Изготовление матриц из стеклопластика. Изготовление стеклопластиковых форм

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

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

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

Еще на этапе проектирования тюнинга стоит подумать о сложности его изготовления. А уж во время ваяния модели из пластилина, мысль о матрице должна дисциплинировать разгулявшуюся фантазию.
1. В случае с Copen, я рискнул обойтись одним разъемом по контуру капота. В пластилине ставить опалубку разъема сравнительно просто. Для этого продираем борозду и загоняем в нее полосу оргалита (жести, фольги, картона, ПВХ, пластилина).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Журнал «Тюнинг Автомобилей» №05, 2007 «Горбатый дизайн » часть 2, .

Инструкция по изготовлению матриц из стеклопластика

Болван (модель, матрица) как правило изготавливается из дерева. Для изготовления матрицы с высокой чистотой поверхности для поверхностного слоя необходимо использовать филлер FI-175, который легко обрабатывается и шлифуется. Более высокую чистоту поверхности можно достичь, применяя затем FI-167 имеющий более мелкую структуру. До нанесения FI-167, болван (матрица) необходимо выровнить и зашкурить с использованием наждачной бумаги №600. Для финишного покрытия рекомендуется применять топкоат марки МТ темных цветов. Толщина покрытия должна составлять не менее 0.6-0.8 мм с учетом доводки и полировки поверхности.

Покрытие следует обработать, используя мокрую шкурку постепенно снижая номер зерна от 400 до 1200. Начальный размер зерна зависит от исходной подготовки поверхности. Для полировки поверхности матрицы рекомендуется использовать полировочные пасты NORPOL

Впоследствии, как желаемое качество поверхности достигнуто, болван (матрица) покрывается 4-6 слоями разделительного воска W-70. Технология нанесения воска рекомендует производить 2 слоя в день с промежуточной сушкой не менее 6 часов. На следующий день еще 2 слоя с тем же интервалом и т.д.

После нанесения заключительного слоя воска нужно подождать еще одну ночь перед нанесением матричного гелькоата. Следует иметь в виду, что для качественного отверждения и полировки воска температура воздуха во время нанесения должна соответствовать примерно 20 о С

При нанесении матричного гелькоата следует придерживаться следующих рекомендаций:

Температура окружающей среды в пределах 20-23 о С. Помните, что температура у пола всегда ниже.
Болван (матрицы) требуется выдержать некоторое время при этой температуре до нанесения матричного гелькоата.
Следите за тем, чтобы помещение не было запылено и содержите поверхность матрицы в чистоте. Никогда не пользуйтесь компрессором для удаления пыли с матрицы, используйте для этой цели влажную фланель.
Перед применением гелькоата его необходимо выдержать в данном помещении (см.п.1) как минимум неделю. Использование холодного гелькоата гарантировано приведет к плохому отверждению и образованию пор на поверхности матрицы.
Влажность воздуха должна быть в пределах 50-70%.
Убедитесь, что Вы используете правильный тип гелькоата: NORPOL GM 9000 S (6014 S)- Матричный гелькоат для нанесения методом напыления(Spray) NORPOL GM 9000 H (6014 H)- Матричный гелькоат для ручного нанесения. NORPOL GM это матричный гелькоат умеренной пластичности с жесткой поверхностью и высокой теплостойкостью.
Во всех случаях необходимо проверить срок желатинизации, особенно при применении старого гелькоата. Для этого нужно смешать 100 г. гелькоата с 1.5% катализатора. Период желатинизации менее 30 мин. Открыв ведерко с гелькоатом, его необходимо тщательно перемешать, т.к. за время хранения жидкий гелькоат может расслоиться по фракциям, а по завершении использования его нужно надежно закрыть во избежании испарения стирола.
В процессе нанесения гелькоата и на ранней стадии отверждения вентиляция и иные воздушные потоки нежелательны ввиду возможности загрязнения декоративного слоя и возможной неравномерности процесса полимеризации. Обильная вентиляция необходима когда процесс отверждения зашел достаточно далеко.
Необходимо контролировать правильную дозировку катализатора (1.3-1.8%) и тщательное перемешивание его с гелькоатом.
Важно обратить внимание на количество разведенного гелькоата. Добавив катализатор необходимо выдержать 10-15 мин. прежде чем начнется химическая реакция. К этому времени он должен быть нанесен на поверхность болвана (матрицы). Для больших площадей рекомендуется делать несколько небольших замесов, во всяком случае не более 2 кг на одного оператора за один прием.
До начала работы убедитесь в том, что емкости, инструмент и кисти полностью очищены от растворителя.

Нанесение матричного гелькоата с помощью кисти

Необходимо использовать широкую, мягкую кисть с длиной щетины 5-7 см.
Первый слой покрытия - толщиной 0.4-0.6 мм., что проверяется с помощью калибра для измерения толщины мокрой пленки. Во избежании слишком толстой пленки и ухудшении качества покрытия, кистью наносится как правило 2 слоя гелькоата. Гелькоат следует наносить максимально равномерно. Для этого целесообразно это делать вдвоем. Один наносит гелькоат кистью, а второй следит за равномерностью распределения по поверхности и проверяет толщину пленки с помощью калибра. Не следует работать одной кистью больше 15 минут без ее промывки. Рекомендуется в этом случае иметь две кисти.

Нанесение матричного гелькоата методом напыления

Наиболее распространенным на сегодняшний день является чашечный пульверизатор. Из опробованных лучше всего этому соответствуют пульверизаторы фирмы BINRS со следующими комплектующими:

Кроме того разработан метод использования Апликатора IPG 6000 для нанесения матричного гелькоата.

IPG 6000 + пистолет 18 N с форсункой 68 SS , кожухом А 68 РВ и воздушным шлангом, соединенным с пистолетом- пульверизатором для регулировки давления распыления.
Давление насоса 1 кр/см 2
Давление распыления 4 кр/см 2 - регулируется винтом.
Катализатор добавляется автоматически Апликатором.
Матричный гелькоат наносится в 4 слоя,150-200 мк каждый с интервалом 5-10 мин.

Ламинирование матрицы

Для изготовления ламината матрицы можно использовать стекломат марки М 601 и М 501. Мат на эмульсионной связке М 501 обеспечивает легкое освобождение от воздуха, но дает белый ламинат. Это не оказывает вредного воздействия на прочность ламината при условии, что его общая толщина состоит из слоев каждый из которых не толще 2 мм и он нанесен на отвержденный предыдущий слой. Мат на порошковой основе не дает белого ламината, но выход воздуха более затруднителен.

Первый слой ламината матрицы

1х450г/м 2 стекломат.

Полиэфирная смола Polylite 410-900.

МЭК NORPOL Peroxide №1 - 1%

Нанесите обильный слой смолы на гелькоат и положите 1 слой мата. Убедитесь, что поверхность мата равномерно пропиталась и не имеет пузырей. Тщательно прикатайте валиком и оставьте отверждаться до следующего дня.

Второй и последующие слои ламината матрицы

2х450г/м 2 стекломат.

До нанесения стекломата зачистить предыдущий слой отвержденного ламината. Во избежание образования внутренних напряжений и усадок не следует наносить больше 2 слоев стекломата в день. Матричные ламинаты изготавливаются так же с помощью Апликатора при этом первый слой порядка 1 мм, а последующие до 2 мм. каждый.

ООО "Композит" - материалы и технологии для вашего бизнеса.

Матрица из стеклопластика для литья

Техника изготовления стеклопластиковой матрицы для литья из искусственного камня.

Изготовление матрицы для литья полимербетона проводится в два этапа: первый – покрытие гелькоутом и классический набор толщины матрицы из ламината; второй – создание мощного усилительного слоя, противодействующего искривлению формы при отверждении массивного литого изделия; и установка каркаса матрицы.

Наносим матричный гель, его можно наносить как при помощи пневматического пистолета, так и кистью. В данном случае неровности, сделанные на поверхности при нанесении кистью не играют роли, т.к. поверхность гелькоута, которую мы видим, будет обращена внутрь тела формы.

Если Вы красите вручную, выберите мягкую качественную кисть. Первый слой хорошо растирайте так, как будто красите забор, пусть слой гелькоута будет прозрачный. Когда 1 слой нанесен, сразу наносите второй. Теперь гелькоут должен быть наложен жирно, словно слой сметаны. Следите, чтобы не оставалось прозрачных не прокрашенных мест.

Перед употреблением смешайте гелькоут с отвердителем, в количестве 15-25 гр/л. Толщина гелькоута должна быть 0,8-1 мм. Она достигается при расходе гелькоута 0,9-1,2 кг/м.кв. поверхности формы.

При покраске грунтовочным пистолетом один литр гелькоута – это 2 заправки пульверизатора. Покраска производится согласно общим правилам, описанным (Предложение №2). Хочу обратить внимание на обязательность окраски как минимум, в 2 прохода для матриц: первая – легкий непрокрас (слой гелькоута просвечивается); вторая (через пару минут) – полный прокрас без потеков (гелькоут лежит толстым слоем). Это делается для того, чтобы из внешнего слоя формы успели выйти микропузыри воздуха. Если этого не сделать, форма будет микропористая, деталь, полученная из нее будет, хотя и глянцевая на вид, но шероховатая на ощупь. Такая форма называется «закипевшая». В дальнейшем на форме это не устраняется.

Гелькоут готов к формовке на него ламината, когда он еще липнет на пальцы, но не оставляет на них красящего следа. Это состояние называется готовность «на отлип».

Начинаем формовку. Толщина стеклопластиковой части формы должна составлять 7-8 мм. Эти слои придают матрице достаточную прочность на излом и на разрыв.

Осмотрим покрашенную гелькоутом модель : все острые вогнутые и выпуклые углы должны быть скруглены до радиуса 1 см. Для этого выложим вогнутые углы ровингом (жгут стеклянных нитей, используемый для механической накидки ламината, или плетения стеклоткани). Отбираем 20 – 30 жгутов ровинга длиной 30 – 50 см. и окунаем их в ковш со смолой смешанной с отвердителем. Вытаскивая – отжимаем излишки смолы рукой в резиновой перчатке. Прокладываем ровинг по изгибам, выбиваем кистью пузыри воздуха. Если нет под рукой ровинга, можно замазать острые углы полиэфирной склеивающей пастой. Следите, чтобы не оставить при этом пузырей между пастой и гелькоутом.

Выпуклых острых углов на модели лучше не допускать, но если это обусловлено конструкционной необходимостью, их нужно обмазать толстым слоем склеивающей пасты. Первый слой ламината нужно наложить на поверхность модели и выбить пузыри воздуха до того, как застыл пропитанный смолой ровинг или склеивающая паста.

Первый слой ламината рекомендуется накладывать из стекломата плотностью 100 гр./м.кв., следующим слоем должен идти стекломат 225 гр./м.кв.,
затем 450 гр./м.кв. Это обусловлено тем, что первые два стекломата состоят из более тонких и мягких стеклянных волокон, что помогает формовке матрицы, и предохраняет матричный гелькоут от продавливания на нем текстуры стекломата при эксплуатации матрицы. Полная маркировка стекломата выглядит примерно так: ЕМ 1002/450/125 . Вес полного рулона 450-го стекломата – около 50 кг.

Стекломат плотностью 450 и 600 гр./м.кв. – основной материал для изготовления формы. Поэтому рулоны его часто придется крутить, чтобы брать материал. Для удобства пользования советую сделать П-образную подставку для разматывания рулона стекломата в горизонтальном положении. Под ней еще можно сделать небольшой столик чуть шире рулона, покрытый листом ДСП, чтобы на нем канцелярским, или сапожным ножом отрезать нужные куски.

Если позволяет температура воздуха и площадь изделия (т.е. Вы успеваете покрыть ламинатом всю поверхность до застывания всех слоев), то можно накладывать последовательно три первых слоя не дожидаясь застывания каждого из них (100, 225, 450 гр/м.кв).

При укладке слоев ламината в том случае, если изделие не имеет слишком больших впадин и выпуклостей, его можно покрыть цельным слоем стекломата. При пропитывании, он приобретает пластичность и может быть растянут и уложен без пузырей и складок на всю поверхность. Но так бывает далеко не всегда, в случае сложной поверхности, нам нужно делать что-то на подобие выкройки из стекломата. Это называется «раскрой». При этом лист мата разрывается на куски, которыми мы покрываем поверхность без складок. Мат нужно именно рвать, а не резать. Делается это — для гладкой стыковки при выкладывании. Удобнее всего рвать мат, положив его на край стола, прижав одной рукой, а другой оттягивая свободно висящий край — вниз. Рваный мат должен без просветов наслаиваться друг на друга примерно на 5 см. Наружу от края модели должны торчать ровные концы стекломата, примерно на 1-3 см. от края.

И так, смешиваем в ковшике полиэфирную смолу с отвердителем, ворсистым валиком наносим ее на уложенный стекломат. Для работы будем использовать качественную термо- и химостойкую смолу
CRYSTIC 474 PA, или CRYSTIC 489 PA производства Английской фирмы Scott Bader. И рекомендуемый к ним отвердитель Luperox K-1. Или более дешевую смолу хорошего качества, производителя Teddex, марки E-74 STAA

Эти материалы наилучшим образом подходят для сложных условий литья толстостенных изделий; и связанного с этим давления на матрицу и высоких температур полимеризации. В любом случае, если Вы используете смолу другого производителя, это должна быть матричная и, желательно, термостойкая смола, о чем обязательно указывается в прайсах поставщиков композитов.

Мат накладывается послойно, пропитывается смолой при помощи ворсистого валика. Не нужно наливать слишком много смолы, достаточно, если стекломат только пропитается и станет однородно смочен без белесых сухих пятен. Следует пропитывать не только стекломат, лежащий на самой модели, но и торчащий на 1-3 см. наружу. Тогда готовую матрицу будет удобно опиливать. Не пропитанный же стекломат при обрезке будет мочалиться и заклинивать отрезной диск.

Стекломат пропитывается смолой за 1-2 минуты. После этого его нужно разровнять ворсистым (меховым) валиком, выбить пузырьки из острых углов кистью, пройтись по всей поверхности прикаточным валиком, удалив все (даже малозаметные) пузыри воздуха. Затем укладывайте следующий слой.

От начала формовки матрицы, за один раз следует укладывать сначала 1-1,5 мм. ламината, после этого (когда уже есть 1,5 мм. отвержденного ламината) 1,5 — 2 мм, что соответствует 2-слоям 450 стекломата, или 450 + 600 стекломат. В последующем (когда уже есть 2,5 — 3,5 мм. отвержденного ламината), можно накладывать за один раз до 3-х мм. ламината. Если это позволяет сделать скорость Вашей формовки по сравнению со скоростью желирования. При таком постепенном наборе толщины, матрицу не коробит при изготовлении.

Ворсистый валик

Каждый раз, когда Вы уложили заданный «пакет» стекломатериалов, и они еще не начали желироваться, финальная процедура прикатывания — «сушка» ворсистым валиком. Для этого тот же валик, которым Вы наносили смолу и разравнивали стекломат, отжимают о край ковша, выдавливая смолу. Теперь прокатайте свежеотформованную поверхность, пока валик не напитается смолой. И опять отожмите его. Такой «просушенный» валик хорошо подбирает излишки смолы на матрице. И убирает он ровно столько смолы, чтобы соотношение стекломат-смола в ламинате становилось оптимальным. А это максимальная прочность и минимальная хрупкость матрицы.

После застывания уложенных слоев, прошкуриваем поверхность наждачкой Р40 для того, чтобы сбить «колючки», мешающие дальнейшему наложению ламината.

Перерыв между наложением таких «пакетов» стекломата должен быть 1 сутки, чтобы успели исчезнуть внутренние напряжения предыдущего слоя перед формовкой следующего. Иначе напряжения будут складываться и матрицу неминуемо покоробит.

Таким образом, нужно довести толщину матрицы до 8 мм.

Каждый сорт стекломата имеет свою постоянную толщину в ламинате. Например, 450 стекломат китайского и отечественного производства имеет толщину 0,8 мм, а 600-й, соответственно — 1,2 мм. Те же стекломаты производства KrossGlass, имеют соответственно 1 и 1,5 мм. толщины в ламинате.

Прежде, чем начинать формовку матрицы, как описано выше, составьте «план», в котором заранее подберите из имеющихся у Вас стекломатериалов тот пакет, который обеспечит быструю, качественную формовку и заданную финальную толщину матрицы.

Такой предварительный расчет называется составлением «Карты Слоев» матрицы. При ее составлении, нужно знать некоторые правила. Например, 600-й стекломат не может быть уложен на сухую поверхность, он идет всегда по сырому слою другого стекломата, например 450-го. Таких правил несколько и они подробно описаны в Предложении №4: «Правила составления карты слоев».

Т.е. в самом примитивном варианте для данной матрицы карта слоев будет у Вас выглядеть как: 1. Гелькоут; 2. 100 стекломат; 3. 225 стекломат; и еще 8 слоев 450-го стекломата, распределенные по времени нанесения, как указано выше. Но если использовать в дополнение к этим, еще 300-й и 600-й стекломаты, руководствуясь определенными правилами, то можно сократить общее количество наносимых слоев и, как следствие уменьшить трудоемкость и время изготовления матрицы.

Следующий этап — укладка слоя, придающего особую жесткость матрице, т.е. устойчивость к деформации наизгиб. Дело в том, что ламинат, хотя и очень прочный, но достаточно гибкий материал. Поэтому мощные деформирующие воздействия, возникающие при отверждении толстостенной литой детали, должны быть сдержаны специальным покрытием. Лучше всего для этой цели подходит полимербетонная смесь. Ее мы наносим на зачищенную поверхность поверх 8-мм ламината. Поскольку основной материал при заливке изделий из кварцита — это калиброванный кварцевый песок , значит недостатка в нем Вы не испытываете. Поэтому, советую использовать именно его для создания этого слоя. Раньше я пробовал делать армирующий слой из микрокальцита, цементо-песочной смеси из строительного магазина. Но должен сказать, что они не вполне отвечают требованиям. Первая смесь слишком легко крошится, вторая — сильно коробится при отверждении. Есть еще вариант сделать низкоусадочную смесь из гидроксида алюминия с добавками. Эта смесь превосходит все перечисленные по прочности, безусадочности и удобству нанесения. Но требует большего количества смолы и дорогого наполнителя — гидроксида алюминия. Конечно, она в три раза дешевле заводской смеси «Быстрая Матрица» . Но дороже простой кварцитовой смеси, поэтому ее стоит применять на особо ответственных матрицах. Ее рецепт Вы можете получить в Предложении №5 —

В других случаях можно применять смесь следующего состава:

Для получения 10 кг (5 л) смеси взять

Хорошей конструкционной смолы (например: CRYSTIC 2-420 РАLV , или E-52 STAA ) = 4 кг.
Кварцевого песка фракции 0-0,02 мм = 0,84 кг.
Кварцевого песка фракции 0,1 — 0,3 мм = 2,46 кг.
Кварцевого песка фракции 0,6-1,0 мм = 2,7 кг.

Смесь следует загустить Аэросилом амрки 200, тогда ее будет удобно наносить на матрицу шпателем. На такое количество полимербетонной смеси нужно примерно 0,12 кг (1,5 л) Аэросила 200 Его количество может несколько разнится, в зависимости от плотности его сложения и качества. В конечном итоге, должна быть достигнута вязкость смеси, при которой она намазывается на вертикальную поверхность слоем до 1 см, как автошпаклевка, и не стекает.

Для приготовления смеси без комочков, нужно сначала размешать Аэросил в смоле, потом досыпать мелкую, среднюю и крупную фракции песка.

Количество фракций наполнителя рассчитано по формуле Фуллера, исходя из имеющихся фракций. Если у Вас фракции песка отличаются от представленных здесь, то и оптимальное соотношение их в смеси будет другим.

Формула Фуллера дает нам только вычисление наиболее плотного сложения частиц заданных размеров. Но на оптимальный состав смеси влияют еще и другие законы. Например, чем больше мелкой фракции в расчете, тем больше потребуется смолы для ее смачивания. И наоборот, если взять для расчета только крупные фракции песка, то просветы между гранулами будут не заполнены и такая смесь опять будет иметь повышенное содержание смолы, которая при вибрации будет еще и «отскакивать» отдельным слоем. Это происходит из-за отсутствия поддержки крупных гранул более мелкими. Т.о. существуют некие оптимальные размеры гранул, используемых при заливке, оптимальное количество которых рассчитывается по формуле Фуллера и окончательно регулируется по некоторым другим параметрам, ознакомиться с которыми Вы можете . Это позволяет приготовить текучую смесь, способную заливаться в матрицу при минимальном содержании в ней смолы.

Описанию этих «других правил» составления смеси и объяснению расчетов по Фуллеру посвящена статья с ограниченным доступом. Там же находится созданная мной таблица авторасчета: подставляете в нее имеющиеся у Вас фракции, она выдает их оптимальный процент в смеси для наиболее плотного ее сложения. Получить эти материалы можно в предложении №6,

Полученную армирующую смесь , откладываем отдельными дозами в 2-3 литровое ведро, смешиваем с отвердителем (5-7 гр/л смеси) при помощи строительной мешалки и наносим металлическим шпателем, как автошпаклевку на всю поверхность матрицы. Следует помнить, что время застывания смеси такое же, как время застывания смолы, на базе которой Вы ее приготовили. Так при температуре 17 градусов и количестве отвердителя 5 гр/л, смесь, приготовленная на смоле CRYSTIC 2-420 РАLV будет жидкой около 20 минут. За это время необходимо покрыть ею обозримый участок матрицы и успеть положить поверх нее слой ламината из любой конструкционной смолы и 450-го стекломата, пока смесь еще не застыла. Потом можно переходить на соседний участок матрицы.

Финальная толщина матрицы должна быть в 1,5 раза больше толщины изделия, которое будет отливаться в ней. Тогда матрица гарантированно выдержит деформации при отверждении изделий, которые в ней будут изготавливаться. Так, например, если мы будем заливать в матрицу изделие толщиной 17 мм, то ее толщина должна быть 25 мм. Из них 8 мм ламината, значит всего нам нужно нанести армирующий слой 16-17 мм.

Удобнее всего за один раз наносить на матрицу слой смеси толщиной 5-8 мм. При нанесении толщину слоя можно контролировать, по метке на уголке шпателя: делаем на нем черту, соответствующую 8 мм, а при нанесении втыкаем уголок в уже уложенную смесь.

Т.о., рассчитанную толщину армирующего полимербетона мы можем нанести за 2 приема. Например: сегодня 7 мм полимербетона и слой ламината, и завтра — столько же. Чередование армирующей массы с тонким слоем ламината намного повышает прочность матрицы, особенно ее устойчивость к растрескиванию от удара. Изготовленную таким способом матрицу литьевого поддона мы каждый день «расформовывали» от изделия, ударяя его отбортовкой о стальную плиту. Общий вес матрицы с поддоном более 100 кг. При этом матрица поддона ничуть не пострадала.

При окончании нанесения армирующего слоя, следует заранее позаботится об изготовлении металлического каркаса , который «садится» и приформовывается на сырой последний слой полимербетона.

Матрица с армирующим слоем из полимербетона получается тяжелой (ведь, если ламинат имеет удельный вес 1,6 кг/л, то полимербетон — 2,1 кг/л), но и очень прочной. Он не позволяет ей деформироваться при нагрузках, что особенно важно на больших ровных поверхностях, таких как плоскость душевого поддона, или столешница. В сравнении с полимербетоном, самодельная быстрая матрица, о которой упоминалось выше, имеет меньший, чем ламинат удельный вес — 1,2 кг,л. И позволяет начинать формовку толстыми слоями (по 4-6 мм за раз) сразу после «скинкоута» , в нашем случае состоящего из 100, 225 и 450 стекломата, следующих сразу после матричного геля. Это позволяет получить такую же крепкую, но более легкую матрицу гораздо быстрее по времени. Тема изготовления матриц методом «Быстрая Матрица» с использованием прогрессивных материалов, будет рассмотрена в отдельной статье.

Как уже говорилось, в последний наносимый слой вмуровываем металлическую раму – станину. Она выполняет функции дополнительного усиления матрицы, опор для размещения матрицы на полу, кронштейнов для перемещения матрицы с помощью кран-балки. Для надежности рама кроме полимербетона крепится к матрице еще 1-2 слоями ламината.

Дадим матрице с каркасом выстояться на модели в течение суток.

Теперь опилим лишнее при помощи болгарки с алмазным кругом. Для обрезки полимербетона подойдет только хороший алмазный круг для сухой резки.

Расклиниваем форму от модели при помощи тонких деревянных, или пластиковых клиньев. Начальную щель для вставления клина можно сделать, раздвинув слои ножом, или стамеской со стороны отбортовки. Клинья вставляются в щель между отбортовкой модели и ее отпечатком на матрице, поэтому рабочая часть матрицы не царапается. Поверхность формы простукиваем резиновым молотком. От вибрации между формой и моделью заходит воздух, теперь их легко разъединить руками.

Это пример простой формы, снимаемой в 1 направлении, большинство литьевых иделий имеют такую форму лицевой части.

Сложные формы : 2-х и более – разъемные собираются путем установки разъемов по терминальным линиям (линиям разделяющим части формы, которые могут быть сняты только в разных направлениях), когда изготовлению безразъемной формы мешает отрицательный угол какого-либо элемента модели. В этом случае по терминальной линии от края до края модели устанавливается полоса отбортовки из стеклопластика толщиной 1 мм. Такие отбортовки нужно клеить встык к поверхности модели, затем снимать без следа. Делать это удобнее всего при помощи клеевого пистолета. Подробнее это описано в статье про изготовление моделей. Сначала покрывается гелькоутом и ламинатом одна (самая крупная) часть формы.

Потом гибкая полоска снимается и гелькоутом, и ламинатом покрывается оставшаяся часть формы. При этом на готовой части уже есть отпечаток отбортовки, ответный к нему — сам формируется на второй части формы. Разъемы скрепляются при помощи болтов со специальными коническими направляющими. Такие формы заполняют изделием в собранном виде, а извлекают изделие – разобрав болтовые разъемы. По стыкам разъемов на готовом изделии образуется тонкий облой гелькоута, который надо зашлифовывать сухариком 2х5х1см с наждачкой Р1000-1500, и заполировывать. В большинстве случаев лицевая часть матрицы цельная, а обратная часть крепится к ней болтами по внешним отгибам и называется «пуансон».

Пуансон поддона имеет широкий открытый участок посреди плоской части поддона. При заливке изделия матрица устанавливается горизонтально, а смесь заливают в этот открытый проем. При этом смесь выравнивается по горизонтальному уровню под действием силы гравитации. Пуансон раковины (мойки) полностью закрывает ее заднюю часть, имеется лишь горловина диаметром 10-12 см — над сливом раковины. Заливка смеси производится через нее. Горизонтальность матрицы здесь не так важна.

Сливные отверстия поддона и раковины можно лишь отметить стандартными углублениями при проектировке модели. Тогда отверстия под слив в изделии необходимо будет высверливать

алмазной фрезой, или фрезой по бетону. Но можно изготовить продолжения этих углублений, которые при заливке дадут нам уже готовое сливное отверстие, окрашенное гелькоутом. Их изготавливают в виде алюминиевых цилиндров стандартного диаметра (например 55 мм) с небольшой конусностью. Их устанавливают на болте на матрицу по центру сливного углубления. Длина их должна доходить до верха заливного отверстия на раковинах и на сантиметр – два выше уровня заливки в поддонах. Такой цилиндр должен быть отполирован по боковой поверхности, иметь параллельные верхнюю и нижнюю плоскости. Нижней (более широкой) плоскостью его без зазора присоединяют к форме, скрепляя сквозным болтом. Шлифованием плоскости прилегания на форме бывает трудно добиться плотного прилегания. В этом случае нижняя поверхность цилиндра покрывается разделителем, плоскость прилегания на форме – толстым слоем гелькоута с отвердителем. Части скручиваются на болт. Теперь убираем излишки выдавленного гелькоута. После его застывания шлифуем неровности стыка наждачкой Р1000-Р1500 и полируем. Эта процедура минимализации зазоров стыкуемых частей может, так же, проводиться и с разъемеми формы (при необходимости: слишком толстый облой на изделии). Она называется «сведение частей матрицы» . Необходимость съемной алюминиевой части слива продиктована тем, что изделие с такого высокого выступа будет трудно снять при расформовке. А в нашем случае, мы просто отвинчиваем болт с обратной стороны матрицы, который держит алюминиевую бобышку, и вынимаем изделие из матрицы вместе с ней. А ее потом аккуратно выстукиваем резиновым молотком, и снова присоединяем к форме.

Надо сказать, что отливаемое, а не сверлимое в готовом изделии отверстие позволяет уменьшить количество операций с готовым изделием, а следовательно и его себестоимость. Но устраивать такие отливаемые отверстия можно только, если Вы абсолютно уверены в качестве Вашей смеси. В данном случае при производстве поддонов и раковин, я добился такого качества полимербетонной смеси, что мог уверенно пользоваться этим преимуществом. В случае, если смесь будет иметь большую усадку, или меньшую конечную прочность, изделие будет неминуемо равть в местах таких отверстий, т.к. они являются концентраторами напряжений в момент отверждения изделия. После полного отверждения изделия эти напряжения исчезают, и если при этом его не порвало, дальше все будет с ним хорошо . Поэтому, если смесь, которой Вы пользуетесь вызывает сомнения, лучше сверлите отверстия в готовых изделиях.

Работы с матрицей после расформовки ее с модели.

После освобождения матрицы от модели, ее нужно шлифовать для устранения мелких дефектов и создания идеального зеркала матрицы .

Для того, чтобы наждачная бумага не забивалась разделителем , перешедшим на матрицу с модели, многие применяют различные ухищрения. Так матрицу моют растворителем, или специальной смывкой, намыливают наждачную бумагу хозяйственным мылом, и т.п. Все эти приемы помогают лишь от части. Все равно на шлифовке первого слоя приходится просто выкидывать большие количества наждачной бумаги. А для того, чтобы комфортно и эффективно шлифовать матрицу, нужно всего лишь натереть ее полировальной пастой (скажем, BF-50), и слегка пройтись полировальным кругом. И все, все Ваши проблемы закончились, шлифуйте и наслаждайтесь:.

В отличие от работы с моделью, шлифовка матрицы всегда производится с водой . В идеале (если Вы позаботились о модели, и довели ее обработку до Р1500), для удаления мелких дефектов отпечатка модели на матрице, достаточно выполнить шлифовку поверхности наждачной бумагой Р2000, и отполировать.

Однако, при использовании не очень качественных матричных материалов, или — непрочной основе модели, на зеркале матрицы бывает появляются нежелательные неровности. Они становятся хорошо видны, при первой полировке для снятия остатков разделителя, описанной ранее. Кстати, это еще одна причина снимать разделитель именно полировкой. Тогда нужно исправлять неровности путем их сошлифовывания наждачными бумагами Р400, Р1000, Р1500. При этом очень важным становится то, нанесли ли Вы достаточный (0,8-1 мм) слой матричного гелькоута при покраске, и разбивали ли Вы нанесение на несколько проходов для удаления микропузырей воздуха.

Такой углубленной обработкой можно добиться полного выравнивания зеркала матрицы от незначительных «потягов», портящих внешний вид.

Также, если Вы остановились на обработке модели до Р400, Вам тоже придется начинать шлифовку матрицы с Р400, иначе царапин полностью не убрать.

После окончания шлифовки каждым номером наждачной бумаги, обязательно моем матрицу водой и вытираем насухо чистой мягкой тряпочкой. Это позволит своевременно убрать отвалившиеся от наждачки крупинки и не дать им сделать царапины на зеркале матрицы, обработанной следующим, уже более мелким зерном. Также, своевременно заменяем воду в ведре, в котором смачиваем наждачку при шлифовке.

Для полировки матрицы ни в коем случае не используйте автополироли . Сомнение у меня вызывает, также и полировальная паста «ЗМ», не смотря на то, что производители позиционируют ее как пасту для полировки матриц. Эти полировальные составы имеют в себе жиры и силиконы. Попадание их на матрицу, в ее поверхностный молекулярный слой, нарушает ее адгезию со слоем разделителя, который наносится позднее. Проще говоря, это может испортить всю работу: матрица может залипнуть с изделием.

Для работы с матрицами, я доверяю только пастам «OSCARS »:BUFFING – AND POLISHING COMPOUND, GERMANY, и аналогичной ей — пасте «BF «. Они имеют сходную маркировку крупности зерна.

Для первичной полировки, мы используем пасту М-50. Равномерно наносим ее на поверхность поролоновым тампоном, и располировываем специальной машиной с овчинным кругом.

Затем полезно пройтись кругом без пасты по поверхности, просто смоченной водой. Это частично отмывает круг, и усиливает съем микронеровностей с поверхности матрицы.

Затем полируем пастой М-100. Эту полировку желательно делать отдельным овчинным кругом, чтобы более крупные частицы пасты М50 не смешивались с М100. Правильно обработанная поверхность имеет зеркальный глянец, без следов грубых первичных обработок наждачными бумагами.

Углы и углубления, недоступные для механизированной обработки, придется полировать, растирая пасту кусочком фланелевой ткани руками.

После полировки форму промывают куском поролона, намоченным в водный раствор «Гала», или «Фейри». Затем промывают холодной водой. И вытирают насухо чистыми тряпочками.

Форма готова к нанесению разделителя . Сейчас мы формируем постоянный слой разделителя, который будет работать при каждом съеме детали. Поэтому его нужно нанести с особой тщательностью.

Технология нанесения твердого разделителя описана выше, только кратность обработок увеличивается до 6. После съема первой детали производим 1 кратное разделение, это усиливает прочность разделительного слоя на матрице.

Поскольку твердый разделитель относится к полупостоянным, через 5-12 съемов изделия Вы ощутите, что деталь выходит из формы «с трудом», значит, слой разделителя износился. Для его обновления достаточно обработать поверхность 1 раз. Через 5-12 съемов, снова, и так далее.

В промышленных масштабах применяют перманентные разделители, например «Локтайт», или «Зайвакс», они способны дать 40-60 съемов изделия без обновления слоя разделителя. Система «Локтайт» включает смывки, насыщающий поры состав и, непосредственно, разделитель. Обработка поверхности производится по определенной системе. Существуют и другие марки перманентных разделителей. Они и инструкции по их использованию имеется у поставщиков композитных материалов.

В предыдущей статье , мы рассмотрели изготовление модели автоматизированным и ручным способом. При этом ручным способом изготавливали только лицевую часть модели. Сейчас пришло время изготовить обратную ее сторону.

Готовую лицевую часть матрицы красим любым гелькоутом. Как будто собираемся изготавливать изделие. Набираем поверх него 2 мм ламината. Наносим на все это заданный слой шпаклевки «Сфера». Уложенные слои нам уже дали 3 мм, если толщина изделия планируется 15 мм, то нужно наложить из нее слой еще 12 мм. Наносить и шлифовать шпаклевку желательно прямо в лицевой матрице, защитив отбортовку малярным скотчем. Более трудоемкий способ — набрать всю толщину изделия стекломатами.

Финишный слой можно наносить автошпаклевкой, или модифицированной (как рассказано в Предложении №3 ) самодельной шпаклевкой «Сфера». Когда задняя поверхность модели доведена до желаемой формы, покрываем шпаклевку слоем топкоута и обрабатываем его как указано для модели. Затем снимаем защитный скотч с отбортовки лицевой матрицы.

Теперь наносим твердый разделитель на поверхность тыльной части модели и отбортовку лицевой матрицы. Красим все это матричным гелькоутом и формуем матрицу пуансона. Все приемы работы соответствуют описанным для изготовления лицевой части матрицы.

Матрица готова к заливке изделия. Удачных Вам отливок!

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Статьи о тюнинге: «Горбатый дизайн» часть 2, автор: Михаил Романов, публиковалась в журнале «Тюнинг Автомобилей» №05, 2007

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!