Изделия из стеклопластика. Изготовление деталей из стеклопластика. Москва. — BOSSCAR.RU
Не всегда нам, тюнингистам приходится придумывать новые детали и изготавливать их из стеклопластика. Часто меня просят повторить и размножить заводские изделия из стеклопластика. А вот в этот раз вообще копировал полипропиленовый воздуховод из стеклопластика .
Поменять серийный руль на руль с тюнингом (анатомия + кожа)
Технология изготовления деталей из стеклопластика позволяет нам тиражировать изделия в небольших количествах. Для этого нужно сделать матрицу и по ней повторять детали. Но если с тиражными изделиями из стеклопластика все понятно, то для копирования детали из стеклопластика в единичном экземпляре изготовление матрицы может показаться слишком затратным. А куда деваться? Мы можем только немного упростить работу, не сильно усложняя процесс изготовления матрицы из стеклопластика. Вот, например как я по-быстрому слепил матрицу для копии воздуховода.
Фото 01. Передо мной непростая, сборная из двух частей деталь.
Без применения сложных технологических приемов, стеклопластиком невозможно повторить сразу обе стороны корки изделия. Значит, буду копировать лицевые поверхности, а крепеж, который на заводской детали находится на внутренней стороне, сделаю другими средствами. Можно, конечно было бы и защелки повторить из стеклопластика, но тогда изделие будет более сложным в изготовлении.
Фото 02. Думаю, что вас уже не удивляет мое стремление максимально, где можно использовать пластилин. Покажу теперь, как делать из пластилина разъемы для матрицы. Разъем должен находиться на детали в самом широком ее сечении. А сечение это проходит не только по плоскости моего изделия, а хитро изгибается. Разъем должен точно повторять сечение со всеми его изгибами, иначе изделие из стеклопластика не захочет по-хорошему выходить из матрицы. Пластилин лучше немного согреть, потом раскатать «колбасками» и расплющить. Одним торцом полоски пластилина прилепить к линиям сечения детали. Неровности пластилина можно грубо разровнять скребком или линейкой.
Фото 03. Черновая матрица из стеклопластика (а я буду клеить быструю, грубую, одноразовую матрицу) не требует первого слоя гелькоута, но для примера я одну полуматрицу намажу гелькоутом, а вторую нет. Такое изделие из стеклопластика как черновая матрица, не требует тщательной формовки, но в качестве тренировки я всегда стараюсь аккуратно затягивать модель стекловолокном. Обычно, для такой задачи можно использовать обрывки стекломата любого размера, которых много остается в процессе работы со стеклопластиком. Перед формованием не забываем намазать модель разделителем!
Фото 04. Половинка матрицы затвердела, и я продолжил мастерить свое грубое изделие из стеклопластика. Пластилин легко отделяется от стеклопластика матрицы. Нависшие за края пластилина стекловолокна опиливаю и слегка зашкуриваю наждачной бумагой.
Фото 05. Вторую половинку матрицы склею без гелькоута, чтобы можно было сравнить поверхности обеих половинок матрицы. И решить потом: а нужно ли тратить время на гелькоут, стоит ли затрат материалов и времени это якобы преимущество в качестве гелькоутированной поверхности.
Хотя для себя я этот вопрос давно решил в пользу упрощения и экономии — все равно, единичные изделия из стеклопластика приходится шпаклевать, грунтовать и красить.
Фото 06. Почему-то всегда боюсь забыть просверлить крепежные отверстия во фланцах полуформ матрицы. Этот этап можно легко пропустить, в эйфории разнимая готовые половинки. А между тем, изготовление деталей из стеклопластика часто требует сборных конструкций матриц. Поэтому вначале просверливаю отверстия под саморезы (для черновой матрицы этого достаточно), а уже потом заглядываю внутрь, что получилось.
Фото 07. Вот вам и разница поверхности матрицы без гелькоута и с ним. На поверхности, где геля не было, можно заметить микро пузырьки и раковинки размером с игольное отверстие. А так, в целом, загущенная аэросилом полиэфирка (вместо гелькоута) дает довольно плотный верхний рабочий слой матрицы. По крайней мере, изготовить единственное изделие из стеклопластика по такой поверхности можно без лишней последующей доработки детали.
Саму деталь буду клеить со слоем гелькоута. В этот раз, это полиэфирная смола с алюминиевой пудрой.
Фото 08. Поскольку внутренняя поверхность воздуховода имеет значение, выкладываю корки цельными кусками стекломата и проформовываю насухо полиэфиркой. Качественные изделия из стеклопластика должны и с изнаночной стороны выглядеть аккуратно. На этом примере хочу обратить внимание на то, что края стекломата не завалены на фланцы матрицы, а стоят вертикально. Это чтобы не образовывались пузыри на кромке изделия из стеклопластика.
Фото 09. С моим разделителем затвердевшие корочки легко выходят из матрицы. Опиливаю и подравниваю края деталей. Из стеклопластика изделия более жесткие чем из полипропилена. Но это для нас и к лучшему, так как не приходится делать стоечки от провисания поверхностей между деталями как на заводской.
Фото 10. Пустотелые, замкнутые детали из стеклопластика делают из нескольких частей склеенных между собой той же смолой. В моем случае частей две и к внутренней полости имеется доступ (хоть и узкий, но пролезть маленькой рукой можно).
Это я к тому, что после склейки половинок, шов изнутри можно будет размазать и выровнять.
Склеиваются изделия из стеклопластика специальным составом на основе полиэфирки, который называется «престакол», а в просторечии «склейка». Я намешал свою склейку из полиэфирки, аэросила и стекловолокон, на моем лексиконе – «волосатая каша». Накладываю этой каши по краям деталей, вложенных в полуформы матрицы. Каши не жалею – наваливаю и на фланцы тоже.
Фото 11. Сильно затягивать с намазыванием каши не стоит, все равно, на фланцах она выдавится, а внутри нашего изделия из стеклопластика размажется после сборки матрицы. Аккуратно, чтобы не сместилась корочка стеклопластика, переворачиваю одну половинку матрицы и совмещаю по фланцам с другой. Изготовление деталей из стеклопластика с замкнутым объемом, достигается склеиванием двух или более деталей. После свинчивания половинок матрицы мои две детали склеятся в единую форму. Как я предполагал, моя рука в перчатке пролезла в отверстия матрицы и разгладила изнутри стыки по контуру изделия из стеклопластика.
Фото 12. Новорожденное изделие из стеклопластика кажется грубым и неаккуратным. Облой стеклопластика по фланцам и с торцов детали выглядит безобразно. Но я не могу скрыть радости от того, что деталь готова. Стоит только опилить и ошкурить, а если еще и покрасить, так ее будет не узнать (в хорошем смысле).
Фото 13. После опиливания и ошкуривания, как я обещал, это совсем другое дело! Изготовление деталей из стеклопластика это поэтапное, постепенное движение от замысла к готовому изделию из стеклопластика. От принятия решения по способу изготовления и применению материалов, до финишной доводке формы снаружи, а если нужно, то изнутри.
Фото 14. А так выглядит законченная конструкция в собранном состоянии. Маленький козырек, который пристыковывается к воздуховоду, изготавливается отдельной деталью из стеклопластика по совсем простой матрице. Для крепления козырька, который в заводском исполнении фиксируется на защелках, я использовал винтовой крепеж. Гайку приформовал к стеклопластику корки самого воздуховода (пример смотреть http://bosscar.
ru/archives/653 фото 13-16).
В таком примерно виде изделия из стеклопластика попадают в малярку. До малярных работ желательно приставить изготовленную из стеклопластика деталь на место установки и прокачать, как говориться.
Статьи о тюнинге своими руками.
Автор: Михаил Романов
Сайт: http://bosscar.ru
При копировании статьи поставьте, пожалуйста, «кликабельную» ссылку на мой блог.
Стеклопластик своими руками
Не каждый из любителей тюнинга может себе позволить заказ оригинальных элементов интерьера или обвеса в специализированной фирме. Но это не всегда и обязательно – автомобиль можно сделать неповторимым самостоятельно, овладев технологиями изготовления различных деталей из стеклопластика.
Стеклопластик своими руками изготавливается из полиэфирной смолы, которую наносят на форму перед полимеризацией и армируют стекловолокном или тканью, сотканной из него.
Естественно, мастерам гаражного тюнинга не стоит пытаться соперничать с профессионалами из фирм, специализирующихся на этом.
Но изготовление деталей из стеклопластика небольшого размера, таких, как обвесы автомобиля или детали интерьера, под силу многим. Начать лучше всего с небольших второстепенных деталей простых очертаний, которые при последующем монтаже не потребуют высокой точности сопряжения. Впоследствии приобретенный опыт даст возможность браться и за производство более сложных элементов.
Самый трудоемкий момент – это изготовление болванки. Ее форму будет в точности повторять будущая часть интерьера или облицовки, поэтому с самого начала нужно позаботиться о соблюдении симметрии, чистоте поверхностей и правильности каждой линии.
Важно сделать правильный выбор материала для болванки. Крупные детали с большим радиусом закруглений, к примеру, бамперы, желательно изготавливать на пенопластовом основании, которое впоследствии можно не удалять. Более мелкие детали порой изготавливаются на болванке из пластилина или глины. Часто используется древесина, и если первичная обработка деревянных заготовок кажется сложной, то их чистовая шлифовка при помощи наждачной шкурки не составляет труда.
Следует решить на этом же этапе, каким способом будет сниматься выклеенное изделие. Если форма детали позволяет, можно просто снять ее с болванки. Иногда можно надрезать или разрезать стеклопластик своими руками и разнимать половинки. В любом случае для отделения пластика от болванки ее нужно смазать перед выклейкой какими-нибудь воскообразными веществами.
Эпоксидная или полиэфирная смола, применяемая для выклейки изделия из стеклопластика, пластиком становится лишь после того, как в нее будет добавлен отвердитель. Компоненты смешиваются в соответствии с инструкцией.
Предварительно стекловолокно своими руками прокаливается на открытом огне или горячей электроплитке. После того как перестанет дымить нагреваемая ткань, нужно прекратить выжигание: теперь парафин и прочие защитные вещества испарились и ничто не препятствует заполнению смолой пространства между нитями.
Правильно изготовленная смола окончательно отвердевает примерно за пару дней. После того как корочка перестает прилипать к пальцам, ее можно отделять от болванки.
При выклейке у полученной детали внешняя поверхность получится негладкой, поэтому требуется дополнительная механическая ее обработка. Стеклопластик своими руками можно легко обработать наждачной бумагой, резать ножом или сверлить.
Когда необходимо получение стеклопластиковых деталей с особой прочностью, форму с пропитанной уложенной стеклотканью на время полимеризации подвергают вакуумированию: размещают в пластиковом эластичном мешке, из которого после откачивается воздух. Под действием атмосферного давления смолы слои стеклоткани уплотняются и за счет этого достигается плотность полученных материалов. Таким образом, стеклопластик, своими руками изготовленный, становится более крепким и прослужит значительно дольше.
Во время работы с эксклюзивным образцом форма-болванка вырезается из пенопласта, который предварительно наклеен на автомобиль. Естественно, форма после полимеризации смолы не извлекается.
Изготовление воздухозаборника — Epoxyworks
Автор Brian Knight Я использовал конструкцию из пенопласта для изготовления воздухозаборника из стекловолокна для гоночного автомобиля Formula Continental C моего сына.
Наш проект начался, потому что изменение формы кузова гоночного автомобиля потребовало строительства нового воздухозаборника. Воздухозаборник крепится к кузову автомобиля болтами, поэтому при повреждении воздухозаборника или кузова (весьма вероятный сценарий) ремонт будет проще. Чтобы изготовить ковш, я изготовил пенополистироловый патрубок, окружил его стекловолокном, а затем растворил пенопласт, чтобы оставить полую часть. Я использовал пенополистирол для изготовления мужской формы по нескольким причинам. Он легко доступен на большинстве лесопилок, ему легко придать форму с помощью напильников и наждачной бумаги, и его легко растворить растворителем для лака.
Композитное производство «потерянная пена» использует Styrofoam™ в качестве охватываемой формы, поверх которой наносятся композитные материалы. Затем пенополистирол растворяют из отвержденной детали ацетоном или растворителем для лака, оставляя пустую оболочку. (Другие типы пены могут не растворяться, поэтому для этого процесса используйте исключительно пенопласт.
) Он используется для изготовления нестандартных (одноразовых) деталей с формованной внутренней полостью. Поскольку форма разрушается после изготовления детали, этот вариант метода потерянной пены не является производственным процессом. С помощью этого метода любую форму, которую можно вырезать или отлить из пенополистирола, можно превратить в композит из стекловолокна и эпоксидной смолы. Например, этот метод можно использовать для изготовления воздухозаборников и впускных камер для двигателей внутреннего сгорания, фитингов на мачтах и различных типов насадок или сантехники.
) Он используется для изготовления нестандартных (одноразовых) деталей с формованной внутренней полостью. Поскольку форма разрушается после изготовления детали, этот вариант метода потерянной пены не является производственным процессом. С помощью этого метода любую форму, которую можно вырезать или отлить из пенополистирола, можно превратить в композит из стекловолокна и эпоксидной смолы. Например, этот метод можно использовать для изготовления воздухозаборников и впускных камер для двигателей внутреннего сгорания, фитингов на мачтах и различных типов насадок или сантехники.Вырезать/придать форму заготовке из пенопласта
Заготовка для воздухозаборника состоит из нескольких слоев пенопласта, а затем вырезается по форме. Для создания заготовки я использовал эпоксидную смолу WEST SYSTEM®, потому что она химически не воздействует на пену. Тем не менее, твердые линии клея на каждом слое пенопласта могут вызвать трудности при формировании детали.
Пенополистирол имеет плотность около 2 фунтов на кубический фут — очень низкую.
Если плотность клеевого шва не приближается к плотности пены, процесс формования удалит пену гораздо быстрее, чем клеевой шов. Это оставляет неприемлемые выступы на каждом стыке пенопласта. Поэтому, чтобы упростить формирование, я использовал эпоксидную смолу, загущенную 410 Microlight™, чтобы склеить слои пенополистирола. Микролайт имеет очень низкую плотность и не образует жестких клеевых швов, как другие наполнители.
Я использовал инструменты Surform™, грубые напильники и наждачную бумагу, чтобы придать форму. Я не пытался добиться хорошей чистоты поверхности пресс-формы — я просто заботился об общей чистоте. Так как стекловолокно не подходит для острых углов, я использовал скругления 410 Microlight на всех внутренних углах, я использовал скругления 410 Microlight на всех внутренних углах.
Я использовал прозрачную упаковочную ленту в качестве разделительной пленки (фото 1 и 2). Следует обратить внимание на одну вещь: эпоксидная смола не прилипает к блестящей стороне ленты, а застревает в складках и щелях ленты.
Поэтому аккуратно наклеивайте ленту, чтобы избежать трудностей при удалении ленты с отвержденной части.
1: Если смотреть сзади, готовая форма для воздухозаборника из пенополистирола вырезается, чтобы соответствовать месту на корпусе, где она будет установлена.
Форма для воздухозаборника, вид спереди. Форма находится в процессе покрытия прозрачной упаковочной лентой, чтобы предотвратить прилипание эпоксидной смолы и обеспечить гладкую внутреннюю поверхность готовой детали.
Наклейте ткань
Я наложил пару слоев смоченной стекловолоконной ткани на нижнюю часть поролона и завернул ее по бокам на несколько дюймов. Затем я позволил этому вылечиться.
Следующим этапом было шлифование отвержденного края стекловолокна там, где закончилось первое нанесение. На стекле было много торчащих острых «волосков», а также несколько складок. Я тщательно отшлифовал эту область, стараясь не врезаться в пенополистирол, непосредственно прилегающий к отвержденному стеклу.
Затем я нанес несколько слоев стекловолокна на оставшуюся часть детали. Они перекрывали ранее нанесенную ткань. (Фото 3 и 4)
3: Стекловолокно затвердело на форме из пенополистирола, прежде чем ее обрезать и отшлифовать.
4: Отвержденная деталь и форма снизу до растворения пены растворителем лака.
Когда вся эпоксидная смола затвердела, я достаточно отшлифовал, чтобы можно было безопасно обращаться с деталью, не порезавшись об острые края, а затем прорезал отверстие в нижней стекловолоконной обшивке.
Размеры этого отверстия позволяли разместить карбюратор и воздухоочиститель внутри воздухозаборника. Отверстие также обеспечивало доступ к внутренней части совка, чтобы облегчить работу по удалению пены.
Растворите пену и очистите внутреннюю часть
Разбавитель для лака эффективно растворяет пенополистирол. Медленно наливаемый на пену растворитель для лака превращает пену в вязкую синюю жидкость. Когда растворитель для лака испаряется из жидкости, остается небольшой твердый пластиковый остаток.
Для воздухозаборника я использовал примерно стакан разбавителя лака.
После растворения пены достаньте и удалите оставшиеся «ребра» эпоксидной смолы. Ребра представляют собой слои эпоксидной смолы (не подверженные воздействию растворителя), используемые для ламинирования слоев пенопласта. Их нужно удалять руками.
Лента обычно остается на детали и отклеивается после разрушения пеноматериала. Это также позволит удалить галтели, оставшиеся после растворения пены.
Отделка воздухозаборника
Я хотел, чтобы воздухоочиститель точно подходил к верхней части кузова автомобиля. Для этого я наклеил на корпус прозрачную упаковочную ленту, наклеил на ленту слой 410 Microlight и поместил воздухозаборник в шпаклевку. 410 не прилипал к ленте; он прилип к нижней части воздухозаборника. Это позволило идеально совместить две части. Потом снял скотч с кузова.
Поскольку эта деталь была построена по шаблону, она потребовала значительного обтекания. Я использовал эпоксидную смолу, загущенную 410 Microlight, чтобы сделать обтекатель легко шлифуемым.
Его наносили пластиковым шпателем и давали застыть. После ручной и блочной шлифовки деталь была почти готова к покраске. Чтобы запечатать отшлифованный 410, я нанес последний слой чистой эпоксидной смолы.
5: Воздухозаборник после внутренней очистки и наружной облицовки эпоксидной смолой/410 Microlight.
После окончательной мокрой шлифовки защитного слоя я нанес на деталь несколько обильных слоев лакового грунта. Он был отшлифован наждачной бумагой и нанесено два слоя автомобильной краски Omni™. Еще одна влажная шлифовка с последующим нанесением слоя Omni Clear завершила работу. (Фото 6 и 7)
6: Готовый воздухозаборник, вид спереди. Метод изготовления композита методом потерянной пены идеально подходил для аэродинамической формы ковша.
7: Вид сверху: готовый воздухозаборник с двумя слоями белой автомобильной краски и одним прозрачным слоем.
Руководство по проектированию стекловолокна и композитных материалов
Целью данного руководства по проектированию является предоставление некоторой общей информации о стекловолокне и композитных материалах, а также объяснение того, как проектировать изделия из этих материалов.
Если у вас есть конкретные вопросы, свяжитесь с нашими инженерами из Performance Composites, и они с радостью вам помогут.
Композитные материалы
Композитные материалы изготавливаются путем объединения двух материалов, один из которых представляет собой армирующий материал (волокно), а другой — матрицу (смола). Комбинация волокна и матрицы обеспечивает характеристики, превосходящие любой из материалов, используемых по отдельности. Примерами композитных продуктов в природе являются дерево, бамбук и кость, а примером раннего искусственного композита является глина и солома, которые использовались более 10 000 лет.
Композитные материалы очень универсальны и используются в различных областях. Композитные детали обеспечивают превосходную прочность, жесткость и малый вес, и им можно придать любую форму. Идеальным применением являются большие конструкции сложной формы, такие как покрытия из стекловолокна. Композитные изделия идеально подходят для приложений, где требуется высокая производительность, таких как аэрокосмическая промышленность, гоночные автомобили, лодочный спорт, спортивные товары и промышленное применение.
Наиболее широко используемым композитным материалом является стекловолокно в полиэфирной смоле, которое обычно называют стекловолокном. Стеклопластик легкий, устойчивый к коррозии, экономичный, легко обрабатывается, обладает хорошими механическими свойствами и имеет более чем 50-летнюю историю. Это доминирующий материал в таких отраслях, как судостроение и коррозионное оборудование, и он играет важную роль в таких отраслях, как архитектура, автомобилестроение, медицинское, рекреационное и промышленное оборудование.
Типичные композитные материалы могут быть изготовлены из таких волокон, как стекловолокно, углеродное волокно (графит), кевлар, кварц и полиэстер. Волокна бывают вуалевого мата, мата из коротких волокон, тканой ткани, однонаправленной ленты, двухосной ткани или трехосной ткани. Смолы обычно представляют собой термоотверждающиеся смолы, такие как полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные, полиуретановые и фенольные. Смолы начинаются как жидкость, полимеризуются в процессе отверждения и затвердевают.
Массовое соотношение волокон к смоле может варьироваться от 20% волокон к 80% смолы, до 70% волокон к 30% смолы. Как правило, более высокое содержание волокон обеспечивает еще большую прочность и жесткость, а непрерывные волокна обеспечивают лучшую прочность и жесткость. Использование композитных материалов дает инженерам возможность адаптировать комбинацию волокон и смолы в соответствии с требованиями дизайна и работать лучше, чем стандартные материалы.
Композитные материалы заменяют металлы и пластмассы во многих отраслях промышленности, а композиты являются предпочтительным материалом для многих новых применений. См. таблицу 1 для сравнения стоимости и свойств коммерческих композитных материалов с алюминием, сталью и деревом.
ТАБЛИЦА 1
| Стекловолокно и полиэстер | Графит и эпоксидная смола | Древесина (дугласова пихта) | Алюминиевые листы 6061 T-6 | Стальные листы | |
| Стоимость материала $/фунт | 2,00-3,00 $ | $9. 00-20.00+ | 0,80 $ | 4,50–10,00 $ | 0,50–1,00 долл. США |
| Прочность, предел текучести (psi) | 30 000 | 60 000 | 2 400 | 35 000 | 60 000 |
| Жесткость (psi) | 1,2 x 10 6 | 8 x 10 6 | 1,8 x 10 6 | 10 х 10 6 | 30 x 10 6 |
| Плотность (фунт/дюйм 3 ) | .055 | .065 | .02 | .10 |
Наиболее распространенным производственным процессом для стекловолокна является процесс мокрой укладки или распыления с помощью измельчителя с использованием открытой формы.
Форма детали определяется формой литейной формы, а поверхность литейной формы обычно соприкасается с внешней стороной детали. Сначала на форму наносят разделительный состав, чтобы предотвратить прилипание детали из стекловолокна к форме. Гелькоут, представляющий собой пигментированную смолу, наносится на форму для придания цвету детали. Затем стекловолокно и смола наносятся на форму, и стекловолокно сжимается роликами, которые равномерно распределяют смолу и удаляют воздушные карманы. Несколько слоев стекловолокна наносятся до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина. Как только смола затвердеет, деталь вынимается из формы. Излишки материала обрезаются, и деталь готова к покраске и сборке. Существуют также закрытые формы для изготовления деталей из стекловолокна.
Процесс вакуумной инфузии (легкий RTM)
Процесс вакуумной инфузии (VIP) — это метод, в котором используется вакуум для втягивания смолы в ламинат. Процесс выполняется сначала путем загрузки волокон ткани и материалов сердцевины в форму, а затем либо с помощью вакуумного мешка, либо с помощью контрформы, чтобы закрыть форму и создать вакуумное уплотнение.
Вакуумный насос используется для удаления всего воздуха из полости и уплотнения волокон и материалов сердцевины. Все еще под вакуумом в полость формы вливается смола, чтобы смочить волокно. Расположение вакуумных портов и точек ввода смолы необходимо тщательно спланировать, чтобы обеспечить полную инфузию смолы. Преимущество процесса вакуумной инфузии заключается в создании ламината с очень высоким содержанием волокон (до 70% волокон по весу), что позволяет получить очень прочную и жесткую деталь при минимальном весе. Вакуумная инфузия также является эффективным производственным процессом для сложного ламината с большим количеством слоев волокон и материалов сердцевины.
Процесс производства препрега
Препрег — это ткань, предварительно пропитанная смолой (обычно эпоксидной). Смола отверждается до стадии B, создавая гель, который не является ни жидким, ни твердым. Материалы препрега необходимо хранить в замороженном состоянии, чтобы предотвратить его полное отверждение.
Препрег разрезают на формы и наносят на форму слоями. Затем на материал помещается вакуумный мешок, и вакуумный насос вытягивает весь воздух, сжимает слои вместе и уплотняет материалы. Затем загруженную форму помещают в печь, в которой смола разжижается, чтобы она смачивала волокна. При повышении температуры смола полимеризуется и затвердевает. Преимуществом препрега является очень жесткий контроль соотношения волокон, малое количество пустот и точное расположение ткани и однородность толщины. Препреги обычно используются для аэрокосмической продукции и легких деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.
Информация о конструкции
Как и любой материал, стекловолокно имеет преимущества и недостатки; тем не менее, в таких областях применения, как коррозия, мелкосерийное и среднесерийное производство, очень большие детали, контурные или закругленные детали и детали, требующие высокой удельной прочности, предпочтительным материалом является стекловолокно.
Стекловолокно — идеальный материал для дизайнеров, потому что детали могут быть адаптированы для обеспечения прочности и/или жесткости в необходимых направлениях и местах путем стратегического размещения материалов и ориентации направления волокон. Гибкость конструкции и производства стекловолокна дает возможность консолидировать детали и включать в них множество функций, чтобы еще больше снизить общую стоимость детали. Некоторые общие рекомендации по проектированию перечислены ниже:
| Толщина материала | Обычно в диапазоне от 1/16 до 1/2 дюйма. Можно использовать сэндвич-конструкцию для получения более легких и жестких деталей. |
| Угловой радиус | Рекомендуется 1/8″ или больше |
| Форма | Дублирует форму формы. Можно сильно контурировать. Поднутрения могут быть размещены с использованием многокомпонентных пресс-форм. |
| Размерный допуск | Сторона инструмента может быть + 0,010 дюйма от инструмента Сторона без инструмента + 0,030 дюйма |
| Поверхность | Сторона, обращенная к инструменту, может быть класса A Сторона, обращенная к инструменту, будет шероховатой, но ее можно сгладить Можно покрасить гелем или использовать любой другой |
| Усадка | 0,002 дюйма/дюйма |
| Электрические свойства | RF Прозрачный Отличные изоляционные характеристики Может обеспечивать экранирование электромагнитных помех за счет проводящего покрытия |
| Огнестойкие | Имеются огнезащитные смолы, отвечающие различным спецификациям ASTM или UL |
| Коррозия | Доступны смолы для защиты от коррозии, особенно для горячего рассола, большинства кислот, щелочей и газообразного хлора |
Механика и анализ композиционных материалов
Механические свойства металлов и пластмасс изотропны (одинаковая прочность и жесткость во всех направлениях).
Механические свойства композиционных материалов анизотропны (различная прочность и жесткость в зависимости от направления волокон и нагрузки). Разница между изотропными и анизотропными свойствами усложняет анализ конструкции композита, но большинство программ МКЭ имеют возможности для анализа композитов. Анизотропное свойство композитных материалов позволяет инженеру адаптировать композитные материалы для добавления прочности и жесткости только в тех областях и направлениях, где это необходимо, тем самым снижая вес и стоимость. Наши инженеры будут рады помочь вам с анализом и проектированием.
Инструменты
Инструменты или формы используются для определения формы деталей из стекловолокна. Деталь из стекловолокна подхватит все формы и особенности форм; поэтому качество детали сильно зависит от качества пресс-формы. Формы могут быть как мужскими, так и женскими. Охватывающие пресс-формы являются наиболее распространенными, и они производят деталь с гладкой внешней поверхностью, в то время как охватываемые пресс-формы производят гладкую внутреннюю поверхность (см.
рисунок ниже).
Для очень коротких производственных циклов (менее 10 деталей) временные формы могут быть изготовлены из дерева, пенопласта, глины или гипса. Эти формы экономичны и могут быть изготовлены быстро, что позволит изготавливать недорогие прототипы деталей. Для крупносерийного производства формы обычно изготавливаются из стекловолокна. Эти формы имеют ожидаемый срок службы более 10 лет и более 1000 циклов. Формы из стекловолокна недороги и обычно стоят в 6-10 раз дороже самой детали.
Форма является зеркальным отражением детали. Для создания формы требуется мастер (заглушка). Мастер может быть реальной деталью или может быть изготовлен из дерева, пенопласта, гипса или глины. Точная форма и отделка мастера будут перенесены в форму. После того, как мастер готов, его полируют, натирают воском, и на мастере создается форма. Технология изготовления формы аналогична изготовлению детали из стекловолокна, за исключением того, что для изготовления прочной формы с низкой усадкой и хорошей размерной стабильностью используются вспомогательные материалы (гелевое покрытие, смолы и ткань).