5. Технология БЫСТРАЯ МАТРИЦА

Быстрое и качественное изготовление матриц по технологии «Быстрая Матрица».

Современная жизнь стремительна. Для успешного развития, в ней нужно действовать энергично. Поэтому, сейчас, в композитном производстве на смену традиционной технологии изготовления матриц, приходит «Быстрая Матрица». Эта техника освоена производителями полиэфирных смол относительно давно, и в настоящее время цены на данную смесь уже не являются ажиотажными. 

Основоположником здесь является производитель — фирма Reihhold. Многие известные бренды постарались сделать нечто подобное, и некоторым удалось достичь подобного качества, а может быть и превзойти его. 

Крутой ГАН

Крутая «ПУШКА» для безвоздушного нанесения гелькоута.

Жирная точкаДля начала, привожу перевод технологии применения быстрой матрицы от основоположника. Затем, сравним по стоимости материалов и работ традиционную технологию и технологию «Быстрая Матрица», и оценим преимущества.

Технология быстрого изготовления матриц Polylite Profile.

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ

Polylite 33542-00 или 33542-50     

Отверждающаяся при комнатной температуре смола с низкой усадкой.

Катализатор Norpol Peroxide #1       Стандартный пероксид.

РАСЧЕТНЫЕ КОЛИЧЕСТВА КОМПОНЕНТОВ

Количество катализатора — 0,7% для Polylite 33542-00

  и 1,25% для Polylite 33542-50 от массы смолы.

Для ламината из Polylite Profile количество стекловолокна на 30-50% меньше, чем для обычного ламината такой же толщины.

ПРОЦЕДУРА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМЫ

Требования к МАСТЕР-МОДЕЛИ:

Материал должен быть устойчив к воздействию стирола и термостойким (100-120) Градусов Цельсия.

Изготовьте мастер-модель, соблюдая требования по точным размерам и чистоте поверхности.

Помните, что наилучшая форма — это та, которая не требует дополнительной обработки. Время, потраченное на доведение модели — это экономия времени впоследствии.

Наносите разделительный состав тщательно соблюдая инструкции изготовителя.

Техника нанесения

Техника нанесения «Быстрой Матрицы» на большие поверхности. Фото 1.


Техника нанесения

Техника нанесения «Быстрой Матрицы» на большие поверхности. Фото 2.

ГЕЛЬКОУТ

Используйте высококачественный гелькоут, предпочтительнее на винилэфирной базе, например, Norpol GM и следуйте рекомендациям изготовителя по его применению.

(ВОЗМОЖНЫЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЛАМИНАТ)

Использование в качестве альтернативы смолы без наполнителя для первого слоя ламината, следующего за слоем гелькоата, возможно, хотя обычно и не является необходимым, так как это может сказаться на конечном качестве поверхности.

Использование поверхностного ламината может иметь преимущество в следующих случаях:

Для защиты гелькоата от повреждений на формах большого размера, когда нужен проход по поверхности покрытой гелькоатом модели, чтобы получить доступ для ламинирования.

На фланцах для достижения дополнительной прочности и сопротивления к сколу при снятии изделия.

Для деталей со сложными поверхностями и малыми радиусами для исключения возможности образования воздушных пузырьков и для достижения однородной толщины ламината.

Когда требуется высокий уровень термо- или химической стойкости поверхности формы, например, в случаях изготовления формы для фенольных смол или термоформования на акриловых смолах.

Когда низкое качество формы или необходимость модификации может потребовать значительных шлифовочных или ремонтных работ.

Если вы хотите использовать поверхностный ламинат, советуем вам обратиться в местный Центр Технического Обслуживания Reichhold для получения рекомендаций по выбору подходящей смолы. В случае использования поверхностного ламината требуется 24 часа отверждения до продолжения ламинирования.

ВОЗМОЖНОЕ НАПОЛНЕНИЕ ДЛЯ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ

Наполнитель с низкой усадкой может быть получен путем добавления в состав Polylite Profile прокаленного кремнезема или/и измельченного стекловолокна.

Этот наполнитель можно катализировать пероксидом и затем использовать для заполнения мелких деталей и малых радиусов до ламинирования. Максимальная толщина не должна превышать 3 мм, и порция не должна начать отверждаться до продолжения ламинирования.

СОСТАВ ПАСТЫ НАПОЛНИТЕЛЯ

Смесь смолы        100 объемных частей

Кремнезем или измельченное стекловолокно    150 объемных частей

Norpol Peroxide #1         в соответствии со спецификацией используемой смолы

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 1.

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 1.


Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 2.

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 2.

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ

Важно, чтобы ламинат при толщине не менее 3 мм наносился “по мокрому” до гелеобразования. Хорошей практикой является формование ламината толщиной в 3 — 5 мм на малых участках формы, достаточных для работы до начала гелеобразования, и затем повторение процесса на смежной части формы. Благодаря уникальным свойством низкой усадки системы, в ней не возникает напряжение, обусловленное разницей в усадке различных участков формы.

КОНТРОЛЬ ЛАМИНАТА

Прежде, чем наносить ламинат на форму, изготовьте контрольный образец толщиной не менее 3 мм.

Когда происходит отверждение ламината, его светло-коричневый цвет должен меняться на светло-кремовый. Цвет должен меняться также и в толще ламината.

Пик экзотермы на поверхности ламината должен достигать 55-60о С.

Через 60 минут после отверждения ламинат должен достигать твердости 25 по Барколю (934-1)

ЛАМИНИРОВАНИЕ

Нанесите смесь смолы с введенным катализатором на поверхность формы, покрытой гелькоутом.

Положите первый слой стеклоармирующего материала и тщательно разровняйте поверхность шпателем или валиком.

Содержание стекломатериала в этом первом слое должно составлять 10-15% (т.е. смеси нужно ложить в 1,5-2 раза больший слой, чем между последующими слоями).  Качество ламинирования особенно важно для первого слоя, поэтому необходимо тщательно прогладить поверхность, чтобы удалить воздух.

Наложите следующие слои стекломатериала и прокатывайте валиками поверхность и далее, пока толщина “мокрого слоя” ламината не достигнет 3-5 мм.

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 3.

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото 3.


Матрицы для литья из жидкого камня. Фото4.

Матрицы для литья из жидкого камня. Фото4.

Оставьте ламинат отвердевать, пока он не изменит цвет. Когда начнется гелеобразование и температура ламината достигнет 32оС, начнет работать система низкой усадки, и ламинат начнет менять цвет со светло-коричневого на светло-кремовый. Экзотермический процесс будет продолжаться, пока температура не достигнет 55-60оС. Экзотерма и изменение цвета — важные индикаторы того, что система низкой усадки работает правильно.

Подождите, пока экзотермический процесс не прекратится, и поверхностная температура не снизится до 30-35оС.

Удалите остатки смолы и стекла с фланцев формы.

Наложите еще не менее 3 мм ламината.

Таким способом можно достичь требуемой толщины ламината очень быстро.

РУЧНОЕ ЛАМИНИРОВАНИЕ

Стеклоткань или вуаль не требуются. Используйте мат 300 г/м2 для первого слоя.

Для следующие слоев можно использовать мат 450 г/м2.

Каждый слой стекломата будет давать большую толщину, чем при использовании обычной смолы без наполнителя из-за более низкого содержания стекла, равного 20%.

регулируйте время гелеобразования с помощью ускорителя, а не катализатора.

Порция смолы с введенным катализатом имеет “срок жизни” примерно 30-45 минут при температуре 18оС.

МЕТОД НАПЫЛЕНИЯ

Метод напыления позволяет обеспечить быстрое нанесение смолы и стекломатериала. При использовании этого метода уменьшается время изготовления и улучшаются экономические показатели, поэтому он предпочтительней, чем ручное ламинирование.

Необходимо специальное оборудование для нанесения смолы с наполнителем. Необходимо обеспечить требуемое давление и подачу воздуха для качественного напыления.

Подача стекломатериала должна быть установлена на 20% массы. Это достигается при подаче на измельчитель (чоппер) одной нити стеклоровинга.

Для обеспечения правильной подачи катализатора и перемешивания рекомендуется проверить время гелеобразования смеси перед ламинированием.

ЗАКЛАДНЫЕ ДЕТАЛИ, НАБИВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

И НЕСУЩИЕ РАМЫ

Для дополнительной прочности после первых 3 мм ламината могут применяться набивочные материалы (сердечники).

Вырежьте сердечник нужной формы.

Смочите его нижнюю часть смесью смолы.

Поместите сердечник на “мокрый слой” ламината и разровняйте поверхность валиком для удаления воздуха.

В течение 3 минут ламинат и сердечник должны схватиться”.

Проверьте, чтобы под сердечником не осталось воздуха, при необходимости прогладив и разровняв поверхность.

Смочите верхнюю сторону сердечника смесью смолы, после этого наложите следующие 3 мм ламината, прежде чем начнется процесс отверждения.

Ребра жесткости, скобы, металлические вставки, вакуумные каналы и несущие рамы устанавливаются таким же образом.

Закладные элементы и усилительный каркас для матриц. Фото 1.

Закладные элементы и усилительный каркас для матриц. Фото 1.


Матрицы для жидкого камня. Установка каркаса.

Матрицы для жидкого камня. Установка каркаса.

СЪЕМ ИЗДЕЛИЯ

Вынимайте форму не ранее, чем через 24 часа.

Перед использованием проверьте твердость по Барколю.

ВОЗМОЖНОЕ ПОСТОТВЕРЖДЕНИЕ

Система быстрого отверждения Polylite Profile, как правило, не требует постотверждения.

Однако, для достижения оптимального результата иногда используют постотверждение, чтобы уменьшить содержание остаточного стирола и снизить остаточную усадку, которая может иметь место при использовании формы в дальнейшем.

Преимущества постотверждения Polylite Profile не столь очевидны, по сравнению с постотверждением для обычных смол.

Reichhold надеется, что наши клиенты оценят то, что Polylite Profile повышает скорость изготовления и качество форм. Данная система может также применяться для литьевых форм с регулировкой температуры и для акриловых вакуумных форм. Если у вас возникли вопросы или для получения рекомендаций по применению, свяжитесь, пожалуйста, с местным Центром Технического Обслуживания Reichhold.

 

 

Жирная точкаДанная технология была написана несколько лет назад, сразу после представления быстрой матрицы фирмой Рейххолд. В настоящее время она претерпела некоторые доработки. Мы применяем смолу Скотт Бадер, марки Cristic RTR 4000PA, следующим способом:

Большие матрицы. Фото 1.

Большие матрицы. Фото 1.


Большие матрицы Фото 2.

Большие матрицы Фото 2.

На покрытую матричным гелем Crystic Gelcoat 14PA модель, наносим 2 слоя ламината из эмульсионного стекломата 300 гр/м.кв и винилэфирной смолы Crystic 679PA Skin Coat. Пропитка меховым валиком, удаление пузырей алюминиевым прикаточным валиком и кистью. Этот первый слой — т.н. скинкоут прозрачнен, и позволяет эффективно избавляться от пузырей воздуха. Кроме того, он придает лицевому слою матрицы эластичность. Т.е. при жестких условиях эксплуатации, когда на обычной матрице появляются «паутинки» (тонкие трещины), на изготовленной таким способом матрице — все нормально.

Обычно, нанесение разделителя, покрытие матричным гелькоутом и нанесение первого слоя ламината производим в один день. Далее, мы оставляем матрицу на ночь. На следующий день, в 1-3 приема, наносим сразу всю толщину ламината со смолой Cristic RTR 4000PA.

 

Так, для матрицы литьевой мойки, толщина матрицы составляет 8 мм. Из них 2 мм — это матричный гель и ламинат, а остальные 6 мм — это 4 слоя стекломата 450 гр/м.кв, пропитанного смолой Cristic RTR 4000PA. Т.о., в ламинате эта смола дает, примерно, в 2 раза большую толщину, при правильном его нанесении.

ворс валикНаносится этот ламинат так: сначала меховым валиком (удобный размер 25 мм х 100 мм, с длиным ворсом) смачиваем поверхность матрицы смолой Cristic RTR 4000PA, укладываем на нее стекломат, жирно смачиваем смолой.

Разбивочный валикlРазбивочным валиком, а в труднодоступных местах — кистью, удаляем пузыри. При этом, не стремимся отжать из стекломата смолу, воздух прекрасно удаляется при легком прокатывании валика по поверхности. Снова накладываем стекломат и жирно смачиваем смолой. Так — все 4 слоя. Отвердителя (Бутанокс, Луперокс), при температуре в помещении 25-17 градусов Цельсия, добавляем в смолу 15-20 гр/кг. Это обеспечивает достаточное время для формовки, и хороший разогрев (со сменой цвета индикатора) при отверждении.

Если нужно формовать большую матрицу (ванна, лодка), которую охватить за один раз не получается, формуем всю толщину на участке, например, 1 метр квадратный. Следим, чтобы все края ламината были аккуратно уложены, и переходим на соседний участок. На большой матрице, при полном ее обходе в процессе формовки, первоначально уложенный участок может начать уже отвердевать, и, даже, разогреваться. Но ничего страшного не происходит: смесь настолько низкоусадочная, что никаких утяжек это не вызывает. Спокойно доформовываем весь ламинат. А после того, как весь он отвердеет, приформовываем усилительные элементы матрицы.

Нанесение матричного геля на модель.

Нанесение матричного геля на модель.


Формовка

Формовка «скин-коута». Фото 1.

Большие матрицы должны иметь большую толщину. Например, для литьевой ванны требуется изготовить матрицу толщиной 12 мм. Тогда мы разделяем толщину на 2-3 нанесения Гель и скинкоут обеспечивают нам первые 2 мм, а дальше мы формуем за раз 5 мм ламината (3 слоя 450-го стекломата). После отверждения и остывания этого слоя, в тот же день формуем еще 5 мм ламината и усилительные конструкции.

Подробнее о правильном составлении карты слоев, и особенностях учета толщины стекломатов для смеси быстрая матрица, смотрите на странице «Предложения» в статье №4.

 

Жирная точкаТеперь сравним традиционную технологию с приведенной здесь (цены даны по России на апрель 2016 г):

Матрица литьевой ванны толщиной 12 мм, общая площадь поверхности 4 м.кв.

Традиционная технология изготовления матриц:

Первый день

Нанесение разделителя на модель, нанесение гелькоута 5 кг (3565 руб) Отвердитель 0,1 кг (50 руб).

Нанесение первого слоя 300 стекломат 1,5 кг (315 руб), 450 стекломат 2,25 кг (473 руб), смола матричная 6 кг (1819 руб), отвердитель 0,07 кг ( 35 руб). Достигнута толщина 2,1 мм.

Второй день

Нанеснеие ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 600 стекломата 3 кг (630 руб), смола матричная 8 кг (2426 руб), отвердитель 0,1 кг (50 руб). Достигнута толщина 4,1 мм.

Третий день

Нанесение ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 2-х 600-х стекломатов 6 кг (1260 руб), матричная смола 13 кг (3939 руб), отвердитель 0,13 кг (65 руб). Достигнута толщина матрицы 7,3 мм.

Четвертый день

Нанесение ламината из 450 стекломата 2,25 кг (473 руб) и 600 стекломата 3 кг (630 руб). После застывания слоя, в тот же день еще 2 х 450 и 600 стекломат (1576 руб), матричная смола 19 кг (5757 руб), отвердитель 0,16 кг (80 руб). Достигнута толщина 12,1 мм.

 

Допустим, эту работу выполнит 2 оснастщика, при зарплате каждого 30 000 руб/мес. Тогда в день зарплата оснастщика составляет 30 000 / 22 рабочих дня = 1363 руб. Значит 2 человека получают в день 1363 х 2 = 2727 руб. За 4 дня их работы будет потрачено на заработную плату 2727 х 4 = 10 909 руб.

Не будем учитывать сейчас прочие затраты, дабы не загружать Вас текстом и цифрами. Расход средств на изготовление традиционной матрицы составит: 34998 руб.

Формовка

Формовка «скин-коута». Фото 2.


Многоразъемная матрица. Закладные элементы (направляющие).

Многоразъемная матрица. Закладные элементы (направляющие).

Технология «Быстрая Матрица»:

Первый день

Нанесение разделителя на модель, нанесение гелькоута 5 кг (3565 руб) Отвердитель 0,1 кг (50 руб).

Нанесение скин-коута из стекломата 300 гр/м.кв в 2 слоя 3 кг (630 руб) с винил-эфирной смолой 4,5 кг (1363 руб), отвердитель 0,05 кг (25 руб). Достигнута толщина 0,8 мм.

Второй день

Нанесение ламината быстрая матрица из 450 стекломата в 3 слоя 6,75 кг(1417 руб). После отверждения в этот же день еще 2 слоя 450 и 1 слой 600 стекломата7,50 кг (1575 руб). Смола Т104, в количестве 57 кг (24795 руб), отвердитель 0,8 кг (400 руб). Достигнута толщина 12,2 мм.

Заработная плата 2-х оснастщиков за 2 рабочих дня составит: 2 чел х 2 дня х 1363 руб = 5452 руб.

Расход средств на изготовление быстрой матрицы составит: 39272 руб.

 

Это всего на 4274 рубля дороже, чем — по традиционной технологии, зато экономия времени — 2 дня. Эти деньги уйдут на зарплату тем же рабочим и прочие расходы по заводу за эти дополнительные 2 дня, при использовании в производстве традиционной технологии. Кроме того, быстрая матрица имеет такие неоспоримые преимущества, как гораздо большая жесткость. Это позволяет  делать матрицы меньшей толщины. Например, матрица 12 мм для литьевой ванны из традиционного ламината может деформироваться при отверждении в ней изделия. Конечно, на нее установят ребра жесткости. Но матрица деформируется вокруг них, что повлечет искривления ее лицевой поверхности, усилительные элементы отпечатаются на ней. Т.о традиционную матрицу нужно делать толще.

Второе преимущество — экономия времени изготовления матриц. Например, парк матриц литьевых раковин, в количестве 80 штук, Вы сможете получить от 1 бригады оснастщиков в течении 7 месяцев, а по технологии быстрая матрица — в течении 3,5. Т.о., сможете быстрее начать производство, и получать прибыль.

 

Жирная точкаСуществует возможность готовить смесь «Быстрая Матрица» самостоятельно, это позволяет в 4 раза снизить ее стоимость. Однако, такую самодельную смесь я советую применять уже после того, как Вы научитесь работать со смесью фирменного производства. Дело в том, что в самодельной смеси нет цветового индикатора отверждения, следовательно о том, что матрица нормально отвердилась, можно судить лишь по нагреву, как, в прочем, и в традиционной технологии. Когда Вы научитесь работать с цветовым индикатором отверждения, то сможете обходится и без него, выгадывая на себестоимости. Подробнее о приготовлении самодельной смеси «Быстрая матрица», Вы можете прочитать в разделе «Предложения», статья №5.

 

Это конец статьи. Удачной Вам работы!