Процесс укладки стекловолокна распылением

Схема процесса напыления

Spray-Up также известен как предметов метод создания из стекловолокна путем распыления коротких полосок стекла из пневматического пистолета. Этот метод часто используется, когда одна сторона готового изделия не видна или когда необходимо дешево и быстро изготовить большое количество продукта с умеренными требованиями к прочности. корветов крылья и шлюпки Таким способом обычно изготавливаются .

Это сильно отличается от процесса ручной укладки. Разница заключается в нанесении волокна и смолы на форму . Напыление — это процесс изготовления композитов открытым формованием, при котором смола и армирующие элементы распыляются на многоразовую форму. Смола и стекло могут наноситься отдельно или одновременно «измельчаться» комбинированным потоком из измельчительного пистолета. Рабочие раскатывают распылитель, чтобы уплотнить ламинат. Затем можно добавить древесину, пенопласт или другой материал сердцевины, а вторичный слой напыления внедряет сердцевину между ламинатами. Затем деталь отверждается , охлаждается и извлекается из формы.

Приложения

Области применения включают изготовление нестандартных деталей в малых и средних объемах. Ванны, бассейны, корпуса лодок, резервуары для хранения, воздуховоды и оборудование для обработки воздуха, а также компоненты мебели — вот некоторые из коммерческих применений этого процесса.

Основные материалы

Основным армирующим материалом для этого процесса является стеклоровинг , который нарезается на длину от 10 до 40 мм и затем наносится на форму. Для улучшения механических свойств используется сочетание слоев ткани и рубленого волокна. Наиболее распространенным типом материала является E-стекло, но углеродный и кевларовый также можно использовать ровинг. Мат из непрерывных прядей, ткань и различные типы сердцевинных материалов при необходимости заделываются вручную. Весовая доля арматуры в этом процессе обычно составляет от 20 до 40% от общего веса детали. Наиболее распространенной смолой, используемой в процессе напыления, является полиэфир общего назначения или DCDP ; изофталевые полиэфиры и винилэфирные смолы Иногда также используются . Типичными являются быстрореагирующие смолы с жизнеспособностью от 30 до 40 минут. Смола часто содержит значительное количество наполнителя. Наиболее распространенными наполнителями являются карбонаты кальция и тригидраты алюминия . В системах с наполнением смолы наполнители заменяют часть армирования; Используют от 5 до 25% наполнителя по весу.

Сталь, дерево, стеклопластик и другие материалы используются в качестве материалов для изготовления прототипов. Форма может быть мужской или женской. Для изготовления душевых ванн используется мужская форма. односторонняя охватывающая форма из FRP ( армированного волокном пластика В судостроении для изготовления корпусов яхт используется ). Внешняя оболочка формы укреплена деревянным каркасом. Форма изготовлена ​​путем изменения мужского шаблона. Используя одну и ту же форму, можно изготовить несколько корпусов разных размеров. Длина формы сокращается или удлиняется с помощью вставок и второстепенных деталей формы, таких как окна, вентиляционные отверстия и туннели карданного вала.

Требования к обработке

Этапы обработки очень похожи на этапы ручной укладки. В этом процессе сначала на форму наносится разделительный состав, а затем слой гелькоута . Гелькоут оставляют на два часа, пока он не затвердеет. Когда гелькоут затвердевает, смесь волокон и смолы наносят на поверхность формы с помощью распылителя. Распылительный пистолет измельчает поступающие непрерывные ровницы (одну или несколько ровниц) на заданную длину и проталкивает их через смесь смолы и катализатора. Смешивание смолы и катализатора может происходить внутри пистолета (смешивание в пистолете) или непосредственно перед пистолетом. Смешивание в пистолете обеспечивает тщательное смешивание смолы и катализатора внутри пистолета и предпочтительно для минимизации риска для здоровья оператора. В другом типе катализатор распыляется через два боковых сопла в оболочку смолы. Безвоздушные распылители становятся популярными, поскольку они обеспечивают более контролируемую форму распыления и снижение выбросов летучих веществ. В безвоздушной системе используется гидравлическое давление для подачи смолы через специальные форсунки, которые разбивают поток смолы на мелкие капли, которые затем насыщаются арматурой. В системе распыления воздуха для распыления смолы используется воздух под давлением.

После распыления материала на форму используются щетки или валики для удаления захваченного воздуха, а также для обеспечения хорошего смачивания волокна. В ламинат добавляются слои ткани или маты из непрерывных прядей, в зависимости от требований к эксплуатационным характеристикам. Отверждение смолы происходит при комнатной температуре. Отверждение смолы может занять от двух до четырех часов, в зависимости от состава смолы. После отверждения деталь вынимают из формы и проверяют на соответствие отделочным и конструкционным требованиям.

Производственный процесс

1. Форма покрыта воском и отполирована для облегчения снятия.
2. Гелькоут (гладкое, твердое покрытие из полиэфирной смолы) наносится на поверхность формы и дается время для затвердевания перед повторным нанесением. Обычно используется два слоя гелькоута.
3. Барьерное покрытие наносится, чтобы избежать отпечатков волокон и шероховатости поверхности через гелькоут.
4. Барьерное покрытие отверждается в печи и оставляется остывать до комнатной температуры.
5. После отверждения наполнители из карбоната кальция и тригидрата алюминия добавляются с помощью смесителя с высоким усилием сдвига.
6. В смолу добавлена ​​воскоподобная добавка, снижающая выделение стирола при ламинировании на 20%.
7. На краскопульте установлен измельчитель из стекловолокна.
8. Затем смесь катализатора, смолы и стекловолокна равномерно распыляется веером, чтобы обеспечить равномерное покрытие.
9. После нанесения каждого слоя используется валик для уплотнения, при этом удаляется захваченный воздух.
10. Там, где это желательно, в ламинат встраивают наполнители из дерева, пенопласта или сот для создания сэндвич-структуры. Также проверяется покрытие углов и радиусов.
11. Деталь отверждается в духовке и оставляется остывать до комнатной температуры.
12. Форма снята и готова к покрытию воском и полировке для следующего производственного цикла.
13. Отделка производится путем обрезки кромок излишков стекловолокна и сверления необходимых отверстий.
14. После того, как деталь оценена специалистом по контролю качества, ее взвешивают, проверяют структуру и качество поверхности перед упаковкой и отправкой.

Преимущества

• Это очень экономичный процесс изготовления мелких и крупных деталей.
• Он использует недорогие инструменты, а также недорогие системы материалов.
• Подходит для деталей малого и среднего объема.

Ограничения

• Он не подходит для изготовления деталей, к которым предъявляются высокие структурные требования.
• Трудно контролировать объемную долю волокна, а также его толщину. Эти параметры во многом зависят от навыков оператора.
• Из-за того, что материал имеет открытую форму, выбросы стирола вызывают беспокойство.
• Этот процесс обеспечивает хорошее качество поверхности с одной стороны и шероховатую поверхность с другой стороны.
• Этот процесс не подходит для деталей, где точность размеров и повторяемость процесса являются первостепенными проблемами. Процесс напыления не обеспечивает хорошее качество поверхности или контроль размеров на обеих или всех сторонах изделия.

Опасности

Работники предприятий по производству стеклопластиков подвергаются множеству опасностей: высокому уровню стирола в операциях ламинирования, шуму в покрасочных камерах и зонах шлифования, а также пыли в процессе шлифования. [1]

Источники

• Мазумдар, Санджай К. Производство композитов: материалы, продукты и технологические процессы . Стр. 21–100. Группа Тейлор и Фрэнсис. ЦРК Пресс. 2002 г.