Изготовление матриц. Изготовление стеклопластиковых форм

Когда речь заходит о матрице, как способе формирования различных изделий, наиболее подходящим материалом для ее создания признается стеклопластик . Создать саму матрицу очень сложно. Ответственность за качество такой работы очень высока, ведь от результата зависит то, какими будут последующие модели, изготовленные по образу матрицы. Плохо созданная матрица способна повлечь за собой изъяны в изделии, а это чревато финансовыми издержками.

Использовать стеклопластик при изготовлении матрицы на мелкосерийном производстве выгоднее, чем металл или иной материал. Такие матрицы будут меньше весить, иметь такую же, как у металла прочность и дешевле стоить. При этом себестоимость конечного изделия тоже снижается, ведь форму из этой разновидности пластика можно изготовить своими силами. Причем времени на создание такой матрицы уйдет значительно меньше, чем при использовании других материалов. А это повышает выгоды от производства стеклопластиковых изделий.

Способы изготовления матрицы

Существует три основных способа создания стеклопластиковой формы для производства каких-либо изделий. К ним относится:

1. Традиционный метод, включающий создание прототипа будущего изделия.
2. Изготовление по технологии инфузии.
3. И фрезерование матрицы из полимерных материалов.

При традиционном методе делается прототип, после чего идет наращивание на него матрицы слой за слоем. Внутренняя поверхность ее будет представлять собой «негативное» отображение поверхности прототипа. Сначала готовят сам прототип, затем на его поверхность наносят защитное покрытие, после чего формируют первый слой будущей матрицы. Далее слой за слоем напыляют или выкладывают стеклопластик.

Благодаря технологии инфузии можно создавать как готовые стеклопластиковые изделия, так и матрицы для их создания. Этот метод включает в себя несколько последовательных этапов:

• прототип покрывают сухими материалами;
• затем их накрывают разделяющим слоем, на который наносится сетка распределения смолы;
• после этого кладется вакуумный мешок;
• ну и далее подается смола для формирования матрицы.

В процессе третьего метода прибегают к фрезерованию матрицы из модельных полимерных материалов. Это один из самых затратных способов. Здесь необходимо прибегнуть к трехмерному проектированию, а срок службы матрицы не так уж высок. Но такие плюсы, как сокращение времени и стоимости производства матрицы, ввиду отсутствия необходимости в прототипе, делают данный метод очень востребованным. Стоит отметить, что прибегнув к данному способу изготовления матрицы можно добиться высокой точности каждого ее участка. А линейная усадка матрицы полностью исключается.

5. Технология БЫСТРАЯ МАТРИЦА

Быстрое и качественное изготовление матриц по технологии «Быстрая Матрица».

Современная жизнь стремительна. Для успешного развития, в ней нужно действовать энергично. Поэтому, сейчас, в композитном производстве на смену традиционной технологии изготовления матриц, приходит «Быстрая Матрица» . Эта техника освоена производителями полиэфирных смол относительно давно, и в настоящее время цены на данную смесь уже не являются ажиотажными.

Основоположником здесь является производитель — фирма Reihhold. Многие известные бренды постарались сделать нечто подобное, и некоторым удалось достичь подобного качества, а может быть и превзойти его.

Крутая «ПУШКА» для безвоздушного нанесения гелькоута.

Для начала, привожу перевод технологии применения быстрой матрицы от основоположника. Затем, сравним по стоимости материалов и работ традиционную технологию и технологию «Быстрая Матрица», и оценим преимущества.

Технология быстрого изготовления матриц Polylite Profile.

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ

Polylite 33542-00 или 33542-50

Отверждающаяся при комнатной температуре смола с низкой усадкой.

Катализатор Norpol Peroxide #1 Стандартный пероксид.

РАСЧЕТНЫЕ КОЛИЧЕСТВА КОМПОНЕНТОВ

Количество катализатора — 0,7% для Polylite 33542-00

и 1,25% для Polylite 33542-50 от массы смолы.

Для ламината из Polylite Profile количество стекловолокна на 30-50% меньше, чем для обычного ламината такой же толщины.

ПРОЦЕДУРА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМЫ

Требования к МАСТЕР-МОДЕЛИ:

Материал должен быть устойчив к воздействию стирола и термостойким (100-120) Градусов Цельсия.

Изготовьте мастер-модель, соблюдая требования по точным размерам и чистоте поверхности.

Помните, что наилучшая форма — это та, которая не требует дополнительной обработки. Время, потраченное на доведение модели — это экономия времени впоследствии.

Наносите разделительный состав тщательно соблюдая инструкции изготовителя.

Техника нанесения «Быстрой Матрицы» на большие поверхности. Фото 1.

Техника нанесения «Быстрой Матрицы» на большие поверхности. Фото 2.

ГЕЛЬКОУТ

Используйте высококачественный гелькоут, предпочтительнее на винилэфирной базе, например, Norpol GM и следуйте рекомендациям изготовителя по его применению.

(ВОЗМОЖНЫЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЛАМИНАТ)

Использование в качестве альтернативы смолы без наполнителя для первого слоя ламината, следующего за слоем гелькоата, возможно, хотя обычно и не является необходимым, так как это может сказаться на конечном качестве поверхности.

Использование поверхностного ламината может иметь преимущество в следующих случаях:

Для защиты гелькоата от повреждений на формах большого размера, когда нужен проход по поверхности покрытой гелькоатом модели, чтобы получить доступ для ламинирования.

На фланцах для достижения дополнительной прочности и сопротивления к сколу при снятии изделия.

Для деталей со сложными поверхностями и малыми радиусами для исключения возможности образования воздушных пузырьков и для достижения однородной толщины ламината.

Когда требуется высокий уровень термо- или химической стойкости поверхности формы, например, в случаях изготовления формы для фенольных смол или термоформования на акриловых смолах.

Когда низкое качество формы или необходимость модификации может потребовать значительных шлифовочных или ремонтных работ.

Если вы хотите использовать поверхностный ламинат, советуем вам обратиться в местный Центр Технического Обслуживания Reichhold для получения рекомендаций по выбору подходящей смолы. В случае использования поверхностного ламината требуется 24 часа отверждения до продолжения ламинирования.

ВОЗМОЖНОЕ НАПОЛНЕНИЕ ДЛЯ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ

Наполнитель с низкой усадкой может быть получен путем добавления в состав Polylite Profile прокаленного кремнезема или/и измельченного стекловолокна.

Этот наполнитель можно катализировать пероксидом и затем использовать для заполнения мелких деталей и малых радиусов до ламинирования. Максимальная толщина не должна превышать 3 мм, и порция не должна начать отверждаться до продолжения ламинирования.

СОСТАВ ПАСТЫ НАПОЛНИТЕЛЯ

Смесь смолы 100 объемных частей

Кремнезем или измельченное стекловолокно 150 объемных частей

Norpol Peroxide #1 в соответствии со спецификацией используемой смолы

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ

Важно, чтобы ламинат при толщине не менее 3 мм наносился “по мокрому” до гелеобразования. Хорошей практикой является формование ламината толщиной в 3 — 5 мм на малых участках формы, достаточных для работы до начала гелеобразования, и затем повторение процесса на смежной части формы. Благодаря уникальным свойством низкой усадки системы, в ней не возникает напряжение, обусловленное разницей в усадке различных участков формы.

КОНТРОЛЬ ЛАМИНАТА

Прежде, чем наносить ламинат на форму, изготовьте контрольный образец толщиной не менее 3 мм.

Когда происходит отверждение ламината, его светло-коричневый цвет должен меняться на светло-кремовый. Цвет должен меняться также и в толще ламината.

Пик экзотермы на поверхности ламината должен достигать 55-60о С.

Через 60 минут после отверждения ламинат должен достигать твердости 25 по Барколю (934-1)

ЛАМИНИРОВАНИЕ

Нанесите смесь смолы с введенным катализатором на поверхность формы, покрытой гелькоутом.

Положите первый слой стеклоармирующего материала и тщательно разровняйте поверхность шпателем или валиком.

Содержание стекломатериала в этом первом слое должно составлять 10-15% (т.е. смеси нужно ложить в 1,5-2 раза больший слой, чем между последующими слоями). Качество ламинирования особенно важно для первого слоя, поэтому необходимо тщательно прогладить поверхность, чтобы удалить воздух.

Наложите следующие слои стекломатериала и прокатывайте валиками поверхность и далее, пока толщина “мокрого слоя” ламината не достигнет 3-5 мм.

Оставьте ламинат отвердевать, пока он не изменит цвет. Когда начнется гелеобразование и температура ламината достигнет 32оС, начнет работать система низкой усадки, и ламинат начнет менять цвет со светло-коричневого на светло-кремовый. Экзотермический процесс будет продолжаться, пока температура не достигнет 55-60оС. Экзотерма и изменение цвета — важные индикаторы того, что система низкой усадки работает правильно.

Подождите, пока экзотермический процесс не прекратится, и поверхностная температура не снизится до 30-35оС.

Удалите остатки смолы и стекла с фланцев формы.

Наложите еще не менее 3 мм ламината.

Таким способом можно достичь требуемой толщины ламината очень быстро.

РУЧНОЕ ЛАМИНИРОВАНИЕ

Стеклоткань или вуаль не требуются. Используйте мат 300 г/м2 для первого слоя.

Для следующие слоев можно использовать мат 450 г/м2.

Каждый слой стекломата будет давать большую толщину, чем при использовании обычной смолы без наполнителя из-за более низкого содержания стекла, равного 20%.

регулируйте время гелеобразования с помощью ускорителя, а не катализатора.

Порция смолы с введенным катализатом имеет “срок жизни” примерно 30-45 минут при температуре 18оС.

МЕТОД НАПЫЛЕНИЯ

Метод напыления позволяет обеспечить быстрое нанесение смолы и стекломатериала. При использовании этого метода уменьшается время изготовления и улучшаются экономические показатели, поэтому он предпочтительней, чем ручное ламинирование.

Необходимо специальное оборудование для нанесения смолы с наполнителем. Необходимо обеспечить требуемое давление и подачу воздуха для качественного напыления.

Подача стекломатериала должна быть установлена на 20% массы. Это достигается при подаче на измельчитель (чоппер) одной нити стеклоровинга.

Для обеспечения правильной подачи катализатора и перемешивания рекомендуется проверить время гелеобразования смеси перед ламинированием.

ЗАКЛАДНЫЕ ДЕТАЛИ, НАБИВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

И НЕСУЩИЕ РАМЫ

Для дополнительной прочности после первых 3 мм ламината могут применяться набивочные материалы (сердечники).

Вырежьте сердечник нужной формы.

Смочите его нижнюю часть смесью смолы.

Поместите сердечник на “мокрый слой” ламината и разровняйте поверхность валиком для удаления воздуха.

В течение 3 минут ламинат и сердечник должны схватиться”.

Проверьте, чтобы под сердечником не осталось воздуха, при необходимости прогладив и разровняв поверхность.

Смочите верхнюю сторону сердечника смесью смолы, после этого наложите следующие 3 мм ламината, прежде чем начнется процесс отверждения.

Ребра жесткости, скобы, металлические вставки, вакуумные каналы и несущие рамы устанавливаются таким же образом.

СЪЕМ ИЗДЕЛИЯ

Вынимайте форму не ранее, чем через 24 часа.

Перед использованием проверьте твердость по Барколю.

ВОЗМОЖНОЕ ПОСТОТВЕРЖДЕНИЕ

Система быстрого отверждения Polylite Profile, как правило, не требует постотверждения.

Однако, для достижения оптимального результата иногда используют постотверждение, чтобы уменьшить содержание остаточного стирола и снизить остаточную усадку, которая может иметь место при использовании формы в дальнейшем.

Преимущества постотверждения Polylite Profile не столь очевидны, по сравнению с постотверждением для обычных смол.

Reichhold надеется, что наши клиенты оценят то, что Polylite Profile повышает скорость изготовления и качество форм. Данная система может также применяться для литьевых форм с регулировкой температуры и для акриловых вакуумных форм. Если у вас возникли вопросы или для получения рекомендаций по применению, свяжитесь, пожалуйста, с местным Центром Технического Обслуживания Reichhold.

Данная технология была написана несколько лет назад, сразу после представления быстрой матрицы фирмой Рейххолд. В настоящее время она претерпела некоторые доработки. Мы применяем смолу Скотт Бадер, марки Cristic RTR 4000 PA , следующим способом :

На покрытую матричным гелем Crystic Gelcoat 14 PA модель, наносим 2 слоя ламината из эмульсионного стекломата 300 гр/м.кв и винилэфирной смолы Crystic 679PA Skin Coat . Пропитка меховым валиком, удаление пузырей алюминиевым прикаточным валиком и кистью. Этот первый слой — т.н. скинкоут прозрачнен , и позволяет эффективно избавляться от пузырей воздуха. Кроме того, он придает лицевому слою матрицы эластичность . Т.е. при жестких условиях эксплуатации, когда на обычной матрице появляются «паутинки» (тонкие трещины), на изготовленной таким способом матрице — все нормально.

Обычно, нанесение разделителя, покрытие матричным гелькоутом и нанесение первого слоя ламината производим в один день. Далее, мы оставляем матрицу на ночь. На следующий день, в 1-3 приема, наносим сразу всю толщину ламината со смолой Cristic RTR 4000 PA .

Так, для матрицы литьевой мойки, толщина матрицы составляет 8 мм. Из них 2 мм — это матричный гель и ламинат, а остальные 6 мм — это 4 слоя стекломата 450 гр/м.кв, пропитанного смолой Cristic RTR 4000 PA . Т.о., в ламинате эта смола дает, примерно, в 2 раза большую толщину , при правильном его нанесении.

Наносится этот ламинат так: сначала меховым валиком (удобный размер 25 мм х 100 мм, с длиным ворсом) смачиваем поверхность матрицы смолой Cristic RTR 4000 PA , укладываем на нее стекломат, жирно смачиваем смолой.

Разбивочным валиком , а в труднодоступных местах — кистью , удаляем пузыри. При этом, не стремимся отжать из стекломата смолу , воздух прекрасно удаляется при легком прокатывании валика по поверхности. Снова накладываем стекломат и жирно смачиваем смолой. Так — все 4 слоя. Отвердителя (Бутанокс, Луперокс), при температуре в помещении 25-17 градусов Цельсия, добавляем в смолу 15-20 гр/кг . Это обеспечивает достаточное время для формовки, и хороший разогрев (со сменой цвета индикатора) при отверждении.

Если нужно формовать большую матрицу (ванна, лодка), которую охватить за один раз не получается, формуем всю толщину на участке, например, 1 метр квадратный. Следим, чтобы все края ламината были аккуратно уложены , и переходим на соседний участок. На большой матрице, при полном ее обходе в процессе формовки, первоначально уложенный участок может начать уже отвердевать, и, даже, разогреваться. Но ничего страшного не происходит: смесь настолько низкоусадочная , что никаких утяжек это не вызывает. Спокойно доформовываем весь ламинат. А после того, как весь он отвердеет, приформовываем усилительные элементы матрицы.

Формовка «скин-коута». Фото 1.

Большие матрицы должны иметь большую толщину. Например, для литьевой ванны требуется изготовить матрицу толщиной 12 мм. Тогда мы разделяем толщину на 2-3 нанесения Гель и скинкоут обеспечивают нам первые 2 мм , а дальше мы формуем за раз 5 мм ламината (3 слоя 450-го стекломата). После отверждения и остывания этого слоя, в тот же день формуем еще 5 мм ламината и усилительные конструкции.

Подробнее о правильном составлении карты слоев , и особенностях учета толщины стекломатов для смеси быстрая матрица, смотрите на странице «Предложения» в статье №4 .

Теперь сравним традиционную технологию с приведенной здесь (цены даны по России на апрель 2016 г) :

Матрица литьевой ванны толщиной 12 мм, общая площадь поверхности 4 м.кв.

Традиционная технология изготовления матриц:

Первый день

Нанесение разделителя на модель, нанесение гелькоута

Нанесение первого слоя 300 стекломат 1,5 кг (315 руб), 450 стекломат 2,25 кг (473 руб), смола матричная 6 кг (1819 руб), отвердитель 0,07 кг (35 руб). Достигнута толщина 2,1 мм.

Второй день

Нанеснеие ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 600 стекломата 3 кг (630 руб), смола матричная 8 кг (2426 руб), отвердитель 0,1 кг (50 руб). Достигнута толщина 4,1 мм.

Третий день

Нанесение ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 2-х 600-х стекломатов 6 кг (1260 руб), матричная смола 13 кг (3939 руб), отвердитель 0,13 кг (65 руб). Достигнута толщина матрицы 7,3 мм.

Четвертый день

Нанесение ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 600 стекломата 3 кг (630 руб). После застывания слоя, в тот же день еще 2 х 450 и 600 стекломат (1576 руб), матричная смола 19 кг (5757 руб), отвердитель 0,16 кг (80 руб). Достигнута толщина 12,1 мм.

Допустим, эту работу выполнит 2 оснастщика, при зарплате каждого 30 000 руб/мес. Тогда в день зарплата оснастщика составляет 30 000 / 22 рабочих дня = 1363 руб. Значит 2 человека получают в день 1363 х 2 = 2727 руб. За 4 дня их работы будет потрачено на заработную плату 2727 х 4 = 10 909 руб.

Не будем учитывать сейчас прочие затраты, дабы не загружать Вас текстом и цифрами. Расход средств на изготовление традиционной матрицы составит: 34998 руб.

Формовка «скин-коута». Фото 2.

Технология «Быстрая Матрица»:

Первый день

Нанесение разделителя на модель, нанесение гелькоута 5 кг (3565 руб) Отвердитель 0,1 кг (50 руб).

Нанесение скин-коута из стекломата 300 гр/м.кв в 2 слоя 3 кг (630 руб) с винил-эфирной смолой 4,5 кг (1363 руб), отвердитель 0,05 кг (25 руб). Достигнута толщина 0,8 мм.

Второй день

Нанесение ламината быстрая матрица из 450 стекломата в 3 слоя 6,75 кг(1417 руб). После отверждения в этот же день еще 2 слоя 450 и 1 слой 600 стекломата7,50 кг (1575 руб). Смола Т104, в количестве 57 кг (24795 руб), отвердитель 0,8 кг (400 руб). Достигнута толщина 12,2 мм.

Заработная плата 2-х оснастщиков за 2 рабочих дня составит: 2 чел х 2 дня х 1363 руб = 5452 руб.

Расход средств на изготовление быстрой матрицы составит: 39272 руб.

Это всего на 4274 рубля дороже, чем — по традиционной технологии, зато экономия времени — 2 дня. Эти деньги уйдут на зарплату тем же рабочим и прочие расходы по заводу за эти дополнительные 2 дня, при использовании в производстве традиционной технологии. Кроме того, быстрая матрица имеет такие неоспоримые преимущества, как гораздо большая жесткость . Это позволяет делать матрицы меньшей толщины . Например, матрица 12 мм для литьевой ванны из традиционного ламината может деформироваться при отверждении в ней изделия. Конечно, на нее установят ребра жесткости. Но матрица деформируется вокруг них, что повлечет искривления ее лицевой поверхности, усилительные элементы отпечатаются на ней. Т.о традиционную матрицу нужно делать толще.

Второе преимущество — экономия времени изготовления матриц. Например, парк матриц литьевых раковин, в количестве 80 штук, Вы сможете получить от 1 бригады оснастщиков в течении 7 месяцев, а по технологии быстрая матрица — в течении 3,5. Т.о., сможете быстрее начать производство, и получать прибыль.

Это конец статьи. Удачной Вам работы!

Стеклопластик используется в качестве формовочного материала для многих целей. В изготовлении собственного стеклопластиковых изделий стеклопластиковые матрицы используются для ручного контактного формования, распыления, впрыска, холодного прессования и литья.

Источник указан в конце статьи.

Итак, начнёмс!

Принципиальная конструкция стеклопластиковых матриц одинакова для всех этих способов применения. Разница - в выборе сырьевых материалов, а также в методах укрепления и опирания рабочих инструментов.

В зависимости от применения существуют различные специфические требования к стеклопластиковым матрицам, но следующие из них являются общими:

Постоянство размера;

Стабильность температуры;

Износостойкость;

Долговечность.

Формовочный материал и строение матрицы на практике не являются единственной гарантией долговечности, многое зависит от того, как обращаются с матрицей в ежедневной работе. Если матрицы обрабатываются действительно точными инструментами и снабжены подъемными петлями, направляющими и съемниками, то они действительно долговечны.

Независимо от того, для чего собираются использовать матрицу, она должна быть изготовлена из двух слоев: первый - декоративное покрытие наружной поверхности, второй - каркасный слой или внутренняя отливка.

Декоративное покрытие наружной поверхности является формообразующим слоем, и он является решающим с точки зрения функционирования матрицы. Каркасный слой или внутренняя отливка придает матрице прочность и жесткость. Всевозможные направляющие, ножки, ручки, съемники и т.п. необходимо также отформовывать или отливать в зависимости от применения матрицы.

КОНСТРУЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МАТРИЦ

Гелькоут для поверхности (защитно-декоративное покрытие) GS 75200 H(S) черный, GS 75400 H(S), зеленый.

Открытые и закрытые матрицы для ручного формования и распыления, впрыска, прессования и отливания, а также для методов, которые требуют высокой температуростойкости и механических воздействий.

Смола полиэфирная для изготовления матриц G 300 TPB

Тиксотропная, предварительно стимулированная, на изофталиевой основе, с высокой температурой размягчения (HDT). Используется во многих типах матриц.

Смола полиэфирная для изготовления матриц S 599 TE

Тиксотропная, предварительно стимулированная. Предназначена для формообразующей оснастки, работающей в условиях высоких температур.

Смола полиэфирная общего назначения для ламинирования M 105 TB

Тиксотропная, предварительно стимулированная, на ортофталиевой основе с низкой эмиссией стирола. Используется для ламинирования матрицы, ножек, направляющих и соответствующего крепежного формования. Используется также в качестве последнего слоя при формовании каркаса, когда необходимо достичь больших толщин формования.

50% отвердитель МЕК - пероксид (ПМЭК, Бутанокс М 50)

Используется в качестве отвердителя для гелькоута (дозировка 2%), полиэфирной смолы (дозировка 1,5%).

ПОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Полирующее вещество Finish Kare №115, 440-5, 103

Для полировки после мокрой шлифовки поверхности матрицы, также используется для восстановления поверхностей старых матриц. Полируют аппаратом, в ручную (полировальными кругами).

Полирующее вещество Finish Kare № 3

Для тонкой полировки хорошо обработанных поверхностей или в качестве полирующего вещества после № 103 Cleaner для придания матрице стойкого блеска. Полируют аппаратом или в ручную.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Разделительный воск Hi Low, Blue Wax

Воск для матрицы. С помощью воска получают блестящую поверхность разделения. Наносят ровным и тонким слоем вручную. Полируют в ручную, полировальной бумагой или тряпочкой.

Разделитель CRA 5, 64 PVA

Раствор поливинилового спирта, который используют при изготовлении матриц, для предотвращения разрушительного воздействия стирола при вводе в эксплуатацию новых матриц, а также для изготовления таких частей, которые в дальнейшем будут подвергаться поверхностной обработке. Тонкий и ровный слой наносят замшей, тканью или другим соответствующим материалом.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МАТРИЦ

Укрепляющие и пробельные материалы

Поверхностная дорожка * Стекловуаль 27 г/м2 . Легко устанавливающаяся и быстро промокающая, пригодна для первого слоя после декоративного покрытия, для предотвращения межслоевого проникновения волокон и прочих соответствующих дефектов поверхности. Также можно использовать стекломатериал с порошковоплетенной дорожкой ** 300-450 г/м2 . Если формование каркаса выполняют сэндвич-методом, то в качестве пробельного материала можно использовать бальзу, полиуретан, пенополеуретан. При этом необходимо помнить, что ячеистый пластик нуждается в изоляции, т.к. он специфическим образом влияет на особенности матрицы, а также на ее конструкцию и использование.

РАБОЧИЕ ПОМЕЩЕНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ

Минимальное требование к рабочим помещениям при изготовлении матриц: температура на любой стадии не должна опускаться ниже 18 С. Такое же требование касается всех материалов, а также болвана. Нужно помнить, что выравнивание температуры одной банки полиэстера может длиться одну неделю и в том случае, если она поднята с пола, например, на погрузочную площадку.

Необходимо стремиться поддерживать нормальную температуру между +20 С и +23 С.

Перед формованием стоит пожертвовать временем для планирования и принять во внимание следующие моменты:

Все требуемые материалы необходимо брать правильной температуры;

Увязать ход работы на разных стадиях;

Изготовление наружной оболочки длиться пять дней. Рекомендуется начинать в понедельник, используя конец недели для отвердения.

_________________

* Поверхностная Стекловуаль 27 г/м2 или типа или стеклоткань типа - стеклосетки С-Э-01

** Порошковоплетенная дорожка, ткань типа "сатин" или "рогожа" в зависимости от веса м.кв.

БОЛВАН

Первой стадией при изготовлении стеклопластиковой матрицы является сооружение болвана. Он может быть прототипом или изготовленным отдельно из древесины, гипса, металла или другого материала, на который не воздействует стирол. Болван должен сохранять свои размеры и его поверхность должна быть идеально обработана. Обработку поверхности болвана осуществляют грунтовкой, шпаклевкой, окраской лаком и последующей полировкой. Окраска лаком важна, прежде всего, тогда, когда болван изготовлен из какого-нибудь пористого материала, например, дерева, гипса или еще чего-либо подобного. В этом случае окраску лаком необходимо осуществить несколько раз.

При шпаклевке и окраске лаком необходимо использовать материалы, которые достаточно хорошо выдерживают воздействие стирола. Лучше всего это - полиэстер, но можно также использовать двухкомпонентную шпаклевку или лак. Из сильных лаков наиболее пригоден кислотвердеющий карбамид. Кроме того, можно использовать двухкомпонентный полиуретан, но он требует значительно большего времени застывания. Многие застывающие на воздухе шпаклевки и лаки не выдерживают воздействие стирола, поэтому их необходимо защищать, покрывая поверхность разделительной пленкой СРА 5 (раствор поливинилового спирта).

Обрабатывая поверхность, болвана необходимо обратить внимание на то, что возвышения на поверхности матрицы, образованные царапинами болвана, можно позднее удалить шлифованием, тогда как возвышения на поверхности болвана вызывают впадины на поверхности матрицы, которые удалять уже значительно сложнее.

ОБРАБОТКА РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Когда поверхность болвана готова и на ней ожидается блеск, лаку необходимо отвердеть в течение недели, не менее. После этого поверхность болвана необходимо обработать разделительными материалами, например, натереть разделительным воском Hi Low. Воск наносится тонким, ровным слоем на поверхность с помощью мягкого пористого кусочка пенопласта.

Воск необходимо наносить легкими вращательными движениями на небольшую площадь за раз, перекрывая при этом 25-30% предыдущей площади. Прежде, чем воск засохнет, необходимо отполировать покрываемую поверхность полировальной бумагой или мягкой тряпочкой. Переворачивать и менять их нужно как можно чаще.

Необходимо нанести 4-5 слоев воска и дать каждому просохнуть не менее трех часов. Последнему слою воска необходимо сохнуть не менее 12 часов.

Следующая стадия - нанесение разделительной пленки. Ее начинают нанесением одного слоя воска Hi Low или Blue Wax, который затем располировывают и дают просохнуть не менее 4 часов. После этого наносят разделительную пленку CRA 5 замшей, либо чем-то аналогичным, например, фланелью или трикотажной тряпочкой. Полотно насыщают полностью CRA 5, после чего его аккуратно выжимают досуха. Этим влажным полотном вещество наносят легкими движениями таким образом, чтобы образовалась тонкая пленка. Если поверхность болвана покрыта двухкомпонентным лаком и воскование нанесено аккуратно, то разделительную пленку можно сохранить.

На обработанную разделительным составом поверхность болвана необходимо установить закладные детали (направляющие, съемники и т.п.), прикрепив их двусторонним скотчем или маленьким кусочком формовочного воска, разогретого предварительно в руках.

ДЕКОРАТИВНОЕ ПОКРЫТИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Декоративное покрытие (гель для поверхности - гелькоут), в которое добавляют 2,5% МЕК-пероксида, наносят кистью или распылителем.

Гелькоут класса Н следует наносить двумя слоями кистью высокого качества. Обращайтесь с ним очень осторожно, чтобы получить ровные слои без впадин и пузырей. Гелькоуту необходимо дать отвердится между слоями для образования клейкой поверхности, который не окрашивает при касании пальцами (минимум от 3 до максимум 6 часов). Поверхность начинает казаться тогда липкой (состояние "до отлипа").

Гелькоут класса S следует наносить методом напыления нескольких слоев, не отверждая их, (примерно 0,2 мм) с помощью наиболее мелкого сопла и наиболее низкого давления. После нанесения каждого слоя необходимо делать 2-4 минутный перерыв для того, чтобы поверхность освободилась от воздуха. Толщина последнего мокрого слоя должна быть минимум 0,8 - 1,0 мм

ФОРМОВАНИЕ НАРУЖНОГО СЛОЯ

Первый крепежный слой, который формуется из стекловуали, а также из одного слоя стекломата 300гр/м2, укладывают тогда когда второй слой декоративного покрытия отвердел до "отлипа" (от 3 до 6 часов).

Необходимо, смешав смолу G 300 TRB и 1,5% отвердителя, сделать порцию, пригодную для использования в течение 20 мин. Связующее наносить кистью или пропиточным валиком достаточно равномерным толстым слоем, вес связующего должен быть не менее чем в два раза от веса армирующего материала (стекловолокна).

Стекловуаль и стекломат укладывают на мокрую поверхность и выравнивают так, чтобы не осталось никаких складок. Окончательная пропитка и удаление воздуха производиться алюминиевым или пластиковым валиком или кистью "тыканьем". Пропитку необходимо осуществлять очень аккуратно, чтобы в первом слое не остались пузыри - "Чижи". Если смолы не хватает, чтобы полностью промочить стекломат, то можно добавить немного ее сверху стекломата. Но этого надо стремиться избегать.

Для первого слоя не стоит стремиться получить высокое стеклосодержание, прежде всего, необходимо получить равномерно уложенный слой без сгустков и "чижей". Швы первого слоя лучше укладывать край к краю и так аккуратно, чтобы не осталось не укрытых стекловуалью поверхностей. На поверхности острых углов, разделительных мест половинок матрицы и соответствующих деталей можно уложить хорошо пропитанные ровинг прежде, чем расстилать стекломат.

Когда первый слой полностью пропитался, его оставляют отвердевать. Когда отвердение дошло до такой степени, что выклеенный слой уже не липнет, но еще достаточно эластичный, то края можно обрезать острым ножом. Обрезание краев лучше всего делать после каждой стадии выклеивания, поскольку позднее это требует большего труда и времени. Уже изготавливая, болван, края необходимо обрабатывать так, чтобы их позднее можно было бы подрезать. После подрезания краев первый слой необходимо оставить затвердевать на ночь.

После отвердевания проверяют первый слой. Если в нем, несмотря ни на что, оказались воздушные ямки-"чижи", их надо аккуратно вырезать острым ножом, чтобы позднее можно было на следующей стадии их заполнить смолой. Необходимо особенно аккуратно подрезать углы и края, одновременно надо срезать и отполировывать всевозможные стеклянные шероховатости и стекловолоконные шипы.

После этого настилают второй крепежный (армирующий) слой таким же образом, как и первый. Второй слой также необходимо выклеивать из стекломата 300-450гр/м2. Укрепления швов можно и здесь и в следующих слоях выклеивать, перекрывая края на 3-5 см. Второй слой оставляют отвердевать на ночь. Необходимо помнить о подрезании краев!

Формовку продолжают опять двумя слоями стекломата 300 гр/м2 или 450гр/м2. Ее осуществляют по стадиям, выклеивая один слой в день той же методикой, что и ранее.

Теперь наружная оболочка матрицы готова. Она образована из защитно-декоративного покрытия (гелькоута) и четырех слоев стекломата, ее общая толщина составляет около 5 мм. Наружную оболочку оставляют отвердевать еще на 1-2 суток.

Рис.1 Наружная оболочка матрицы

ВЫКЛЕИВАНИЕ КАРКАСНОГО СЛОЯ

Процесс дальнейшего изготовления матрицы решают размер, ее назначение и требования к обработке.

На маленькие, предназначенные для ручного формования матрицы, на которых нет ровных поверхностей, нет необходимости наклеивать дополнительные слои стекломата. Когда матрицы отвердели в течение 14 суток на болване в теплом помещении, на них можно устанавливать дуги, балки или ребра жесткости. Это необходимо делать аккуратно и осторожно, чтобы избежать возникновения напряжений натяжения (концентраторов напряжений).

Напряжения натяжения возникают тогда, когда полиэстеровая смола при отвердении усаживается. При этом на поверхности матрицы возникают утяжки в виде возвышений или впадин. Чтобы не возникало напряжений натяжения, необходимо позднее устанавливать крепления в соответствии с указаниями в гл. "Крепления" данной инструкции.

На большие матрицы, предназначенные для ручного формования, необходимо наклеивать дополнительные слои, каркасные слои или крепежные элементы. Для разнообразия матрицу можно усиливать, изготавливая ее сэндвич-методом.

Крепежное выклеивание делает матрицы тяжелыми, и таким образом, требует усилительных ребер, особенно если речь идет о ровных поверхностях. Крепежное выклеивание необходимо изготавливать по стадиям, не более двух слоев стеклорогожи в день.

Для такого выклеивания можно использовать т.н. "полиэстер-среда", например, М 105 ТВ, если матрица предназначена для нормального ручного формования, стеклорогожу можно использовать, если ему предшествует не менее 4-х слоев стекломата. Из них первый слой должен быть выдержан не менее недели. Наилучший результат с ровинговым стекловолокном получают тогда, когда его закладывают под последний или предпоследний слой каркасного формования.

Когда каркасный слой достиг ожидаемой толщины и отвердевал не менее одной недели, то можно приформовывать крепеж и рамы. Это необходимо осуществлять, избегая возникновения напряжений натяжения.

Хороший способ усиливать матрицы - выклеивать, их стеклотканью методом канавкового сэндвича. В противоположность этому методу, "настоящий" сэндвич не образует изолирующего слоя. Стеклоткань можно выклеивать прямо на поверхности наружной оболочки, в случае, когда последняя отвердевала не менее одной недели. Нанесение стеклоткани необходимо осуществлять как можно тщательнее: без перерывов, стыки швов - край к раю так, чтобы не возникало смолосодержащих мест.

С помощью метода "настоящего сэндвича" усиление можно осуществить прямо на поверхности наружной оболочки, когда последний наклеенный слой отвердевал не менее одной недели. Сэндвич делают из бальзы или другого пробельного вещества. Делая выбор ядра сэндвича, необходимо принять во внимание изолирующие особенности ядра. Выклеивание необходимо осуществлять тщательно, избегая смолосодержащих мест, за один раз, чтобы в шовных местах не возникало напряжений натяжения.

Рис. 2. Напряжения натяжения, вызванные неправильно установленными усилениями. Слишком большая толщина приформовки по неотвержденному слой наружной оболочки.

УСИЛЕНИЯ

Работу с усилениями и рамами нельзя начинать прежде, чем наружная оболочка отвердеет не менее двух недель.

Когда речь идет о тонкостенных матрицах, чтобы не возникало напряжений натяжения, усиления и рамы следует приформовывать следующим образом:

Необходимо обозначить места установки усилений. Для этого приклеивается липкая лента, выдерживающая воздействие стирола, например, Mylar, Melinex, Hostaphan поверх меток. Приформовываются два слоя стеклоткани сатинового плетения поверх пленки и устанавливаются сердцевины усилений, картонные трубки, полиуретановые лоскутки или соответствующие элементы поверх стеклоткани. Приформовывается усиление и дается время на отвердение.

После отвердевания весь пакет отделяют и удаляют пленку. Очень хорошо получаются широколапые балки усиления. Далее необходимо отшлифовать на матрице поверхность и приклеить усиление на поверхность одним или двумя слоями стеклоткани сатинового плетения.

Рис.3 Крепление усилений без риска возникновения напряжения натяжения.

РАМЫ

Для сведения к минимуму риска возникновения напряжений натяжения необходимо устанавливать полностью готовые рамы, сделанные из металлического уголка, стальной трубки и пр. материалов. Когда рама приформована к матрице, ее поверхность уже нельзя обрабатывать: шлифовать, полировать или сверлить. Различные части рамы необходимо обработать (отрезать, сгибать) так, чтобы они полностью подходили к матрице. Каждую часть временно приставляют к матрице до полного прилегания и соединяют вместе держателями, струбцинами и пр. так, чтобы раму можно было вытащить. В крайнем случае, различные части соединяют, точнее, прихватывают точечной сваркой.

Когда рама готова и временно собрана, ее снимают с поверхности матрицы и сваривают целиком. Высверливают все отверстия и устанавливают все элементы, необходимые при работе с матрицей.

После этого всю раму полностью очищают от жира и устанавливают обратно на поверхность матрицы для приформовки. Необходимо помнить, что у приформовываемых к матрице частей, должно быть стопроцентное прилегание. Все зазоры должны быть заполнены шпаклевкой до приформовки. Если прилегание полное и приформовываемые поверхности отшлифованы, достаточно двух слоев стеклоткани сатинового плетения и широких крепежных лопастей (речь идет о ширине приформовочного угольника) приформовки. При формовании необходимо помнить о тепловом расширении рамы.

Раму необходимо спроектировать так, чтобы она была местом крепления стойки и прочих необходимых для обработки матрицы деталей. Рама не должна быть только лишь кучей металла, а у каждой части должно быть собственное предназначение и определенное место.

Рис.4. Крепление рамы и стойки

РАЗДЕЛЯЕМЫЕ МАТРИЦЫ

Разделение матрицы необходимо осуществлять вдоль естественных линий раздела так, чтобы раздел следовал углу или аналогичному элементу. Разделяемые части необходимо снабдить вытяжными ручками для облегчения открытия матрицы.

Разделяемые матрицы, в которых линия раздела не должна просматриваться на изделии, необходимо изготавливать особенно тщательно. Обрабатывая большие матрицы, это может оказаться очень трудоемко. Во многих случаях приходится шпаклевать или шлифовать выделяющиеся линии раздела. Если большие половины матрицы перекрываются внахлест, то можно избежать шпаклевки, изготавливая т.н. формовочный край на месте раздела. Этот формовочный край можно шлифовать и полировать в дальнейшем и таким образом, можно избежать больших ошибок при стыковке частей матриц.

Рис.5 Формирование линий раздела

Разделительные крылья, замковые края не надо делать ровноповерхностными. Их недостатком является то, что закрывающая сила, которая держит части вместе, разделяется на две большие области и часто немного на сам разделительный край в котором нужна была бы значительно большая сила. Разделительные крылья нужно отформовывать так, чтобы сила сжатия была направлена непосредственно на саму разделительную линию или вблизи ее, насколько возможно.

Рис. 6. Неправильное формование разделительного крыла.

Рис. 7. Формование разделительного крыла для достижения оптимальной возможной силы запирания.

Разделяемые матрицы изготавливают таким образом. На разделительную линию устанавливают временный фланец, после чего матрицу собирают в две стадии. Временный разделительный фланец необходимо натереть воском и обработать разделительным материалом так же, как и болван. Когда будет полностью изготовлена (отформована и отверждена) оболочка первой половинки матрицы, то можно снять временный фланец (крыло). Поверхность раздела готовой половинки матрицы после этого необходимо натереть воском и обработать разделительным материалом. Обработку необходимо производить аккуратно и осторожно, чтобы не отделить от болвана готовую половинку матрицы.

Формуя второй фланец, надо дать стеклоткани завернуться через край так, чтобы фланцы приклеились друг к другу снаружи. Это делается для того, чтобы фланцы не сломались и не разошлись бы до окончания формования. Разделительные фланцы необходимо сделать достаточно жесткими, чтобы их форма несмотря на силу сжатия, сохранялась при использовании матрицы.

Рис. 8. Изготовление разделяемых матриц.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ

Направляющие являются неизбежными деталями в разделяемых матрицах. Их главное значение - не направлять части матрицы, а удерживать их (эти части) на правильных местах. В больших матрицах длинные направляющие, которые требуют одноосного перемещения частей матрицы, являются не практичными. Если направляющим придать конусообразную форму, то матрицу можно будет запирать и открывать также в диагональном направлении.

Рис. 9. Формование направляющих.

ОБРЕЗНЫЕ КРОМКИ

В матрицы у которых края изготавливаемых частей подрезаются до окончательного затвердевания, можно заформовать стальные края. Обрезные кромки стоит делать с самого начала.

Если поверхность изделия находится вдоль одной прямой, то соответствующие стальные кромки можно сделать линиями раздела в разделяемой матрице. В изгибающихся линиях раздела это не очень пригодно, поскольку существует опасность, что касание будет не полным.

Рис. 10. Резаный край стеклопластиковых матриц.

СЪЕМНИК-ВЫТАЛКИВАТЕЛЬ

Как уже упоминалось ранее, поломка стеклопластиковых матриц чаще всего происходит из-за грубого обращения. Особенно частой ошибкой является применение силы и острого инструмента. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание уже на стадии проектирования и изготовлять, например, задние углы, разделительные уровни и пр. Таким образом, чтобы отделение изготовленной детали от поверхности матрицы было бы легким.

Съемник - это деталь, значением которой часто пренебрегают. Правильно расположенный и хорошо изготовленный съемник значительно увеличивает долговечность матрицы. Ее можно изготовить различными способами. Самый простой - отверстие против точки нажима, которое на время формования закрывают липкой лентой, винтом или вытяжным штырем. Это простые и дешевые способы. Однако, при изготовлении больших и тяжелых деталей у них к сожалению проявляются недостатки. Съемник не должен поднимать или вытаскивать деталь наверх, а должен пропустить воздух между деталью и матрицей, чтобы они отделились. Хороший съемник получается, когда он изготовлен в соответствии с рисунком в виде трубчатого вентиля. Он работает так, что открывается на десятые доли миллиметра, вследствие чего воздух попадает между поверхностями, отделяя деталь от матрицы.

Рис. 11. Резьбовой съемник (винтовой съемник)

Рис. 12. Пневмосъемник.

Такой съемник можно использовать также в вакуумно-инжекторных матрицах, когда к трехканальному крану подключают пневморукав так, чтобы съемник-выталкиватель находился в таком же разряжении, что и внутренняя часть матрицы. Съемник необходимо устанавливать в центр матрицы, в ее самое глубокое место, не слишком близко к раю. При необходимости отделения больших или толстостенных деталей, съемник устанавливают ближе к тому краю, где отделение произойдет легче. Если деталь глубокая и у нее маленькие задние углы, то съемник устанавливают также и на края. Если съемник расположен на боковой поверхности матрицы, необходимо помнить, что доступ воздуха надо прекратить сразу после отделения, чтобы отделение происходило при закрытом съемнике, иначе деталь может поцарапаться сама или повредить съемник.

Рис. 13. Воздушный трубчатый вентиль.

ОТВЕРЖДЕНИЕ

Правила касаются всех матриц!

Необходимо дать матрице пробыть на поверхности болвана в теплом помещении и дать ей отвердеть достаточное количество времени, не меньше трех недель. Имея достаточно времени на изготовление матрицы в дальнейшем можно избежать многих неприятностей.

НЕПОЛНОЕ ОТВЕРЖДЕНИЕ МОЖЕТ ВЫЗВАТЬ:

Матовые пятна;

Волокнистую структуру;

Сложности с отделением.

ОТДЕЛЕНИЕ

Т огда, когда поверхность болвана не подвергается воздействию стирола, и тщательно сделано воскование при отделении от матрицы не возникает проблем. При нагнетании воздуха в съемники, матрица легко отделяется и ее можно поднять. Если против всех ожиданий матрица не отделяется от болвана, не следует применять силу, а стоит попробовать следующие методы:

Нагнетай воду в съемники и дай воде медленно поднять матрицу. Используй воду лишь тогда, когда болван изготовлен из влагостойкого материала;

Забей деревянные клинья по разделительным линиям. Качни воздуха в отверстие, не суетись;

Просверли отверстие. Если матрица содержит сэндвич или усилена литьем, то это не рекомендуется. Вставь временно в отверстие кусочек трубки и качни воздух или воду через отверстие. Заделай обязательно отверстие после отделения.

Если никакой из этих способов не помогает - потяни блоком или домкратом или выруби болван аккуратно кусок за куском. В действительности этот метод повреждает также и матрицу.

Обычные причины сложностей отделения:

Поверхностная отделка не выдерживает воздействия стирола.

Лак на поверхности болвана не полностью застыл.

Недостаточное воскование поверхности болвана.

Декоративный слой поверхности матрицы не отвердел полностью.

Болван и рабочее помещение были холодными.

Рис. 14. Отделение с помощью клиньев.

Рис. 15.Отделение от болвана с помощью сжатого воздуха.

ОБКАТКА МАТРИЦЫ

Матрицу необходимо вымыть прохладной водой и моющим веществом для посуды либо мыльной водой. Необходимо проверить поверхность, направляющие и необходимое для обработки матрицы оборудование, а также проверить съемники и замковый механизм. Если на поверхности матрицы имеются возвышения или отсутствует блеск, то необходимо выполнить водную полировку с помощью шлифовальной водостойкой бумаги №360-2000. После водной полировки поверхность надо отполировать полирующим веществом №115, далее №440-5, затем №103,а после этого полирующим веществом №3. Если поверхность только лишь матовая (тусклая), без прочих дефектов, полировки полирующими веществами может оказаться достаточно для доработки.

Когда качество поверхности матрицы проверено и отрегулированы все дополнительные механизмы: съемники, выталкиватели и пр., необходимо нанести на поверхность матрицы воск, например Hi-Low. Это воскование выполняется таким же образом, как и воскование болвана.

После воскования на поверхность наносится разделительная пленка и осуществляется вручную пробное формование. Пробное формование необходимо выполнить с декоративным слоем и 4-мя слоями стекломата мокрый слой против мокрого. Пробное формование необходимо сделать также инструментам сжатия, матрицам из ячеистого пластика и на обе половинки двухсторонних матриц. Таким образом проверяют также отверждение поверхности матрицы.

После пробного формования поверхность матрицы надо вымыть прохладной водой и натереть еще раз Hi-Low. После этого наносят разделительную пленку и матрицу подготавливают для изготовления первой детали. Перед первой деталью часто имеет смысл выполнить еще одно ручное формование в матрице. Это формование необходимо сделать также аккуратно и с той же техникой, что и формование наружной оболочки. Эта тщательно изготовленная деталь становится тогда "архивной копией" (контрольное фальшизделие) и ее можно использовать в качестве болвана для дополнительных матриц. Когда требуется большая точность линейных размеров, эту архивную копию изготавливают с применением эпоксидного связующего.

После первой детали или "архивной копии" матрицу необходимо снова вымыть и натереть воском. Также и для третьего формования необходимо использовать разделительную пленку. Начиная с четвертого формования пленку можно не наносить, а восковать каждый второй раз. Когда будет изготовлено около 10 деталей, можно прекратить воскование через раз и изготавливать после каждого воскования детали небольшой серией (5-7 изделий).

КОНСТРУКТИВНЫЕ МОМЕНТЫ

Проблемой изготовления рабочей оснастки для стеклопластикового производства является усадка полиэстера. В нормальных условиях полиэстер усаживается при отверждении на 7-8 % от объема, то есть линейные размеры усаживаются приблизительно на 2 %. Эти оценки относятся к неукрепленному полиэстеру. Укрепленный или наполненный полиэстер усаживается меньше, поскольку часть от объема составляет не усаживающийся материал. Полиэстер в котором около 30 % укрепителя, усаживается теоретически на 4 % от объема, что соответствует 1,8%-ной усадке по длине. Это идеальные теоретические оценки. На практике усадка изменяется очень значительно в зависимости от многих факторов, которые влияют на полимеризацию во время изготовления.

Усадка следует за процессом отверждения, т.к. оно (отверждение) начинается при коагуляции смолы и продолжается до тех пор, пока не произойдет окончательная полимеризация. Если у усадки есть физическое препятствие в каком-нибудь направлении, в этом направлении со временем могут развиться внутренние напряжения. Если препятствие для усадки удаляют прежде выравнивания напряжения, это может привести к долговременному усадочному напряжению, т.к. эти напряжения требуют длительного времени для выравнивания. Это явление вызывает изгиб стеклопластиковых изделий, и смолосодержащие места-скопления в углах декоративного слоя, подтеки - растрескиваются.

Для того, чтобы свести к минимуму внутренние напряжения необходимо принять во внимание следующее:

Декоративный слой должен быть:

Ровный, одинаковой толщины;

Без подтеков и сгустков.

Выклеенная оболочка должна быть:

Хорошо пропитана, без сгустков смолы;

Тонкого слоя, с одним слоем ткани за раз;

Отверждена в течение достаточного времени между слоями;

У напряжений усадки должно быть достаточное время выравнивания до укладывания следующего слоя стеклоткани.

Усадку невозможно устранить полностью, но ее можно этими мероприятиями снизить на практике до приемлемого уровня.

Момент на который никогда не уделяется достаточное количество внимания - на изготовление матрицы необходимо запастись временем! Процесс не надо принуждать. Каждой стадии надо столько времени, сколько требует материал. Наружную оболочку матрицы невозможно сделать быстрее, чем за неделю. Матрица должна отверждаться на болване в теплом помещении не меньше трех недель для того, чтобы она была качественной. Матрица, которую изготавливают быстрее, чем за месяц, может получиться хорошей, но риск неудачи при этом достаточно велик.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАТРИЦЫ - ТЕПЛОСТОЙКИЕ

Для инжекционных матриц, вакуумных матриц, для пластиков, литьевых матриц для PUR-ячеистого пластика и т.п. помимо усилителей необходимо также сделать теплоотделяющий слой. Этот слой необходимо изготавливать в виде 10-20 мм слоя с наполнителем. Лучшим наполнителем для этого является алюминиевая крошка. По причине экономии расходов алюминиевую крошку можно заменить промытым и сухим песком. Песчаный наполнитель действует как предохранитель тепла, но его теплопроводность хуже. Теплоотводящий слой изготавливают из песка или алюминиевой крошки следующим образом:

В декоративный слой (гель для поверхности) класса GE ххххх H(S)добавить 1,5%отвердителя и размешать, а после этого смешивать с алюминиевой пудрой или песком. Проще всего перемешивание производить обычным мастерком каменщика. Смесь должна иметь твердость талого снега. Проверить твердость можно, скатав маленький шарик и положив его на стол. Смола не должна вытекать, а шарик не должен растрескиваться или разваливаться на куски.

Хорошую твердость можно получить перемешивая сухой мелкозернистый кварцевый песок (0,5 мм) с GE ххххх H(S) в пропорции 6:1. Время коагуляции этой смеси при комнатной температуре 25-30 минут. Поскольку смесь достаточно жесткая, ее можно наносить на вертикальные стены. Для того, чтобы снизить в дальнейшем вероятность возникновения напряжений натяжения, такой жесткий и теплопроводящий слой необходимо наносить за один раз без перерыва. Матрицы большого размера могут потребовать при таких работах времени больше суток. На слой можно намотать спирали охлаждения/нагревания.

После отверждения слоя в течение двух суток (не менее), его заформовывают одним слоем.При формовании используют т.н. "среда" - полиэстер в качестве связующего и в качестве армирующего - стекложгут. Этот слой надо делать исключительно толстым, если речь идет о закрытой матрице на которую воздействует давление. Слои оболочки в этом случае надо укреплять, чередуя жгут и стеклоткань. Стекложгут при этом надо собирать так, чтобы волокна были направлены вдоль наибольших напряжений.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ - НАГРУЖЕННЫЕ

Для оснастки, которая постоянно работает в условиях больших нагрузок, надо отлить теплоотводящий слой. В больших матрицах внутреннее усиленное формование лишьв случае частого расположения дуг, что не очень легко осуществить. Значительно легче выполнить внутреннее (каркасное) литье, с помощью которого получают относительно тяжелые матрицы. Литье осуществляется различными способами и из различных материалов:

Полиэстер + наполнитель (песок, гравий и т.п.)

Эпоксид (эпоксидная смола, эпоксид + наполнитель)

Бетон

Если для каркасного литья используется полиэстер, часто появляются проблемы усадки, которые решаются следующим образом: на заднюю сторону готовой матрицы устанавливают пробельный материал, например, половую дорожку из ПВХ.Она может быть отделяющейся или приклеенной местами двусторонним скотчем или контактным клеем на водяной основе. Дорожки можно располагать на расстоянии 2-3 мм друг от друга. Шов заполняют формовочным воском. На пробельный материал сверху наносится разделительная пленка CRA 5. НЕ ВОСКОВАТЬ! После этого выполняют литье каркаса. Когда каркасное литье отвердело, его вынимают из матрицы и дают застыть полностью в помещении с повышенной температурой. Пробельный материал удаляют и заднюю часть очищают. Когда каркасное литье отвердело и усело в своей матрице окончательно (2-3 суток при температуре около 40-50 С), приклеивают его обратно в матрицу эпоксидной смолой таким образом, чтобы все сочленение было заполнено эпоксидной.

В геометрически простые матрицы можно налить эпоксидную смолу и вдавливать в нее потихоньку каркасную отливку. Когда речь идет о более сложных конфигурациях матриц, швы можно заполнять давлением или вакуумом. Тот же самый метод можно использовать, когда каркасную отливку делают из цемента. В цементной отливке поверхности надо обработать механически, например, шлифуя, чтобы можно было отделить цементный слой от поверхности. Это гарантирует лучшее сочленение.

Рис. 16. Каркасное литье нагруженных матриц.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАТРИЦЫ - ДВУСТОРОННИЕ

Эти матрицы собирают таким образом, что ту часть, которая будет наружной половиной готового изделия, изготавливают со съемниками, направляющими, рамами, стойками и т.п. Замковые фланцы должны быть на 1 см шире обычного, чтобы можно было формовать обе половинки вместе. Желаемую толщину готовой половинки матрицы получают использованием пробельного материала. Нужная толщина достигается каким-либо из перечисленных способов.

Выклеивание стеклотканью

Матрицу натирают воском и обрабатывают разделительным материалом так же, как и болван. После этого изделие формуют стеклотканью до желаемой толщины.

Этим методом невозможно точно контролировать толщину материала. Внутренние углы остаются слишком толстыми, а наружные - слишком тонкими. После этого поверхность приходится шпаклевать и шлифовать. Этот метод можно использовать лишь тогда, когда требования к толщине материала и качеству поверхности не очень высокие.

Изготовление с помощью половой дорожки

Матрицу очищают и половую дорожку приклеивают к матрице контактным клеем на водной основе. Необходимо размягчить дорожку горячим сжатым воздухом для укладки в вогнутые места матрицы. Нельзя оставлять излишков во внутренних углах, а также натягивать на наружных углах. Если необходимо изготовить несколько слоев, швы нижних слоев можно не заделывать, оставляя между ними зазоры 1-2 мм. Необходимо заполнить швы последнего слоя формовочным воском. Нужно помнить об излишках - они оставляют бугорки на матрице. Существуют также различные ковровые дорожки, в которых разнообразные волоконные поверхности. Если рисунок волокон хотят скопировать на изделие, дорожку необходимо укладывать большими кусками и приклеивать швы аккуратно край к краю.

Точную оснастку, допустимые требования к которой не могут достигаться вышеуказанными методами, необходимо изготавливать с помощью специальных восковых пластин. Использование восковых пластин требует умения и навыков для достижения наружного результата. Используя восковые пластины с высокой точкой плавления, необходимо следовать указаниям изготовителя.

Рис. 17. Изготовление изгибов с помощью половой дорожки во внутренних и на внешних углах.

Когда набрана толщина, поверхность покрывают воском таким же образом, как и болван и изготавливают вторую половинку матрицы. Когда она готова вместе в деталями, рамами и пр., и она отвердевала достаточное количество времени, ее отделяют, отпиливая общую приформовку на фланце.

Рис. 18. Изготовление двусторонних матриц.

После отделения, пробельный материал удаляют. При использовании контактного клея на поверхности остаются остатки его. На маленьких матрицах их можно скатать вручную. На больших поверхностях очищение лучше всего производить растворителем, например, либо в бензине, либо в керосине намоченными опилками. ВНИМАНИЕ! Необходимо использовать защитные перчатки! Если матрица вымыта растворителем, ее надо хорошо промыть водой и моющими веществами. После этого ее необходимо высушить и дать простоять открытой 2-3 суток. После высыхания матрицы ее можно шлифовать и удалить шероховатость с мест стыков пробельного материала.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАТРИЦЫ ДЛЯ ВПРЫСКА

Изготовляяинжекционные матрицы, конструктору, приходится принимать во внимание многие факторы, влияющие на непосредственное функционирования этого метода:

Возможность установки крепежа;

Направления потоков и точки впрыска;

Возможные объемы заполнителей;

Края выжимания и возможные канавки для удаления;

Лишние желобки;

Запирание формы и края сжатия.

Прежде чем проектировать матрицу, необходимо получить ответы на вышеуказанные вопросы.

Материнскую матрицу изготавливают, как теплостойкую специальную форму, в которой песчаный или из алюминиевых крошек сэндвич.

При изготовлении отцовской формы существует множество решений. Одни рекомендуют гибкие отцовские формы, другие - частично гибкие или жесткие. Гибкие отцовские формы можно изготовить как обычные формованные вручную матрицы, но без элементов усиления. Жесткие отцовские формы необходимо изготавливать также, как и материнские с песком или алюминиевой крошкой.

При изготовлении замочных краев также существуют различные решения, например, механическое запирание, запирание при помощи отдельного вакуумного канала, телескопические замочные края с уплотнителем и т.д. и т.п.

На прилагаемом рисунке используется телескопический уплотнительный край в вакуумном впрыске. Это уплотнение работает без сложных и дорогих уплотнителей. Пластиковое трубчатое уплотнение легко контролировать в связи с его открытым положением. Вакуумная канавка служит местом сбора излишков полиэстера и является самоочищающейся.

Рис. 19. Вариант решения замочного края.

КОНЕЦ СТАТЬИ.

Желаю удачи в нелёгком композитном деле!

Производство моделей, форм, матриц, оснастки для формовки по фотографиям, рисункам, чертежам различной сложности для пластиковых форм

Компания «КАМЕЛОТ» предлагает воспользоваться уникальным предложением - изготовление различных пластиковых форм по Вашим чертежам, рисункам и фотографиям. Производство нашей компании оснащено современным оборудованием по изготовлению любых изделий из пластика методом вакуумной формовки, а также литья изделий из пластика под высоким давлением. Кроме изделий из всевозможных видов пластика мы установили современное высокоточное оборудование, ЧПУ по изготовлению различных видов матриц, которые применяются при вакуумной формовке различных изделий из пластика, также мы можем изготовить качественные матрицы для изготовления изделий из пластика на термопластавтоматах. Возможно изготовление мастермоделей и матриц, полностью готовых к использованию. Область применения матрицы там, где требуется получить оригинальную сложную форму методом литья, гибки, прессования, формовки из композиционных материалов, акрилового камня, поликарбоната, листового пластика АБС, ПВХ, полистирола, акрила, полипропилена, полиэтилена, ПЭТ.

Если Вы хотите начать производство изделий из гипса, бетона, кевларобетона, ультрабетона или по технологии «Мрамор из бетона» и не хотите быть похожими на других производителей, хотите отличаться индивидуальностью изделий от своих конкурентов, если у Вас есть идеи, если у Вас есть фотографии эксклюзивных изделий из бетона, гипса, искусственного мрамора и Вы хотите производить такие изделия на своем производстве, или Вы умеете рисовать или делать качественные чертежи, то мы можем Вам помочь изготовить любые формы или матрицы по Вашим чертежам, рисункам или фотографиям. Тогда ВЫ сможете производить продукцию, не похожую на продукцию Ваших конкурентов, и будете иметь эксклюзивный ассортимент изделий. Применяемое программное обеспечение позволяет получить трехмерные модели с высоким качеством поверхности и высокой точности с идеальной геометрией изделий. Компания «КАМЕЛОТ» спроектирует и изготовит по Вашим рисункам, эскизам, чертежам любые формы, матрицы, оснастку, любой сложности очень качественно.

Производство оснастки, матриц, форм для вакуумной формовки и производство изделий на одном предприятии позволяет быстро реагировать на пожелания Заказчика по необходимым изменениям изделия в процессе его производства. Задание на проектирование и изготовление формы, матрицы может быть представлено Заказчиком в виде чертежей изделия, фотографий, рисунков с размерами или существующего образца изделия с эскизом, на котором указаны габариты или монтажные размеры. При проектировании модели, матрицы формы учитываются необходимые требования для облегчения последующей механической обработки отформованного изделия.

Разработка и изготовление оснастки, матриц для вакуумной формовки на производится на самых современных станках ЧПУ и современного 3d-фрезерного станка с ЧПУ. Наряду с полным циклом от материализации идеи до изготовления конечного изделия, мы можем помочь Вам в решении отдельно любой из следующих задач:

• 3D-сканирование;
• 3D-моделирование, визуализация;
• 3D-фрезеровка;
• изготовление модельной оснастки, матриц;
• изготовление любых изделий из пластика и стеклопластика.

3D сканирование. Трехмерное сканирование, или 3D сканирование - это бесконтактный процесс перевода физической формы реального объекта в цифровую форму. Итогом процесса является трехмерная модель объекта в виде файла, в котором описана информация о поверхности объекта. Для того чтобы наш специалист точно определил цену работы, ему необходимо знать наиболее полную информацию об объекте: фотография, рисунок, чертеж, габариты, формат результата либо описание дальнейшего использования модели.

3D моделирование. 3D моделирование объектов – это промежуточный этап между идеей, задумкой дизайнера, чертежами заказчика или просто пожеланиями клиента и конечным продуктом. Наша компания предлагает полный спектр услуг по 3D моделированию для всех областей в строительстве и архитектуре, изготовление рекламы и промышленный дизайн. Конечным результатом 3D моделирования являются файлы - математические модели в общепринятых инженерных форматах (3ds Max, Solid Works и т.д.). Для построения 3D модели используют физический объект, фотографии или 2D изображения, эскизы.

3D-фрезеровка. 3D-фрезеровка матриц - это процесс создания определенных заданных объемных форм, матриц из выбранного материала с помощью фрезеровального станка. Использование современного высокоточного станка с ЧПУ позволяет придать заготовке из практически любого материала любую сложную форму матрицы и конфигурацию за максимально сжатый срок. Трёхмерная фрезеровка широко применяется при изготовлении технологической оснастки, матриц, мастер-моделей, пресс-форм, штампов, макетировании, изготовлении как объемных, так и плоских матриц, моделей, при фигурной порезке и т.д. Иными словами 3D фрезеровка - это очень точный и быстрый способ изготовления сложных объёмных изделий в многопозиционном и непрерывном режиме.

Используемый нами станок ЧПУ позволяет получать изделия любой сложности, а творческий подход профессиональных специалистов при подготовке моделей, их оптимальной разбивке и дальнейшей сборке позволяет получить в результате изделия практически любых размеров и любой формы.

Фрезеровка может выполняться из любого выбранного заказчиком материала:

• пластик, полистирол, ABS, поликарбонаты, полиэтилен;
• композитные полимеры с включениями из стекловолокна, полиэфирных смол;
• черные и цветные металлы, алюминий, дюраль, медь, сталь;
• любые породы древесины, композитные материалы из древесины, фанера, ДПВ, МДФ, ДСП.

В том случае, если Вы заказываете у нас комплексный проект от эскиза матрицы до готового изделия из различных видов пластика, подготовка файлов для фрезеровки является нашей задачей. Если же Вы хотите решить отдельно задачу фрезеровки конкретных объектов, то файлы для работы принимаются в любом формате.

Фрезеровка на станке ЧПУ включает в себя следующие этапы:

• подготовка математической модели, выстраивание фланцев детали;
• трехмерное проектирование болванки для фрезеровки;
• изготовление болванки;
• написание программы;
• фрезерование на станке ЧПУ;
• обработка детали.

Стоимость 3D-фрезеровки рассчитывается для каждой задачи индивидуально исходя из базовой стоимости часа работы станка ЧПУ в зависимости от сложности и объема заказа.

Стоимость порезки, раскроя зависит от материала и толщины листа.

Изготовление модельной оснастки, матриц для вакуумной формовки

Производство технологической или модельной оснастки, матриц для изготовления форм является неотъемлемой частью любого процесса производства 3-х мерных элементов. Основными особенностями и требованиями к изготовлению технологической оснастки являются точность изготовления мастер-моделей, с которых снимается оснастка, и грамотный подбор материалов для изготовления тиражируемого продукта и для технологической оснастки, с помощью которой он производится. Хорошая модельная матрица - это залог успеха современного производства. Ведь от того, насколько точно она будет выполнена, напрямую зависит качество производимых с ее помощью изделий. Поэтому производство матрицы требует применения новейших технологий и разработок, использования трехмерного программирования и высокоточных фрезерных станков. Всё это мы предлагаем своим клиентам.

Изготавливаем качественные высокоточные матрицы из того материала, который будет необходим для осуществления вашего проекта. Компания «КАМЕЛОТ» работает с модельными пластиками, МДФ, деревом, стеклопластиком – отличными материалами, обеспечивающими изготовление матриц с оптимальным соотношением цена-качество.

Компания «КАМЕЛОТ» выполняет производство матриц, как по собственным проектам, так и по документации и 3D-моделям заказчика. Заказывать изготовление модельной оснастки, матриц у нас гораздо выгоднее, чем содержать свой модельный цех. Мы гарантируем высокое качество и оперативные выполнение заказов и всё это по разумным и обсуждаемым ценам.

Вакуумная формовка одна из наиболее интересных и развивающихся технологических процессов в производстве объёмных изделий из пластиков. Этот процесс достаточно сложный, требующий специального оборудования и глубоких знаний о технологии и материалах. Процесс изготовления изделия способом вакуумной формовки можно разбить на два основных этапа. Сначала изготавливают оснастку - матрицу, на которой будет непосредственно происходить процесс формования. Разработка и изготовление форм для вакуумной формовки является неотъемлемой частью работ по достижению необходимого качества производимого изделия. Вакуумная формовка - современный высокотехнологичный метод изготовления пластиковых изделий. Он позволяет получить продукт требуемой формы по индивидуальному проекту. Цвет и структура материала, его поверхность, матовая, глянцевая, подбирается в соответствии с пожеланиями заказчика.

Свойства и применение основных видов пластика. Каждый листовой пластик имеет свои особенности.

Акрил, ПММА, оргстекло - твердый пластик, стойкий к ультрафиолетовому излучению используется для наружного применения, в некоторых случаях перед формованием необходимо сушить. Применяется в основном для наружной рекламы в качестве лицевых поверхностей лайтбоксов, логотипов и объемных букв.

Полистирол наиболее популярный листовой пластик применяемый для термовакуумной формовки. Он вполне доступен по цене и отвечает большинству требований, предъявляемых к пластикам. Он наилучшим образом адаптирован к формованию, не склонен к впитыванию атмосферной влаги.

АБС-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) по свойствам похож на полистирол, применяется для формования деталей повышенной ударопрочности, формы для тротуарной плитки, формы еврозаборов и заборов, ограждений, формы искусственного камня, формы фасадной плитки, формы памятников, формы малой архитектуры, садово-парковой архитектуры, детали автомобилей, корпуса приборов, кейсы. АБС-пластик используются нашей компанией для производства форм с идеальным глянцем для изготовления из бетона по технологии кевларобетон.

Полиэтилен - мягкий, стойкий на излом пластик, не восприимчив к перепаду температуры и жестким условиям эксплуатации, поэтому применим в автомобилестроении, это защита арок колес, двигателя, коврики в багажник.

ПВХ-пластик достаточно хороший материал. ПВХ-пластик в основном применим в помещениях с высоким требованиям пожарной безопасности, метрополитен, аэропорта, вокзалы, переходы.

Поликарбонат - это пластик по ударопрочным свойствам не имеет аналогов среди полимерных материалов. Применяется в изделиях, где необходимо антивандальное исполнение каких-либо деталей, корпуса светофоров, телефонных будок. Также как акрил перед формованием необходимо сушить.

ПЭТ - это пластик, который из всех полимерных материалов наиболее близок по свойствам к поликарбонату, но значительно дешевле. А также не требует предварительной сушки и отлично формуется.

Уважаемые посетители нашего сайта, а также клиенты нашей компании! Теперь у Вас есть возможность производить тротуарную плитку, заборы, памятники, изделия малой и садово-парковой архитектуры и другие изделия из гипса, бетона, кевларобетона, ультрабетона или по технологии «Мрамор из бетона» не только в формах, которые уже имеются в нашем каталоге форм, но и заказывать изготовление всевозможных индивидуальных, авторских форм по Вашим чертежам, рисункам и фотографиям. Заказывая свои собственные авторские формы, воплощая свои собственные идеи, Вы сможете производить оригинальные изделия из бетона, гипса или искусственного мрамора, больше никем не производимые. Наша компания «КАМЕЛОТ» гарантирует Вам, что все Ваши идеи и заказы не будут больше никому предлагаться и не появятся в нашем каталоге форм, следовательно, только Вы будете производить собственные эксклюзивные изделия по Вашему индивидуальному заказу. Многие из наших клиентов воспользовались данной услугой по заказу индивидуальных форм, и теперь только они имеют право на изготовление изделий из бетона, гипса или мрамора из бетона в изготовленных по их идее формах. Мы Вам гарантируем соблюдение всех договоренностей по нераспространению форм, изготовленных по индивидуальным заказам и принадлежащих только Вам. Если у Вас есть уже готовые матрицы, Вы можете заказать изготовление изделий на нашем производстве из любого листового пластика, любой толщины и любого цвета. Если у Вас нет матрицы, мы Вам изготовим любую матрицу, любой сложности по приемлемым ценам.

Внимание! Также предлагается новая услуга для людей, которые занимаются продажей форм, перепродажей форм. Мы Вам предлагаем стать производителем всевозможных форм по Вашим индивидуальным эскизам, чертежам, рисункам, фотографиям, не покупая никакого оборудования и не имея производства форм. Мы готовы производить Вам различные формы на нашем оборудовании, изготавливать матрицы для производства форм по Вашим индивидуальным авторским заказам, даже с Вашим логотипом на формах. Таким способом Вы сможете продавать формы, не имея своего собственного производства и очень дорогого оборудования, но при этом у Вас будет продукция, не похожая на продукцию других продавцов. Таким образом, Вы обеспечите свой собственный ассортимент различных форм и не будете иметь конкурентов. Мы сможем производить для Вас и Вашей фирмы любые авторские формы для любых изделий, по желанию с Вашим логотипом на формах и гарантируем, что эксклюзивные заказанные Вами формы, право на распространение и продажу этих форм будет только у Вас. Кроме того, Вы имеете возможность делать эксклюзивные заказы по Вашим проектам и Вашим идеям из любого пластика, выбирать любую толщину, а также имеете возможность выбирать цвет пластика, мы имеем возможность изготавливать любые формы из пластика любой толщины, любого цвета. Компания «КАМЕЛОТ» предлагает полный комплекс изготовления форм, от разработки до изготовления. Также гарантируем полную конфиденциальность и нераспространение информации о клиентах которые делают заказы на индивидуальные проекты. Мы умеем хранить тайну о клиентах. Мы всегда рады сотрудничеству.