В данной статье речь пойдет об изготовлении негативной формы для выклеивания композитных изделий.
Первым этапом в этой работе будет изготовление макета, мастер-модели будущей детали, например фюзеляжа планера. Есть разные технологии для выполнения такой работы. Самый традиционный и доступный вариант это когда изготавливается фанерная основа и шпангоуты с заполнением пространства между ними пенопластом. Для этой цели применяют пенопласт типа ПХВ или современный пеноматериал (синий, розовый) используемый в строительстве. Модель обрабатывают по форме, покрывают эпоксидной смолой, шпаклюют полиэфирной автошпаклевкой, грунтуют и т.д. Нужно следить, чтобы ваша мастер-модель не имела выступающих деталей с отрицательными углами, которые потом будут препятствовать извлечению детали из формы. Готовую модель необходимо покрасить только двухкомпонентной акриловой краской или лаком и довести до идеального гладкого состояния. Акриловая двухкомпонентная автоэмаль не подвергается воздействию разделительных материалов, что обеспечит хорошее отделение заготовки от формы.
В качестве основного разделительного материала применяют специальную мазь (ваксу). Ее наносят мягкой хлопчатобумажной(!) тряпкой на модель и через 10-15 минут легко располировуют сухой хлопчатобумажной(!) тканевой салфеткой. Производителем (например, фирма R&G) рекомендуется наносить 4-5 слоев мази с перерывом в 4-6 часов. Такое количество слоев создаст плотную глянцевую защитную оболочку на детали. Спешить на этом этапе работы нельзя, если не придерживаться этой технологии, можно испортить форму и много дорогостоящих материалов. Существует еще одно очень эффективное разделительное средство, это жидкий PVA разделитель. Его наносят на поверхность мягкой кистью или распылителем. Высыхая (ок. 20-30 минут) он натягивается и создает тончайшую глянцевую пленку. PVA разделитель наносят только на поверхность обработанную разделительной мазью. Его можно использовать на больших или сложных (со многими выступами) деталях, при первой формовке изделия в новой форме. PVA разделитель после отделения детали, смывается водой.
Далее подготовленную мастер-модель нужно закрепить в разделительной плите. ЕЕ можно изготовить из мебельной ламинированной плиты без рельефа. По шаблонам в ней вырезают окно, куда будет вставляться мастер- модель. Это окно нужно вырезать и подогнать очень точно, с минимально возможным зазором.
|
| Разделительная плита с вырезанным контуром для мастер-модели фюзеляжа |
Снизу к плите крепят ножки или рейки такой высоты, чтобы модель не доставала до стола.
Далее в плите нужно просверлить отверстия (соблюдая перпендикулярность) в которые вставляются металлические штыри для центровки половинок формы.
|
Их можно изготовить из стали, например диаметром 4-5 мм длиной около 12мм, закруглив с одной стороны. Перед изготовлением формы штыри нужно будет вставить в свое отверстие закругленной стороной в плиту, а та часть, что будет снаружи должна быть с насечками, она и будет вклеиваться в фланец. Плиту нужно на этом этапе обработать разделителем.
Перед установкой модели, на ней нужно разметить осевую линию симметрии, по которой будет определятся глубина погружения «болванки» в плиту.
Мастер модель можно зафиксировать в плите разными способами: - точным шпангоутом снизу, подпорками и др.. Если это не большая, а главное легкая деталь (как в нашем случае фюзеляж планера из пенопласта) ее можно прикрепить пластилином. Подклейте снизу плиты небольшие куски пластилина по всему периметру фюзеляжа. Вначале этой работы нужно «прихватить» фюзеляж в нескольких точках и выставить его по размеченной осевой линии. После того как мастер – модель закреплена, следует заклеить пластилином щель по ее контуру на рабочей стороне плиты. Это нужно делать небольшой деревянной лопаточкой (желательно буковой), аккуратно зачищать вдавленный пластилин заподлицо с плоскостью плиты.
|
| Заделка щели между плитой и моделью |
Остатки пластилина легко вытираются мягкой хлопчатобумажной тряпочкой. Всю модель и плиту промазывают разделителем, полируют и вставляют штыри.
|
| Нанесение разделительной мази на модель и плиту |
|
| Нанесение жидкого разделителя PVA (вариант) |
Теперь все готово для формовки негативной формы.
Этот процесс требует несколько часов непрерывной работы, поэтому начинать его необходимо со свежими силами и запасом времени. Эсли деталь большого размера, то лучше будет работать вдвоем.
Необходимо соблюдать меры предосторожности при работе со смолами,
прежде всего, избегать их контакта с кожей рук, работать только в защитных перчатках и в проветриваемом помещении.
Первым этапом, на модель наносят специальную формовочную смолу, которая будет образовывать внутреннюю, рабочую поверхность формы.
|
| Наносить слой формовочной смолы нужно аккуратно, чтобы не образовать пузырьки воздуха |
Эти смолы бывают разных видов: особопрочные, с металлическими наполнителями синего, серого, черного цвета и др. Они обладают особыми свойствами: - при нанесении не образуют микропор, создают глянцевую поверхность, при взаимодействии с разделителем обладают хорошими отталкивающими качествами.
Для нашей работы лучше использовать формовочную смолу без наполнителя (серого цвета, например F 15/ R&G или F-225/Larit) она легко шкурится и полируется, это свойство может быть полезным, если придется исправлять возможные дефекты формы. Смола разводится с отвердителем и равномерно наносится кистью средней мягкости на поверхность модели и прилегающей части плиты (будущий фланец формы). Делать это нужно аккуратно, наносить массу в одном направлении, чтобы не образовать пузырьки воздуха. Важно знать, что толщина слоя не должна быть больше 1-3 мм, и нельзя наносить много смолы в местах, где будет кромка формы. Большая толщина материала в этих местах, может привести к образованию сколов при работе с формой из-за не очень большой прочности формовочной смолы. Разводить ее за один раз нужно в небольшом количестве (не больше 100 г.), так как подгустевшая в течение 15 минут масса плохо наносится на модель.
Когда вся поверхность мастер-модели покрыта, ее нужно посыпать «соединительным слоем» состоящим из смеси мелкорубленого стекловолокна и хлопка.
|
Эта «посыпка» обеспечит хорошее механическое соединение со следующим основным слоем формы.
После некоторого времени (ок. 2-х часов) следует нанести слой рабочей эпоксидной смолы смешанной с хлопковым наполнителем.
|
| На соединительный слой наносят смесь эпоксидной смолы с хлопковым наполнителем, разведенную до консистенции жидкой каши. |
Эта масса должна заполнить все неровности на поверхности формы, углы, канты и хорошо пропитать соединительный слой. Далее сразу можно накладывать слой стеклоткани 163 г/м2, затем можно использовать ткань 280 и 580 г/м2 (4-5 слоев).
|
Некоторые моделисты, с целью экономии, используют для ламинирования последующих слоев более дешевую, «нашу» эпоксидную смолу. Такая комбинация допустима, но не желательна при изготовлении «ответственных» форм.
Количество слоев нужно определить опытным путем, возможно сделав предварительную небольшую пробную выклейку. Очень важно нанести дополнительные слои (полоски) ткани на фланец формы, чтобы он был достаточно толстым и прочным, так как при открывании формы он испытывает большие механические нагрузки. Для этой работы смолу также нужно разводить небольшими порциями (до 200 г.) используя пластиковые стаканчики.
На этом работа по выклеиванию первой половинки формы закончена.
После затвердевания смолы (не менее 24 часа) можно приступать к отделению формы с моделью от плиты. Делать это нужно, сначала отделяя деревянной лопаткой кусочек за кусочком пластилин не касаясь поверхности модели. Затем, поддевая фланец формы тонким и прочным ножом отделяем плиту. Очень важно чтобы мастер – модель оставалась при этом в форме.
|
После этого нужно обрезать (ножовкой по металлу, лобзиком) лишний материал на фланце до рабочего размера (шириной ок. 40 мм). Все очищаем от опилков, вытираем остатки пластилина и наносим 4-5 слоев разделителя на фланец (как ранее описывалось) и один- два слоя на модель.
Для удобства дальнейшей работы можно подклеить на выклеенную половинку формы фанерные подставки. Теперь фланец выклеенной части будет разделительной плоскостью для второй половинки формы. На торчащие направляющие штырьки можно одеть кольца-втулки, которые заформуются в фланец. Вся работа по выклеиванию этой части формы такая-же как ранее описанная. Также, через не менее 24 часа можно приступить к открыванию готовой формы.
Вначале стоит обрезать остатки ткани на фланце. Затем в линию стыка половинок формы, осторожно, с небольшим усилием вставляют нож и небольшие буковые клинья. Таким образом, по всему периметру, не спеша, вставляя и углубляя новые клинья можно открыть одну половинку формы. Как правило, если разделитель наносился по технологии, это получается без особых усилий. Извлечь модель из второй половины можно, путем скручивания формы в разные стороны. Если всеже, к форме прилипли кусочки краски от модели, ее можно легко соскоблить острыми обломками оргстекла.
Теперь нужно разметить на фланце отверстия под стяжные болты (я использую М 6), закрыть форму и просверлить насквозь оба фланца. Расстояние между отверстиями может быть 80-100 мм. На второй половинке формы следует также подклеить фанерные подставки для удобства дальнейшей работы при выклейке детали. Итак, форма полностью готова.
|
Прежде чем приступать к дальнейшей работе по ламинированию в ней фюзеляжа, форму необходимо (как и в случае мастер-модели) тщательно обработать разделителем.
Справка
Рекомендуемые материалы применимые для работ по изготовлению форм и ламинированию.
Разделительная мазь( жидкая) фирмы R&G -Grundierwachs
Разделитель жидкий фирмы R&G –Folientrennmittel PVA
Разделительная мазь (густая) фирмы Lange+Ritter –Trennwaсhs NORPOL W-70
Разделитель жидкий фирмы Lange+Ritter–Trennlack PVA
Эпоксидная смола фирмы Lange+Ritter Larit L-285
Эпоксидная смола фирмы R&G -Epoxydharz L
Формовочная смола R&G -F-16
Формовочная смола Lange+Ritter Larit F-225
|
| Схема размещения мастер-модели в разделительной плите |
|
| Порядок работ по изготовлению композитной негативной формы. 1. Изготовление первой половинки формы на разделительной плите 2. Выклеивание второй половинки формы |
Продолжение следует.
