Sokongan Teknikal | Penerangan Terperinci Mengenai Proses Pembentukan Fiberglass Cara Hand Lay-up

                                           

I. Semburan dan Berus Lapisan Gel

Untuk memperbaiki dan memperindah keadaan permukaan produk FRP (Fiber Reinforced Plastic), meningkatkan nilai produk tersebut, melindungi lapisan FRP di dalamnya daripada hakisan, serta memperpanjang jangka hayat produk, biasanya kita membentuk satu lapisan gel dengan kandungan resin tinggi yang dicampurkan bersama pes warna pada permukaan kerja produk tersebut. Lapisan ini boleh terdiri daripada resin tulen sahaja atau diperkukuhkan dengan menggunakan permukaan kain, dan dikenali sebagai lapisan gel koat (juga dikenali sebagai lapisan permukaan atau lapisan hiasan). Kualiti lapisan gel koat secara langsung mempengaruhi kualiti penampilan, ketahanan cuaca, ketahanan terhadap air, serta ketahanan terhadap hakisan bahan kimia pada produk tersebut. Oleh itu, perkara-perkara berikut perlu diberi perhatian semasa melakukan proses penyemburan atau menggosok lapisan gel koat:

(1) Apabila menyediakan resin salutan jel, pencampuran yang teliti diperlukan, terutamanya apabila menggunakan pes warna. Pencampuran yang tidak sekata akan menyebabkan tompok dan lorekan pada permukaan produk, yang bukan sahaja menjejaskan penampilan tetapi juga mengurangkan sifat fizikalnya. Oleh itu, pengadunan mekanikal harus digunakan seboleh-bolehnya, dan lebih baik lagi menggunakan pengadun yang tidak menghasilkan pusaran untuk mengelakkan pengenalan udara.

(2) Salutan jel boleh disapu menggunakan berus atau pistol sembur khas. Semasa proses penyemburan, 5-7% stirena perlu ditambah untuk menetapkan kelikatan resin dan menggantikan stirena yang hilang melalui proses penyejatan semasa penyemburan.

(3) Ketebalan lapisan salutan jel harus dikawal dengan tepat di antara 0.3-0.5mm, biasanya dikawal berdasarkan jisim salutan jel yang digunakan bagi setiap unit keluasan, iaitu dos penggunaan salutan jel adalah 350-550g/㎡, yang boleh memenuhi keperluan ketebalan yang disebutkan di atas.

Ketebalan lapisan gel coat perlu sesuai: tidak boleh terlalu nipis dan tidak boleh terlalu tebal. Sekiranya gel coat terlalu nipis, ia mungkin tidak dapat mengeras dengan lengkap, dan gentian kaca di bahagian belakang gel coat mungkin terdedah, menjejaskan kualiti penampilan serta gagal memperindah dan melindungi produk FRP. Sekiranya gel coat terlalu tebal, ia cenderung retak dan rintangan hentaman yang lemah, terutamanya tidak dapat menahan hentaman dari arah berlawanan produk. Penggunaan gel coat yang tidak sekata juga mudah menyebabkan retak semasa penyahacuan, disebabkan oleh tekanan dalaman pada resin akibat kelajuan pengerasan permukaan yang tidak sekata.

(4) Gel coat perlu disapukan secara sekata, dan seboleh mungkin dielakkan pengumpulan setempat gel coat.

(5) Darjah pengerasan lapisan gel coat mesti dikawal dengan baik.

Cara terbaik untuk memeriksa sama ada lapisan gel coat telah mencukupi ialah melalui kaedah sentuhan: sentuh permukaan lapisan gel coat dengan jari yang bersih. Jika ia berasa sedikit melekit tetapi tidak melekat apabila disentuh, ini menunjukkan bahawa lapisan gel coat telah asasnya mengeras, dan operasi lapisan seterusnya boleh dijalankan untuk memastikan integriti lapisan gel coat dan lapisan penggantungan.

II. Penentuan Laluan Proses

Laluan proses berkaitan dengan kualiti produk, kos produk, kitaran pengeluaran (kecekapan pengeluaran), dan faktor-faktor lain. Oleh itu, sebelum mengatur pengeluaran, adalah perlu memperoleh kefahaman yang menyeluruh mengenai keperluan teknikal semasa penggunaan produk (persekitaran, suhu, medium, beban, dsb.), struktur produk, kuantiti pengeluaran, dan keadaan pembinaan. Selepas analisis dan kajian, barulah rancangan proses pembentukan boleh ditentukan. Secara amnya, perkara-perkara berikut perlu dipertimbangkan:

(1) Mengikut keperluan penggunaan produk, pilih secara munasabah bahan mentah dan bantuan, formula, dan kaedah susunan.

(2) Tentukan struktur acuan dan bahan acuan mengikut bentuk geometri produk dan kuantiti pengeluaran.

(3) Tentukan kaedah pemerapan mengikut keadaan iklim dan kecemasan tugasan.

III. Kandungan Utama Reka Bentuk Proses

(1) Pilih bahan yang sesuai (bahan pengukuhan, bahan struktur, dan bahan bantuan lain) mengikut keperluan teknikal produk. Apabila memilih bahan mentah, aspek berikut perlu dipertimbangkan terutamanya:
① Samada produk bersentuhan dengan media berasid atau beralkali, termasuk jenis, kepekatan, suhu penggunaan, dan masa sentuhan media tersebut.
② Samada terdapat keperluan prestasi seperti ketelapan cahaya dan rintangan api.
③ Dari segi sifat mekanikal, samada bebanan dinamik atau statik.
④ Adakah keperluan khas seperti pencegahan kebocoran.

(2) Tentukan struktur dan bahan acuan.

(3) Pemilihan ejen pelepas.

(4) Tentukan formula pengerasan resin dan sistem pengerasan.

(5) Mengikut keperluan ketebalan dan kekuatan produk yang diberikan, tentukan jenis, spesifikasi, bilangan lapisan, dan kaedah susunan bahan pengukuhan.

(6) Merangka peraturan proses pembentukan.

IV. Susunan Lapisan FRP

Susunan adalah proses penting dalam proses pembentukan secara tangan. Ia mesti dioperasikan dengan teliti untuk memastikan kelajuan, ketepatan, kandungan resin yang sekata, tiada gelembung udara yang jelas, tiada penyerapan yang tidak sempurna, tiada kerosakan pada gentian, dan permukaan produk yang rata, supaya kualiti produk dapat dijamin. Kualiti produk berkaitan erat dengan tahap kemahiran dan sikap kerja operator. Oleh itu, walaupun kerja susunan adalah mudah, tetapi tidak mudah untuk membuat produk susunan yang berkualiti, dan ia perlu diambil dengan serius.

(Ⅰ) Kawalan Ketebalan

Kawalan ketebalan produk FRP merupakan isu teknikal yang dihadapi dalam kedua-dua proses reka bentuk dan pengeluaran teknologi hand lay-up. Apabila ketebalan yang diperlukan bagi sesuatu produk diketahui, pengiraan perlu dijalankan untuk menentukan kandungan resin dan bahan pengisi, serta spesifikasi dan bilangan lapisan bahan pengukuhan yang digunakan. Kemudian, ketebalan anggaran boleh dikira mengikut formula berikut:

t＝(G1n1＋G2n2＋……)×(0.394＋0.909k1＋0.4×k1k2)

Di mana:
t — ketebalan FRP yang dikira (mm);
G1, G2 — jisim kawasan pelbagai spesifikasi kain atau tikar (kg/㎡);
n1, n2 — bilangan lapisan pelbagai spesifikasi kain atau tikar;
0.394 — pemalar ketebalan bahan asas gentian;
0.909 — pemalar ketebalan resin poliester;
0.400 — pemalar ketebalan bahan pengisi;
k1 — nisbah kandungan resin kepada kandungan gentian kaca;
k2 — nisbah kandungan bahan pengisi kepada kandungan resin.

(Ⅱ) Pengiraan Dos Resin

Dos resin bagi FRP adalah parameter proses yang penting, yang boleh dikira dengan dua kaedah berikut:

(1) Kira mengikut prinsip pengisian ruang kosong, terbitkan formula kandungan jel. Selagi jisim kawasan dan ketebalan setara kain kaca (ketebalan produk yang setara dengan satu lapisan kain kaca) diketahui, kandungan jel bagi FRP boleh dikira.

(2) Kira dengan terlebih dahulu menentukan jisim produk dan kemudian peratusan jisim gentian kaca:
① Keluasan permukaan produk × ketebalan × ketumpatan plastik berpenguat gentian = jisim produk;
Jisim produk × peratusan jisim gentian kaca = jisim gentian kaca;
Jisim produk － jisim gentian kaca = jisim resin.

② Keluasan permukaan produk × bilangan lapisan gentian kaca × jisim kawasan gentian kaca = jisim gentian kaca;
Jisim gentian kaca ÷ peratusan jisim gentian kaca = jisim produk;
Jisim produk － jisim gentian kaca = jisim resin.

Dos resin yang diperlukan untuk penyetoran boleh dianggarkan berdasarkan jisim gentian kaca. Jika gentian hancur digunakan, kandungan jelnya biasanya dikawal antara 65-75%; jika kain kaca digunakan sebagai bahan pengukuhan, kandungan jelnya biasanya dikawal antara 45-55% untuk memastikan kualiti produk.

(Ⅲ) Penyetoran Kain Kaca

Bagi produk yang mempunyai lapisan gel coat, tiada bendasing boleh dicampur ke dalam gel coat. Sebelum penyetoran, pencemaran antara lapisan gel coat dan lapisan belakang perlu dielakkan untuk mengelakkan lekatan antara lapisan yang kurang baik, yang menjejaskan kualiti produk. Lapisan gel coat boleh diperkukuhkan dengan menggunakan permukaan gentian.

Semasa proses penutupan, perhatian harus diberikan kepada penyerapan gentian kaca dengan resin. Pertama, buatkan resin meresap ke seluruh permukaan berkas gentian, kemudian gantikan sepenuhnya udara di dalam berkas gentian dengan resin. Sangat penting untuk memastikan lapisan pertama bahan pengukuhan benar-benar diserap oleh resin dan melekat dengan rapat, terutamanya bagi beberapa produk yang akan digunakan dalam keadaan suhu yang lebih tinggi. Ini kerana penyerapan dan lekatan yang tidak sempurna akan meninggalkan udara di sekeliling lapisan gel coat, dan udara yang tinggal ini akan mengembang disebabkan oleh haba semasa pengerasan dan penggunaan produk, menghasilkan gelembung.

Semasa proses lay-up, pertama sekali, sapukan secara sekata satu lapisan resin yang telah disediakan pada lapisan gel coat atau permukaan acuan pembentukan dengan menggunakan alat tangan seperti berus, penyepit, atau penggelek penyerapan, kemudian letakkan satu lapisan bahan pengukuhan yang telah dipotong (seperti jalur serong, kain nipis, atau permukaan kain kasa), dan kemudian gunakan alat pembentukan untuk menyapu rata dan menekannya dengan ketat supaya melekat rapat. Perhatian perlu diberi untuk mengeluarkan gelembung udara supaya kain kaca dapat direndam sepenuhnya. Jangan meletakkan dua lapisan atau lebih bahan pengukuhan pada masa yang sama. Ulangi operasi di atas sehingga ketebalan yang direka dicapai.

Jika dimensi geometri produk agak kompleks, dan bahan pengukuhan tidak dapat diletakkan rata di sesetengah tempat, serta gelembung udara sukar dikeluarkan, gunting boleh digunakan untuk memotong bahagian tersebut supaya dapat diletakkan dengan rata. Perlu diperhatikan bahawa bahagian yang dipotong pada setiap lapisan harus diposisikan secara berselang-seli untuk mengelakkan kehilangan kekuatan.

Untuk bahagian dengan sudut tertentu, gentian kaca dan resin boleh digunakan untuk mengisi. Jika sebahagian daripada produk agak besar, ketebalan di tempat-tempat tersebut boleh ditambah atau diperkukuh dengan rusuk untuk memenuhi keperluan penggunaan.

Oleh kerana arah gentian yang berbeza pada kain, kekuatannya juga berbeza. Arah dan kaedah pemasangan kain gentian kaca yang digunakan perlu selaras dengan keperluan proses.

(Ⅳ) Rawatan Sambungan Overlap

Gentian dalam lapisan pemasangan yang sama seharusnya sekurang-kurangnya berterusan, dan pemotongan atau sambungan secara rawak perlu dielakkan. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh had seperti saiz dan kekompleksan produk, ini sukar dicapai. Semasa pemasangan, kaedah pemasangan berimpit (butt-joint) boleh digunakan, dan sambungan berimpit bagi setiap lapisan mesti diposisikan secara berselang-seli sehingga ketebalan produk yang diperlukan tercapai. Semasa pemasangan, gunakan alat seperti berus, penggelek bulu, dan penggelek penekan gelembung udara untuk meresapkan resin dan mengeluarkan gelembung udara.

Jika keperluan kekuatan adalah tinggi, untuk memastikan kekuatan produk, dua helai kain tersebut hendaklah dilap dengan lebar lap sekitar 50mm. Pada masa yang sama, kedudukan lap bagi setiap lapisan hendaklah diatur secara berselang-seli sebanyak mungkin.

(Ⅴ) Penyusunan Matriks Serabut Dipotong

Apabila menggunakan matriks serabut dipotong sebagai bahan pengukuhan, adalah lebih baik menggunakan penggelek impregnasi dengan spesifikasi yang berbeza untuk operasi, kerana penggelek impregnasi sangat berkesan dalam mengeluarkan gelembung udara dari resin. Jika alat sebegini tidak tersedia dan berus perlu digunakan untuk impregnasi, kaedah menyapu titik hendaklah digunakan untuk memohon resin; jika tidak, gentian akan menjadi kusut dan tersasar, menghasilkan taburan yang tidak sekata dan ketebalan yang tidak sekata. Bagi bahan pengukuhan yang diletakkan di sudut dalaman yang dalam, jika sukar untuk memadankan dengan berus atau penggelek impregnasi, permukaan boleh diratakan dan ditekan dengan tangan.

Semasa melapis, sapukan gam pada permukaan acuan dengan menggunakan penggelek aplikasi gam, kemudian lapiskan secara manual kepingan kain pemotongan pada acuan dan ratakan, kemudian sapukan gam dengan penggelek gam, gulung ke depan dan ke belakang berulang kali supaya gam resin meresap ke dalam kain, kemudian gunakan penggelek gelembung gam untuk memerah gam di dalam kain ke permukaan serta mengeluarkan gelembung udara, dan seterusnya lapis lapisan kedua. Untuk kawasan sudut, kain boleh disobek dengan tangan untuk memudahkan pembungkusan, dengan tindih sekitar 50mm antara dua keping kain.

Banyak produk juga boleh menggunakan kaedah lapisan berselang-seli antara kain serpih dan kain kaca. Sebagai contoh, bot pancing yang dibina oleh pelbagai syarikat Jepun menggunakan kaedah selang-seli ini, yang dilaporkan menghasilkan produk dengan prestasi yang baik.

(Ⅵ) Lapisan Produk Berdinding Tebal
Produk dengan ketebalan kurang daripada 8mm boleh dibentuk dalam satu langkah, manakala produk dengan ketebalan melebihi 8mm sepatutnya dibentuk dalam beberapa langkah. Jika tidak, penyejatan haba yang tidak mencukupi semasa proses pengerasan boleh menyebabkan produk terbakar dan berubah warna, seterusnya menjejaskan prestasinya. Bagi produk yang dibentuk dalam beberapa langkah, pada pemasangan lapisan kedua, sisa dan gelembung yang terbentuk selepas pemasangan dan pengerasan lapisan pertama perlu dikikis sebelum meneruskan pemasangan lapisan berikutnya. Secara amnya, adalah disyorkan ketebalan pembentukan sekaligus tidak melebihi 5mm. Sudah tentu, terdapat juga resin berkeksoterm rendah dan pengecutan rendah yang direka khusus untuk pembentukan produk berdinding tebal, yang membolehkan ketebalan yang lebih besar dicapai dalam satu pembentukan.