Teknik Destek | El ile Yerleştirme Cam Elyaf Form verme Sürecinin Ayrıntılı Açıklaması

                                           

I. Jel Köt Spreme ve Fırçalama

FRP (Fiber Reinforced Plastic) ürünlerin yüzey durumunu iyileştirmek ve güzelleştirmek, değerlerini artırmak, iç FRP tabakasını aşınmadan korumak ve ürünün kullanım ömrünü uzatmak amacıyla, genellikle pigment macunu ile karıştırılmış yüksek reçine içeriğine sahip bir jel tabakası, ürünün çalışma yüzeyinde oluşturulur. Bu tabaka sadece reçine olabileceği gibi yüzey matı ile de takviye edilmiş olabilir ve jel kot (yüzey tabaka veya dekoratif tabaka olarak da bilinir) olarak adlandırılır. Jel kot tabakasının kalitesi, doğrudan ürünün dış görünüş kalitesi, hava koşullarına dayanıklılığı, suya karşı direnci ve kimyasal ortama karşı aşınma direncini etkiler. Bu nedenle, jel kot tabakası spreylenirken veya fırçalanırken aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:

(1) Jel kapa reçinesi hazırlanırken özellikle pigment macunu kullanıldığında karıştırma işlemi iyi yapılmalıdır. Düzgün olmayan karıştırma, ürün yüzeyinde lekeler ve çizgiler oluşmasına neden olur; bu durum sadece görünüşü etkilemez aynı zamanda ürünün fiziksel özelliklerini de azaltır. Bu nedenle mümkün olduğunca mekanik karıştırma kullanılmalı ve özellikle vorteks oluşturmamakta olan bir karıştırıcı tercih edilmelidir, böylece hava karışması önlenir.

(2) Jel kap, fırça ile ya da özel bir sprey tabancası kullanılarak uygulanabilir. Spreyleme sırasında reçinenin viskozitesini ayarlamak ve spreyleme işlemi sırasında buharlaşmayla kaybedilen stiren miktarını telafi etmek amacıyla %5-7 oranında stiren eklenmelidir.

(3) Jel kap katmanının kalınlığı 0,3-0,5 mm arasında hassas bir şekilde kontrol edilmelidir. Genellikle bu kalınlık, birim alana uygulanan jel kap kütlesi ile kontrol edilir; yani dozaj miktarı 350-550 g/㎡ arasında olacak şekilde uygulanmalıdır ve bu şekilde yukarıda belirtilen kalınlık gereksinimi sağlanır.

Jel tabakanın kalınlığı uygun olmalıdır: ne çok ince ne de çok kalın olmalıdır. Jel tabaka çok inceyse tam olarak kürlenmeyebilir ve jel tabakanın arka yüzündeki cam elyafı görünebilir hale gelebilir; bu durum görünüş kalitesini etkiler ve FRP ürünün güzelleştirilmesini ve korunmasını sağlayamaz. Jel tabaka çok kalınsa çatlamaya ve darbe direncinin zayıf olmasına neden olabilir; özellikle ürünün ters yönünden gelen darbeleri kaldıramaz. Jel tabakanın eşit olmayan şekilde sürülmesi de kalıptan çıkarırken reçinenin yüzey kürlenme hızının farklı olmasından kaynaklanan iç gerilimler nedeniyle çatlamalara kolayca sebep olabilir.

(4) Jel tabaka eşit şekilde uygulanmalı ve mümkün olduğu kadar yerinde birikimlerden kaçınılmalıdır.

(5) Jel tabakanın kürlenme derecesi iyi bir şekilde kontrol edilmelidir.

Jel kür tabakasının düzgün bir şekilde sertleşip sertleşmediğini kontrol etmenin en iyi yolu dokunma yöntemiyle kontrol etmektir: Temiz bir parmakla jel kür tabakasının yüzeyine dokunun. Hafifçe yapışkan hissedilir ancak yapışkan olmayan bir dokunma varsa, jel kür tabakasının temel olarak sertleştiğini gösterir ve bu durumda bir sonraki katmanlama işlemi uygulanarak jel kür tabakası ile alt destek tabakası arasındaki bütünlük sağlanabilir.

II. İşlem Yolu Tespiti

İşlem yolu, ürün kalitesi, ürün maliyeti, üretim döngüsü (üretim verimliliği) ve diğer faktörlerle ilişkilidir. Bu nedenle üretim organizasyonuna başlamadan önce ürünün kullanım sürecindeki teknik gereksinimler (çevre, sıcaklık, ortam, yük vb.), ürün yapısı, üretim miktarı ve inşaat koşulları hakkında kapsamlı bilgi edinilmiş olmalıdır. Analiz ve araştırmaların ardından kalıplama işlemi planı belirlenebilir. Genel olarak aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:

(1) Ürünün kullanım gereksinimlerine göre ham ve yardımcı malzemeleri, formülasyonu ve tabakalama yöntemlerini uygun şekilde seçin.

(2) Ürünün geometrik şekline ve üretim miktarına göre kalıp yapısını ve kalıp malzemesini belirleyin.

(3) İklim koşullarına ve işin aciliyetine göre kürlenme yöntemini belirleyin.

III. Proses Tasarımının Ana İçerikleri

(1) Ürünün teknik gereksinimlerine göre uygun malzemeleri (takviye malzemeleri, yapısal malzemeler ve diğer yardımcı malzemeler) seçin. Ham malzeme seçimi yapılırken aşağıdaki hususlar öncelikle dikkate alınmalıdır:
① Ürünün asidik veya alkali ortamla temas edip etmediği, ortamın türü, konsantrasyonu, çalışma sıcaklığı ve temas süresi.
② Işık geçirgenliği ve alev geciktiricilik gibi performans gereksinimlerinin olup olmadığı.
③ Mekanik özellikler açısından dinamik yükleme mı yoksa statik yükleme mi olduğu.
④ Sızdırmazlık ve diğer özel gereksinimlerin olup olmadığı.

(2) Kalıp yapısını ve malzemesini belirlemek.

(3) Ayrılma ajanının seçimi.

(4) Reçine kürlenme formülü ve kürlenme sisteminin belirlenmesi.

(5) Verilen ürün kalınlığı ve dayanım gereksinimlerine göre takviye malzemelerinin tipini, spesifikasyonunu, katman sayısını ve döşeme yöntemini belirlemek.

(6) Kalıplama prosedürlerini oluşturmak.

IV. FRP Katmanlarının Döşenmesi

Döşeme, elle döşeme kalıplama sürecinde önemli bir işlemdir. Hızlı, dikkatli, reçine içeriği dengeli, gözle görülür hava kabarcığı olmayan, iyi nüfuz olmayan, elyaflara zarar verilmemiş ve ürün yüzeyinin düzgün olması için dikkatli bir şekilde çalışılmalıdır. Bu da ürün kalitesini garanti altına alır. Kalite, operatörün deneyimi ve çalışma tutumuna büyük ölçüde bağlıdır. Bu nedenle döşeme işi basit olsa da iyi döşeme yapmak kolay değildir ve ciddiye alınmalıdır.

(Ⅰ) Kalınlık Kontrolü

Elyaf takviyeli plastik (FRP) ürünlerin kalınlık kontrolü, elle yerleştirme teknolojisinin tasarım ve üretim sürecinde karşılaşılan teknik bir sorundur. Bir üründen istenen kalınlık bilindiğinde, kullanılacak reçine ve dolgu maddesi içeriği ile takviye malzemesinin çeşidi ve katman sayısı belirlenecek şekilde hesaplamalar yapılmalıdır. Ardından yaklaşık kalınlık aşağıdaki formüle göre hesaplanabilir:

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

Nerede:
t — FRP'nin hesaplanan kalınlığı (mm);
G1, G2 — çeşitli ebatlardaki kumaş veya matın alan ağırlığı (kg/㎡);
n1, n2 — çeşitli ebatlardaki kumaş veya matın katman sayısı;
0,394 — fiber esaslı malzemenin kalınlık sabiti;
0,909 — poliester reçinenin kalınlık sabiti;
0,400 — dolgu maddesinin kalınlık sabiti;
k1 — reçine içeriğinin cam elyafla oranıdır;
k2 — dolgu maddesi içeriğinin reçine oranı ile oranı.

(Ⅱ) Reçine Dozunun Hesaplanması

FRP'nin reçine dozu önemli bir proses parametresidir ve aşağıdaki iki yöntemle hesaplanabilir:

(1) Boşluk doldurma ilkesine göre hesaplayarak jel içeriği formülünü elde edin. Cam kumaşın yüzey kütlesi ve eşdeğer kalınlığı (bir katman cam kumaşla eşdeğer olan ürün kalınlığı) bilindiğinde FRP'nin jel içeriği hesaplanabilir.

(2) Önce ürün kütlesini belirleyerek ve ardından cam elyafın kütle yüzdesini hesaplayarak:
① Ürün yüzey alanı × kalınlık × takviyeli plastik yoğunluğu = ürün kütlesi;
Ürün kütlesi × cam elyafın kütle yüzdesi = cam elyaf kütlesi;
Ürün kütlesi － cam elyaf kütlesi = reçine kütlesi.

② Ürün yüzey alanı × cam elyaf katman sayısı × cam elyafın yüzey kütlesi = cam elyaf kütlesi;
Cam elyaf kütlesi ÷ cam elyafın kütle yüzdesi = ürün kütlesi;
Ürün kütlesi － cam elyaf kütlesi = reçine kütlesi.

Tabakalama için gerekli reçine miktarı, cam elyaf kütlesine göre tahmin edilebilir. Eğer doğrultulmuş keçeler kullanılıyorsa jel içeriği genellikle %65-75 arasında; eğer cam kumaş takviye malzemesi olarak kullanılıyorsa jel içeriği ürün kalitesini sağlamak amacıyla genellikle %45-55 arasında tutulur.

(Ⅲ) Cam Kumaşın Tabakalanması

Jel kaplı tabaka olan ürünlerde jel kapta hiçbir yabancı madde karıştırılmamalıdır. Tabakalama işleminden önce jel kaplı tabaka ile arka tabaka arasında kirlenme önlenmeli, aksi takdirde tabakalar arası zayıf yapışma ürün kalitesini olumsuz etkiler. Jel kaplı tabaka yüzey matı ile takviye edilebilir.

Koruma sırasında, cam elyafın reçine ile impregne edilmesine dikkat edilmelidir. Öncelikle reçinenin elyaf demetlerinin tamamına yayılmasını sağlayın, ardından elyaf demetlerinin içindeki havayı tamamen reçine ile değiştirin. Takviye malzemesinin ilk katının tamamen reçine ile impregne edilmesi ve yüzeye sıkıca yapışması özellikle daha yüksek sıcaklıkta kullanılacak bazı ürünler için çok önemlidir. Çünkü kötü impregne ve yapışma, jel tabaka çevresinde hava kalmasına neden olur ve bu arta kalan hava ürünün kürlenmesi ve kullanımı sırasında ısıdan dolayı genleşerek kabarcıklara yol açar.

El ile tabaka yapımı sırasında, ilk olarak hazırlanan reçineyi gel coat katmanına veya kalıp şekillendirme yüzeyine fırçalar, kazıyıcılar veya emdirme rolleri gibi el ile tabakalama araçlarıyla eşit şekilde sürün, ardından kesilmiş takviye malzemesi (örneğin, çapraz şeritler, ince kumaş veya yüzey matı) bir katını yerleştirin ve ardından şekillendirme araçları ile malzemeyi düzleştirin ve sıkıca presleyerek yüzeye iyi oturtun. Hava kabarcıklarını gidererek cam kumaşın tamamen emdirilmesine dikkat edilmelidir. Aynı anda iki veya daha fazla takviye malzemesi katı yerleştirilmemelidir. Tasarlanan kalınlık elde edilene kadar yukarıdaki işlemler tekrarlanır.

Ürünün geometrik boyutları nispeten karmaşıksa ve bazı bölgelerde takviye malzemeleri düzgün şekilde yerleştirilemiyor ve hava kabarcıkları uzaklaştırılamıyorsa, malzemeyi düzgün şekilde oturtmak için makasla kesim yapılabilir. Her katın kesim yerlerinin birbirini takip etmemesine dikkat edilmelidir; çünkü bu durum malzemenin dayanıklılığını azaltabilir.

Bazı açılı parçalar için dolgu amacıyla cam elyafı ve reçine kullanılabilir. Ürünün bazı bölümleri nispeten büyükse, kullanım gereksinimlerini karşılamak için bu bölgelerde kalınlıklandırılabilir veya takviye edilebilir.

Kumaşın farklı elyaf yönlerinden dolayı dayanım özellikleri de farklıdır. Kullanılan cam elyafı kumaşının elyaf yönü ve yerleştirme yöntemi, işlem gereksinimlerine uygun olmalıdır.

(Ⅳ) Bindirme Birleştirme Uygulaması

Aynı yerleştirme katmanındaki elyaf mümkün olduğu kadar sürekli olmalı, rastgele kesme veya ek yapma işleminden kaçınılmalıdır. Ancak ürün boyutu ve karmaşıklığı gibi sınırlamalar nedeniyle bu her zaman mümkün olmayabilir. Yerleştirme sırasında uç uca yerleştirme yapılabilir ve her katmanın bindirmeleri birbirini kapatmayacak şekilde düzenlenmelidir. Gerekli ürün kalınlığına ulaşılana kadar bu işleme devam edilmelidir. Yerleştirme sırasında reçinenin emdirilmesi ve hava kabarcıklarının çıkarılması amacıyla fırça, yün rulo, hava bastırma rulosu gibi araçlar kullanılmalıdır.

Eğer yüksek mukavemet gereksinimi varsa, ürünün mukavemetini garanti altına almak için her iki kumaş parçası yaklaşık 50 mm bindirme payı ile çakıştırılmalıdır. Aynı zamanda, her katmanın bindirme pozisyonları mümkün olduğu kadar birbirinden farklı olmalıdır.

(Ⅴ) Kesilmiş Liflerin Katmanlandırılması

Takviye malzemesi olarak kesilmiş liflerin kullanılması durumunda, farklı ebatlarda reçine yuvarlama silindirleri kullanmak en iyisidir; çünkü reçine yuvarlama silindirleri reçinedeki hava kabarcıklarını çıkarmada özellikle etkilidir. Böyle araçlar mevcut değilse ve fırça ile reçine uygulaması gerekiyorsa, nokta fırçalama yöntemi reçine uygulamak için kullanılmalıdır; aksi takdirde lifler dağılacak ve yerinden oynayarak eşit olmayan bir dağılıma ve kalınlığa neden olacaktır. Derin iç köşelere yerleştirilen takviye malzemeleri için fırça veya reçine yuvarlama silindirleriyle temas ettirmek zor oluyorsa, bu malzemeler elle düzeltilip bastırılarak sıkıştırılabilir.

Uygulama sırasında, yapıştırıcıyı kalıp yüzeyine yapıştırıcı uygulama rulosu ile sürün, ardından kesilmiş keçe parçalarını kalıba manuel olarak yerleştirin ve düzleştirin, sonra yapıştırıcı rulosu ile yapıştırıcıyı uygulayın, ileri geri tekrar ederek reçinenin keçeye nüfuz etmesini sağlayın, ardından yapıştırıcı hava kabarcığı rulosunu kullanarak keçenin içindeki yapıştırıcıyı yüzeye çıkarın ve hava kabarcıklarını tahliye edin ve sonra ikinci katmanı yerleştirin. Köşe bölgeleri için keçe, sarım kolaylığı sağlamak amacıyla el ile yırtılabilir, iki keçe parçası arasında yaklaşık 50 mm bindirme bırakılır.

Birçok ürün aynı zamanda keçelenmiş cam elyafı ve cam kumaşın birlikte kullanılmasıyla yapılan katmanlı uygulama yöntemini de benimseyebilir. Örneğin, çeşitli Japon firmaları tarafından üretilen balık tekneleri bu alternatif yöntemi kullanmaktadır ve bu yöntemle üretilen ürünlerin iyi performans gösterdiği bildirilmektedir.

(Ⅵ) Kalın Cidarlı Ürünlerin Katmanlandırılması
8 mm'den daha ince ürünler tek adımda şekillendirilebilirken, 8 mm'den daha kalın ürünlerin şekillendirilmesi çoklu adımlar halinde yapılmalıdır. Aksi takdirde, kürlenme sırasında kötü ısı dissapasyonu ürünün yanmasına ve renk değişimine neden olabilir, bu da performansını etkiler. Çoklu adımlarla şekillendirilen ürünlerde ikinci tabakada, ilk tabakalama ve kürlenmeden sonra oluşan çapaklar ve hava kabarcıkları bir sonraki katmanın yerleştirilmesine devam edilmeden temizlenmelidir. Genel olarak tek seferde şekillendirme kalınlığının 5 mm'yi aşmaması önerilir. Elbette kalın cidarlı ürünlerin şekillendirilmesi için geliştirilmiş düşük ekzotermik ve düşük büzülme özelliğine sahip reçineler de vardır; bu reçineler tek seferde daha kalın şekillendirmeye olanak sağlar.