Tehniskā atbalsta | Detalizēts rokas izgatavošanas stikla šķiedras veidošanas procesa izskaidrojums

                                           

I. Šķidruma pulverizēšana un slāpēšana ar suku

Lai uzlabotu un skaistinātu FRP (stiklplasta) produktu virsmas stāvokli, paaugstinātu to vērtību, aizsargātu iekšējo FRP slāni no iznīcināšanas un pagarinātu produktu kalpošanas laiku, parasti uz produktu darba virsmas veido augstu sveķu saturu esošu želejas slāni, kas sajaukts ar pigmenta pastu. Šis slānis var būt tīri sveķi vai pastiprināts ar virsmas paklājiņu, un to sauc par želejas pārklājuma slāni (to sauc arī par virsmas slāni vai dekoratīvo slāni). Želejas pārklājuma slāņa kvalitāte tieši ietekmē produktu izskata kvalitāti, izturību pret laikapstākļiem, ūdens izturību un izturību pret ķīmisko vielu iznīcināšanu. Tāpēc, pulverizējot vai slāpējot ar suku želejas pārklājuma slāni, jāievēro šādi punkti:

(1) Sagatavojot želatīna pārklājuma sveķus, ir nepieciešama rūpīga maisīšana, īpaši izmantojot pigmenta pastu. Nepietiekama maisīšana izraisīs plankumus un svītras uz izstrādājuma virsmas, kas ne tikai ietekmē izskatu, bet arī samazina tā fizikālās īpašības. Tāpēc pēc iespējas vairāk jāizmanto mehāniska maisīšana un, vēlams, maisītājs, kas neveicina vērpetes veidošanos, lai izvairītos no gaisa ievadīšanas.

(2) Želatīna pārklājumu var uzklāt ar suku vai īpašu smidzinātāju. Smidzināšanas laikā ir jāpievieno 5–7% stirola, lai pielāgotu sveķu viskozitāti un kompensētu stirola zudumus, kas rodas smidzināšanas procesā.

(3) Želatīna pārklājuma slāņa biezumam jābūt precīzi kontrolētam 0,3–0,5 mm robežās, parasti to kontrolē pēc želatīna pārklājuma masas, kas izmantota uz vienu laukuma vienību, t.i., želatīna pārklājuma deva ir 350–550 g/㎡, kas nodrošina iepriekš minētās biezuma prasības.

Želatīna slāņa biezumam jābūt atbilstošam: tas nedrīkst būt pārāk plāns vai pārāk biezs. Ja želatīna slānis ir pārāk plāns, tas var necietēt pilnībā, un želatīna aizmugurē esošās stiklšķiedras var tikt atklātas, ietekmējot izskata kvalitāti un neļaujot skaistot un aizsargāt FRP produktu. Ja želatīna slānis ir pārāk biezs, tam ir tendence plaisāt un ir zema izturība pret triecieniem, īpaši tos, kas nāk no produkta pretējās puses. Nepietiekami vienmērīga želatīna uzklāšana arī var viegli izraisīt plaisas veidošanos noformēšanas laikā, jo dēļ nevienmērīgas virsmas cietēšanas ātruma sveķos rodas iekšējās sprieguma izmaiņas.

(4) Želatīna jāuzklāj vienmērīgi, un vajadzētu izvairīties no želatīna lokālu uzkrāšanās.

(5) Želatīna slāņa cietēšanas pakāpi jākontrolē pareizi.

Labākais veids, kā pārbaudīt, vai želejas slānis ir pareizi nožūdis, ir pieskāriena metode: pieskarieties želejas slāņa virsmai ar tīru pirkstu. Ja tā jūtas nedaudz līmeņaini, bet ne līpīga, tas norāda, ka želejas slānis jau ir gandrīz nožūdis, un var veikt nākamo slāņa uzklāšanas darbus, lai nodrošinātu želejas slāņa un pamatnes slāņa integritāti.

II. Tehnoloģiskā procesa noteikšana

Tehnoloģiskais process ir saistīts ar produkta kvalitāti, produkta izmaksām, ražošanas ciklu (ražošanas efektivitāti) un citiem faktoriem. Tāpēc pirms ražošanas organizēšanas ir jāiegūst visaptveroša izpratne par tehniskajām prasībām, kas jāievēro lietošanas laikā (vide, temperatūra, vide, slodze utt.), produkta struktūru, ražošanas daudzumu un būvniecības apstākļus. Veicot analīzi un pētījumus, var noteikt formēšanas procesa plānu. Parasti jāņem vērā šādi aspekti:

(1) Saskaņā ar izstrādājuma lietošanas prasībām pamatoti izvēlēties izejvielas un palīgmateriālus, formulējumus un izkārtojuma metodes.

(2) Noteikt veidni saskaņā ar izstrādājuma ģeometrisku formu un ražošanas apjomu.

(3) Noteikt skābās metodes saskaņā ar klimatiskajiem apstākļiem un uzdevuma steidzamību.

III. Tehnoloģiskā dizaina galvenie satura punkti

(1) Atbilstoši izstrādājuma tehniskajām prasībām izvēlēties piemērotus materiālus (pastiprinošos materiālus, struktūrmateriālus un citus palīgmateriālus). Izvēloties izejvielas, galvenokārt jāņem vērā šādi aspekti:
① Vai izstrādājums saskaras ar skābām vai sārmu vielām, tostarp vielas veidu, koncentrāciju, darbības temperatūru un kontakta laiku.
② Vai ir nepieciešamas īpašības, piemēram, caurspīdīgums un liesmuizturība.
③ Mekāniskajās īpašībās, vai tā ir dinamiska slodze vai statiska slodze.
④ Vai pastāv pret noplūdi un citas īpašas prasības.

(2) Noteikt veidņu struktūru un materiālu.

(3) Atbrīvojošā līdzekļa izvēle.

(4) Noteikt sveķu sacietēšanas formulu un sacietēšanas sistēmu.

(5) Saskaņā ar norādīto izstrādājuma biezumu un stipruma prasībām noteikt armējošo materiālu veidu, specifikāciju, slāņu skaitu un izkārtojuma metodi.

(6) Sagatavot formēšanas tehnoloģisko regulējumu.

IV. Stiklplasta slāņu izkārtojums

Izkārtojums ir svarīgs process roku izkārtojuma formēšanas procesā. To nepieciešams rūpīgi apstrādāt, lai nodrošinātu ātrumu, precizitāti, vienmērīgu sveķu saturu, bez acīm redzamiem burbulīšiem, bez sliktas piesūcināšanas, bez šķiedru bojājumiem un līdzenas izstrādājuma virsmas, lai nodrošinātu izstrādājuma kvalitāti. Kvalitāte lielā mērā ir atkarīga no operatora prasmes un darba attieksmes. Tāpēc, lai gan izkārtojuma darbs ir vienkāršs, tomēr nav viegli izkārtot labus izstrādājumus, un to vajag nopietni uzņemties.

(Ⅰ) Biezuma kontrole

FRP produktu biezuma kontrole ir tehnisks jautājums, ar ko saskaras gan projektēšanas, gan ražošanas procesā, izmantojot roku izkārtojuma tehnoloģiju. Kad ir zināms produkta nepieciešamais biezums, ir jāveic aprēķini, lai noteiktu sveķu un pildvielas saturu, kā arī pastiprinošo materiālu specifikācijas un slāņu skaitu. Tad aptuveno biezumu var aprēķināt pēc šādas formulas:

t=(G1n1+G2n2+……)×(0,394+0,909k1+0,4×k1k2)

Kur:
t — aprēķinātais FRP biezums (mm);
G1, G2 — dažādu veidu drānas vai materiāla areālā masa (kg/㎡);
n1, n2 — dažādu veidu drānas vai materiāla slāņu skaits;
0,394 — šķiedru pamatmateriāla biezuma konstante;
0,909 — poliesterīna sveķu biezuma konstante;
0,400 — pildvielas biezuma konstante;
k1 — sveķu satura attiecība pret stikla šķiedras saturu;
k2 — pildītāja un sveķu satura attiecība.

(Ⅱ) Sveķu devas aprēķināšana

Sveķu deva FRP ir svarīgs procesa parametrs, kuru var aprēķināt, izmantojot divas šādas metodes:

(1) Aprēķināt saskaņā ar tukšumu aizpildīšanas principu, iegūt želejas saturu formulu. Tiklīdz zināms stiklauduma svara laukums un ekvivalentā biezums (izstrādājuma biezums, kas atbilst vienai stiklauduma kārtai), var aprēķināt FRP želejas saturu.

(2) Aprēķins, vispirms nosakot izstrādājuma masu un pēc tam stiklšķiedras masas procentuālo daudzumu:
① Izstrādājuma virsmas laukums × biezums × šķiedru armētā plastmasas blīvums = izstrādājuma masa;
Izstrādājuma masa × stiklšķiedras masas procentuālā daļa = stiklšķiedras masa;
Izstrādājuma masa － stiklšķiedras masa = sveķu masa.

② Izstrādājuma virsmas laukums × stiklšķiedras kārtu skaits × stiklšķiedras svara laukums = stiklšķiedras masa;
Stiklšķiedras masa ÷ stiklšķiedras masas procentuālā daļa = izstrādājuma masa;
Izstrādājuma masa － stiklšķiedras masa = sveķu masa.

Smalkašķa daudzumu, kas nepieciešams stiklšķiedras izklāšanai, var novērtēt, pamatojoties uz stiklšķiedras masu. Ja tiek izmantots sagriezts šķiedras mats, tā želejas saturs parasti tiek kontrolēts robežās no 65 līdz 75 %; ja par stiprinājumu tiek izmantota stikla drāna, želejas saturs parasti tiek kontrolēts robežās no 45 līdz 55 %, lai nodrošinātu izstrādājuma kvalitāti.

(Ⅲ) Stikla drānas izklāšana

Izstrādājumiem ar želejas pārklājuma slāni želejas pārklājumā nedrīkst tikt iekļautas piemaisījumi. Pirms izklāšanas jānovērš želejas pārklājuma slāņa un pamatnes slāņa savstarpējā piesārņošana, lai izvairītos no vājas saķeres starp slāņiem, kas ietekmē izstrādājuma kvalitāti. Želejas pārklājuma slāni var pastiprināt ar virsmas matu.

Uzglabāšanas laikā jāpievērš uzmanība stikla šķiedru piesātināšanai ar sveķiem. Vispirms jānodrošina, lai sveķi izplatītos visā šķiedru saišu virsmā, un pēc tam šķiedru saišu iekšpusē esošais gaiss pilnībā jāaizstāj ar sveķiem. Ir ļoti svarīgi nodrošināt, ka pirmā armējošā materiāla slānis ir pilnībā piesātināts ar sveķiem un cieši saistīts, jo īpaši attiecībā uz dažiem izstrādājumiem, kas paredzēti lietošanai augstākas temperatūras apstākļos. Jo nepietiekama piesātināšana un saistīšana atstās gaisu ap želejas slāni, un šis atlikušais gaiss izplešas siltuma ietekmē izstrādājuma cietēšanas un lietošanas laikā, izraisot burbulīšus.

Uzklājot, vispirms vienmērīgi uzklājiet vienu slāni no iepriekš sagatavotas smalkās šķiedras uz želatīna slāņa vai veidņu veidošanās virsmas, izmantojot rokas uzklāšanas rīkus, piemēram, sukas, lāpstiņas vai piesātināšanas rullīšus, pēc tam uzklājiet vienu slāni sagrieztas pastiprināšanas materiāla (piemēram, diagonālās svītras, plāns audums vai virsmas paklājs), un pēc tam izmantojiet veidošanas rīkus, lai to uzklātu līdzenu un cieši piespiestu, nodrošinot labu pielāgošanos. Ir svarīgi pievērst uzmanību gaisa burbuļu noņemšanai, lai pilnībā piesātinātu stiklaudumu. Neuzklājiet divus vai vairāk pastiprināšanas materiāla slāņus vienlaikus. Atkārtojiet iepriekš minētās darbības, līdz sasniedziet paredzēto biezumu.

Ja izstrādājuma ģeometriskās dimensijas ir salīdzinoši sarežģītas un pastiprināšanas materiāli dažās vietās nevar tikt uzklāti līdzeni, un gaisa burbuļus ir grūti noņemt, šajās vietās var izmantot šķēres, lai sagrieztu materiālu, nodrošinot tā labāku pielāgošanos. Ir svarīgi, lai katrā slānī sagrieztās daļas būtu nobīdītas attiecībā pret citiem slāņiem, lai izvairītos no izturības samazināšanās.

Priekš daļām ar noteiktu leņķi, var izmantot stiklšķiedru un sveķus, lai aizpildītu. Ja dažas produkta daļas ir salīdzinoši lielas, tās var atbilstoši padarīt biezākas vai pastiprināt ar ribām šajās vietās, lai izpildītu lietošanas prasības.

Tā kā auduma šķiedru virzieni ir atšķirīgi, tādēļ arī to izturība ir atšķirīga. Stiklšķiedras auduma slāņu virzieni un to izvietojšanas metode ir jāveic saskaņā ar tehnoloģiskajām prasībām.

(Ⅳ) Savienojuma apstrāde

Vienā slāņu izvietojuma kārtā šķiedras ir jābūt pēc iespējas nepārtrauktām, un jāizvairās no nejaušas griešanas vai savienošanas. Tomēr, ņemot vērā ierobežojumus, piemēram, produktu izmērus un sarežģītību, šīm prasībām ir grūti sasniegt. Izvietojot, var izmantot blīvās kārtas izvietojumu, un katra slāņa pārklāšanās vietas ir jānovieto atšķirīgās pozīcijās, līdz tiek sasniegts produkta nepieciešamais biezums. Izvietojot, izmantojiet instrumentus, piemēram, sukas, vilnas rullīšus un burbuļu izspiešanas rullīšus, lai piesātinātu sveķus un izvadītu gaisa burbulīšus.

Ja ir augsts stiprības prasības, lai nodrošinātu produktu stiprību, abām drānas gabaliem jābūt pārklātiem ar pārklājuma platumu apmēram 50 mm. Tajā pašā laikā, katra slāņa pārklājuma pozīcijām jābūt iespējami vairāk izkliedētām.

(V) Skaidu matu uzklāšana

Izmantojot skaidu matu kā pastiprinošo materiālu, ir ieteicams izmantot impregnācijas rullīšus dažādos izmēros, jo tie īpaši efektīvi noņem gaisa burbulīšus no sveķiem. Ja šādi rīki nav pieejami un impregnācijai jāizmanto sukas, tad sveķu uzklāšanai jāizmanto punktu suku metode; pretējā gadījumā šķiedras tiks sajauktas un izkliedētas, rezultātā izplatoties nevienmērīgi un biezumā neatbilstoši. Pastiprinošajiem materiāliem, kas uzklāti dziļos iekšējos stūros, ja ar suku vai impregnācijas rullīšiem ir grūti nodrošināt ciešu piegulošanu, var izlīdzināt un piespiest ar roku.

Uzklājot, uzklājiet līmi uz veidnes virsmas ar līmes uzklāšanas rulli, pēc tam manuāli uzklājiet sagrieztos materiāla gabalus uz veidnes un izlīdziniet tos, pēc tam uzklājiet līmi ar līmes rulli, virziet rulli atpakaļ un uz priekšu vairākas reizes, lai smērē iekļūtu materiālā, pēc tam izmantojiet līmes burbuļu rulli, lai izspiestu līmi no materiāla uz virsmas un izvadītu gaisa burbulīšus, un pēc tam uzklājiet otro slāni. Stūra zonām materiālu var noraut ar roku, lai atvieglotu apvijumu, starp diviem materiāla gabaliem jābūt pārklājumam apmēram 50 mm.

Daudzi produkti var izmantot arī pārmaiņus uzklāšanas metodi ar stiklaplātnes šķiedru matu un stikla drānu. Piemēram, dažādu Japānas uzņēmumu izgatavotām zvejas laivām tiek izmantota šāda pārmaiņus metode, par kuru ziņo, ka tā nodrošina labas īpašības.

(Ⅵ) Biezas sienas produktu uzklāšana
Produktus, kuru biezums ir mazāks par 8 mm, var veidot vienā solī, savukārt produktus, kuru biezums ir lielāks par 8 mm, vajadzētu veidot vairākos posmos. Pretējā gadījumā, sliktā siltuma izkliedēšanās kūpināšanas laikā var izraisīt produkta sadegšanu un izbalēšanu, ietekmējot tā veiktspēju. Produktiem, kas veidoti vairākos posmos, otrās slāņa uzklāšanas laikā pēc pirmās uzklāšanas un kūpināšanas veidotās neregulāras malas un burbuļi jānoņem, pirms turpināt nākamā slāņa uzklāšanu. Vispārīgi ieteicams, ka vienreizējā veidošanā izmantotā biezums nedrīkst pārsniegt 5 mm. Protams, pastāv arī zema eksotermiskā efekta un zema saraušanās smolām, kas izstrādātas biezas sienas produktu veidošanai, kuras vienreizējā veidošanā var sasniegt lielāku biezumu.