Asistență tehnică | Explicație detaliată a procesului de formare manuală cu sticlă fibră

                                           

I. Aplicarea prin pulverizare și periere a stratului de gel

Pentru a îmbunătăți și a frumusețea condiția suprafeței produselor din FRP (plastic armat cu fibră), pentru a le mări valoarea, pentru a proteja stratul intern de FRP împotriva eroziunii și pentru a prelungi durata de utilizare a produselor, de obicei se formează un strat de gel cu conținut ridicat de rășină, amestecat cu pastă de pigment, pe suprafața de lucru a produselor. Acest strat poate fi din rășină pură sau poate fi întărit cu un strat superficial și este denumit strat de gel (cunoscut și sub numele de strat de suprafață sau strat decorativ). Calitatea stratului de gel afectează direct calitatea aparenței, rezistența la intemperii, rezistența la apă și rezistența la eroziunea produsă de medii chimice ale produselor. Prin urmare, se vor avea în vedere următoarele aspecte atunci când se aplică stratul de gel prin pulverizare sau periere:

(1) La prepararea rășinii pentru stratul gel, este necesară o amestecare temeinică, mai ales atunci când se utilizează pastă de pigment. O amestecare neuniformă va provoca pete și dungi pe suprafața produsului, ceea ce nu doar că afectează aspectul, ci reduce și proprietățile sale fizice. Din acest motiv, se recomandă utilizarea cât mai mult posibil a unei agitări mecanice și, de preferință, a unui agitator care nu generează vârtejuri, pentru a evita introducerea aerului.

(2) Stratul gel poate fi aplicat cu o perie sau cu un pistol special de pulverizare. În timpul pulverizării, se recomandă adăugarea a 5-7% stiren pentru a regla vâscozitatea rășinii și pentru a compensa stirenul pierdut prin volatilizare în timpul procesului de pulverizare.

(3) Grosimea stratului gel trebuie controlată cu precizie între 0,3-0,5 mm, de obicei prin controlul masei de gel utilizate pe unitatea de suprafață, adică dozajul de gel este de 350-550 g/㎡, ceea ce permite atingerea cerințelor de grosime menționate anterior.

Grosimea stratului de gel coat trebuie să fie corespunzătoare: nu trebuie să fie nici prea subțire, nici prea groasă. Dacă gel coat-ul este prea subțire, poate să nu se cureze complet, iar fibrele de sticlă de pe partea din spate a gel coat-ului pot fi expuse, afectând calitatea aspectului și nefiind în măsură să frumusețeze și să protejeze produsul din materie plastică armată cu sticlă (FRP). Dacă gel coat-ul este prea gros, este predispus la crăpături și o rezistență redusă la impact, în special neputând suporta impactele din direcția opusă a produsului. Aplicarea neuniformă a gel coat-ului poate duce, de asemenea, ușor la apariția de crăpături în timpul demulării, din cauza tensiunilor interne din rășină provocate de viteza neuniformă de întărire a suprafeței.

(4) Gel coat-ul trebuie aplicat uniform, evitându-se cât mai mult posibil acumularea locală a gel coat-ului.

(5) Trebuie controlat corespunzător gradul de întărire al stratului de gel coat.

Cea mai bună metodă de a verifica dacă stratul de gel coat este corect întărit este metoda atingerii: atinge suprafața stratului de gel coat cu un deget curat. Dacă simți că este ușor lipicios, dar nu cleios, înseamnă că stratul de gel coat s-a întărit în mare parte și se poate trece la următoarea operațiune de aplicare, pentru a asigura integritatea stratului de gel coat și a stratului de sprijin.

II. Determinarea traseului tehnologic

Traseul tehnologic este corelat cu calitatea produsului, costul acestuia, ciclul de producție (eficiența producției) și alți factori. Prin urmare, înainte de a organiza producția, trebuie obținută o înțelegere cuprinzătoare a cerințelor tehnice privind utilizarea produsului (mediu, temperatură, mediu de lucru, sarcină, etc.), structura produsului, cantitatea de producție și condițiile de execuție. După analiză și cercetare, se poate determina planul tehnologic de formare. În general, trebuie luate în considerare următoarele aspecte:

(1) În funcție de cerințele privind utilizarea produsului, selectați în mod corespunzător materiile prime și auxiliare, formulele și metodele de așezare.

(2) Determinați structura și materialul matriței în funcție de forma geometrică a produsului și de cantitatea de producție.

(3) Determinați metoda de întărire în funcție de condițiile climatice și de urgența sarcinii.

III. Conținutul principal al proiectării procesului

(1) Selectați materialele corespunzătoare (materiale de armare, materiale structurale și alte materiale auxiliare) în funcție de cerințele tehnice ale produsului. La alegerea materiilor prime, trebuie luate în considerare în principal următoarele aspecte:
① Dacă produsul este în contact cu medii acide sau alcaline, inclusiv tipul, concentrația, temperatura de funcționare și timpul de contact al mediului.
② Dacă există cerințe de performanță, cum ar fi transparența la lumină și rezistența la foc.
③ Din punct de vedere al proprietăților mecanice, dacă este vorba de sarcină dinamică sau statică.
④ Dacă există cerințe speciale privind prevenirea scurgerilor sau altele.

(2) Determinarea structurii și materialului matriței.

(3) Alegerea agentului de dezlipire.

(4) Determinarea formulei de întărire a rășinii și a sistemului de întărire.

(5) În funcție de grosimea produsului și de cerințele de rezistență indicate, determinați tipul, specificația, numărul de straturi și metoda de așezare a materialelor de armare.

(6) Elaborarea reglementărilor privind procesul de formare.

IV. Așezarea straturilor de FRP

Așezarea este un proces important în cadrul procesului de formare manuală. Trebuie să fie realizată cu grijă pentru a asigura viteza, precizia, conținut uniform de rășină, lipsa bulelor de aer evidente, fără impregnație necorespunzătoare, fără deteriorarea fibrelor și cu o suprafață plană a produsului, astfel încât să se asigure calitatea produsului. Calitatea este în mare măsură legată de îndemânarea și atitudinea operatorului față de muncă. Prin urmare, deși munca de așezare este simplă, nu este ușor să realizezi produse bine așezate și trebuie să fie luată în serios.

(Ⅰ) Controlul grosimii

Controlul grosimii produselor FRP este o problemă tehnică întâlnită atât în faza de proiectare, cât și în procesul de producție al tehnologiei hand lay-up. Atunci când grosimea necesară a unui produs este cunoscută, trebuie efectuate calcule pentru a determina conținutul de rășină și umplutură, precum și specificația și numărul de straturi ale materialelor de armare utilizate. Apoi, grosimea aproximativă poate fi calculată conform următoarei formule:

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

Unde:
t — grosimea calculată a FRP (mm);
G1, G2 — masa superficială a diferitelor specificații de pânză sau mat (kg/㎡);
n1, n2 — numărul de straturi ale diferitelor specificații de pânză sau mat;
0,394 — constanta de grosime a materialului de bază din fibră;
0,909 — constanta de grosime a rășinii poliesterice;
0,400 — constanta de grosime a umpluturii;
k1 — raportul conținutului de rășină față de conținutul de fibră de sticlă;
k2 — raportul conținutului de umplutură față de conținutul de rășină.

(Ⅱ) Calculul dozării rășinii

Dozarea rășinii din FRP este un parametru important al procesului, care poate fi calculată cu următoarele două metode:

(1) Calculați în funcție de principiul umplerii golurilor și deduceți formula conținutului de gel. Atâta timp cât se cunosc masa pe unitatea de suprafață și grosimea echivalentă a țesăturii de sticlă (grosimea produsului echivalentă cu un strat de țesătură de sticlă), se poate calcula conținutul de gel al FRP.

(2) Calculați mai întâi determinând masa produsului și apoi procentul de masă al fibrei de sticlă:
① Suprafața produsului × grosimea × densitatea plasticului armat cu fibră = masa produsului;
Masa produsului × procentul de masă al fibrei de sticlă = masa fibrei de sticlă;
Masa produsului － masa fibrei de sticlă = masa rășinii.

② Suprafața produsului × numărul de straturi de fibră de sticlă × masa pe unitatea de suprafață a fibrei de sticlă = masa fibrei de sticlă;
Masa fibrei de sticlă ÷ procentul de masă al fibrei de sticlă = masa produsului;
Masa produsului － masa fibrei de sticlă = masa rășinii.

Dozajul de rășină necesar pentru aplicare poate fi estimat în funcție de masa fibrei de sticlă. Dacă se utilizează panza de sticlă cu fibre tăiate, conținutul său de gel este, în general, controlat între 65-75%; dacă se folosește țesătura de sticlă ca material de armare, conținutul de gel este, în general, controlat între 45-55% pentru a asigura calitatea produsului.

(Ⅲ) Aplicarea țesăturii de sticlă

Pentru produsele cu strat de gel coat, în stratul de gel coat nu trebuie amestecate impurități. Înainte de aplicare, trebuie prevenită poluarea dintre stratul de gel coat și stratul de sprijin, pentru a evita aderența slabă între straturi, ceea ce afectează calitatea produsului. Stratul de gel coat poate fi consolidat cu o panză superficială.

În timpul punerii în operă, trebuie acordată atenție impregnării fibrelor de sticlă cu rășină. Mai întâi, faceți ca rășina să pătrundă pe întreaga suprafață a fascicolelor de fibră, iar apoi înlocuiți complet aerul din interiorul fascicolelor de fibră cu rășină. Este foarte important să vă asigurați că primul strat de material de armare este complet impregnat cu rășină și aderă strâns, în special pentru anumite produse care vor fi utilizate în condiții de temperatură mai ridicată. O impregnare și o aderență necorespunzătoare vor lăsa aer în jurul stratului de gel coat, iar acest aer rezidual se va extinde din cauza căldurii în timpul procesului de întărire și utilizare a produsului, rezultând în formarea de bule.

În timpul aplicării manuale, mai întâi, se aplică în mod uniform un strat de rășină pregătit pe stratul de gel coat sau pe suprafața formată a matriței cu ajutorul unor scule pentru aplicare manuală, cum ar fi perii, raclete sau role de impregnare, apoi se aplică un strat de material de armare tăiat (de exemplu, fâșii diagonale, țesătură subțire sau mat de suprafață), iar apoi se utilizează scule de formare pentru a-l netezi și a-l presa strâns, astfel încât să se adapteze perfect. Trebuie acordată atenție eliminării bulelor de aer pentru a asigura o impregnare completă a țesăturii de sticlă. Nu se vor aplica două sau mai multe straturi de materiale de armare simultan. Se repetă operațiile de mai sus până când se atinge grosimea proiectată.

Dacă dimensiunile geometrice ale produsului sunt relativ complexe, iar materialele de armare nu pot fi aplicate perfect plane în anumite locuri, iar bulele de aer sunt greu de eliminate, se poate utiliza o foarfecă pentru a tăia zona respectivă, astfel încât să se adapteze plan. Trebuie avut în vedere ca tăieturile fiecărui strat să fie decalate, pentru a evita pierderea de rezistență.

Pentru piese cu un anumit unghi, fibrele de sticlă și rășina pot fi utilizate pentru umplere. Dacă unele părți ale produsului sunt relativ mari, acestea pot fi corespunzător îngroșate sau consolidate cu nervuri în acele locuri pentru a satisface cerințele de utilizare.

Datorită direcțiilor diferite ale fibrelor din țesătură, rezistențele acestora sunt de asemenea diferite. Direcția de așezare și metoda de aplicare a țesăturii de fibră de sticlă utilizate trebuie să fie în conformitate cu cerințele tehnologice.

(Ⅳ) Tratarea îmbinărilor suprapuse

Fibrele din același strat de așezare ar trebui să fie, pe cât posibil, continue, evitându-se tăierea sau îmbinarea aleatorie. Cu toate acestea, din cauza unor limitări, cum ar fi dimensiunea și complexitatea produsului, este dificil de realizat acest lucru. În timpul așezării, se poate adopta metoda de îmbinare cap la cap, iar îmbinările suprapuse ale fiecărui strat trebuie să fie decalate până când se atinge grosimea necesară a produsului. În timpul așezării, utilizați instrumente precum perii, role de lână, și role pentru presarea bulelor, pentru a impregna rășina și a elimina bulele de aer.

Dacă cerința de rezistență este ridicată, pentru a asigura rezistența produsului, cele două bucăți de material trebuie să se suprapună cu o lățime de suprapunere de aproximativ 50 mm. În același timp, pozițiile de suprapunere ale fiecărui strat ar trebui să fie cât mai decalate posibil.

(Ⅴ) Așezarea materialului din mătase de tip Chopped Strand Mat

Atunci când se utilizează material din mătase de tip chopped strand mat ca material de armare, este recomandat să se folosească role de impregnare de diferite dimensiuni pentru operațiune, deoarece acestea sunt eficiente în special în eliminarea bulelor de aer din rășină. Dacă nu există astfel de unelte și trebuie să se utilizeze perii pentru impregnare, se recomandă aplicarea rășinii prin pensulare punctuală; în caz contrar, fibrele pot fi dezordonate și deplasate, ceea ce duce la o distribuție neuniformă și la o grosime neregulată. Pentru materialele de armare așezate în colțurile interne adânci, dacă este dificil să se realizeze o fixare strânsă cu perii sau role de impregnare, acestea pot fi netezite și apăsate manual.

În timpul aplicării, aplicați adezivul pe suprafața matricei cu un roller pentru aplicarea adezivului, apoi așezați manual pe matrice bucățile tăiate din material și le neteziți, apoi aplicați adeziv cu rollerul pentru adeziv, îl întindeți înainte și înapoi de mai multe ori pentru a face rășina să pătrundă în material, apoi utilizați un roller pentru eliminarea bulelor de aer din adeziv pentru a împinge adezivul din interiorul materialului la suprafață și a elimina bulele de aer, iar apoi așezați al doilea strat. În zonele unghiulare, materialul poate fi rupt manual pentru a facilita acoperirea, cu o suprapunere de aproximativ 50 mm între două bucăți de material.

Multe produse pot utiliza și metoda alternantă de aplicare a materialului din fir tăiat și a țesăturii de sticlă. De exemplu, ambarcațiunile de pescuit realizate prin aplicare de către diverse companii japoneze folosesc această metodă alternantă, despre care se spune că produce produse cu performanțe bune.

(Ⅵ) Aplicarea pentru produsele cu pereți groși
Produsele cu o grosime mai mică de 8 mm pot fi formate într-un singur pas, în timp ce produsele cu o grosime mai mare de 8 mm ar trebui formate în mai mulți pași. În caz contrar, o disipare slabă a căldurii în timpul vulcanizării poate duce la arderea și decolorarea produsului, afectându-i performanța. Pentru produsele formate în mai mulți pași, în timpul celui de-al doilea strat, marginile neregulate și bulele formate după primul strat și vulcanizare trebuie îndepărtate înainte de a continua cu următorul strat. În general, se recomandă ca grosimea formării într-un singur pas să nu depășească 5 mm. Desigur, există și rășini cu exotermie redusă și cu contracție scăzută, dezvoltate special pentru formarea produselor cu pereți groși, care pot realiza o grosime mai mare într-o singură formare.