Suporte Técnico | Explicação Detalhada do Processo de Formação de Fibra de Vidro por Aplicação Manual

                                           

I. Aplicação por pulverização e escovação do Gel Coat

Para melhorar e embelezar a condição superficial dos produtos de PRF (Plástico Reforçado com Fibra), aumentar seu valor, proteger a camada interna de PRF da erosão e prolongar a vida útil dos produtos, geralmente se forma uma camada de gel com alto teor de resina, misturada com pasta de pigmento, na superfície de trabalho dos produtos. Essa camada pode ser composta apenas por resina ou reforçada com um tecido superficial, sendo chamada de camada de gel coat (também conhecida como camada superficial ou camada decorativa). A qualidade da camada de gel coat afeta diretamente a qualidade da aparência, resistência aos intempéries, resistência à água e à erosão por meios químicos dos produtos. Portanto, devem ser observados os seguintes pontos ao pulverizar ou aplicar a camada de gel coat com escova:

(1) Ao preparar a resina de camada de gel, é necessário misturar bem, especialmente ao utilizar pasta pigmentada. Uma mistura irregular causará manchas e riscos na superfície do produto, o que não apenas afeta a aparência, mas também reduz suas propriedades físicas. Por esse motivo, deve-se utilizar, sempre que possível, uma agitação mecânica, preferencialmente com um misturador que não gere vórtices, para evitar a introdução de ar.

(2) A camada de gel pode ser aplicada com uma escova ou com uma pistola de pulverização especial. Durante a pulverização, deve-se adicionar 5-7% de estireno para ajustar a viscosidade da resina e compensar o estireno perdido por volatilização durante o processo de pulverização.

(3) A espessura da camada de gel deve ser controlada com precisão entre 0,3-0,5 mm, geralmente controlada pela massa de camada de gel utilizada por área unitária, ou seja, a dosagem da camada de gel deve ser de 350-550 g/㎡, o que permite atingir os requisitos de espessura mencionados acima.

A espessura da camada de gel coat deve ser adequada: não deve ser nem muito fina nem muito grossa. Se o gel coat for muito fino, pode curar de forma incompleta e as fibras de vidro na parte traseira do gel coat podem ficar expostas, afetando a qualidade estética e não conseguindo embelezar e proteger adequadamente o produto de PRFV. Se o gel coat for muito grosso, é propenso a rachaduras e baixa resistência ao impacto, especialmente incapaz de suportar impactos vindos do lado oposto do produto. A aplicação desigual do gel coat também pode facilmente causar rachaduras durante a desmoldagem, devido a tensões internas na resina causadas pela velocidade desigual de cura na superfície.

(4) O gel coat deve ser aplicado de forma uniforme, evitando ao máximo o acúmulo localizado do gel coat.

(5) O grau de cura da camada de gel coat deve ser adequadamente controlado.

A melhor maneira de verificar se a camada de gel coat está adequadamente curada é o método de toque: toque a superfície da camada de gel coat com um dedo limpo. Se sentir uma leve aderência, mas sem ficar pegajosa ao toque, isso indica que a camada de gel coat basicamente já curou, e a próxima operação de laminação pode ser realizada para garantir a integridade entre a camada de gel coat e a camada de suporte.

II. Determinação do Trajeto do Processo

O trajeto do processo está relacionado com a qualidade do produto, custo do produto, ciclo de produção (eficiência da produção) e outros fatores. Portanto, antes de organizar a produção, é necessário obter um entendimento completo dos requisitos técnicos durante a utilização do produto (ambiente, temperatura, meio, carga, etc.), estrutura do produto, quantidade de produção e condições de construção. Após análise e pesquisa, o plano do processo de moldagem poderá ser definido. Geralmente, os seguintes aspectos devem ser considerados:

(1) De acordo com os requisitos de utilização do produto, selecione razoavelmente matérias-primas e auxiliares, fórmulas e métodos de aplicação.

(2) Determine a estrutura do molde e o material do molde de acordo com a forma geométrica do produto e a quantidade de produção.

(3) Determine o método de cura de acordo com as condições climáticas e a urgência da tarefa.

III. Conteúdos Principais do Projeto de Processo

(1) Selecione materiais adequados (materiais de reforço, materiais estruturais e outros materiais auxiliares) de acordo com os requisitos técnicos do produto. Ao selecionar matérias-primas, os seguintes aspectos devem ser principalmente considerados:
① Se o produto está em contato com meios ácidos ou alcalinos, incluindo o tipo, concentração, temperatura de serviço e tempo de contato do meio.
② Se existem requisitos de desempenho, como transmitância luminosa e retardância à chama.
③ Em termos de propriedades mecânicas, se é carga dinâmica ou carga estática.
④ Se existem requisitos especiais, como proteção contra vazamentos.

(2) Determinar a estrutura e o material do molde.

(3) Seleção do agente de desmoldagem.

(4) Determinar a fórmula de cura da resina e o sistema de cura.

(5) De acordo com a espessura e os requisitos de resistência mecânica especificados para o produto, determinar o tipo, especificação, número de camadas e método de aplicação dos materiais de reforço.

(6) Elaborar as normas do processo de moldagem.

IV. Aplicação das Camadas de PRF

A aplicação é um processo importante no processo de moldagem manual. Deve-se operar com cuidado para garantir velocidade, precisão, conteúdo uniforme de resina, ausência de bolhas visíveis, impregnação inadequada, danos às fibras e superfície plana do produto, assegurando assim a qualidade. A qualidade está fortemente relacionada à habilidade e atitude do operador. Portanto, embora o trabalho de aplicação seja simples, não é fácil produzir bons produtos, devendo ser levado a sério.

(Ⅰ) Controle de Espessura

O controle da espessura de produtos FRP é uma questão técnica encontrada tanto no projeto quanto no processo de produção da tecnologia de aplicação manual. Quando a espessura necessária de um produto é conhecida, cálculos precisam ser realizados para determinar o conteúdo de resina e carga, bem como a especificação e o número de camadas dos materiais de reforço utilizados. Em seguida, a espessura aproximada pode ser calculada de acordo com a seguinte fórmula:

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

Onde:
t — espessura calculada do FRP (mm);
G1, G2 — massa superficial de diversos tipos de tecido ou manta (kg/m²);
n1, n2 — número de camadas de diversos tipos de tecido ou manta;
0,394 — constante de espessura do material base de fibra;
0,909 — constante de espessura da resina poliéster;
0,400 — constante de espessura da carga;
k1 — proporção do conteúdo de resina em relação ao conteúdo de fibra de vidro;
k2 — proporção do conteúdo de carga em relação ao conteúdo de resina.

(Ⅱ) Cálculo da Dosagem de Resina

A dosagem de resina em FRP é um parâmetro importante no processo, podendo ser calculada por meio dos seguintes dois métodos:

(1) Calcular com base no princípio de preenchimento de vazios e derivar a fórmula do teor de gel. Basta conhecer a massa superficial e a espessura equivalente do tecido de vidro (a espessura do produto equivalente a uma camada de tecido de vidro), para calcular o teor de gel do FRP.

(2) Calcular determinando primeiro a massa do produto e, depois, o percentual em massa da fibra de vidro:
① Área superficial do produto × espessura × densidade do plástico reforçado com fibra = massa do produto;
Massa do produto × percentual em massa da fibra de vidro = massa da fibra de vidro;
Massa do produto － massa da fibra de vidro = massa da resina.

② Área superficial do produto × número de camadas de fibra de vidro × massa superficial da fibra de vidro = massa da fibra de vidro;
Massa da fibra de vidro ÷ percentual em massa da fibra de vidro = massa do produto;
Massa do produto － massa da fibra de vidro = massa da resina.

A dosagem de resina necessária para a aplicação pode ser estimada com base na massa da fibra de vidro. Se for utilizado o mat de filamentos picados, seu teor de gel é geralmente controlado entre 65-75%; se for utilizada a tela de vidro como material de reforço, o teor de gel é geralmente controlado entre 45-55% para garantir a qualidade do produto.

(Ⅲ) Aplicação da Tela de Vidro

Para produtos com camada de gel coat, não devem ser misturadas impurezas ao gel coat. Antes da aplicação, deve-se evitar a contaminação entre a camada de gel coat e a camada de suporte para evitar uma má adesão entre camadas, o que afeta a qualidade do produto. A camada de gel coat pode ser reforçada com um mat de superfície.

Durante a aplicação, deve-se prestar atenção à impregnação das fibras de vidro com resina. Primeiramente, faça com que a resina penetre toda a superfície dos feixes de fibra, e em seguida substitua completamente o ar no interior dos feixes de fibra por resina. É muito importante garantir que a primeira camada do material de reforço seja completamente impregnada com resina e firmemente aderida, especialmente para alguns produtos que serão utilizados sob condições de temperatura mais elevada. Uma impregnação e adesão inadequadas deixarão ar ao redor da camada de gel coat, e esse ar residual se expandirá devido ao calor durante a cura e o uso do produto, resultando em bolhas.

Durante a aplicação, primeiro, aplique uniformemente uma camada de resina preparada sobre a camada de gel coat ou sobre a superfície de moldagem com ferramentas manuais, como escovas, espátulas ou rolos de impregnação. Em seguida, coloque uma camada de material de reforço cortado (como tiras diagonais, tecido fino ou manta superficial). Depois, utilize ferramentas de moldagem para escovar e alisar, pressionando firmemente para garantir uma boa aderência. É importante prestar atenção na remoção das bolhas de ar, para que o tecido de vidro seja totalmente impregnado. Não aplique duas ou mais camadas de material de reforço simultaneamente. Repita as operações acima até atingir a espessura projetada.

Se as dimensões geométricas do produto forem relativamente complexas, e o material de reforço não conseguir ser aplicado plano em determinados locais, e as bolhas forem difíceis de remover, pode-se utilizar tesouras para cortar essas regiões, a fim de obter um ajuste plano. Deve-se observar que os cortes em cada camada devem ser desencontrados, para evitar perda de resistência.

Para peças com determinado ângulo, podem ser utilizadas fibras de vidro e resina para preenchimento. Se algumas partes do produto forem relativamente grandes, podem ser convenientemente engrossadas ou reforçadas com nervuras nesses locais, a fim de atender aos requisitos de utilização.

Devido às diferentes direções das fibras do tecido, suas resistências também variam. A direção e o método de aplicação do tecido de fibra de vidro utilizada devem estar em conformidade com os requisitos do processo.

(Ⅳ) Tratamento de Junta Sobreposta

As fibras na mesma camada de aplicação devem ser tão contínuas quanto possível, evitando cortes ou emendas aleatórios. No entanto, devido a limitações como tamanho e complexidade do produto, isso pode ser difícil de alcançar. Durante a aplicação, pode-se adotar o método de justaposição (butt-joint), e as juntas sobrepostas de cada camada devem ser desencontradas até que a espessura requerida do produto seja alcançada. Durante a aplicação, utilize ferramentas como escovas, rolos de lã e rolos para pressionar e eliminar bolhas de ar, garantindo a impregnação completa da resina.

Se o requisito de resistência for elevado, para garantir a resistência do produto, os dois tecidos devem ser sobrepostos com uma largura de sobreposição de aproximadamente 50 mm. Ao mesmo tempo, as posições de sobreposição de cada camada devem ser desalinhadas o máximo possível.

(Ⅴ) Aplicação do Mat de Fibras Cortadas

Ao utilizar mat de fibras cortadas como material de reforço, é recomendável utilizar rolos de impregnação de diferentes especificações para a operação, pois os rolos de impregnação são particularmente eficazes na remoção de bolhas de ar da resina. Caso essas ferramentas não estejam disponíveis e seja necessário utilizar escovas para a impregnação, o método de aplicação por pontos deve ser usado para aplicar a resina; caso contrário, as fibras ficarão desordenadas e deslocadas, resultando em distribuição desigual e espessura irregular. Para materiais de reforço colocados em cantos internos profundos, caso seja difícil ajustá-los adequadamente com escovas ou rolos de impregnação, podem ser alisados e pressionados manualmente.

Durante a aplicação, espalhe a cola na superfície do molde com um rolo aplicador de cola, em seguida, posicione manualmente as peças cortadas do mat sobre o molde e alise-as, depois aplique cola com o rolo de cola, movendo-o para frente e para trás repetidamente para fazer com que a resina penetre no mat. Utilize então um rolo para remover bolhas de ar, pressionando a cola do interior do mat para fora e expelindo as bolhas de ar. Depois, aplique a segunda camada. Nas áreas de canto, o mat pode ser rasgado manualmente para facilitar a conformação, mantendo uma sobreposição de cerca de 50 mm entre duas peças do mat.

Muitos produtos também podem utilizar o método alternado de aplicação de mat de filamentos picados e tecido de vidro. Por exemplo, embarcações de pesca fabricadas por várias empresas japonesas utilizam esse método alternado, o qual é relatado como eficaz na produção de produtos com bom desempenho.

(Ⅵ) Aplicação de Produtos de Parede Espessa
Produtos com espessura inferior a 8 mm podem ser moldados em uma única etapa, enquanto produtos com espessura superior a 8 mm devem ser moldados em múltiplas etapas. Caso contrário, uma dissipação térmica inadequada durante a cura pode causar queima e descoloração do produto, afetando seu desempenho. Para produtos moldados em múltiplas etapas, na segunda aplicação, as rebarbas e bolhas formadas após a primeira aplicação e cura devem ser removidas antes de continuar com a aplicação da próxima camada. Em geral, recomenda-se que a espessura da moldagem em uma única etapa não exceda 5 mm. É claro que existem também resinas de baixa exotermia e baixa retração desenvolvidas especificamente para a moldagem de produtos de parede espessa, as quais permitem alcançar espessuras maiores em uma única etapa de moldagem.