说起来用玻璃钢做各种模型也有不少经历了,可要总结性地写点什么,就不太容易了,因为涉及非金属复合材料的制造工艺。十分担心有“以其昏昏,使人昭昭”的情况出现。 船模用玻璃钢制造时,同常采用的方法被称为“手工糊制”,简称“手糊”。 一. 手糊玻璃钢制件的基本过程: 在模具上涂好脱模剂——将加有固化剂的树脂混合涂料刷涂在模具上——再在胶层上铺放增强材料(如玻璃纤维布)——用刮刀、毛刷或压辊迫使胶液均匀地渗入织物,并排除气泡——待增强材料完全浸透后,再铺下一层,直至厚度——固化——脱模——切除飞边、毛刺——补涂缺胶部分——完成 二. 模具: 在模型玻璃钢船体手糊制造中,使用的模具常见的是阳模和阴模。 (1)阳模——工作面凸起的模具形式。由它制成的制品内表面质量高,尺寸精度高。用它制造船体时,凸模表面应均匀地减去船体的厚度。制成的船体缺少棱角且表面修整工作量较大,一般仅适用于单件制造。 (2)阴模—— 简单地说,用阳模脱出一个玻璃钢制件,修整后就可以作为以后的阴模。这样生产出来的工件的外表面准确性高,后期工作量较小。 (3)组合模 ——例如将做船体的阴模做成左右可以分开的,就可以方便的脱模。 (4)模具的选材: 根据制品的精度的从高到低以及加工批量,依次选用钢材、铝材、干燥的木材(如红松)、复合材料(树脂基体与填料的混合物)、石膏、石蜡(要加硬脂酸)等,在制造船模时,还有使用泡沫塑料,更多的有人直接使用已做好的船体作为阳模,糊出玻璃钢的阴模。 三. 脱模剂: (1)薄膜类——玻璃纸、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等,用油膏贴在模具表面,注意不要起皱和悬空。 (2)油膏类——石蜡、地板蜡、黄干油、凡士林、汽车腊、硅脂等,适用室温固化(低于摄氏80度)。 (3) 溶液类——如聚乙烯醇水溶液、甲基硅油等,其中如聚乙烯醇水溶液使用较普遍。 四. 飞边的切割: (1)手工方法——钢锯、电钻、锉刀都可用…… (2)机械方法——用角向砂轮机换上玻璃钢专用的砂轮切片,效率很高,但要注意防尘,这些粉尘对健康都是有害的哦! 五.树脂的选用 首先要了解手糊成型所用树脂的要求:易浸渍纤维;容易脱气泡;垂直面涂刷时不易流胶;固化迅速;收缩小;层间黏结性能好…… 常用的是两大类: 1,不饱和聚酯树脂——黏度小,浸渍性好,低分子物与气体易排除,凝胶时间可调节,能在常温常压下固化,但固化收缩率较大,制品强度较低; 2,环氧树脂——黏结力强,制品强度高,也可以常温常压固化,但黏度大,需加稀释剂方可使用。 六.常用配方 环氧树脂配方(质量百分比,下同) 配方 1 2 3 4 环氧树脂 100 100 100 100 (E44,E51) 二丁酯 15~20 15~20 15~20 15~20 乙二胺 6~8 二乙烯三胺 8~11 三乙醇胺 10 间苯二胺 14~15 不饱和聚酯树脂配方 配方 1 2 3 不饱和聚酯树脂 100 100 100 p17促变树脂 引发剂 H 4 4 4 引发剂L 4 4 4 引发剂M 1~2 1~2 1~2 引发剂不 2 2 2 促进剂 E 1~4 1~4 1~4 促进剂 D 2~4 2~4 2~4 注:1,引发剂H、L、M 分别与促进剂E配用 3,引发剂B与促进剂D配用 4,引发剂H:50%过氧化环已酮二丁酯糊 引发剂L:过氧化环已酮溶液 引发剂M:过氧化甲乙酮溶液 引发剂B:50%过氧化苯甲酰二丁酯糊 促进剂E:含6%奈酸钴的苯乙烯溶液 促进剂D:含10%甲基苯胺的苯乙烯溶液 实际操作中,我们每次买材料时,都要详细地向店家或厂家问个明白,回来时,还要反复做试样。因为不同季节时,这些配比都要适当调整。 那种长20—30米的豪华游艇大部分都是玻璃钢手糊的,船体厚度一般在2—3厘米。我做的那个“遥控游龙” 龙头下面的“拖头”长3.4m,宽1.6m,也是玻璃钢糊的,厚度3—4mm。再看一遍:
附录1: 关于不饱和聚酯手糊制品的常温固化时间与强度的关系如下表: 固化时间/d 拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa 5 222 133 10 220 94.2 15 222 129 20 241 178 25 247 177 因此,其制品往往放置一个多月才使用。为了加速,可适当加热(低于80度)以缩短完全固化的时间,不过我们从未加热过,除非很冷的情况,气温低于5度。 在制成的玻璃钢船体、金属船体等里面后加的肋板、龙骨被称为“假肋骨”。要用环氧树脂粘。粘前要清洗去油脂。 附录2: 如何刷树脂才能保持树脂与基体织物的恰当比例 用刷来形容,其实不适合,最形象的应该用“捣”,就是要将每层间多余的的胶液全部捣去,织物的空隙中才应该充满胶液,本来后续部分就是谈如何掌握树脂的黏度,太稀了,容易“挂胶”,就是织物的纹孔中的胶液在固化前流淌下来,就会产生缺胶发白的情况;太稠,就会产生胶液无法充分“捣入”纤维间隙的情况。在实际操作上,一般除了第一层织物,其余每层都可以先将织物复上去,再用刷子“捣”或用辊子碾,直到胶液渗出来,浸透织物就可以了,如发现胶液不足,再适当添加。 附录3: 常见的玻璃纤维布 从性质上讲,可分为“有碱布”、“中碱布”和“无碱布”,简单介绍如下: 1,有碱布的表面有腊,浸胶性能差; 2,无碱布是由有碱布经“沃兰处理”,高温脱蜡的产物。它的玻璃纤维强度受到一点影响。无碱布由于它的浸胶性能好,又因为它较软,糊制时易“服帖”,特别适合多层糊制和造型复杂的情况下使用。 总的情况综合起来,无碱布制造出来的制品强度要好。 常见的玻璃纤维制品有: 1,条状纤维; 2,玻璃纤维带:各种宽度和厚度不等; 3,玻璃纤维布:厚度各种不等,宽度常在1米以上,长度有数十米以上。 所以各位在购买时还要弄明白一点。 附录4: 稀释剂 环氧树脂的稀释剂,可以用丙酮或者乙醇 不饱和聚酯的话,稀释剂最好是用苯乙烯 稀释剂不要加得太多,否则气味太大,易产生气泡。夏季加稀释剂,冬天可以采用加温的方法。 附录5: 对于轻巧件的织物选择 做“玻璃钢”不一定非得用玻璃纤维不可,如果强度上的要求不是太高的话,用一些化纤织物也可以,现在好些商家搞宣传用的横幅标语就不错。 关于织物,精巧一点的制品,常可采用尼丝纺、电力纺或其他较“透”的材料都行。要“透一点”是最重要的。
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玻璃钢模型船体的制作 玻璃钢船体的制作工艺有多种,这里着重介绍一般手工制作阳模法和阴模法两种方法。 1.使用阳模法制作模型船壳简单,比较适合初次制作模型的爱好者。但由于工艺的特点,表面比较粗糙,误差比较大,外型需修整加工。制作过程如下: (1)制作阳模可用木材、发泡塑料、石蜡等材料。将所选材料放置在平整的工作台上,再依据图纸按模型的船长、宽、型深的最大轮廓尺寸制成长方体坯料。 (2)按线形图在坯料上放样。在俯视面、侧视面、和端面上分别画出甲板边线、中纵剖面和尾板轮廓线。 (3)用锯、刨、铲、锉等手段去掉上述三种轮廓线以外的多余部分,形成阳模雏形的模坯。 (4)按线形图各站号的线型,用硬卡板纸或塑料板做成卡板。在模坯上个战位处按相应的卡板进行加工。加工过程中,要随时用相应号位的卡板测量,务必使加工处的线形与卡板线形相吻合。把各个站点的线型依次加工并及时将两个站号之间的多余部分修整掉。但要特别注意两个站号之间不是直线,而是弧线。如果做了纵剖线卡板,在这一过程中要配合使用。这是保证模型与图纸是否一致的关键所在,一定要严格要求,仔细加工。 (5)各站均加工到位后,用卡板进行最后的校整,吻合后用砂纸把模具全面打磨光顺。 (6)对模具进行表面喷漆处理,与其他模型表面处理的流程和方法一样。一般喷漆要进行3-8遍,直至看不到表面的木纹,很光滑为止。如对表面还不十分满意,可再多打几遍腻子、多喷几遍漆,直到满意为止。至此一个准确的M级帆船模型外形胎具就完成了。 (7)在使用模具前,一定要让模具的漆彻底干透。选用0.1-0.3毫米厚的直纺玻璃纤维布,按照船体的大小,剪裁成足以盖严阳模的布块;逐一放到烤箱里进行15分钟的加热,温度控制在130-150℃,以去掉残留在纤维表面的蜡质,有利于树脂胶能充分渗透到玻璃纤维之间。若没有烤箱,此工作可在电炉上进行,对玻璃布进行加热烘烤去除蜡质。 (8)涂刷脱模剂。在阳模表面喷、涂一层聚乙烯醇溶液(也可选用化工商店的其他类型的脱模剂)。喷涂要进行2-3遍;待第一遍干透,在喷或刷第2、3遍。如没有脱模剂,可在阳模表面均匀地涂一层汽车上光蜡,再涂一层黄油或凡士林。这道工序看似简单,但非常重要。模具表面都要涂到,不能遗漏。 (9)配置环氧树脂胶液。准备工作完成后,才能配置环氧树脂胶。目前可用于裱糊玻璃布的环氧树脂胶种类很多,各有特点,爱好者应根据自己的具体情况选用,由于环氧树脂的牌号很多,性能不同,即使同一牌号,因生产厂家不同,质量和性能也有差异。因此,在大量配置环氧树脂胶前最好先进行小计量试验,以确定最佳配方。这样才能做到心中有数。 环氧树脂胶的配方由环氧树脂、增塑剂(二丁脂)、固化剂(乙二胺、二乙烯三胺等)组成。环氧树脂的固化机理是一个化学反映过程,对组成成分的重量比例要求非常严格。任何比例上的变化都会对固化和船壳质量造成影响,因此必须严格掌握。具体配比要按使用说明书进行,现以618环氧树脂为例,仅供参考。操作现场温度以20-25℃为宜,干燥。 选用618环氧树脂100(按重量比配置),其中: 增塑剂 二丁脂 12-20 固化剂 二乙烯三胺 10-14 根据实际需要用量,按比例准确称重,混合在一起,充分搅拌后就可以用于蒙船壳了。 (10)裱糊船壳时最好两人配合进行,戴好医用手套,作好个人防护。将剪裁好、去腊的玻璃布覆盖在阳模上;把配好的胶液均匀地往玻璃布上涂刷,并顺着玻璃布的纤维走向反复涂刷;使胶液尽量浸润纤维,但不要在纤维间的胶过量。一层糊好后,再蒙第二层玻璃布,重复上一过程。这样层层进行。每层的气泡一定要挤压出去。一般糊三四层即可。蒙完最后一层后,随即用塑料薄膜覆在其外面拉紧,把气泡和多余的胶液挤出来,并使外表面比较光滑。 (11)固化条件 一般可以常温固化,在摄氏25度以上,自然放置12小时就能凝固;24小时就能固化。如果没有烘箱,可在环氧树脂胶初步固化后,把模具连同船壳一同放在强烈的阳光下爆晒4-6小时。有烘箱的话,可将模具连同船壳一同放置于100℃的烘箱里,经过3个小时的处理。这样不但固化时间缩短,船壳强度会有很大提高。但要注意,必须慢慢地逐步往上升温,到达所需温度并保持一定时间后,再慢慢把温度降下来;不能马上打开烘箱,回到自然温度。 (12)脱膜 经过24小时以上的完全固化后,清除覆在船外的塑料薄膜,修去模具外面的飞边,就可以将船壳从阳膜上脱下。用钢板尺或长而薄的塑料板条,顺着两舷向船壳与模具间的缝隙中往里插,使缝隙逐渐扩大,再沿船舷将船壳往外扒。要渐次进行,每次幅度不能过大,逐渐脱下。然后去掉多余的毛边,擦净内表面,用有机溶剂清除脱模物质(有利模型组装),这样船壳就完成了。 2.使用阴模制作船壳 制作表面光洁度高的船壳,采用阴模工艺比较适宜。要制作出好的阴模,一定要先做一个高质量的阳模,方法如前所述,阳模做好后在它的外面再蒙一层玻璃钢,并进行仔细的打磨喷漆,使其表面非常平滑光洁,用于翻制阴模。其制作工艺过程与在阳模上糊船壳一样。下面介绍做模具的方法。 (1)作为模具需要很高的强度,这样才能保证不变形。一般其厚度在0.5-0.8毫米,用料远远多余糊船壳。为了增厚快,可选用厚玻璃布。使用的胶液可选用价格便宜的不饱和树脂。其配方与环氧树脂胶有所不同。 (2)不饱和树脂配方举例: 不饱和树脂 100 古苯乙烯 4-5 环已酮 4 温度条件20-30℃。在糊制阴模前要做小样试验,以观察固化过程,得出最合适的配比,避免不必要的麻烦和浪费。 (3)翻制阴模要先在涂了脱模剂的阳模上涂一层胶,业内人士称为胶衣;待3-4小时胶衣初步固化后,即可在胶衣层上蒙玻璃布,涂树脂胶。要一层一层地糊,达到所需厚度为止;一般6-8小时固化;12小时后即可脱模。在这一过程中进行加温效果更佳。 (4)修整阴模。充分固化后将阴模具从阳模上脱出。阴模具表面应当非常平整光洁。如偶有小气泡孔或不平整,需仔细修补和抛光。 (5)在用阴模翻制船壳时,最好采用环氧树脂胶。具体过程与前阳模方法相同。使用阴模翻出的船壳,其表面光洁度是相当好的。 |
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