0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое стеклопластик

Что такое стеклопластик?

Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего. Ниже перечислены некоторые из них.

Малый вес.
Удельный вес стеклопластиков колеблется от 0,4 до 1,8 и в среднем составляет 1,1 г/см3. Напомним, что удельный вес металлов значительно выше, например, стали – 7,8, а меди — 8,9 г/см3. Даже удельный вес одного из наиболее легкого сплава, применяемого в технике, — дуралюмина составляет 2,8 г/см3. Таким образом, удельный вес стеклопластика в среднем в пять-шесть раз меньше, чем у черных и цветных металлов, и в два раза меньше, чем у дуралюмина. Это делает стеклопластик особенно удобным для применения на транспорте. Экономия в весе на транспорте переходит в экономию энергии; кроме того, за счет уменьшения веса транспортных конструкций (самолетов, автомобилей, судов и т.п.) можно повысить их полезную нагрузку и за счет экономии топлива увеличить радиус действия.

Диэлектрические свойства.
Стеклопластики являются прекрасными электроизоляционными материалам при использовании как переменного, так и постоянного тока.

Высокая коррозионная стойкость.
Стеклопластики как диэлектрики совершенно не подвергаются электрохимической коррозии. Существует целый ряд смол (некоторые полиэфирные смолы, смолы Norpol DION), позволяющие получить стеклопластики стойкие к различным агрессивным средам, в том числе и к воздействию концентрированных кислот и щелочей.

Хороший внешний вид. Стеклопластики при изготовлении хорошо окрашиваются в любой цвет и при использовании стойких красителей могут сохранять его неограниченно долго. Прозрачность. На основе некоторых марок светопрозрачных смол можно изготовить стеклопластики, по оптическим свойствам немногим уступающим стеклу.

Высокие механические свойства.
При своем небольшом удельном весе стеклопластик обладает высокими физико-механическими характеристиками. Используя некоторые смолы, например Norpol Dion, и определенные виды армирующих материалов, можно получить стеклопластик, по своим прочностным свойствам превосходящий некоторые сплавы цветных металлов и стали.

Теплоизоляционные свойства.
Стеклопластик относится к материалам с низкой теплопроводностью. Кроме того, можно значительно повысить теплоизоляционные свойства путем изготовления стеклопластиковой конструкции типа “сэндвич”, используя между слоями стеклопластика пористые материалы, например пенопласт. Благодаря своей низкой теплопроводности, стеклопластиковые сэндвичевые конструкции с успехом применяются в качестве теплоизоляционных материалов в промышленном строительстве, в судостроении, в вагоностроении и т.д.

Простота в изготовлении.
Существует много способов изготовления стеклопластиковых изделий, большинство из которых требует минимальных вложений в оборудование. Например, для ручного формования потребуются только матрица и небольшой набор ручных инструментов (прикаточные валики, кисти, мерные сосуды и т.д.). Матрица может быть изготовлена практически из любого материала, начиная с дерева и заканчивая металлом. В настоящие время широкое распространение получили стеклопластиковые матрицы, которые имеют сравнительно небольшую стоимость и длительный срок службы.

Стеклопластики обладают высокой ремонтопригодностью. При повреждении поверхности изделий (трещины, сколы, промоины и т. д.) ремонт производится в кратчайшие сроки (методом напыления рубленого волокна, либо наложением на повреждённые места стеклоткани, пропитанной смолой). После ремонта стойкость конструкции увеличивается из–за дополнительного слоя стеклопластика.

Стеклопластик — это один из видом композиционнах материалов. В его состав входит стеклянный наполнитель и синтетический полимерный связующий. Наполнители это в основном стеклянное волокно в виде ткани, жгутов, нитей. А связующими являются смолы (эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные). Основное назначение стеклонаполнителя — придание прочности стеклопластику, а смол — герметичности конструкции (связывают между собой волокна стеклонаполнителей ).
стеклопластик

Стеклопластик уже довольно давно разработан и широко применяется в различных сферах. Благодаря своим свойствам и особенностям он может создать неплохую конкуренцию даже металлу. Плюсы в том, что он намного дешевле, не подвергается ржавению, не изменяет форму, к тому же устойчив к агрессивному воздействию окружающей среды (не трескается под действием палящих солнечных лучей), а также неплохо выдерживает довольно низкие температуры.
Преимуществами использования изделий из стеклопластика можно считать:

  • высокая стойкость к агрессивному воздействию окружающей среды
  • высокая ударная вязкость и прочность
  • огнестойкость
  • небольшая масса конструкций (важно для транспортных емкостей)
  • возможность ремонта без демонтажа
  • простота обслуживания

Благодаря отличным механическим характеристикам, сферы использования стеклопластика очень разнообразны.

Строительство автодорог.
В жестоких условиях, созданных солью, выхлопными газами и солнечными лучами, композитные материалы работают выгодно и надежно. Список конструкции довольно обширен, это и пешеходные переходы, и бытовки, и шумозащитные щиты, и пандусы.

Строительство.
Благодаря своей технологии производства стеклопластик может воплотить в жизнь практически любую архитектурную мечту инженеров как внутри, так и снаружи зданий. Это широко используется при строительстве загородных домов, отелей, торговых комплексов и т. п. Кроме того широкое применение находят скамейки из стеклопластика, ограждения на крышах, заборы, лестницы. Изделия отличаются прочностью и долговечностью, выдерживают практически любые капризы природы и очень большие нагрузки.

Сельскохозяйственная отрасль.
Для ускорения строительства композитные профиля часто используют при строительстве коровников, свинарников и других животноводческих помещений. Кроме этого, это исключает необходимость покраски конструкции, так как изделия могут быть изготовлены в любом цветовом решении.

Широко применяются и стеклопластиковые теплицы и ангары. Изделия обладают низкой теплопроводностью, что позволяет сохранить нужную температуру и снизить энергозатраты.

Стеклопластики. Их свойства. Производство. Методы изготовления.

Доброго времени суток.
Сегодня будем повышать культуру производства. Обязательно к прочтению 🙂 особенно новичкам.

Стеклопластик — композиционный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (роввингов), тканей, матов, рубленых волокон; связующим — полиэфирные, феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, полиимиды, алифатические полиамиды, поликарбонаты и др. Для стеклопластика характерно сочетание высоких прочностных, диэлектрических свойств, сравнительно низкой плотности и теплопроводности, высокой атмосферо-, водо- и химстойкости. Механические свойства стеклопластика определяются преимущественно характеристиками наполнителя и прочностью связи его со связующим, а температуры переработки и эксплуатации — связующим.

Наибольшей прочностью и жёсткостью обладают стеклопластики, содержащие ориентированно расположенные непрерывные волокна. Такие стеклопластики подразделяются на однонаправленные и перекрёстные; у первых волокна расположены взаимно параллельно, у вторых — под заданным углом друг к другу, постоянным или переменным по изделию. Изменяя ориентацию волокон, можно в широких пределах регулировать механические свойства стеклопластиков.

Большей изотропией механических свойств обладают стеклопластики с неориентированным расположением волокон: материалы на основе рубленых волокон, нанесённых на форму методом напыления одновременно со связующим, и на основе холстов (матов). Диэлектрическая проницаемость стеклопластиков 4-14, тангенс угла диэлектрических потерь 0,01-0,05.

Изделия из стеклопластика с ориентированным расположением волокон изготавливают методами намотки, послойной выкладки или протяжки с последующим автоклавным, вакуумным или контактным формованием либо прессованием, из пресс-материалов — прессованием и литьём.
Примеры изделий из стеклопластика

Стеклопластик применяют как конструкционный и теплозащитный материал при производстве корпусов лодок, катеров, судов и ракетных двигателей, кузовов автомобилей, цистерн, рефрижераторов, радиопрозрачных обтекателей, лопастей вертолётов, выхлопных труб, деталей машин и приборов, коррозионностойкого оборудования и трубопроводов, небольших зданий, бассейнов для плавания и др., а также как электроизоляционный материал в электро- и радиотехнике.

Свойства стеклопластиков.
Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего. Ниже перечислены некоторые из них.

Малый вес.
Удельный вес стеклопластиков колеблется от 0,4 до 1,8 и в среднем составляет 1,1 г/см3. Напомним, что удельный вес металлов значительно выше, например, стали – 7,8, а меди — 8,9 г/см3. Даже удельный вес одного из наиболее легкого сплава, применяемого в технике, — дуралюмина составляет 2,8 г/см3. Таким образом, удельный вес стеклопластика в среднем в пять-шесть раз меньше, чем у черных и цветных металлов, и в два раза меньше, чем у дуралюмина. Это делает стеклопластик особенно удобным для применения на транспорте. Экономия в весе на транспорте переходит в экономию энергии; кроме того, за счет уменьшения веса транспортных конструкций (самолетов, автомобилей, судов и т.п.) можно повысить их полезную нагрузку и за счет экономии топлива увеличить радиус действия.

Диэлектрические свойства.
Стеклопластики являются прекрасными электроизоляционными материалам при использовании как переменного, так и постоянного тока.

Высокая коррозионная стойкость.
Стеклопластики как диэлектрики совершенно не подвергаются электрохимической коррозии.
Существует целый ряд смол (некоторые полиэфирные смолы, смолы Norpol DION), позволяющие получить стеклопластики стойкие к различным агрессивным средам, в том числе и к воздействию концентрированных кислот и щелочей.

Хороший внешний вид.
Стеклопластики при изготовлении хорошо окрашиваются в любой цвет и при использовании стойких красителей могут сохранять его неограниченно долго. Прозрачность. На основе некоторых марок светопрозрачных смол можно изготовить стеклопластики, по оптическим свойствам немногим уступающим стеклу.

Высокие механические свойства.
При своем небольшом удельном весе стеклопластик обладает высокими физико-механическими характеристиками. Используя некоторые смолы и определенные виды армирующих материалов, можно получить стеклопластик, по своим прочностным свойствам превосходящий некоторые сплавы цветных металлов и стали.

Теплоизоляционные свойства.
Стеклопластик относится к материалам с низкой теплопроводностью. Кроме того, можно значительно повысить теплоизоляционные свойства путем изготовления стеклопластиковой конструкции типа “сэндвич”, используя между слоями стеклопластика пористые материалы, например пенопласт. Благодаря своей низкой теплопроводности, стеклопластиковые сэндвичевые конструкции с успехом применяются в качестве теплоизоляционных материалов в промышленном строительстве, в судостроении, в вагоностроении и т.д.

Простота в изготовлении.
Существует много способов изготовления стеклопластиковых изделий, большинство из которых требует минимальных вложений в оборудование. Например, для ручного формования потребуются только матрица и небольшой набор ручных инструментов (прикаточные валики, кисти, мерные сосуды и т.д.). Матрица может быть изготовлена практически из любого материала, начиная с дерева и заканчивая металлом. В настоящие время широкое распространение получили стеклопластиковые матрицы, которые имеют сравнительно небольшую стоимость и длительный срок службы.

Стеклопластик получают путем горячего прессования стекловолокна(Здесь имеется ввиду метод производства СТЕКЛОМАТЕРИЛА. Rules26), перемешанного с синтетическими смолами. В стеклопластиках стекловолокно играет роль армирующего материала, придающего изделиям высокую механическую прочность при малой плотности.

В настоящее время существует целый ряд различных смол, используемых в производстве стеклопластиковых изделий. Наибольшее распространение получили полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. В зависимости от метода формования, химсостава и области применения все смолы можно разделить на следующие группы:
а) по методу формования:
для ручного формования
для вакуумной инжекции
для горячего прессования
для процессов намотки
для пултрузии

б) по области применения:
обычные конструкционные
химстойкие
огнестойкие
теплостойкие
светопрозрачные

Основные методы изготовления стеклопластиковых изделий.

1. Ручное (контактное) формование.

При этом методе стеклоармирующий материал вручную пропитывается смолой при помощи кисти или валиков. Затем пропитанный стекломат укладывается в форму, где он прикатывается прикаточными валиками. Прикатка осуществляется с целью удаления из ламината воздушных включений и равномерного распределения смолы по всему объему. Отверждение ламината происходит при обычной комнатной температуре, после чего изделие извлекается из формы и подвергается мехобработке (обрезка облоя, высверливание отверстий и т.д.)
Применяемые материалы:
Смолы: Любые, например эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые, стойкие к используемым смолам.
Основные преимущества:
Широко используется в течении многих лет.
Простота процесса.
Недорогие используемые инструменты, если используются смолы, отверждаемые при комнатной температуре.
Широкий выбор поставщиков и материалов.
Более высокое содержание стеклянного наполнителя и более длинные волокна по сравнению с методом напыления рубленного роввинга.
Основные недостатки:
Качество смеси смолы и катализатора, качество ламината, содержание стеклообразующего в ламинате очень зависят от квалификации рабочих.
Высокая вероятность воздушных включений в ламинате.
Малая производительность метода.
Вредные условия труда.

2. Метод напыления рубленного ровинга.

Стеклонить подается в ножи пистолета, где она рубится на короткие волокна. Затем они в воздухе смешиваются с струей смолы и катализатора и наносятся на форму. После нанесения рубленного роввинга, его необходимо прикатать с целью удаления из ламината воздушных включений. Прикатанный материал оставляют отвердевать при обычных атмосферных условиях.
Применяемые материалы:
Смолы: Прежде всего полиэфирные.
Волокна: Только стеклонить в виде роввинга (ровницы).
Наполнители: Любые, стойкие к стиролу. Укладываются вручную.
Основные преимущества:
Широко используется много лет.
Быстрый путь нанесения волокна и смолы.
Дешевые формы.
Основные недостатки:
Ламинаты имеют тенденцию быть очень богатыми смолой и поэтому чрезмерно тяжелыми.
Присутствуют только короткие волокна, которые ограничивают механические свойства ламината.
Смолы должны быть с низкой вязкостью для возможности их напыления. Это приводит к уменьшению их механических свойств и теплостойкости.
Вредные условия труда, большое содержаний в воздухе мелких частиц стекла.
Качество конечного продукта в основном зависит от мастерства оператора установки.

Стеклоармирующий материал укладывается на матрицу в виде заранее заготовленных выкроек. Затем укладывается пуансон, который прижимается к матрице при помощи прижимов. Смола подается в полость формы под рассчитанным давлением. Иногда, для облегчения прохода смолы через материал используется вакуум, который создается внутри формы. Как только смола пропитала весь стекломатериал, инжекцию останавливают и ламинат оставляют в форме до полного отверждения. Отверждение может проходить при обычной или повышенной температурах.
Применяемые материалы:
Смолы: эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые. Желательно использовать специально предназначенные для этого стекломатериалы с проводящим слоем и механически связанными волокнами.
Наполнители: Любые стойкие к стиролу, кроме материалов в виде сот.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможно сокращение трудовых затрат и времени на изготовление изделия. Один рабочий может обслуживать одновременно несколько аппаратов, производяших инжекцию.
Вся форма изделия имеет глянцевую поверхность.
Минимизированы отходы материалов.
Основные недостатки:
Дорогие и сложные формы.
Сложность процесса.
Необходимость иметь инжекционное оборудование.

4. Метод пултрузии.

Волокна подаются от катушечной рамы до ванны со смолой и затем проходят через нагретую фильеру. В фильере убираются излишки смолы, происходит профилирование ламината и отверждение материала. После этого отвержденный профиль автоматически обрезается на необходимые длины.
Применяемые материалы.
Смолы: Эпоксидная смола, полиэфирная смола, винилэфирная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Не используются.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый процесс пропитки и отверждения материала.
Автоматизированное управление содержанием смолы в ламинате.
Недорогие материалы.
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Закрытый процесс пропитки волокна.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.

5. Метод намотки.

Этот процесс прежде всего используется для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Волокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения.
Применяемые материалы:
Смолы: Любые.
Волокна: Любые, волокна подаются напрямую от рамы для катушек без дополнительного сшивания в ткань.
Наполнители: Любые.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый и поэтому экономически выгодный метод укладки материала.
Регулируемое соотношение смола/стекло.
Высокая прочность при малом собственном весе.
Неподверженность коррозии и гниению
Недорогие материалы
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.
Волокно трудно точно положить по длине сердечника.
Высокие затраты на сердечник для больших изделий.
Рельефная лицевая поверхность.

6. Метод RFI (Resin Film Infusion).

Сухие ткани выкладываются вместе со слоями полутвердой пленки из смолы. Весь полученный пакет закрывается специальной пленкой. Сначала между пленкой и формой создается вакуум, после чего форму помещают в термошкаф или автоклав. Под воздействием температуры смола переходит в текучее состояние и благодаря вакууму пропитывает материал. После некоторого времени смола полимеризуется.
Применяемые материалы:
Смолы: Только эпоксидная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Почти все, хотя ПВХ пена нуждается в специальной обработке из-за высоких температур процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Высокие физико-механические характеристики из-за твердого начального состояния полимера и высоких температур отверждения.
Более низкая стоимость процесса по сравнению с методом препрегов.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Основные недостатки:
Мало применяется вне аэрокосмической промышленности.
Для процесса необходима система вакуумного мешка, термошкаф или автоклав.
Требования к оборудованию и инструменту по температуростойкости.

7. Метод препрегов.

Препрег — предварительно пропитанная смолами стеклоткань.
Ткани и волокна предварительно пропитаны пред-катализированной смолой под высокой температурой и давлением. В таком виде препреги могут хранится до нескольких недель, однако для увеличения срока хранения, их хранят при пониженных температурах. Смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются на поверхность формы и закрываются вакуумным мешком. Затем происходит их нагревание до температуры примерно 120 — 180 град.C при этой температуре смола переходит в текучие состояние и препрег принимает размеры формы. Далее при дальнейшем повышении температуры происходит отверждение смолы. Дополнительное давление (до 5 атмосфер) для формования обычно обеспечивается автоклавом.
Применяемые материалы:
Смолы: Эпоксидные, полиэфирные, фенольные и высокотемпературные смолы типа полиимидных др.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые стойкие к температурам процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающая среда. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможность автоматизировать процесс и снизить трудовые затраты.
Основные недостатки:
Высокая стоимость материалов
Для отверждения необходимы автоклавы, которые ограничивают размеры выпускаемых изделий.

Надеюсь выше преведеная классификация была Вам полезна и поможет разобраться в основах стеклоластикового производства.

История стеклокомпозита

Первыми цивилизациями, которые изготовили стекло, были древние финикийцы и египтяне. И те и другие могли расщеплять стекло в волокна. Однако они использовали очень малое количество этих волокон и их качество было весьма грубым. Они использовали их для декораций и не подозревали о скрытом потенциале волокон стекла.

В 1870 человек по имени Джон Плэер разработал метод массового производства стеклянного волокна с использованием сильной подачи струи пара и изобрёл то, что называется минеральной ватой. Этот материал использовался в качестве эффективной изоляции. В 1880 Герман Хаммесфах получил патент на стекловолокнистую ткань с шелковыми вплетениями. Такая ткань была прочной и огнестойкой.

Первое стекловолокно, которое используется в настоящее время, тем не менее, было получено совершенно случайно. Молодой исследователь Дэйл Клейст из компании «Corning Glass» пытался соеденить два стеклянных блока чтобы сделать воздухонепроницаемый затвор. Внезапно струя сжатого воздуха ударила в поток расплавленного стекла и создала фонтан стеклянных волокон, показав Дэйлу простой метод изготовления стекловолокна.

В 1935 «Corning Glass» совместно с «Owens-Illinois», другой экспериментирующей со стекловолокном компанией, продолжали работать над развитием технологии. В 1936 они запатентовали продукт «Fiberglas», только с одной буквой «s», а в 1938 обе компании слились в одну под названием «Owens-Corning», которая существует и по сей день.В конце 30-ых и начале 40-ых годов они разработали идею свёртывания волокон в ткань в качестве материала. В 1941 проводились успешные эксперименты с горячей очисткой и обработкой стекловолоконной ткани. Термообработка сделала ткань более гибкой и стала ключевым звеном в укреплении слоистых пластиков.

В 1936 Карлтон Эллис получил патент на производство полиэфирной смолы. Её можно было смешивать со стекловолокном чтобы получать композитные материалы. Немцы затем усовершенствовали процесс произодства полиэфирной смолы. Во время второй мировой войны британские агенты выкрали секрет изготовления смолы и передали её американским компаниям. Американская компания «Cyanamid» занималась изготовлением «предшественников» современной полиэфирной смоле уже в 1942 и тогда же «Owens-Illinois» занималась изготовлением стекловолоконных и полиэфирных частей для военных самолетов. Это были пластиковые листы из запантетованной ткани «Fiberglas» со смоляной пропиткой.

Первая композитная лодка была сделана в 1937 Рэйем Грином. Он работал с материалами компании «Owens Corning». Когда он изготавливал лодку, он не пытался развить из этого глобальную идею, а экспериментировал с подходящим пластиком для композитного материала. В 1942 он закончил работу и изготовил лодку из полиэфирного стеклокомпозита.

Сегодня практически в каждой американской семье есть та или иная вещь из стеклокомпозита. Это может быть водяной кран или держатель для душа, а может быть лодка или автомобиль. Или же это может быть даже изоляция стен дома. Перечень предметов из стеклопластика может продолжать практически бесконечно.

Первое структурное использование стеклопластика в авиастроении применялось в изготовлении первых военных вертолётов.

В 1964 первый полностью стеклопластиковый планер под названием H-301 Libelle («Dragonfly») получил немецкий и американский типовую сертификацию. Подобное использование стеклопластика показыват насколько он лёгок. Этот планер мог оставаться в воздухе длительное время без использования двигательной силы, лишь за счёт планирования по воздуху.

В 1944 «Owens Corning» разработала первый стеклопластиковый корпус для лодки. В 1946 они изготовили стеклопластиковые удочки, подносы и прогулочные лодки.

В 1953, совместно с «General Motors» был изготовлен первый в мире автомобиль, корпус которого был целиком изготовлен из стеклопластика. Это был Chevrolet Corvette.

Это был первый прототип американского спортивного автомобиля. Этот Шевроле Корвет Роадстер 1953-го был представлен на выставке «Motorama» в Нью Йорке. Выставки под этим названием представляли технические и стайлинговые достижения и проходили в нескольких крупных городах.

Статья перепечатана с сайта Стеклотехнология

Кратко о методах производства изделий из композитных материалов

Часть 2. Поскольку статья получилась внушительных размеров, разбили ее на две части. В данной части затрагиваются вопросы методов производства стеклопластиков и углепластиков.

Стеклопластик получают путем горячего прессования стекловолокна (здесь имеется ввиду производство стеклопластика методом пултрузии), перемешанного с синтетическими смолами. В стеклопластиках стекловолокно играет роль армирующего материала, придающего изделиям высокую механическую прочность при малой плотности.

В настоящее время существует целый ряд различных смол, используемых в производстве стеклопластиковых изделий. Наибольшее распространение получили полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. В зависимости от метода формования, химсостава и области применения все смолы можно разделить на следующие группы:

По методу формования:

При этом методе стеклоармирующий материал вручную пропитывается смолой при помощи кисти или валиков. Затем пропитанный стекломат укладывается в форму, где он прикатывается прикаточными валиками. Прикатка осуществляется с целью удаления из ламината воздушных включений и равномерного распределения смолы по всему объему. Отверждение ламината происходит при обычной комнатной температуре, после чего изделие извлекается из формы и подвергается мехобработке (обрезка облоя, высверливание отверстий и т.д.)
Применяемые материалы:
Смолы: Любые, например эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые, стойкие к используемым смолам.
Основные преимущества:
Широко используется в течении многих лет.
Простота процесса.
Недорогие используемые инструменты, если используются смолы, отверждаемые при комнатной температуре.
Широкий выбор поставщиков и материалов.
Более высокое содержание стеклянного наполнителя и более длинные волокна по сравнению с методом напыления рубленного роввинга.
Основные недостатки:
Качество смеси смолы и катализатора, качество ламината, содержание стеклообразующего в ламинате очень зависят от квалификации рабочих.
Высокая вероятность воздушных включений в ламинате.
Малая производительность метода.
Вредные условия труда.

Стеклонить подается в ножи пистолета, где она рубится на короткие волокна. Затем они в воздухе смешиваются с струей смолы и катализатора и наносятся на форму. После нанесения рубленного роввинга, его необходимо прикатать с целью удаления из ламината воздушных включений. Прикатанный материал оставляют отвердевать при обычных атмосферных условиях.
Применяемые материалы:
Смолы: Прежде всего полиэфирные.
Волокна: Только стеклонить в виде роввинга (ровницы).
Наполнители: Любые, стойкие к стиролу. Укладываются вручную.
Основные преимущества:
Широко используется много лет.
Быстрый путь нанесения волокна и смолы.
Дешевые формы.
Основные недостатки:
Ламинаты имеют тенденцию быть очень богатыми смолой и поэтому чрезмерно тяжелыми.
Присутствуют только короткие волокна, которые ограничивают механические свойства ламината.
Смолы должны быть с низкой вязкостью для возможности их напыления. Это приводит к уменьшению их механических свойств и теплостойкости.
Вредные условия труда, большое содержаний в воздухе мелких частиц стекла.
Качество конечного продукта в основном зависит от мастерства оператора установки.

Стеклоармирующий материал укладывается на матрицу в виде заранее заготовленных выкроек. Затем укладывается пуансон, который прижимается к матрице при помощи прижимов. Смола подается в полость формы под рассчитанным давлением. Иногда, для облегчения прохода смолы через материал используется вакуум, который создается внутри формы. Как только смола пропитала весь стекломатериал, инжекцию останавливают и ламинат оставляют в форме до полного отверждения. Отверждение может проходить при обычной или повышенной температурах.
Применяемые материалы:
Смолы: эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые. Желательно использовать специально предназначенные для этого стекломатериалы с проводящим слоем и механически связанными волокнами.
Наполнители: Любые стойкие к стиролу, кроме материалов в виде сот.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможно сокращение трудовых затрат и времени на изготовление изделия. Один рабочий может обслуживать одновременно несколько аппаратов, производяших инжекцию.
Вся форма изделия имеет глянцевую поверхность.
Минимизированы отходы материалов.
Основные недостатки:
Дорогие и сложные формы.
Сложность процесса.
Необходимость иметь инжекционное оборудование.

Волокна подаются от катушечной рамы до ванны со смолой и затем проходят через нагретую фильеру. В фильере убираются излишки смолы, происходит профилирование ламината и отверждение материала. После этого отвержденный профиль автоматически обрезается на необходимые длины.
Применяемые материалы.
Смолы: Эпоксидная смола, полиэфирная смола, винилэфирная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Не используются.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый процесс пропитки и отверждения материала.
Автоматизированное управление содержанием смолы в ламинате.
Недорогие материалы.
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Закрытый процесс пропитки волокна.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.

Этот процесс прежде всего используется для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Волокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения.
Применяемые материалы:
Смолы: Любые.
Волокна: Любые, волокна подаются напрямую от рамы для катушек без дополнительного сшивания в ткань.
Наполнители: Любые.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый и поэтому экономически выгодный метод укладки материала.
Регулируемое соотношение смола/стекло.
Высокая прочность при малом собственном весе.
Неподверженность коррозии и гниению
Недорогие материалы
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.
Волокно трудно точно положить по длине сердечника.
Высокие затраты на сердечник для больших изделий.
Рельефная лицевая поверхность.

Сухие ткани выкладываются вместе со слоями полутвердой пленки из смолы. Весь полученный пакет закрывается специальной пленкой. Сначала между пленкой и формой создается вакуум, после чего форму помещают в термошкаф или автоклав. Под воздействием температуры смола переходит в текучее состояние и благодаря вакууму пропитывает материал. После некоторого времени смола полимеризуется.
Применяемые материалы:
Смолы: Только эпоксидная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Почти все, хотя ПВХ пена нуждается в специальной обработке из-за высоких температур процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Высокие физико-механические характеристики из-за твердого начального состояния полимера и высоких температур отверждения.
Более низкая стоимость процесса по сравнению с методом препрегов.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Основные недостатки:
Мало применяется вне аэрокосмической промышленности.
Для процесса необходима система вакуумного мешка, термошкаф или автоклав.
Требования к оборудованию и инструменту по температуростойкости.

Препрег — предварительно пропитанная смолами стеклоткань.
Ткани и волокна предварительно пропитаны пред-катализированной смолой под высокой температурой и давлением. В таком виде препреги могут хранится до нескольких недель, однако для увеличения срока хранения, их хранят при пониженных температурах. Смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются на поверхность формы и закрываются вакуумным мешком. Затем происходит их нагревание до температуры примерно 120 — 180 град.C при этой температуре смола переходит в текучие состояние и препрег принимает размеры формы. Далее при дальнейшем повышении температуры происходит отверждение смолы. Дополнительное давление (до 5 атмосфер) для формования обычно обеспечивается автоклавом.
Применяемые материалы:
Смолы: Эпоксидные, полиэфирные, фенольные и высокотемпературные смолы типа полиимидных др.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые стойкие к температурам процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающая среда. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможность автоматизировать процесс и снизить трудовые затраты.
Основные недостатки:
Высокая стоимость материалов
Для отверждения необходимы автоклавы, которые ограничивают размеры выпускаемых изделий.

Технология состоит в том, что вакуум сам распределяет смолу по стекломатериалу, далее вакуум сохраняется до кристаллизации смолы.
предварительно необходимо по периметру матрицы приклеить спираль из пвх, с ее помощью вакуум будет равномерно по всей матрице засасывать смолу.
Далее наносится гелькоут. После укладываются стекломатериалы в нужном количестве, далее укладывается на всю поверхность стекломатериала проводящий смолу слой, сверху на него впитывающий слой, далее из специальной пленки делается либо мешок, в который полностью входит матрица, либо пленка приклеивается по периметру матрицы. В пленке предусматриваются два отверстия, одно под сосок для вакуума, устанавливается впритык к вакуумной магистрали, второе под сосок для подачи смолы. Возможны варианты с большим количеством резервуаров для подачи смолы, все зависит от конфигурации матрицы.
Когда все подготовлено включается насос. При достижении максимального вакуума, открываем магистраль подачи смолы. При заполнении полностью всего стекломатериала подачу смолы прекращают. Так же на вакуумной магистрали желательно предусмотреть резервуар под лишнюю смолу.

Стеклопластик

Стеклопластик – композитный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (ровингов), тканей, матов, рубленых волокон, а связующим в основном полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. Так же, как стальная арматура придает высокую прочность бетону в строительных конструкциях, так и стекловолокно повышает прочность смолы материала пластика. Таким образом, стеклонаполнители придают прочность стеклопластику, а смолы связывают волокна стеклонаполнителей между собой и придают герметичность конструкции и в основном определяют его свойства. Стеклопластик, как и другие композитные материалы, разработан и применяется давно.

Изделия из стеклопластика – достойная альтернатива металлу. Стеклопластик намного дешевле металла, не ржавеет, выдерживает любые температуры, не трескается на солнце и не изменяет форму. Некоторые сооружения, отвечающие особым техническим требованиям, могут быть сконструированы только из стеклопластика. Изделия из стеклопластика получили распространение в областях, связанных с экстремальными условиями эксплуатации: авиаракетной и космической технике, в судостроении, нефтехимической промышленности и др.

К преимуществам использования изделий на основе химически стойкого стеклопластика относятся:

  • высокая стойкость к воздействию агрессивной среды и увеличение срока службы,
  • существенное снижение массы изделия (плотность стеклопластика 1,7-1,8 г/куб.см.), что немаловажно для транспортных емкостей,
  • высокая удельная прочность,
  • высокая удельная ударная вязкость,
  • огнестойкость,
  • низкие эксплуатационные затраты и простота обслуживания,
  • возможность осуществления ремонта на месте (без демонтажа),
  • широкие возможности по конфигурации изделия.

Используя современные технологии, компания «FloTenk©» производит из стеклопластика прочные эффективные очистные сооружения, крупногабаритные емкости, а также ряд элементов конструкций и готовые к эксплуатации сооружения:

  • Стеклопластиковые профили
  • Скамейки стеклопластиковые
  • Ограды стеклопластиковые
  • Ангары стеклопластиковые

Производство стеклопластиковых изделий

Важным преимуществом технологии производства стеклопластика является небольшой цикл освоения и подготовки производства, который составляет две недели. Технология производства изделий из стеклопластика даёт возможность изготавливать конструкции любой сложности, а значит, завод стеклопластика в малый срок может начать производство любых конструкций. Стеклопластики производят различными методами, такими как: пропитки, намотки, протяжки и прямого прессования.

«FloTenk©» при изготовлении композитных изделий использует:
– ручную формовку;
– вакуумное формование;
– напыление;
– перекрестную и параллельную намотку.

Сферы применения изделий из стеклопластика

Архитектура и строительство

Технология производства стеклопластика позволяет инженерам и архитекторам реализовывать сложнейшие проекты, получая продукт с заданными физическими свойствами, воплощенный практически в любой форме. При строительстве отелей, торговых заведений, городского и загородного жилья, композитные профили позволяют создавать интересные архитектурные и дизайнерские решения как внутри, так и снаружи зданий. Стеклопластиковые ограждения на крышах и балконах, заборы стеклопластиковые, стеклопластиковые скамейки – прочные долговечные изделия, выдерживающие большие нагрузки и самые сложные погодные условия.
Лестницы стеклопластиковые диэлектрические выигрывают благодаря своему низкому весу и высокой прочности.

Сельское хозяйство

Свинарники, коровники, хранилища кормов и другие животноводческие здания, построенные с применением композитных профилей, дадут ускорение строительства, удобство при эксплуатации и снимут необходимость в покраске и ремонте конструкций. Стеклопластиковые теплицы (стеклопластик идеален для производства светопроницаемых конструкций) и стеклопластиковые ангары значительно выигрывают по сравнению с такими же конструкциями, выполненными из других материалов. Стеклопластик обладает низкой теплопроводностью, сохраняя в теплице или ангаре нужную температуру при меньших энергозатратах.

Кроме того, в сельском хозяйстве пултрузионные профили используются для заборов, столбов. Стеклопластиковые ограды, заборы, ангары и пр. могут быть изготовлены в любом цветовом исполнении.

Строительство автодорог

Погодные воздействия, ультрафиолетовое солнечные лучи, загазованность и соль — все это накладывает особые требования к конструкциям, устанавливаемым вблизи автомобильных дорог. Композитные материалы в таких условиях работают надежно, их использование выгодно. Щиты стеклопластиковые шумозащитные, настилы стеклопластиковые диэлектрические, мосты, пешеходные переходы, пандусы, стеклопластиковые бытовки, арматура стеклопластиковая – далеко не полный список применения пултрузионных профилей.

Купить стеклопластик

Данный композиционный материал отличается великолепными механическими характеристиками, используется во многих отраслях.

Вы можете купить стеклопластик, обратившись к нашим представителям:

Пултрузионный профильный стеклопластик

Патент 2602161

Пултрузионный профильный стеклопластик

Изобретение относится к составам и способу получения стеклокомпозиционного профильного материала методом пултрузии для изготовления профильных стеклопластиков по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы. Стеклопластик содержит наполнитель в виде порошка диоксида титана, антипирен — тугоплавкую алюмосиликатную глину, смолу эпоксидную, отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид), ускоритель — Алкофен, песок кварцевый, пластификатор — смолу эпоксидную алифатическую ДЭГ-1. Изобретение обеспечивает химически стойкий и огнестойкий стеклопластик. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к составу и способу получения одноосноориентированного пластика по высокоинтенсивному методу получения стеклопластиков, называемому также «протяжкой». Он основан на протягивании пучка стеклянных волокон, предварительно пропитанных полимерной композицией, через нагретую фильеру заданного профиля. В ней происходит формирование и отверждение стеклопластикового профиля. На выходе из фильеры получается готовый материал, имеющий сечение, задаваемое фильерой, и стабильные свойства как по длине, так и по сечению. Установленный после фильеры узел отрезания позволяет нарезать изделия любой длины с высокой точностью, причем заданная длина может определяться только транспортными возможностями заказчика и достигать десятков метров. Пултрузионная технология позволяет получать прямолинейные изделия любого постоянного сечения.

Готовый стеклопластик — многокомпонентный материал, поэтому технология его получения достаточно сложна. При получении стеклопластика методом пултрузии требуется максимальная синхронизация всех технологических операций, в противном случае изготовление профиля станет невозможно. Готовый стеклопластик обладает хорошими физико-механическими и диэлектрическими свойствами.

Известен состав связующего для стеклопластика и пултрузионный профиль из стеклопластика (патент РФ №2502602), указанное связующее включает полиэфирную смолу на основе изофралевой кислоты, наполнитель — антипирен в виде нанопорошка на основе арагонитового песка с размером кристаллов 30-100 нм, ускоритель отверждения, инициатор отверждения и ингибитор. Недостатком данного прототипа является ограниченная область применения композиционного связующего — для тонкостенного оконного профиля.

Известен огнестойкий стеклопластик, выполненный из слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного отверждаемым связующим на основе полиэфирмалеинатной смолы, галогенсодержащего антипирена в сочетании с гидроксидом алюминия, трехоксидом сурьмы, оксидом цинка или железа (патент РФ №2015927, B32B 17/04, 1994 г. ).

Данный стеклопластик имеет низкую температуру отходящих газов, но при этом обладает повышенным дымовыделением и поэтому не может быть использован для оконных профилей.

Известен огнестойкий малотоксичный стеклопластик, сформированный из слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного ненасыщенным полиэфирным связующим, содержащим оксид сурьмы, гидроксид алюминия, инициатор перекисный, ускоритель нафтената кобальта (патент РФ №1552518, B32B 27/36, 1995 г. ).

Недостатками стеклопластика являются токсичность и повышенное дымовыделение при горении.

В заявках США №№2006/0202177 и 2006/0202178 (опубл. 14109.2006) описаны огнестойкие композиции на основе полиэфира или пластмассы, в которые введены наночастицы меди и глина. Как известно, использование глин, т.е. силикатов с различной температурой деструкции (тальк, каолин и т.п.), обеспечивает каскадный эффект снижения горючести материала, в который добавлены эти глины. Этот эффект усиливается наночастицами меди. Однако входящая в наночастицы медь в таких композициях стремится окислиться, особенно в случае изделий, получаемых в пултрузионном процессе. При этом огнестойкость связующего понижается, что весьма негативно сказывается на возможности использования изделий, изготовленных с применением такого связующего.

Известен пултрузионный профиль из композиционного материала на основе стекловолокна (патент РФ №2336404, опубл. 20.10.2008), включающий в качестве связующего полиэфирную смолу, в качестве наполнителя могут быть использованы до 40% мела, доломита, талька, микрокальцита, каолина и до 40% антипиреновых добавок.

Однако из патента неизвестно соотношение компонентов связующего, его состав, природа антипирена и физико-химические свойства материала, в особенности его огнестойкость.

Задача изобретения — создание стеклокомпозиционного профильного материала методом пултрузии для изготовления профильных стеклопластиков по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы, такой как прямоугольной, трапецеидальной, круглой, полукруглой, сегментной, обладающего улучшенными физико-механическими характеристиками, химической стойкостью и огнестойкостью.

Достигается это тем, что при изготовлении изделий используются следующие материалы:

Стеклорровинг 2400-4800 tex;

Смола эпоксидная ЭД-20;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид);

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм;

Антипирен в виде огнеупорной глины;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана.

Соотношение потребления ровинга к связующему составу равно 70/30…80/20.

Профильный стеклопластик получают методом пултрузии следующим образом. Используют следующие сырьевые материалы: стеклорровинг, смола эпоксидная, отвердитель, пластификатор, ускоритель.

Особенность технологии заключается в непрерывной протяжке через фильеру ровинга из нитей-волокон (стеклянных, базальтовых, синтетических и других), предварительно пропитанного многокомпонентной системой на основе связующих из различных смол, отвердителей, разбавителей, наполнителей, красителей. Конфигурация сечения пултрузионных профилей обеспечивается конструкцией фильер; длина профилированных изделий может быть любой.

В качестве связующего обычно используются низковязкие смолы, быстро отверждающиеся при повышенных температурах, например эпоксидные, ненасыщенные полиэфирные. Для снижения вязкости композиции и придания ей необходимой пропитывающей способности, а также высоких показателей физико-механических характеристик готовой продукции применяются хорошо совмещающиеся со смолой активные разбавители, то есть вступающие в химическое взаимодействие с основными компонентами. Отверждение пропитывающей полимерной композиции происходит в присутствии специальных катализаторов.

Оптимальные свойства и относительно низкая стоимость стеклопластика обеспечиваются за счет добавления недорогого наполнителя в состав пропитывающей композиции, что, в конечном итоге, способствует повышению конкурентоспособности изделия на рынке аналогичной продукции. Сечение стеклопластикового профиля может быть прямоугольным, трапецеидальным, круглым, полукруглым, сегментным.

Наполнитель в виде порошка диоксида титана TiO2 — это стабильное, нелетучее, нерастворимое в кислотах, щелочах и растворах при нормальных условиях вещество. Двуокись титана отличается высокой реакционной устойчивостью к различным соединениям, в том числе и к токсичным, содержащимся в воздушной среде. Из-за своей инертности диоксид титана нетоксичен и, в общем, считается очень безопасным веществом.

Стеклопластику наполнитель в виде диоксида титана придает химическую стойкость и огнестойкость.

Дополнительно вводится антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина, которая при горении образовывает защитный слой на поверхности стеклопластика, непроницаемый для кислорода и изолирующий от дальнейшего нагревания. Этот слой состоит из нелетучих остатков (главным образом, оксидов металлов), образующихся при разложении неорганических соединений, создает своего рода физический барьер действию пламени на стеклопластик, затрудняет диффузию горючих газов в пламя.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная ЭД-20 — 100;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 10.

Технология пултрузии основана на протягивании волокнистых армирующих материалов, предварительно пропитанных полимерной композицией, через нагретую формообразующую фильеру, в которой происходит управляемый термореактивный процесс полимеризации связующего полимера. Армирующий состав (стеклорровинг) подается и пропускается через преформовочное устройство, которое придает ему желаемую форму и выравнивает волокна. После прохождения преформовочного устройства материал пропускается через инжекционный бокс, где он пропитывается связующим полимером и подается в нагретую фильеру.

Комплект нагревателей, находящийся в прямом контакте с фильерой, нагревает ее до необходимой температуры 130°C. Под действием тепла полимерная матрица обволакивает армирующие материалы и происходит процесс полимеризации.

На выходе получается армированный профиль заданной конфигурации, имеющий сечение, задаваемое фильерой, и стабильные свойства как по длине, так и по сечению. Он извлекается из фильеры тянущим устройством и направляется к отрезной машине для нарезки на готовые изделия.

Параметры обработки оказывают значительное влияние на целостность композитного изделия. Правильный выбор скорости протяжки, температурный профиль фильеры, оптимальный объем волокна, выбор и совместимость волокон и полимерной матрицы, хорошая упаковка волокон, кинетические свойства полимера и правильная пропитка полимером являются ключевыми факторами, определяющими качество продукта.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная KER-828, производство Kumho Р&В Chemicals, Южная Корея — 100;

Отвердитель Изо-МТГФА (Изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 12.

Готовую композицию подавали в пропиточную ванну стеклоровинга пултрудера перед секцией горячего формования профиля. Температура в секции формования составляла 130°C.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная BE-188 производства компании Chang Chun Chemical (Jiangsu) Co., Китай — 100;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 8.

Готовую композицию подавали в пропиточную ванну стеклоровинга пултрудера перед секцией горячего формования профиля. Температура в секции формования составляла 130°C.

Огнезащитные свойства готового профиля проверяли по значениям линейных и массовых скоростей выгорания материала, величине коксового остатка, скорости тепловыделения и дымообразования согласно ГОСТ 21207.81 и стандартам ASTM 1354-92 и ISO/DIS 13927. Результаты испытаний, проведенных на составах, описанных выше, приведены в таблице 1.

Испытания на механическую прочность были Проведены на образцах готового профиля, полученного пултрузией. Прочность, деформация и модуль упругости при растяжении определяли согласно ASTM D638M; прочность и модуль упругости на изгибу — согласно ASTM D790; ударная прочность по Шарпи — согласно ASTM D256. Результаты испытаний на механическую прочность, проведенных на составах, описанных в настоящем изобретении, приведены в таблице 2.

Химическую стойкость оценивали по потере массы и прочности образцов стеклопластика, подвергнутого воздействию 20% серной кислоты, нагретой до 50°C.

Результаты, приведенные в таблицах 1 и 2, демонстрируют, что многофункциональный наполнитель в виде диоксида титана согласно примеру 3, используемый с разработанной рецептурой полимерного связующего для производства профильного стеклопластика пултрузионным способом, дает лучшие результаты с точки зрения химической и огневой стойкости, механических свойств.

Пултрузионный профильный стеклопластик, получаемый из стеклокомпозиционного материала методом пултрузии по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы, такой как прямоугольной, трапецеидальной, круглой, полукруглой, сегментной, при этом содержит стеклорровинг 2400-4800 tex и связующее в виде композиции, содержащей наполнитель в виде порошка диоксида титана, антипирен — тугоплавкую алюмосиликатную глину, смолу эпоксидную, отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид), ускоритель — Алкофен, песок кварцевый, пластификатор — смолу эпоксидную алифатическую ДЭГ-1, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:Смола эпоксидная — 100;Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;Ускоритель — Алкофен — 4;Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 8.

Основные преимущества применения стеклопластиковых полимерных лотков

Стеклопластиковые кабельные лотки ЕВО изготавливаются из усиленного стекловолокном полимерного композитного материала, который состоит из основного наполнителя – стекловолокна (это стеклянные нитеобразные волокна или ткани), и связующего — полиэфирной смолы определённого вида. Наполнитель в виде стекловолокна выполняет армирующую функцию и придает нужную механическую прочность и высокую несущую способность. Полиэфирная смола обеспечивает материалу монолитность и способствует эффективному использованию прочности стеклоткани и распределению усилий между волокнами. Полиэфирная смола применяется в высококоррозийных условиях, во взрывоопасных средах, а также в тех сегментах рынка, когда предъявляются высокие требования к огнестойки и малодымности.

Наибольшей прочностью обладают лотки, содержащие ориентировано расположенные непрерывные волокна. Они подразделяются на однонаправленные ( волокна расположены параллельно) и перекрёстные (где волокна расположены под заданным углом друг к другу). Изменяя направление волокон, можно регулировать механические свойства полимерных лотков в широких пределах.

Состав полимерных кабеленесущих систем

Состав полимерных кабеленесущих систем удовлетворяет требованиям ГОСТ 27380-87 и относится к 511 типу стеклопластиков.

Лотки из полимера, в которых прокладывается кабельная линия, удовлетворяют следующим требованиям защиты:

  1. механическая защита линий связи и кабельных линий до 500 кВ от воздействия окружающей среды;
  2. защита обслуживающего персонала от электричества.

Лотки из полимера изготавливаются на заводе по двум технологиям – метод горячего прессования и метод пултрузии, благодаря чему система стеклопластиковых лотков очень прочная.

Технология горячего прессования состоит в том, что стеклянные волокна в полимерном лотке распределяются хаотично и это позволяет производить широкий лоток до 600 мм при небольшой длине свободного пролета.

В то время, при изготовлении лотка методом пултрузия направление стекловолокна в одной серии продольное, в другой серии лотка часть компонентов направлена продольно, а другая — поперечно. Такая технология позволяет производить монтаж полимерных лотков на пролетах от 4 до 6 метров.

Преимущества полимерных кабеленесущих систем

Основные характеристики полимерных лотков:

  1. усиленная конструкция
  2. высокая механическая прочность
  3. повышенная стойкость к вибрациям
  4. устойчивы к коррозии при разных температурах и агрессивном воздействии химических веществ и ультрафиолетовом излучении
  5. простота и легкость монтажа.

Лотки из полимера ЕВО обладают низкой теплопроводностью и долговечностью, а также являются хорошим диэлектриком и не подвержены гниению. Полимерные кабельные лотки легкие по отношению к металлическим лоткам. Качество кабеленесущих систем из полимера говорит само за себя – при пожаре они не выделяют сильнодействующий газ диоксин в отличие от пластмасс. В то же время смола, из которой изготавливаются полимерные лотки, не является полностью огнеупорной, она является самозатухающей. То есть, пока существует внешний источник горения, эти смолы меняют цвет, дымят и обугливаются, но как только источник пламени устраняется, смолы гаснут сами собой. Это и является основным преимуществом применения стеклопластиковых полимерных лотков.

Сравнительная характеристика свойств стеклопластика, стали и алюминиевых сплавов

Стойкость лотков ЕВО к кратковременному нагреву в течение 24 часов 250 0С (ГОСТ 27380-87).

Эксплуатация полимерных кабельных лотков происходит при рабочем температурном диапазоне от -60 0С до +180 0С.

Стеклопластиковые кабельные лотки ЕВО не теряют свои первоначальные физические свойства при колебании температур (особенно при резких её перепадах), поскольку в пределах рабочей температуры в полимерах практически не происходят какие-либо процессы, в отличие от металлических лотков (может и увеличиваться, и наоборот происходить уменьшение электропроводимости, изменяться предел текучести и т.д.).

Компания EBO Systems, которая занимается производством полимерных лотков, следует требованиям экологических стандартов ISO 14001. Компания гарантирует возможность вторичной переработки своей продукции. В настоящее время на предприятии разрабатывается и стандартизируется новая линейка безгалогеновых и самозатухающих материалов, которые при горении выделяют совсем небольшое количество дыма. Наши кабельные системы полностью прошли все необходимые испытания, соответственно и болтовые и безболтовые соединения будут выдерживать все нагрузки.

Сфера применения

Кабеленесущие системы из стеклопластика имеют самые разные сферы применения:

  1. химические производства и объекты нефтегазодобывающей отрасли;
  2. морские нефтегазодобывающие платформы, порты и терминалы;
  3. горнодобывающие предприятия;
  4. объекты железнодорожного транспорта, электростанции и тоннели;
  5. пищевые предприятия;
  6. объекты гражданского строительства.

Блок товаров

Доступные виды полимерных лотков

Композитные (полимерные) лотки

Компания ООО «ФердиналГрупп» предлагает 4 вида лотков из стекловолокна:

  1. Полимерные кабельные лотки серии К2 – изготавливаются по технологии горячего прессования из полиэстера. Для стыковки лотков используется соединение внахлест, т.е. без фиксаторов и болтов. Используются для сложных разветвленных кабельных трасс. Поставляются изделия шириной от 50 мм до 600 мм, длина до 1,5 м.
  2. Лотки стеклопластиковые КР – изготовлены методом пултрузии из полиэстера, армированного стекловолокном. Соединение лотков происходит благодаря защелкивающимся фиксаторам. Стеклопластиковые пултрузионные кабельные лотки имеют защелкивающиеся крышки. Модели шириной от 60 мм до 300 мм, монтаж на опоры осуществляется до 4 м.
  3. Лестничные лотки из стеклопластика UL – также производятся методом пултрузии. Данная серия лотков полимерных имеет запатентованную конструкцию защелкивающихся перекладин без использования металлических или термопластичных элементов. Изделие является огнестойкой. Предназначены для монтажа на опоры до 6 м.
  4. Стеклопластиковый лоток BK – применяются для укладки вне помещений, как правило, для прокладывания в грунт либо для их заливки бетоном. Соединение лотков может производиться одним человеком, т.к. монтаж происходит без соединительных элементов (пластин и болтов). А вот крепление крышки к лотку осуществляется благодаря защелкивающимся фиксаторам. Доступны модели шириной от 200 мм до 400 мм. Секции имеют длину в 2,5 метра.

Для крепления полимерных лотков используются монтажные системы, состоящие из таких аксессуаров, как:

  • Кронштейн для разных весовых нагрузок (крепится на кабельную стойку или непосредственно на стену).
  • Кронштейн настенный Z-образный (для горизонтального и вертикального крепления кабельного лотка).
  • Опоры подвесная для наклонных поверхностей.
  • Подвесная/напольная стойка
  • Распорка (предотвращает деформацию профиля при сквозном болтовом креплении кронштейнов).
  • Защитный торцевой колпачок (применятся в тех случаях, когда есть риск повреждений для обслуживающего персонала).
  • Профиль стальной U-образный (используется для изготовления несущих конструкций в качестве кабельных стоек).
  • Траверса стальная (применяется для профиля U-образного при его монтаже на прямые горизонтальные и вертикальные поверхности).
  • Крепежный комплект.
  • Монтажный профиль С-образный.

Для монтажа полимерных лотков используются следующие комплектующие:

  1. Соединительные пластины
  2. Разделительная перегородка
  3. Т-образный отвод
  4. Поворот горизонтальный (45 и 90) и вертикальный (90 — внутренний и внешний)
  5. Переходник правый и левый
  6. Соединитель шарнирный
  7. Монтажная пластина
  8. Фиксатор крышки (защелкивающийся и шарнирный)
  9. Шпилька
  10. Болт с круглой, выпуклой или шестигранной головкой
  11. Поворотная секция вертикальная и горизонтальная (внутренняя и внешняя — 90)
  12. Рейка зубчатая
  13. Разделительный штырь
  14. Крестовина
  15. Прижим
  16. Уголок стальной

Компания ООО «ФердиналГрупп» предлагает приобретать кабеленесущие системы из стеклопластика у нас, официального поставщика данной продукции. Позвоните нам по телефону или оставьте свою заявку на сайте или отправляйте просто по электронной почте, и получите изделия для прокладки кабеля для применения в особых условиях с доставкой по всей стране. Изделия идут как стандартные по размерам в короткие сроки, либо под заказ на изготовление от 14 дней.

Использование композитных материалов, таких как GRP (полиэфир, армированный стекловолокном), в морской и нефтяной промышленности будет постоянно развивается в последующие годы по мночисленным причинам.

Петер Вилчак, исполнительный директор NIEDAX GROUP

Методы изготовления огнестойких стеклопластиков

площадь производственных площадок

Производство сертифицировано по СМК ISO 9001-2015

5000 изделий/4000 м 2 в месяц – мощность производства и это не предел!

Солдис – эксперты в области производства изделий из стеклопластика

Солдис- это кузница кадров. Высокий профессиональный уровень наставников

Солдис- это надёжность и уверенность. Мы реализуем самые сложные проекты

  • 1991 год открыли производство на ул. Федосеенко — выпускаем автокомпоненты из стеклопластика.
  • 2006 год заключён договор с заводом ОАО «Раскат». Выпускаем капоты для дорожно-уплотнительной техники.
  • 2007 год заключён договор с заводом ЗАО «НАМС». Выпускаем капоты, кожухи для автокранов «Ивановец».
  • 2007 год открыли производственную площадку в Нижегородской области.
  • 2008 год заключён договор с компанией ООО «ВЕНТО-Ц». Выпускаем комплектующие к аппаратам воздушного охлаждения.
  • 2009 год заключён договор с компанией ООО «ИК Акванн». Выпускаем комплектующие для градирен.
  • 2009 год заключён договор с заводом ООО ПКФ «Луидор». Выпускаем автокомпоненты из стеклопластика.
  • 2010 год открыли вторую производственную площадку в Нижегородской области.
  • 2011 год Инвестиционный совет Нижегородской области предоставил участок на ул. Коновалова под строительство завода.
  • 2012 год открыли третью производственную площадку в Нижегородской области.
  • 2013 год открыли производство в г.Дзержинск.
  • 2013 год заключён договор с заводом АО «ЛиАЗ». Выпускаем детали внутренней отделки автобусов.
  • 2013 год заключён договор с заводом ООО «СОЛЛЕРС-СА». Выпускаем крыши для автомобилей Ford.
  • 2014 год выпускаем детали из стеклопластика для автомобилей Газель, Газон, УАЗ.
  • 2015 год заключён договор с ООО Судостроительная компания «Аэроход». Выпустили рубку для судна на воздушной подушке.
  • 2016 год заключён договор с заводом ООО «Луидор-Тюнинг». Выпускаем детали экстерьера для автомобилей Газель и Газон.
  • 2017 год заключён договор с заводом ООО НПО «Транспорт».
  • 2017 год заключён договор с заводом АО «Уралтрансмаш».
  • 2018 год заключён договор с заводом АО «Брянский автомобильный завод».
  • 2018 год заключён договор с заводом АО «Малоярославецкий приборный завод».

Нижегородская производственная компания «СОЛДИС»

Нижегородская производственная компания «Солдис» — современное российское многопрофильное предприятие, специализирующееся на производстве изделий из композиционных материалов для машиностроительного, военно-промышленного и топливно-энергетического комплекса страны и ближнего зарубежья.

Гибкая структура производства, высокая квалификация технического персонала, применение качественных материалов и комплектующих обеспечивает нам возможность создания конкурентоспособных и надежных изделий с высокими техническими характеристиками.

Наличие на предприятии конструкторского и технологического отделов позволяет внедрять в процесс передовые технологии по производству изделий из стеклопластика, находить новые технические решения, обеспечивающие снижение расходов материалов и трудоемкости изготовления изделий.

Всё это, в сочетании с наличием собственных производственных площадей и высоким уровнем технического оснащения, обеспечивает нам возможность самостоятельно осуществлять полный цикл производства – начиная с разработки чертежей и 3D-моделей, изготовления необходимой оснастки и заканчивая серийным выпуском изделий. Производство работает в соответствии с требованиями сертификата СМК ISO 9001-2015 .

Компания «Солдис» работает на рынке более 10 лет и зарекомендовала себя в качестве надёжного партнёра с безупречной деловой репутацией. Среди покупателей производимых нами деталей из стеклопластика такие Компании, как:

  • АО «Уралтрансмаш»
  • ООО «Луидор-Тюнинг»
  • ООО ТД «АВТОКРАН»
  • ООО «ЛиАЗ»
  • ООО «Камышинский крановый завод»
  • ООО «ФОБОС-ТС»
  • ООО НПО «Транспорт»
  • ООО «Райм Инжиниринг НН»
  • АО «Брянский автомобильный завод»
  • АО «Малоярославецкий приборный завод»
  • и другие.

Мы являемся производителями комплектующих для градирен и аппаратов воздушного охлаждения для таких компаний, как:

  • АО «Борхиммаш» г. Борисоглебск
  • ООО «Борисоглебское машиностроение» с. Пески
  • ПАО «Татнефть им. В.Д. Шашина» г. Альметьевск
  • АО «Уралтехстрой — Туймазыхиммаш» г. Туймазы
  • АО «Димитровградхиммаш» г. Димитровград
  • ЗАО НПВП «Турбокон»
  • АО «Теплохим» г. Борисоглебск
  • и другие.

Рабочие колеса нашего производства поставляются в следующие Компании: Сибур, Газпром, Роснефть, Лукойл.

Компания «Солдис» приветствует новых партнеров и всегда открыта для эффективного и взаимовыгодного сотрудничества.

Сферы нашего производства

Наша специализация нацелена на актуальные
сферы экономических интересов общества

Стеклопластик – композиционный материал, имеющий широчайшие возможности применения. Позволяет изготавливать любые по сложности и размерам изделия, которые должны отвечать различным требованиям огнестойкости, прочности, химической стойкости, степени радиопрозрачности и другим эксплуатационным характеристикам.

Программируемые свойства изделий из стеклопластика (зависят от характеристик наполнителя, связующих смол, объемного содержания исходных компонентов, технологии производства):

  • степень негорючести
  • прочностные характеристики
  • вес изделия
  • декоративные качества (цвет, глянец изделий)
  • диэлектрические характеристики
  • антистатические характеристики
  • химическая стойкость
  • стойкость к воздействию ультрафиолета
  • теплоизоляционные свойства
  • степень радиопрозрачности

Полезная информация для изготовления стеклопластика

Стеклопластик это материал, состоящий из двух основных компонентов. Это материал из стекловолокна (стекловолокно, стеклоткань, стекломат), который служит для армирования (усиления) изделия, и смолы, являющейся связующим.

Материалы для изготовления стеклопластика.

Смола

Смола является связующим материалом и поэтому к выбору смолы надо подойти наиболее ответственно, особенно при отсутствии опыта изготовления стеклопластиковых изделий. Если при выборе стеклоткани или стекломата можно довольствоваться рекомендациями специалистов, т.к. этим выбором определяются, в основном, механические свойства готового изделия, то разная смола требует разных технологических процессов.

Для начинающих мы рекомендуем эпоксидную смолу. Эпоксидная смола менее привередлива в работе и имеет большее время застывания и поэтому у вас будет больше времени для исправления возможных ошибок. Эпоксидную смолу также рекомендуется использовать при ремонте изделий (лодок, бамперов…). Она хорошо склеивается с пластиком, деревом, металлом.

Полиэфирная смола, в основном, используется для изготовления цельных деталей

Хотим также напомнить, что на свойства смол и на их рабочие параметры довольно сильно влияют температурные характеристики помещения, в котором производятся работы, и его проветриваемость. Порой для лучшего застывания матрицу с изделием помещают в специальную сушильную камеру. Это помогает значительно ускорить процесс получения готового изделия. Самые прочные изделия изготавливаются в автоклавах под большим давлением и при высокой температуре.

Сама смола достаточно хрупкая, и именно стекломатериал придает ей необходимую прочность и гибкость

Материалы из стекловолокна

Для изготовления стеклопластиков используется стекловолокно, ровинг, стекломат, стеклоткань и другие стекломатериалы.

Самые распространенные это ровинг, стекломат и стеклоткань.

Ровинг

Ровинг это стекловолокно собранное в пучок и намотанное на бобину. Ровинг похож на некрученую стеклонить. Укладка ровинга производится специальным пистолетом, в который, во время работы, подается еще смола и катализатор.

Стекломат

Стекломат состоит из хаотично расположенных волокон, а стеклоткань выглядит как обычная ткань. Наибольшее упрочнение дают стеклоткани. Стекломаты дают меньшую прочность, но они более легки в обработке и по сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы.

Стекломат может быть очень тонким, а бывает толстым, как одеяло. Стекломаты различаются по толщине и плотности, но разделяют их по весу одного квадратного метра материала в граммах: 300, 450, 600. Чем тоньше мат, тем более сложную поверхность он позволяет вывести, с большим количеством граней и резких переходов. Толстый мат (600 или 900) позволяет набрать толщину изделия и добиться необходимой прочности. При создании толстых изделий работа проходит в несколько этапов. Выкладывается несколько листов для получения первого слоя и дается время на застывание. Затем дополнительно, уже на твердую поверхность, укладываются дополнительные листы мата для придания необходимой толщины. Если попытаться уложить сразу все слои, то велика вероятность, что готовое изделие покоробится, стянется.

Стеклоткань

Стеклоткани бывают разной толщины. Стеклоткани также используются для придания жесткости и объема готовому изделию. Как и любая ткань, стеклоткань неодинаково работает при разнонаправленном растяжении. Поэтому для придания необходимой жесткости стеклоткань укладывается под разными углами. Стекловолокно в стеклоткани играет немаловажную роль. Оно должно хорошо пропитываться смолой и удерживать ее между волокнами. На это свойство пропитываемости в стеклоткани влияет наличие в ней и количество парафина. На ответственные изделия желательно выбирать стеклоткани без парафина. Парафин также можно выжигать перед применением.

К слову о прочности. Как это ни странно прозвучит, но чем меньше смолы в стекловолокне (при условии его полной пропитки и отсутствии пузырьков), тем прочнее будет готовое изделие и тем меньше окажется и его вес.

Гелькоут (gelcoat)

Для придания цвета готовой детали , а также для защиты от внешних воздействий используется особый материал гелькоут (gelcoat – гелевое покрытие). Можно сказать, что гелькоут это та-же смола, но с добавлением красителя. Его можно подобрать по цвету или создать свой оттенок колеровочными составами. Кроме того, слой гелькоута увеличивает срок службы изделия, защищает от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика. Готовое изделие будет иметь ровную (зависит от качества матрицы) поверхность, нужного цвета.

Гелькоуты бывают внутренними и внешними (topcoat).

Внутренний гелькоут наносится первым слоем в матрицу. После того как гелькоут затвердел, укладывается стекловолокно и смола. В этом процессе кроется один важный момент. Если слой гелькута будет в одном месте слишком тонкий, то может случиться следующее: или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна, или гелькоут может вообще отойти и сморщиться. Поэтому крайне важно пользоваться правильными материалами и следовать технологии. Для равномерного нанесения гелькоута часто используют не кисти, а краскопульты. Так удается значительно сократить количество брака и уменьшить расход материала. Но для распыления гелькоут должен быть более жидким, чем для ручного нанесения. В настоящее время в продаже имеются готовые гелькоуты для нанесения кистью и для напыления.

Внешний гелькоут (topcoat) наносится после того, как изделие вынули из матрицы. Здесь он выполняет роль краски. Благодаря присутствию в составе топкоута парафина поверхность после отверждения не остается липкой, хорошо шкурится и полируется. Топкоут можно изготовить самим на базе гелькоута или смолы, добавив раствор парафина в стироле.

Макет и матрица

Для изготовления изделия из стеклопластика первое, что необходимо, – создать его макет. В некоторых случаях макетом может являться уже существующее изделие, которое Вы хотите размножить. Например: бампер автомобиля. Для еще не существующих изделий макет может быть изготовлен различными способами: фанера, пластилин, пенопласт и т. д. От того, насколько правильно сделан макет, будет зависеть качество будущих изделий. Более того, если необходимо, чтобы у детали, которая будет затем создаваться, была идеально ровная поверхность, над ее качеством придется поработать уже на макете. Чем более гладким и ровным будет макет, тем меньше работы потребуется потом, при изготовлении и доведении матрицы.

Еще до создания макета необходимо понять, можно ли изготовить деталь целиком или нет. Дело в том, что при работе со стеклопластиками и другими подобными материалами необходимо, чтобы готовую деталь после застывания можно было вытащить из матрицы, ничего не повредив при этом. Возможно, деталь будет иметь такую форму, что ее придется изготавливать из нескольких частей, а затем скреплять их друг с другом.

Матрица создается по макету. Это самый ответственный момент. Прежде всего макет покрывается тонким слоем воска. Эту процедуру можно сравнить с полировкой автомобиля. После того как макет подготовлен, на него наносится слой специального матричного гелькоута. Это покрытие в дальнейшем позволит вывести поверхность матрицы практически до зеркального блеска. Матричный гелькоут гуще, чем обычный, и ложится более толстым слоем.

После того как встанет этот слой, начинается укладывание стекломатериала. Сначала более тонкого (стекловуаль, …). Он позволит точно повторить все изгибы и контуры макета. Далее желательно дать подсохнуть первому слою. Затем уже можно выложить еще несколько слоев более толстого материала (мат, стеклоткань), но сразу набирать толщину не стоит, иначе матрицу может повести (изогнуть и покоробить). При создании матриц на простые детали можно упростить процедуру.

Если матрица будет разъемной, то при ее изготовлении делаются специальные перегородки вокруг макета, разделяющие его на сегменты. Выложив основной, после его застывания перегородки вынимаются и, обработав кромки первого сегмента матрицы, выкладываются остальные. Для правильного позиционирования сегментов друг относительно друга в первом при формовании делаются специальные ямки. Когда будут формоваться следующие сегменты, эти ямки будут заполнены смолой и стекловолокном, и появятся бугорки. Эти пары и позволят при будущем использовании правильно скрепить различные части матрицы воедино. Для скрепления сегментов матрицы в ребрах всех отдельных частей сверлятся отверстия под крепежные болты.

Для того чтобы матрица была прочной и хорошо держала форму, после ее изготовления, прежде чем вынуть макет, к матрице приформовывают ребра жесткости. В зависимости от ее размеров это может быть прочный стальной каркас или небольшие фанерные или деревянные ребра.

Готовая матрица, если макет был изготовлен аккуратно, может и не потребовать дополнительной обработки, но зачастую приходится выводить поверхности, шлифовать и полировать матрицу до блеска. Только тогда можно получить идеальную деталь. А к кузовным элементам вообще нужно особое внимание.

Затем начинается долгий процесс вощения. Матрицу приходится тщательно натирать воском несколько раз с перерывами. Воск нужно не просто намазывать, а растирать до получения тонкой, гладкой, невидимой пленки. Если этого не сделать, то поверхность готового изделия будет не гладкой, а шершавой.

После, а порой и вместо вощения иногда используют специальные жидкости, которые, высыхая, создают пленочное покрытие, предотвращающее попадание смолы или гелькоута на матрицу, чего никак нельзя допускать. Как нельзя и царапать ее поверхность. В противном случае смола может намертво прирасти к матрице, и тогда процедуру шлифовки, полировки и вощения придется повторять снова. Порой используют особые составы, обработав которыми матрицу можно снимать с нее до 100 изделий, но старый добрый воск всегда остается самым понятным и надежным средством.

Процесс создания матрицы, описанный выше, является довольно распространенным вариантом, используемым в большинстве фирм, но существуют и другие, более сложные технологии.

Собственно, далее можно приступать к изготовлению деталей. Слой гелькоута в принципе не обязателен, но, во-первых, он придает более законченный вид готовому изделию, а будучи цветным, позволяет сэкономить на покраске или вообще от нее отказаться, а во-вторых, он защищает матрицу от стекловолокна, которое на самом деле очень даже абразивно, т. е. царапает.

Технологии

Технологий производства изделий из стекловолокна существует несколько. Стоит сразу оговориться, что эти методы используются и при работе с другими армирующими материалами, такими, как карбон, кевлар, другие тканые материалы и их сочетания.

Ручное (контактное) формование. Этот способ самый простой и дешевый (если не считать затрат на квалифицированную рабочую силу). Пропитка стекловолокна осуществляется валиком или кистью, которые должны быть стойкими к смолам. Волокно или сразу укладывается в форму, или уже после пропитки. Обработка стекловолокна разбивочными валиками способствует лучшему распределению смолы между волокнами. Затем укаточными валиками производят окончательную укатку стеклоткани, выдавливая пузырьки воздуха и равномерно распределяя смолу по всему объему. Крайне важно не допустить, чтобы под слоем стеклоткани оставались пузырьки воздуха. Если изделие застынет с таким браком, это место будет ослаблено вплоть до возможного сквозного продавливания. Такие брачки также могут помешать дальнейшей обработке изделия, потребовать его восстановления или полной замены. В любом случае будут затрачены дополнительные материалы, труд, а также деньги.

Ручной метод может быть несколько механизирован. Существуют смесители, подающие смолу с катализатором через валик, и иные приспособления. Но укатывать все равно приходится своими руками.

Достоинство ручного метода вполне очевидно: просто и дешево. Но любая экономия может иметь и обратную сторону. Качество готовых изделий очень сильно зависит от квалификации рабочих. И условия труда при таком подходе довольно вредные. Кроме того, очень сложно добиться большой производительности. Однако для небольших фирм и малых объемов работы этот метод самый подходящий.

Метод напыления рубленого ровинга. Этот подход куда более технологичен. В нем используется не стекловолокно, а стеклонить, которая подается в измельчитель специального пистолета, где рубится на короткие волокна. Затем пистолет «выплевывает» их вместе с порцией смолы и катализатора. В воздухе все смешивается и наносится на форму. Но после этой процедуры все равно массу необходимо прикатать, чтобы удалить пузырьки. Далее отвердевание происходит как обычно.

Такой способ выглядит очень заманчиво и просто. Казалось бы, стой и поливай из шланга. Но есть один существенный недостаток, из-за которого этот способ не столь популярен, – слишком большой расход смолы. Изделие получается очень тяжелым, и, так как волокна не переплетены друг с другом, механические свойства такого стеклопластика несколько хуже. Кроме того, к вредным парам смол подмешивается взвесь мелких частиц стекла от измельчителя, очень вредных для легких человека.

Метод намотки. Этот специфический метод предназначен для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Таким образом делаются парусные мачты, удочки, рамы велосипедов, глушители автомобилей и т. д. Стекловолокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения. Как намотка нитки на шпульку швейной машинки. В результате получаются крепкие и легкие изделия.

Метод препрегов. В данном случае используются не отдельные смола и ткань, а так называемые препреги – предварительно пропитанная смолами стеклоткань. Стекловолокно предварительно пропитывается предкатализированной смолой под высокой температурой и большим давлением. При низких температурах такие заготовки могут храниться недели и даже месяцы. При этом смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются в матрицу и закрываются вакуумным мешком. После нагрева до 120 -1800°C смола переходит в текучее состояние, и препрег под действием вакуума принимает нужную форму. При дальнейшем повышении температуры смола застывает.

Вся проблема этого метода в необходимости нагревательного оборудования, особенно автоклава. По этой причине изготавливать большие детали очень сложно. Но и плюсы очевидны. Использование вакуума позволяет значительно снизить вероятность появления воздушных пузырьков и существенно сократить долю смолы в готовом изделии.

Существуют и иные технологии – пултрузия, RFI, RTM и др. – практически на все случаи жизни. Выбор той или иной технологии зависит от необходимых объемов, сложности изделия и количества денег.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector