Контактное формование изделий изстеклопластика осуществляют в формах, изготавливаемых из дерева, гипса,стеклопластика, металла и т.д. Рабочую поверхность шаблона или формыобезжиривают обычно бензином или ацетоном, контролируя чистоту, гладкость,отсутствие задиров и других дефектов поверхности.
На подготовленную оснастку (форму,шаблон) наносится плоской кистью, тампоном или распылителем разделительный слой-- адгезионная смазка, которую необходимо просушить при температуре 18 -- 20 0Сдо исчезновения липкости.
К антиадгезионному средствупредъявляется ряд специфических требований: обеспечение легкого съемаотвержденного изделия с формы, быстрое высыхание, нетоксичность, неприлипание кизделию, а также возможность получения изделий с глянцевой или матовойповерхностью.
В качестве антиадгезионных средствиспользуют полимерные пленкообразующие материалы, в том числе водные иводно-спиртовые растворы поливинилового спирта, раствор ацетата целлюлозы вацетоне, каучуке. Их наносят на поверхность форм плоскими кистями илираспылением.
Наиболее широко применяютводно-спиртовые растворы поливинилового спирта, скорость высыхания которыхрегулируется изменением соотношения воды и этилового спирта.
Для повышения стабильности раствораполивинилового спирта в состав раствора вводится мыло[5,6].
В промышленности при переработкеполиэфирных стеклопластиков с использованием деревянных шаблонов и формприменяют смазку следующего состава.
Таблица№5
| Уайт-спирит | 100 мас. ч. |
| Церезин М-80 | 17,1 мас. ч. |
| Воск буроугольный | 17,1 мас. ч. |
| Полиэтиленовый воск ПВ-300 | 4,29 мас. ч. |
| Полиэтиленовый воск окисленный | 4,29 мас. ч. |
Смазка обеспечивает до 15-25 съемовизделий. Ее готовят путем растворения смеси сухих компонентов в уайт-спирите втечении 3-4 часов при 80-90 0С на водяной бане. Для повышенияэффективности смазки рекомендуется в состав ее вводить ускорители отверждения.
После высыхания разделительногослоя рабочую поверхность оснастки покрывают равномерным слоем формовочногосостава, включающего полиэфирную смолу, красители, загустители, добавки,снижающие ингибирующее действие кислорода воздуха, и т.д. Затем укладываютстеклоткань по длине (ширине) стола, шаблона. Стыки полотнищ стеклотканишириной не менее 20 мм, необходимо равномерно смещать по длине (ширине)формовочной оснастки во избежание утолщений готовых изделий.
Выклейку заготовки из слоевстеклоткани можно производить различными способами, при этом ткань иногдапропитывают заранее в пропиточных машинах или кистью вручную на специальныхрамках, которые могут быть смонтированы в установке кассетного типа.
При изготовлении деталей сосложными контурами применять заранее пропитанную стеклоткань неудобно. Поэтомусухую стеклоткань прикрепляют к столу, первый слой пропитывают формовочнымсоставом, после чего покрывают стеклоткань следующим слоем сухой стеклоткани иприглаживают кистью без связующего до его появления на поверхности ткани.Уплотнение слоев производят валиками. Затем на стеклоткань дополнительнонаносят связующее до полной ее пропитки, после чего укладывают последующий слойткани. Процесс повторяют до получения нужной толщины изделия. Как правило, приизготовлении изделий из стеклопластиков используют несколько видов стеклотканидля повышения прочностных характеристик.
Для получения определенногоколичества связующего в стеклопластике необходимо контролировать его расход припропитке. Он зависит от типа стеклоткани.
Пропитаннаястеклоткань отверждается непосредственно на оснастке при температуре не ниже 180С и влажности не более 65% в течении 30-60 мин с последующим доотверждением при60-700. С в течение 2-3 часов. Готовые стеклопластиковые изделияснимают с оснастки через 72-96 часов и обрезают до необходимого размераалмазными кругами. Такой метод широко используется при изготовлении корпусовсудов, лодок, кузовных частей автомобилей, резервуаров и других крупногабаритныхдеталей[10].
Широкоеприменение метод свободного литья нашел при переработке ненасыщенныхполиэфирных смол в производстве деталей радиотехнического назначения,электрического оборудования кабельных муфт, наливных полов, листовых истержневых заготовок для получения пуговиц, пряжек и бижутерии и т.д.
К заливочнымкомпозициям предъявляется следующие требования: они должны иметь невысокуювязкость, умеренную усадку, небольшой экзотермический эффект при отверждении, ав отвержденном состоянии повышенную ударную прочность и в ряде случаев высокиепоказатели электроизоляционных свойств, улучшенную прозрачность,теплопроводность, износостойкость и химическую стойкость.
Заливку воткрытые и закрытые формы осуществляют, как правило, после введенияотверждающей системы без применения внешнего давления, но иногда используютпростейшие приспособления для заливки под давлением сжатого воздуха 0,02-0,2МПа[10].
Необходимоевремя гелеобразования и отверждения обеспечивается соотношением и количествомкомпонентов отверждающей системы. Для ускорения отверждения изделий формынагревают, причем температура нагрева зависит от применяемой системыотверждения.
Ускорениепроцесса отверждения может быть достигнуто путем обработки смолы токами высокойчастоты. При этом достигается повышение твердости на 10-22% и снижениеабразивного износа на 11-18%. Свободную отливку можно производить в формах изполиэтилена, пропилена, применение которых не требует нанесения антиадгезионнойсмазки на рабочую поверхность форм.
Кроме того,применяют также формы из силиконовой резины, особенно при изготовлениидекоративных изделий: деталей мебели, багетов, для обрамления картин,статуэток, украшений, пуговиц, пряжек и др.
Изготовлениеэластичных форм включает следующие процессы: изготовление модели, формы дляотливки силиконовой матрицы, крепление модели в форме, приготовлениесиликонового компаунда и заливка в форму, вулканизация, извлечение матрицы изформы, термообработка матрицы, изготовление копий модели в матрице, размножениесиликоновых матриц. Модель-оригинал разрабатывается и изготавливается из любогоматериала: пластика, дерева, металла, воска, пластилина и т.д. Силиконовыйкомпаунд воспроизводит мельчайшие детали рисунка модели, поэтому не допускаютсякакие-либо дефекты, в том числе отпечатки пальцев.
Послеподготовки модели изделие обезжиривают и закрепляют в форму. Форма для отливкисиликоновых матриц изготавливается в виде цилиндра или рамки со съемным дном.Для лучшего извлечения силиконовой матрицы из формы, стенки обрабатываютантиадгезионным составом на основе воска, парафина. Допускается применениевазелина и минерального масла. Закрепление модели в форме производитсяпосредством липкой ленты, клея и любым другим способом, но с учетом того, чтомодель должна плотно прилегать ко дну формы во избежания подтекания силиконапод модель.
Послесмешения компонентов силиконовую композицию дегазируют в вакууме для удаленияпузырьков воздуха, захваченного в процессе смешения. Приэтом объем смеси увеличивается в 2-3 раза, поэтому емкость должна бытьзаполнена не более чем на 1/3 объема. Когда вспученная композиция возвращаетсяк первоначальному объему, дегазацию прекращают. Если на поверхности моделиимеется сложный рисунок, то перед заливкой ее покрывают тонким слоемсиликоновой композиции, в которую введен катализатор вулканизации.
Вулканизациясиликоновой формы длится 6-24ч при 20-250 С. Когда композиция впроцессе вулканизации потеряет липкость и наберет твердость, силиконовую матрицуизвлекают из формы и отделяют от модели. Для повышения ее долговечноститребуется термообработка при температуре 140-1600 С. В процессетермообработки происходит довулканизация, удаляются летучие продукты реакции,стабилизируются свойства. Чтобы не произошла деформация матрицы из-за быстрогонагрева, температуру необходимо повышать, начиная с 800С соскоростью 10-200С/час.
Послетермообработки в матрице из полиэфирной смолы отливается необходимое количествокопий модели, по которым производится размножение силиконовых матриц. Дляизготовления изделий свободной заливкой используются композиции на основе смолПН-1 и ПН-12.
Количествокомпонентов отверждающей системы (ускорителя и инициатора) подбираетсяэкспериментально, чтобы обеспечить время гелеобразования 13-16 мин (в течениикоторого смола сохраняет текучесть). Этого времени достаточно для заливки 20-25форм. Стирол или 3% раствор парафина в стироле вводится в композицию приотливке изделий в эластичных силиконовых формах с целью снижения поверхностнойлипкости.
Полиэфирнаякомпозиция заливается тонкой струей в силиконовые формы, нагретые дотемпературы 100-1200С. После заливки рекомендуется поместить их всушильный термошкаф с температурой 110±100С,через 10-20 мин из форм извлекаются заготовки изделий и матрица без промывкиготова к последующей заливке.
В условияхмелкосерийного производства для изготовления изделий из ненасыщенныхполиэфирных смол методом свободной заливки могут быть использованы установкитипа УОС-2-1 с производительностью переработки полиэфирной композиции 50-70кг/час. Принцип работы установок состоит в следующем: композиция с ускорителемзаливается в одну емкость, а с инициатором в другую, затем композиции шнековыминасосами подаются в смеситель проточного типа, где перемешиваются. Из смесителякомпозиция, способная к быстрому отверждению, подается к форме. На установкевозможна одновременная заливка двух форм.