или ДСП) с тонким покрытием из шпона, пластика или даже бумага. Главный недостаток ламинированных полов в том, что они могут расколоться и покоробиться. если они намокнут.

    Стекло

    Стекла лобовые и бронестекла автомобилей на самом деле очень тяжелые ламинаты из нескольких слоев стекла и пластика.Внешний слои стекла устойчивы к атмосферным воздействиям и царапинам, а внутренние пластиковые слои обеспечивают прочность и небольшую гибкость для не дать стеклу разбиться. Подробнее читайте в нашем главном статья про пуленепробиваемые стекла. Как мы уже видели, стекло также ламинируют пластиком для изготовления таких композитов, как GRP (стеклопластик).

    Фото: Пуленепробиваемое стекло - это энергопоглощающий сэндвич из стекла и пластика. Ты можешь думать из него как композит (потому что это комбинация материалов) или ламинат (потому что он включает в себя листы материал, соединенный вместе).Изображение предоставлено ВВС США.

    Ткань

    Большинство обуви и много верхней одежды сделаны из ламината. материалы. Обычный плащ обычно имеет водонепроницаемую мембрану. между износостойким внешним слоем и мягким комфортным внутренним слоем. Иногда мембрана непосредственно приклеивается к внутреннему и внешнему слоям, чтобы сделать очень прочный и прочный предмет одежды; это известно как 3-х слойный ламинат. Если мембрана приклеена к внешней ткани с помощью нет внутренней подкладки, это называется 2.5-слойный ламинат. Водонепроницаемый одежда, изготовленная таким образом, обычно более "дышащая", чем трехслойная. ламинат, так как влага может легче выходить.

    Фото: взгляд внутрь ламинированной 2,5-слойной водонепроницаемой нейлоновой куртки. Он выглядит как однослойный нейлон, но на самом деле это два ламинированных слоя. Вы можете сказать это, потому что внутренняя и внешняя поверхности выглядят совершенно по-разному. Ультра-водонепроницаемый черный внешний слой изготовлен из нейлона рип-стоп. Внутренняя белая поверхность - это дополнительное покрытие, улучшающее циркуляцию воздуха и воздухопроницаемость.

    Бумага

    Многие люди владеют небольшими ламинаторами, которые покрывают бумага, открытки или фотографии в тонком, но прочном слое прочного пластик. Вы просто покупаете пачку пластиковых «мешочков», вставьте ваш бумажный предмет внутри, и пропустите этот "бутерброд" через машина. Он нагревает или склеивает пластик и плотно прижимает его сделать атмосферостойкое и прочное покрытие. Идентификационные (ID) карты и кредитные карты также ламинированы прозрачным пластиком, чтобы они могли выжить несколько лет использования.

    .