Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Распыление также известно как метод измельчения для создания объектов из стекловолокна путем распыления на короткие пряди стекла из пневматического пистолета. Этот метод часто используется, когда одна сторона готового продукта не видна или когда необходимо дешево и быстро изготавливать большие количества продукта безотносительно к прочности. [1] Крылья Corvette и шлюпки обычно изготавливаются таким образом.

Это сильно отличается от процесса ручной укладки. Разница заключается в нанесении на пресс-форму материала из волокна и смолы . Распыление - это процесс изготовления композитных материалов с открытым формованием, при котором смола и арматура распыляются на многоразовую форму. Смолу и стекло можно наносить по отдельности или одновременно, «измельчая» объединенным потоком из пистолета-измельчителя. Рабочие раскатывают спрей, чтобы уплотнить ламинат. Затем можно добавить древесину, пену или другой материал сердцевины, и вторичный напыляемый слой заделывает сердцевину между слоистыми материалами. Затем деталь затвердевает , охлаждается и вынимается из формы.

Приложения [ править ]

Применения включают изготовление нестандартных деталей в малых и средних количествах. Ванны, бассейны, корпуса лодок, резервуары для хранения, воздуховоды и оборудование для обработки воздуха, а также компоненты мебели - вот некоторые из коммерческих применений этого процесса.

Основные материалы [ править ]

Основным армирующим материалом для этого процесса являются ровницы из стекловолокна , которые нарезаются на длину от 10 до 40 мм и затем наносятся на форму. Для улучшения механических свойств используется комбинация слоев ткани и рубленого волокна. Наиболее распространенным материалом является стекло E, но также можно использовать углеродный и кевларовый ровинги. Мат из непрерывных прядей, ткань и различные типы сердцевинных материалов при необходимости заделываются вручную. Весовая доля арматуры в этом процессе обычно составляет от 20 до 40% от общего веса детали. Наиболее распространенной системой смол, используемой для процесса распыления, является полиэфир общего назначения или DCDP ; изофталевые полиэфиры и винилэфирные смолытакже иногда используются. Типичны быстро реагирующие смолы со сроком жизнеспособности от 30 до 40 минут. Смола часто содержит значительное количество наполнителя. Наиболее распространенными наполнителями являются карбонаты кальция и тригидраты алюминия . В заполненных полимерных системах наполнители заменяют некоторые армирующие элементы; Используется от 5 до 25% наполнителя по весу.

Сталь, дерево, стеклопластик и другие материалы используются в качестве материалов для изготовления прототипов. Форма может быть мужской или женской. Для изготовления душевых ванн используется мужской слепок. В судостроении для изготовления корпусов яхт используется односторонняя охватывающая пресс-форма из FRP ( армированного волокном пластика ). Внешняя оболочка формы усилена деревянным каркасом. Форма изготавливается путем переворота мужского рисунка. Используя одну и ту же пресс-форму, можно изготовить корпуса нескольких разных размеров. Длина формы сокращается или удлиняется с помощью вставок и вторичных частей формы, таких как окна, вентиляционные отверстия и туннели карданного вала.

Требования к обработке [ править ]

Этапы обработки очень похожи на этапы ручной укладки. В этом процессе разделительный агент сначала наносится на форму, а затем наносится слой гелькоута . Гелькоут остается в течение двух часов, пока он не затвердеет. Как только гелькоутзатвердевает, распылитель используется для нанесения смеси волокнистой смолы на поверхность формы. Пистолет-распылитель измельчает поступающий непрерывный ровинг (один или несколько ровингов) до заданной длины и проталкивает его через смесь смолы и катализатора. Смешивание смолы и катализатора может происходить внутри пистолета (перемешивание в пистолете) или непосредственно перед пистолетом. Смешивание с помощью пистолета обеспечивает тщательное смешивание смолы и катализатора внутри пистолета и является предпочтительным для минимизации опасностей для здоровья оператора. В другом типе катализатор распыляется через два боковых сопла в оболочку из смолы. Безвоздушные пистолеты-распылители становятся популярными, потому что они обеспечивают более контролируемую форму распыления и снижение выбросов летучих веществ. В безвоздушной системеГидравлическое давление используется для подачи смолы через специальные форсунки, которые разбивают поток смолы на мелкие капли, которые затем насыщаются арматурой. В системе пистолета-распылителя с воздушным распылением для распыления смолы используется сжатый воздух.

После того, как материал распыляется на форму, используются щетки или валики для удаления захваченного воздуха, а также для обеспечения хорошего смачивания волокон. В ламинат добавляются слои ткани или маты из непрерывных прядей, в зависимости от требований к характеристикам. Отверждение смолы происходит при комнатной температуре. Отверждение смолы может занять от двух до четырех часов, в зависимости от состава смолы. После отверждения деталь вынимается из формы и проверяется на соответствие требованиям отделки и конструкции.

Производственный процесс [ править ]

  1. Форма покрыта воском и отполирована для легкого удаления.
  2. Гелькоут (гладкое твердое покрытие из полиэфирной смолы) наносится на поверхность формы, и ему дается время для отверждения перед повторным нанесением. Обычно используют два слоя гелькоута.
  3. Барьерное покрытие наносится, чтобы избежать отпечатков волокон и шероховатости поверхности через гелькоут.
  4. Барьерное покрытие выдерживают в печи и оставляют охлаждаться до комнатной температуры.
  5. После отверждения добавляются наполнители карбонат кальция и тригидрат алюминия, используя смеситель с высоким усилием сдвига.
  6. В смолу добавляют воскообразную добавку, чтобы уменьшить выделение стирола на 20% во время ламинирования.
  7. На пистолет-распылитель установлен измельчитель стекловолокна.
  8. Затем смесь катализатора, смолы и стекловолокна равномерно распыляется веерообразно для обеспечения равномерного покрытия.
  9. Валик используется для уплотнения после нанесения каждого слоя, это удаляет захваченный воздух.
  10. При желании в ламинат заделывают сердцевину из дерева, пенопласта или сотового заполнителя для создания многослойной структуры. Также проверяется покрытие углов и радиусов.
  11. Деталь сушат в духовке и оставляют охлаждаться до комнатной температуры.
  12. Форма удаляется, и ее можно покрыть воском и отполировать для следующего производственного цикла.
  13. Отделка выполняется путем обрезки краев излишков стекловолокна и сверления отверстий по мере необходимости.
  14. После того, как деталь будет оценена персоналом по контролю качества, она взвешивается, проверяется конструктивно и проверяется чистота поверхности перед упаковкой и отправкой.

[2] [3]

Преимущества [ править ]

  • Это очень экономичный процесс изготовления мелких и крупных деталей.
  • В нем используются недорогие инструменты, а также недорогие системы материалов.
  • Он подходит для деталей малого и среднего объема.

Ограничения [ править ]

  • Он не подходит для изготовления деталей с высокими требованиями к конструкции.
  • Трудно контролировать как объемную долю волокна, так и его толщину. Эти параметры сильно зависят от навыков оператора.
  • Из-за своей открытой формы выброс стирола вызывает беспокойство.
  • Этот процесс обеспечивает хорошее качество поверхности с одной стороны и шероховатую поверхность с другой стороны.
  • Этот процесс не подходит для деталей, где точность размеров и повторяемость процесса являются первоочередными задачами. Процесс распыления не обеспечивает хорошей отделки поверхности или контроля размеров обеих или всех сторон продукта.

Опасности [ править ]

Сотрудники, занимающиеся производством пластмасс на основе стекловолокна, подвергаются многочисленным опасностям - высоким уровням стирола при ламинировании, шуму в окрасочных камерах и зонах шлифования, а также пыли от операций шлифования. [1]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Forbes Эйрд (1996). Стекловолокно и композитные материалы: Руководство для энтузиастов по высокоэффективным неметаллическим материалам для автомобильного гоночного и морского применения . Пингвин. С. 91–. ISBN 978-1-55788-239-4.
  2. ^ Производство композитов: материалы, продукты и технология производства Санджай Мазумдар
  3. ^ Мазумдар, Санджай (2001-12-27). Производство композитов: материалы, продукты и технологии . ISBN 9781420041989.

Источники [ править ]

  • Мазумдар, Санджай К. Производство композитов: материалы, продукты и технология производства . Стр. 21–100. Группа Тейлор и Фрэнсис. CRC Press. 2002 г.