Изготовления изделий из стеклопластика своими руками

Извлечение из формы и окончательная обработка

Извлечение изделия из матрицы необходимо производить после набора материалом прочности во избежание его деформации и расслоения. В обычных условиях время высыхания стеклопластика составляет от 12 до 24 часов. Сократить это время можно путем прогрева матрицы инфракрасным излучателем, или поместив ее в сушильную камеру.

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

В случае необходимости, изделие может быть окрашено в нужный цвет краской на полиуретановой основе. Готовые материалы могут быть склеены друг с другом при помощи полимерных клеевых составов.

Производство

Стеклопластик очень востребован на строительном рынке. Его популярность объясняется дешевизной сырья, простотой монтажа и долговечностью конструкции. Производство такой арматуры проводится чаще всего из вторсырья, что позволяет сэкономить средства и природные ресурсы.

Пруток из стеклопластика представляет собой стержень, на поверхности которого нанесена навивка из стекловолокна. Диаметр спирали может быть от 4 до 18 мм, в зависимости от толщины стержня. Длина может достигать до 12 метров. Для изготовления стержня применяются разные наполнители, что делит их на разные категории:

  • в основе лежит стеклопластик;
  • комбинированный состав;
  • углекомпозитные наполнители.

Структура стеклопластиковой арматуры имеет в своем составе две части (внутреннюю и внешнюю).

Внутри волокна расположены параллельно или собраны в жгут, соединены между собой полимерной смолой. От этого зависит прочность изделия.

Снаружи стержень может быть покрыт абразивным материалом или выполнен в виде двунаправленной навивки из тонких волокон.

Такая арматура обладает отличительными свойствами от других материалов:

  • масса изделия в несколько раз меньше чем у металла;
  • более устойчива к коррозии и действию агрессивных сред;
  • практически не проводит тепло, что не дает возможности создавать конденсат;
  • имеет более низкую себестоимость;
  • срок эксплуатации намного выше;
  • не проводит электрический ток;
  • легко транспортировать;
  • при монтаже не требует специального оборудования (сварочный аппарат, аппарат для резки металла).

Внутреннее строение стеклопластика

Современный материал стеклопластик представляет собой эпоксидное стекловолокно, основой которого является наполнитель из ткани, обработанный смолой. Каркас материала создает именно волокно, отвечающее также за уровень качества детали, изготовленной из стеклопластика. Основными критериями этого вещества являются степень стойкости при изгибе или разрыве и уровень прочности. Эпоксидная смола является связующим компонентом. Именно она определяет эксплуатационные свойства стеклопластика, например, антикоррозионную стойкость, теплопроводность, упругость и диэлектрические показатели. Стекловолокно и эпоксидная смола образуют уникальную структуру, которая позволяет иметь столько преимуществ перед всеми остальными материалами.

Достоинства и недостатки стекловолокна

Сначала рассмотрим материалы по-отдельности, чтобы оценить их совместимость и установить границы применимости. У стекловолокна есть масса достоинств, но так как ни один материал не может быть идеальным, то проявляются и некоторые недостатки.

  • Одним из плюсов можно обозначить относительно высокую прочность. Об относительности мы говорим по той причине, что стеклопластики не могут сравниться с металлами, однако свою функцию они выполняют отлично. Рассмотрим, к примеру, применение стеклопластика в автомобиле. Из него делают бампера. Они более безопасны для пешеходов в случае ДТП, нежели металлические. Статистические же нагрузки такой бампер выдерживает с большим запасом прочности.
  • При отсутствии критических условий эксплуатации стекловолокно не имеет установленного ресурса. Простыми словами, стеклопластик может «служить вечно».
  • Волокна имеют пористую структуру, вследствие чего материал обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Стекломат и стекловату используют, как утеплитель в строительстве зданий и сооружений.
  • Стеклоткань для эпоксидной смолы выполнена в виде плетеных волокон. С ней очень легко работать. Смола пропитывает материал, а после застывания изделие можно обрабатывать, шлифовать и красить.
  • Наконец, не последним фактором является ценовая доступность. К примеру, ремкомплект для ремонта авто, куда входит смола и стекловолокно, обойдется всего в 300-400 рублей, причем основная доминанта в ценообразовании принадлежит именно смоле.

Отметим недостатки материала, хотя их можно считать условными, это означает, что в некоторых видах работ этими недостатками можно пренебречь.

  • Многие автовладельцы рассказывают, что после незначительных ДТП бампер автомобиля способен восстановить свою форму. Но, несмотря на эластичность стеклопластика, он считается ломким материалом. Еще раз обратимся к вышеописанному примеру, в котором сказано, что именно ломкость соответствует современным требованиям безопасности пешеходов.
  • Без эпоксидной смолы или альтернативной пропитки стекловолокно пропускает влагу и пыль. Материал гигроскопичен, поэтому в обособленном виде редко где применяется.

Можно ли утилизировать отходы

Так как в наше время довольно много изделий из стеклопластикового материала, остро стоит вопрос о правильности утилизации ненужных отходов. Можно найти покупателей, которые приобретают производственные отходы.

Можно наладить отношения и в дальнейшем за незначительную сумму продавать отходы на постоянной основе, что послужит дополнительной прибылью. Но если нет такой возможности, можно просто утилизировать потерявшие свою ценность материалы.

Пространственная молекулярная структура стеклопластиков-реактопластов препятствует их расплавлению или растворению. Переработка отходов СПМ традиционными методами, идентичными с рециклингом полиэтиленов или полистиролов, невозможна.

В настоящее время наиболее популярной методикой утилизации стеклопластиковых отходов является использование измельченного стеклопластика в качестве добавки в исходное основное сырье при изготовлении новых изделий. Для этого приобретается специальная дробилка, которая превращает детали в мелкую крошку. Такой процесс лучше всего осуществлять в другом помещении, так как измельчение приводит к большому количеству вредоносной пыли. Работать необходимо строго в защитной одежде и респираторе. Рекомендуем посмотреть существующих производителей стеклопластика и произвести конкурентную разведку.

03.03.2020

Требования к помещению

При производстве стеклопластика, химической пыли и различных примесей веществ в воздухе не избежать. Обязательным условием к помещению является полная фильтрация и циркуляция воздуха. Для рабочих также потребуется постоянная покупка защитных масок и респираторов. В помещении должна быть установлена пожарная сигнализация. Температура в помещении производства должна быть не ниже 15 градусов.

Помимо помещения для производства, необходим склад для готовой продукции минимум 200 кв.м. В идеале нужно иметь два склада, один для заготовок и материала, второй под готовое изделие. Их также необходимо оборудовать системой отопления и пожарной сигнализацией.

Оборудование

Выбор техники и прочего минимального оборудования зависит от выбранной методики формовки и работы с сырьем в целом. Например, для ручной формовки требуется минимальный набор: кисти флейцевые, валики металлические, угловые, игольчатые.

Инструменты для вакуумной техники: насос вакуумный, спираль пвх, пропускающий слой, впитывающий слой, соски, трубочки, пленка вакуумная, герлен. Аппаратура такая стоит примерно 15000 рублей. Агрегат для вакуумной формовки с вакуумным насосом и резервуаром для изготовления стеклопластиковых изделий стоит примерно 14750 руб.

Основным оборудованием для намоточной техники послужат:

  • станок пропитки и подачи сырья;
  • намоточный станок;
  • система центровки трубной оснастки;
  • система регулировки скорости.

Таким образом, по средним подсчетам, на стартовое оборудование придется потратить около 250-460 тысяч рублей. 

Характеристики стеклопластика

Каким бы способом не был изготовлен стеклокомпозит, он будет обладать поистине потрясающими эксплуатационными качествами.

  • очень низкий удельный вес (в 3,5 раз меньше металла);
  • высокая прочность без эффекта старения;
  • достаточная гибкость;
  • плотность не больше 2 г/м3;
  • устойчивость ко всем видам коррозии, в том числе, УФ-старению;
  • размерная стабильность (коэффициент линейного расширения 11-13‧10⁶ 1/°С);
  • светопропускная способность приближена к стеклу;
  • устойчивость к климатическим и погодным условиям;
  • хорошие адгезивные качества одной стороны;
  • отличные теплоизолирующие свойства;
  • материал негорючий;
  • экологическая чистота;
  • простота обработки (пилится, рубится, сверлится, окрашивается, ламинируется);
  • любой цвет, форма, толщина – по необходимости.

Из недостатков стеклокомпозита можно назвать некоторую хрупкость под сильным механическим воздействием и абразивный износ (требуется защитное покрытие).

Сегодня существует много промышленных технологических процессов для изготовления композита:

  • вакуумная инфузия (формовка с помощью искусственно созданного вакуума);
  • RTM или Resin Transfer Moulding (метод инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму);
  • метод Light RTM (вакуумный прижим пуансона к матрице);
  • намотка (жидкий композит наматывается на форму);
  • пултрузионная технология (протягивание стеклянного волокна со смолой через формообразующую установку);
  • ручная формовка (заполнение формы с гелькоутом нанесением состава валиком);
  • напыление (заполнение формы, обработанной гелькоутом, путем нанесения состава через распылитель специальной конструкции);
  • прессование Bulk Mould Compound или BMC;
  • SMC (Sheet Mould Compound) – создание рулонного материала при высоких температурах;
  • автоклавная формовка под давлением.

Благодаря особой технологии создания стеклопластика, волокнистая фибра располагается по всей толще материала, что придает ему невероятную прочность, сопоставимую с характеристиками закаленной стали. Из такого основания есть возможность изготовления изделий любой формы, конфигурации и размера. Стекловолокно может быть в насыпном виде, или применяется ровинг – стекловолокнистый джуг, из которого нарубаются чопсы – фрагменты конкретных размеров от 0,5 до 6 см. Применение ровинга – более экономная технология и используется в методе напыления.

Существует еще технология изготовления стеклопластикового композита, когда за основу берется не насыпная фибра, а готовый стекловолокнистый мат или стекловуаль, которые и покрывается полимерными смолами и добавками. Этот процесс носит название сэндвич-метод. Таким путем получают в основном рулонный стеклопластик РТС, стеклотекстиль, стеклотекстолит, а также, изготовляют трубы разного диаметра.

Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала, которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

Инвестиционные проекты в отрасли

По данным Цифровой платформы «Инвестиционные проекты России», по состоянию на август 2020 году в сфере производства стекловолокна на активной стадии находится 1 проект, еще 2 введены в эксплуатацию в 2019 году.

Наиболее крупные инвестиционные проекты в отрасли производства стекловолокна

Описание проекта

Инвестор

Местоположение

Объем инвестиций

Стадия проекта

Срок реализации

ООО «Каспийский Завод Стекловолокна» Дагестан млн руб. Строительство 2018–2020
ПАО «Татнефть» имени В.Д. Шашина Татарстан млн руб.

Введенв эксплуатацию

2016–2019
ООО «П-Д Татнефть – Алабуга Стекловолокно» Татарстан млн руб.

Введенв эксплуатацию

2018–2019

Из чего состоит стеклопластик?

В состав этого универсального материала входит полиэфирная или эпоксидная смола, которой придают нужную форму особым способом и армируют стеклотканью или стекловолокном. Полиэфирную смолу также можно армировать тканью из углеродных волокон, стекловолокном, кевларовой тканью, стекловатой, стеклотканью, с помощью которых изделие приобретает особую прочность. За неимением этих материалов для армирования можно использовать любую синтетическую ткань: искусственный шелк, нейлон и т.д., но изделия не будут иметь такой прочности, как при использовании стекловолокна или стеклоткани.

Технология изготовления

Основными методами формования материала в готовые изделия являются:

  • ручная формовка;
  • формование методом напыления;
  • формовка под вакуумом;
  • способ намотки.

Первый метод применяется при маленьком производстве. Изделия изготавливают небольшие по размеру и в меньшем объеме. Уложенный в необходимой форме стеклоармирующий материал заливается связующей смолой. Затем жестким прикатом выполняется операция прикатки, которая позволяет избавить продукцию от лишних пузырьков и, тем самым, укрепить изделие. Остывание материала происходит при комнатной температуре, по истечении времени, готовая деталь извлекается и подвергается окончательной обработке. Срезаются лишние края, подпиливаются бока и шлифуются неровности, при необходимости высверливают отверстия.

Формование методом напыления происходит при помощи специального оборудования, который под давлением обеспечивает ровное покрытие из стекловолокон, смолы и отвердителя. Такой метод исключает возможность появления отходов, в отличие от ручной формовки. Это вполне экономный вариант производства.

При вакуумном способе используется вакуумный прижим для интенсификации пропитки армирующих стеклонитей. Сначала укладывается стекловолокнистый материал в форму в сухом виде, затем покрывают специальным силиконовым вакуумным мешком, чтобы обеспечить герметизацию. Внутрь мешка подается связующее вещество. Вакуумный насос создает разрежение внутри самого мешка. Изделие принимает свою форму под воздействием перепада давления, аналогично прессованию. Подается воздух в вакуумный мешок, затем вынимается готовое изделие для дальнейшей обработки. Таким образом, при формовании удаляются все лишние пузырьки из изделия, значительно повышается качество, за счет прочности.

Способ намотки заключается в пропитке стеклонитей связующими реагентами, которые наматываются на вращающуюся оправку. Подобную технику применяют при создании цилиндрических изделий, на подобии труб и цистерн. 

Немного истории происхождения

Стекловолокно природного происхождения были обнаружены в местах вулканической активности. Они получили название – волосы Пеле (гавайской богини огня). По физико-механическим показателям волокна базальтовой природы отличны от стекловолокна, полученного химическим путем.

Происхождение стеклоткани берет начало в XIX веке. На одном из производств во время аварии произошел случайный раздув расплавленного стекла. Масса обрела структуру тонких нитей, которые после застывания не демонстрировали хрупкости исходного материала.

Предпосылки к производству стеклоткани (СТ) возникли в 1932 году в Иллинойсе при попытке сварить стеклянные куски. При попадании на сырье струи сжатого воздуха образовались нити. Их структура и свойства заставили ученых освоить производства материала, обладающего уникальными качествами.

Таблица с характеристиками

Стеклоткань – это материал специального назначения, изготовленный из стекловолокон. Ниже представлены общие свойства ткани:

Характеристики Показатели
Тип сырья Химическое
Содержание SiO2,% 50 – 99
Предел прочности на разрыв по основе, Н(кгс) 320
По утку, Н(кгс) 250
Назначение Техническая ткань
Плотность волокон, гр./м3 2500
Тактильные качества Легкая, упругая, прочная
Способ ткацкого переплетения Полотняное (рогожка), сатиновое, саржевое
Толщина полотен, мм. 0,1 – 0,3
Плотность, гр./м2 110 – 1800
Стандартная ширина полотен, см. 92, 95, 100
Водоупорность Высокая
Гигроскопичность, % 1 – 5
Скорость впитывания влаги Низкая
Воздухопроницаемость Высокая
Паропроводимость Высокая
Диапазон рабочих температур, ◦С ─ 200 ─ + 600
Температура плавления, ◦С +1200 – +1400
Эластичность Низкая
Прочность и износостойкость Высокие
Свойства Диэлектрик, негорючий материал, устойчивый к воздействию химических агрессивных компонентов, экологичность
Способы окрашивания Однотонные гладкокрашеные полотна
Производитель Россия
Виды материала Маты, рулонный, сетка, самоклеящаяся лента, стеклоткань, стеклопластик, стеклопластиковая арматура
Стандартизация ГОСТ 8325 – 93
Цена Доступная, от 39 ₽ за 1 метр

Свойства и характеристики стеклоткани зависят от вида материала, его марки. Заложены эти качества в технологии изготовления волокон и покрытий. Для каждого вида существует специальная маркировка:

  1. ЭЗ – электроизоляционные из скрученных комплексных нитей.
  2. Т – конструкционные.
  3. СС, ССШ, СДА – строительные.
  4. СТП, РСП, ТСОН, СММТ – радиотехнические.
  5. И, ПС – изоляционные.
  6. КТ, КС – кремнеземные и кварцевые для экстремальных условий.
  7. ТСФ, СФФ – фильтрационные.
  8. Базальтовые.
  9. ТР – ровинговые (указывает на структуру полотен различной категории). Из некрученых нитей.

Как открыть бизнес?

Первым делом следует разработать бизнес-план. После этого можно переходить к закупке оборудования и сырья.

Покупка оборудования

Оборудование для собственного завода по созданию стеклянных нитей стоит недешево. Понадобится приобрести:

  • центробежно-дутьевую машину; ее цена находится в диапазоне 80-180 тыс. руб.;
  • сушильный контейнер (с полимеризацией); он стоит 100-150 тыс. руб.;
  • камеру для осаждения волокон (50-90 тыс. руб.);
  • концевой конвейер (40-80 тыс. руб.).

Также необходим нож для поперечной резки, или рубочная машина. Она обойдется в 15-25 тыс. рублей.

Самыми известными фирмами-производителями вышеперечисленного оборудования являются:

  • CampenMachineryA/S;
  • Сиб Контролс;
  • «БизнесСтрой-НН».

Можно выбрать станки и линии, которые уже имеются в продаже, а можно заказать их изготовление под свои параметры и нужды.

Если вы не распологаете достаточным капиталом, можно рассмотреть варианты б\у.

Где брать сырье?

Для создания стекловолокна понадобятся:

  • стеклобой – основная составляющая производства;
  • красители, осветлители и другие вспомогательные химические реагенты.

Достать нужное количество сырья – не самая сложная задача.

Химические реагенты достать тоже несложно. Одним из крупнейших и наиболее известных отечественных поставщиков такой продукции является ЗАО «Химсервис».

Требования к помещению

Чтобы создать стекловолокно, приходится использовать химические вещества. Невозможно избежать и появления стеклянной пыли.

Поэтому в производственном помещении обязательно должно быть:

  • качественное очистное оборудование для системы водоснабжения;
  • хорошая вентилируемость; придется потратиться и на маски с респираторами для рабочих;
  • пожарная сигнализация.

Придется вложиться и в отопительную систему, поскольку температура в производственных помещениях в рабочее время не должна опускаться ниже +15 градусов.

В стекловолоконном производстве большое складское помещение – обязательный компонент. Его площадь должна быть не меньше 200 м2.

Склады, естественно, тоже придется оборудовать вентиляцией и средствами пожарной безопасности.

Персонал

На первых порах для производства стекольных нитей многочисленный персонал не потребуется – вполне хватит и 10-12 человек.

Не обойтись без таких «белых воротничков», как:

  • технолог-консультант; он подбирает оптимальное оборудование и вспомогательные материалы для оптимизации и удешевления производства, советует, как лучше организовывать рабочий процесс;
  • бухгалтер для цивилизованного общения с налоговой;
  • менеджер по закупкам и сбыту;
  • секретарь, чьи основные обязанности — «разруливать» текущие дела.

Кроме рядовых цеховых рабочих, обязательно придется нанять:

  • нескольких грузчиков, разгружающих и загружающих склады предприятия;
  • водителей – они перевозят сырье и товар;
  • уборщиков.

Куда сбывать готовую продукцию?

Стекловолокно пользуется повышенным спросом у:

  • государственных организаций и частных компаний, которые занимаются строительством дорог, производственных и инфраструктурных объектов, жилых строений;
  • компаний, предоставляющих ремонтные услуги;
  • крупные строительные магазины и гипермаркеты.

Процесс монтажа стеклоткани

Последовательность – клюк к правильному ремонту кузова автомобиля. Порядок включает следующие этапы:

  • из стеклоткани вырезают заплатки;
  • в емкости смешивают эпоксидную смолу и отвердитель;
  • на подготовленное место наносят первый слой средства;
  • сверху кладут стеклоткань;
  • разглаживают пропитанным смолой валиком;
  • после отвердения зашкуривают;
  • наносят шпаклевку;
  • завершают процесс лакокрасочные работы.

Допустимо использование как классического метода, так и ремонт полиэфирной смолой. Пузырьки воздуха сгоняют валиком, уплотняют покрытие торцевой кистью. Специалисты, в зависимости от сложности повреждения, повторяют слои со смолой и стеклотканью несколько раз. Каждый последующий слой наносится только после затвердения предыдущего.

Работа подразумевает контакт с реагентами. Эпоксидная смола, отвердители, обезжириватели могут вызвать аллергическую реакцию. Поэтому работу проводят в перчатках, а респиратор защитит от негативного воздействия пыли при шлифовке и испарений смолы. Желательно использовать защитные очки.

Метод ручного формования

В современном промышленном производстве используются различные технологии изготовления стеклопластика.

Для создания деталей из стеклопластика своими руками наиболее подходящим является метод ручного формования. Технология производства работ не предусматривает применения сложного оборудования и дорогостоящих материалов.

Для того чтобы изготовить стеклопластик своими руками методом ручного формования необходимо последовательно выполнить следующие этапы работ:

  • выбор материалов;
  • раскрой стеклоткани;
  • создание разделительного слоя в матрице;
  • создание покрывного слоя;
  • укладка стеклоткани в матрицу;
  • нанесение полимерного состава;
  • повторение двух предыдущих этапов необходимое количество раз (в зависимости от толщины изделия);
  • высыхание изделия;
  • извлечение изделия из формы;
  • окончательная обработка (в случае необходимости).

Главной особенностью метода ручного формования является высокая степень зависимости качества готовой детали от уровня мастерства исполнителя. Для того чтобы получить наиболее полное представление об изготовлении стеклопластика своими руками, необходимо рассмотреть каждый из этапов подробно.

Тенденции рынка

Стекловолокно – наиболее широко используемый в мире материал для армирования композитов, его доля составляет около % среди всех армирующих материалов. Глобальный рынок стеклокомпозитов ежегодно растет на %-% в год.

Легкие стеклопластиковые конструкции призваны заменить более тяжелые металлические детали, что создает огромные возможности для роста отрасли и активизирует спрос на потенциальных рынках.

Композиты из стекловолокна будут продолжать занимать наибольшую долю рынка как в стоимостном, так и натуральном выражении. Невысокая стоимость и хорошие физико-механические характеристики позволяют им оставаться лидером на мировом композитном рынке.

Стекловолокно остается популярным материалом, востребованным в различных отраслях промышленности, однако в последние годы конкуренцию ему составляет базальтовое непрерывное волокно, которое по некоторым физико-механическим характеристикам превосходит показатели стекловолокна.

ПЛАН ПРОИЗВОДСТВА

Оборудование приобретается у непосредственного его производителя, обладающего широкими знаниями в сфере производства и сбыта неметаллической арматуры. С комплектом оборудования приобретается также технология производства. При наличии нескольких предложений по оборудованию на рынке, выбор обусловлен наиболее широкой программой гарантии и сервисной поддержки, а также качеством оборудования, даже при несколько более высокой стоимости оборудования.

При заключении договора поставки производителю оборудования производится предоплата в размере 20%, остальная сумма перечисляется по факту поставки оборудования. Срок поставки – 7 календарных дней. Производитель осуществляет монтаж и настройку оборудования, а также проводит обучение персонала на рабочем месте. Этот этап также занимает порядка 7 календарных дней. Требуемые габариты производственного помещения – 15х5 м (75 м2). Никаких особенных требований к помещению не предъявляется.

Производительность линии (в два прутка) составляет порядка 10 000 м арматуры АСП-6 за 8-часовую смену. При увеличении диаметра прутка производительность пропорционально снижается. Преимущество закупаемого оборудования заключается в возможности круглосуточной работы, а также в возможности перенастройки диаметра прутка без остановки линии.

Параллельно этапу обучения происходит закупка первой партии сырья для производства. Основными комплектующими являются: стеклянный ровинг (нить) и связующий материал (эпоксидная смола, отвердитель, катализатор, пластификатор). Поставщик сырья выбирается на основании лучшего соотношения цены и качества, при этом, немаловажную роль играет удобство и стоимость логистики.

Производственная линия позволяет производить одновременно два прутка арматуры. Для обслуживания линии требуются два оператора. Для выполнения вспомогательных работ – контроль намотки бухты, транспортировка на склад, перемещение товара на складе – в штате присутствует подсобный рабочий.

Производство планируется в соответствии с планом продаж, сезонностью. Также, учитывая возможность беспроблемной перенастройки линии, возможно производство некоторого объема продукции под заказ при необходимости срочной комплектации объекта.

Особенности производства

Процессы формования изделий из СПМ весьма специфичны и зависят от множества обстоятельств, из которых определяющими являются следующие факторы:

  • вид стекловолокнистого наполнителя ( стеклонить, жгут или ровница, лента, ткань или маты);
  • тип связующей смолы – термореактивная или термопластичная.

Связующую смолу подбирают с учетом:

  • габаритов стеклопластикового изделия и его конфигурации;
  • требований к физико-механическим и техническим характеристикам изделия;
  • температурно-силовых условий эксплуатации.

Сравнительно долгое время при изготовлении стеклопластиковых изделий для нужд машиностроения, авиапрома, приборостроения и др. отраслей применялись термореактивные полимерные матрицы.

Такими технологиями являются литье под давлением и экструзия. Лишь с внедрением современных разработок в последние годы отмечается расширение сферы применения термопластичных связующих с соответствующей заменой термореактивных матриц.

Способы переработки

Самый простой способ переработки стеклопластика в конечные изделия без применения специального оборудования – это ручное (контактное) формование. Волокно для придания требуемой формы выкладывается на матрицу, затем валиками и кистями пропитывается смолой (выводятся пузырьки воздуха) и отверждается при нормальных условиях (для ускорения процесса в сушильных камерах). После изъятия с матрицы производиться ручная доработка изделия, при необходимости покраска и создание технологических отверстий.

Более технологичным способом получения стеклопластика является напыление ровинга (стеклонити). Для этого используется специальный пистолет с ножом-измельчителем, который рубит ровинг на части заданной длины и под действием сжатого воздуха от компрессора подает их на напыляемую поверхность. Одновременно с этим пистолет распыляет смолу с заданной интенсивностью подачи. После напыления требуется прикатка валиком для удаления остаточного воздуха. Затем изделие отверждается. Главным недостатком данного метода является сложность равномерного распределения смолы и стекловолокна, а также относительно высокий расход смолы.

Для изготовления круглых, цилиндрических и овальных пустотелых изделий из стеклопластика используют метод намотки. Он заключается в пропуске стекловолоконной нити через ванну со смолой с последующим прохождением через ролики для удаления избытка смолы и намотки на матрицу. Матрица повторяет форму конечного изделия.

Также применяются методы формования при помощи вакуума и инфузии, пултрузия, методы трансферного формования, а также технологии RTM, базирующиеся на инжецировании смолы в пресс-форму, где между пуансоном и матрицей располагают стекловолокно.

Преимущества стеклопластиков

Стеклопластик имеет множество преимуществ, которые обуславливают его важное место в современном мире. Рассмотрим наиболее ценные из них:

  1. Небольшая плотность. Удельный вес марок стеклопластикового материала варьируется в широких пределах от 400 кг/куб.м до 1800 кг/куб.м. Средняя принятая величина плотности равна 1100 кг/куб.м, что чуть выше плотности воды. Для сравнения у металлов удельный вес намного больше, так у стали – 7800 кг/куб.м, у легкого дюралюминия 2800 кг/куб.м. У полимеров общего назначения плотность колеблется от 900 кг/куб.м (у полипропилена) до 1500 кг/куб.м (ПВХ и некоторые полиэфиры) и 1800 кг/куб.м (некоторые реактопласты). Такая легкость придает стеклопластику особые преимущества для использования в транспортной индустрии, где важна экономия топлива на перемещение. То же самое ценно при складских и прочих логистических применениях.

  1. Хороший диэлектрик. Стеклопластики обладают высокими диэлектрическими свойствами, что делает их отличными электроизоляторами. Эта характеристика нашли широкое применение в электротехнике, в том числе для выпуска электронных плат.

  1. Стойкость к коррозии. Стеклопластик стоек как к химическим, так и к электрохимическим воздействиям, что обуславливает его коррозионную резистентность. Используя определенные смолы в качестве связующих для стеклоктани можно произвести стеклопластики, которые будут иметь стойкость к очень агрессивным химикатам, даже к концентрированных кислотам и щелочам.

  1. Эстетические свойства стеклопластиков. В процессе производства данный композит можно окрасить в разные цвета, оттенки и их комбинации. При соблюдении правильной технологии и красителей стойкость цвета может сохраняться в течение всего срока службы изделия.

  1. Хорошая прозрачность. При использовании определенных видов смол существует возможность изготовить прозрачные стеклопластики. Их оптические показатели лишь несколько хуже, чем у силикатного стекла.

  1. Отличная физико-механика. Несмотря на невысокую плотность, стеклопластики характеризуются достаточными механическими свойствами. При определенных условиях производства композита – специальная полимерная основа и правильно подобранная стеклоткань – получают стекломатериал с более высокими физико-механическими свойствами, чем некоторые металлы и даже марки стали.

  1. Теплоизоляционность. Стеклопластик – это композит с небольшим коэффициентом теплопроводности. Однако, при изготовлении сэндвич-конструкций с использованием стеклопластиков, получают еще более изоляционные материалы. Для этого слои пластика чередуют с высокопористыми пластиками, например пенополиуретаном, вспененным полистиролом. Эти сэндвич-конструкции находят применение как теплоизоляцию в строительстве фабрик и заводов, судостроении, вагоностроении и т.п.

  1. Простое изготовление. Стеклопластиковые детали можно производить разными способами. Обычно такое производство не подразумевает больших инвестиций в станки, оборудование и материалы. Самый простой вариант выпуска таких продуктов – ручное формование. Для него нужна лишь изготавливаемая из подручного сырья (дерева, пластика, металла) матрица и несколько несложных инструментов и оснастки. На сегодняшний день в ходу матрицы из самого стеклопластика, которые также легко и недорого изготовить, к тому же они обладают отличной стойкостью и долговечностью. Таким образом, можно сказать, что стеклопластиковые детали воспроизводят сами себя.

Оцените статью
uk-vodokanal.ru
Добавить комментарий