Ламинатна технология
Уважаеми читатели, за тези от Вас, които сами си изработват корпусите или желаят да започнат ще споделя натрупания от мен опит в тази област.
Изработката на калъп за корпус и след това "изваждането" (копирането) на корпус от него се осъществява по специална ламинатна технология. Основните етапи при ламинирането са следните: подготовка на модела (калъпа), нанасяне на отделител, нанасяне на гел, последователно полагане на няколко слоя стъклотъкан или друга тъкан (карбон, кевлар), вакууммиране (при необходимост). Именно тези етапи на технологията и използваните материали ще разгледам по долу колкото е възможно по подробно.
Подготовка за ламиниране.
Корпуса за FSR се състои от две части, горна част или палуба и долна част или дъно. Двете части на корпуса се формоват в два отделни калъпа. За да се направи калъп на корпус е необходимо да разполагаме с добре подготвен оргинал, по възможност разделен на две части, за да не се налага поставянето на специална делителна повърхност. Дъното (или палубата) се поставя и фиксира (залепва) на равна повърхност, аз например използвам плоскост от текстолит с дебелина 6мм, като се оставя по около 5см в повече от всички страни на модела. Корпуса трябва да бъде много добре шлайфан с финна шкурка и по възможност полиран. Това ще намали до минимум работата по калъпа, която е значително по трудна поради вдлъбнатия му профил. След като се подготви добре корпуса върху него се нанася отделител. Ако вече имаме готов калъп подготовката за ламиниране се състои само от почистване и нанасяне на отделител.
Отделители.
До скоро като отделител се използваше предимно оцветен спиртен разтвор на поливинил алкохол. Разтвора се приготвя като се вари на водна баня смес от гранулиран поливинил алкохол и вода. Полученият разтвор с гъстота на сироп се прецежда през дамски найлонов чорап и ако се налага се разрежда с етилов спирт. Така полученият разтвор е безцветен и при нанасяне върху повърхност трудно се забелязват евентуалните пропуски в нанасянето. Изключително важно е отделителя да бъде нанесен по цялата повърхност защото ако някъде остане непокрита повърхност отделянето на калъпа и модела става невъзможно. За да няма пропуски при обмазването с отделител той се оцветява (с текстилна анилинова боя) и се нанася двукратно чрез много финна четка с мек косъм или с дунапренен тампон. Трябва да отбележа че работата с поливинил алкохол е бавна и изисква много внимание и известен опит. Съществен недостатък на този отделител е че разделянето на модела от калъпа изисква значителни усилия и са възможни повреди по корпуса. Предимство е че при работа с него не е необходим специален тиксотропен гел. Друго удобство при работа с поливинил алкохол е лесното му отмиване с вода и след това извадения модел е готов за боядисване без допълнителни обработки.
Друг вид отделители са така наречените вакси. Аз използвам триметил вакс - VХТ (сн.1). Този отделител е подобен на паркетол. При работа с VХТ е необходимо да се направи първоначална предварителна подготовка на калъпа. Отделителя се нанася на тънък слой с памучен плат-тампон и се оставя да престои така при температура 25-40оС за едно денонощие. През това време повърхностния слой на калъпа поема част от отделителя. След това калъпа се изтрива (излъсква) с дамски найлонов чорап. Тази процедура се повтаря 6-7 пъти и едва тогава калъпа е готов за първото ламиниране. При всяко следващо използване на калъпа е необходимо само еднократно опресняване на отделителя непосредствено преди ламинирането. Препоръчва се калъпа да се съхранява с нанесен слой отделител. При работа с VХТ няма никъкъв риск от залепване поради пропуск в обмазването, а отделянето на модела от калъпа става без никакви усилия при сложни форми дори с леки обратни наклони. Много практично свойство на отделителя е че запълва малките драскотини по калъпа и модела получава много гладка повърхност. В процеса на ламиниране част от отделителя преминава дифузно от калъпа върху повърхността на модела. Поради това, ако модела ще се боядисва, той трябва щателно да се почисти първо с разтворител и накрая с финна шкурка (№400). Друга особеност при работа с VХТ е необходимоста от използване на специален тиксотропен гел.
В заключение, относно отделителите, бих Ви препоръчал да използвате така наречените вакси. Техните предимства и удобства при работа са значително повече, а недостатъците им са несъществени. Триметил вакс - VХТ с който работя може да се закупи от фирма "Кополим" гр.Елин Пелин на цена около 25 лв. за опаковка от 400гр. С тази опаковка могат да се "извадят" около 50-70 корпуса! След като корпуса е намазан с отделител се нанася гел.
Гел.
Гелът е първият слой, който се нанася в калъпа. Неговото основно предназначение е да предодврати появата на ламинатната тъкан по повърхността на модела. Състава му зависи основно от отделителя който се използва. Когато отделителя е поливинил алкохол за гел се използва чиста епоксидна смола. При желание може да се добави специален пигмент за оцветяване на модела. Количеството на пигмента е 5 до 15% и зависи от вида му и от желаната плътност на оцветяването. Когато отделителя е VХТ не е възможно да се използва обикновен гел тъй като той не може да се нанесе равномерно и се събира на капки като вода на блажна повърхност. За да не се получи такъв ефект трябва да се използва тиксотропен гел. Той е смес от епоксидна смола и тиксотропното вещество тиксотропметил (сн.2). Този гел има свойството да не се стича и може да се нанесе на равномерен тънък слой дори върху мазна повърхност каквато е повърхността на калъпа след обработка с VХТ. Приготвя се непосредствено преди употреба като първо се смесват и разбъркват добре смолата и втвърдителя. След това при желание се добавя пигмент за оцветяване. Накрая се прибавя тиксотропметил като количеството му се определя опитно. Така получения тиксотропен гел е с голяма гъстота и за това се нанася чрез четка с къс твърд косъм. След като се нанесе гелът се изчаква ивестно време и когато започне да се втвърдява полагаме първия пласт
Ламинатна тъкан.
Най-често за ламиниране на FSR-корпуси се използва стъклотъкан (стъклен плат) с тегло 250-300г/м2. Желателно е тя да не е парафинирана и нишките й да не са усукани за да пропива по добре със смола. Всички западноевропейски стъклотъкани отговарят на тези изисквания. Само българската и руска стъклотъкани са произведени по технология от преди 30 години като са тъкани с парафин и усукване на нишката и поради това Ви препоръчвам да не ги използвате.
Друга ламинатна тъкан която се използва са въглеродните нишки-карбон. Карбона може да бъде във вид на нетъкани нишки(сн.3) или като ровингова тъкан (сн.4). Найчесто карбоновите нишки се използват за усилване на високо натоварени участъци в модела като например около двигателя, на носа, по ската на дъното и по реданите. Ако използваме само карбонова тъкан за целия модел трябва задължително да вакуумираме калъпа, тъй като карбоновата тъкан е сравнително твърда и не заема добре формата на модела, а също така поема смола значително повече от необходимото. Предимствата на карбона са че е относително лек като материал, много здрав, устойчив и поема добре вибрации. Тези му качества го правят много подходящ за използване в моделите за FSR. Неудобство при работа с карбонови нишки е факта че те са черни непрозрачни и не може да се види дали не са останали въздушни мехурчета под тях при атмосферно ламиниране. Освен гореизброените качества на карбона, когато се мисли дали да се използва, трябва да се има предвид и неговата доста висока цена - около 50 лв./м2 за нишки и около 100 лв./м2 за ровингова тъкан с тегло 150 г/м2.
През последните няколко години у нас стана достъпна и една "космическа" ламинатна тъкан - кевлар. Характерно за нея е изключително високата й якост при много ниско относително тегло. За съжаление обаче освен качествата на кевлара и цената му е "космическа" за нашите условия около 180 лв./м2 за тъкан с тегло 250 г/м2. При работа с кевлар вакуумирането е задължително тъй като и той както карбона не заема добре формата на модела и поема смола значително повече от необходимото.
В повечето случаи се използва една тъкан която е с различно процентно съотношение на нишки от карбон и кевлар и се нарича карбон-кевлар. Тази тъкан съчетава отличните качествата на двата материала в едно. Най-често използваните съотношения в карбон-кевлара са 1:2 и 2:1 (сн.5).
За да преценим каква ламинатна тъкан да използваме - стъклотъкан или карбон-кевлар - трябва да разгледаме предимствата и недостатъците на различните видове. Най-голямато предимство на модела когато се използва карбонкевлар е, че той е по-лек с около 30%, при една и съща здравина, спрямо модел изработен от стъклотъкан. Тук и свършват предимствата на карбон-кевлара и започват неудобствата, той е неоправдано скъп, трудно и сложно се прави модел - необходимо е да се използва вакуумиране, а също и самата доставка на карбон-кевлара в България е труден и бавен процес.
От опита който имам при използването на FSR-модели изработени от различните ламинатни тъкани съм установил, че от какъвто и материал да е изработен корпуса на FSR, при силен удар с друг модел или в брега той се чупи или поврежда. По отношение на теглото смятам, че за съвременните двигатели не е сериозен проблем 30% по-тежкия модел.
След всичко казано до тук относно ламинатните тъкани Ви препоръчвам при направата на FSR-модели да използвате само качествени стъклотъкани. Те са напълно подходящи във всяко едно отношение.
Епоксидна смола и втвърдител.
В близкото минало се използваше предимно българската епоксидна смола АП-1 и АП-2. Това са епоксидни смоли за строителството и техните механични качества са ниски поради ниската им чистота. По трудно се намираше руска епоксидна смола, която е със значително по-добри механични показатели, но обикновенно е с голям вискозитет и трудно се пропива без разреждане с пасивен разтворител (коресилин, ацетон). В последните няколко години получихме достъп до найдобрите епоксидни смоли на фирмата "CIBA"-Швейцария, чрез представителството на фирмата в София. За ръчно ламиниране и студено втвърдяване "CIBA" предлага специално разработена епоксидна система - ARALDIT LY 5052. Тя се състои от Epoxy Phenol Novolak-65% и активен разтворител - Butandiol-diglycidil-ether-35%. Смолата е с много нисък динамичен вискозитет - 1000-1500 mPa/s при 25оС и поради това се пропива изключително лесно. Има линейна характеристика на втвърдяване при използване на оргинален втвърдител и време на годност около 1 час при 25-30oС. След втвърдяването й се препоръчва да се темперова в пещ минимум 48 часа при темепература 40-50oС за да достигне максимални механични показатели. Това темпероване може да се извърши и като се постави готовия модел върху работещ радиатор на централното парно отопление.
За втвърдяване на епоксидната смола (система) могат да се използват различни по природа и вид втвърдители, но най-често се използват течни аминни втвърдители. Такъв е и оригиналният втвърдител на "CIBA" - НY5052. Неприятен момент при аминните втвърдители е че докато епоксидната смола практически не старее то те си губят качествата с времето и стават негодни след около 12-18 месеца. По тази причина е по-изгодно да се закупи по-голямо количество смола, а втвърдителя да се купува на малки разфасовки.
Вакуумиране.
Както вече споменах тази технология се използва винаги когато ламинираме с карбон или кевлар и при желание когато използваме стъклотъкан. Вакуумирането позволява да се получат корпуси с много висока степен на напълване с ламинатна тъкан - до около 80%. Това прави моделите много леки, с голяма здравина и с перфектна повърхност без никакви шупли.
За да вакуумираме един модел е необходимо първо той да бъде ламиниран по стандартната технология. Веднага след това полагаме един разделителен слой от ситно и гъсто перфориран найлон и един слой от дебел вълнен плат(сн.6). Така подготвения калъп се опакова с дебел полиетилен и се изтегля въздуха с вакуумпомпа. Под действието на атмосферното налягане слоевете се притискат силно към калъпа и един към друг като при това излишната смола преминава през перфорирания слой и пропива във вълнения плат. За разделителен слой най-подходящо е да се използва полиетиленова тъкан, например от чували за захар (сн.7) тъй като лесно заема формата на модела без да се набръчква. Желателно е полиетиленовата тъкан допълнително гъсто да се перфорира с карафица за по-добро преминаване на смолата. Опаковането се извършва с дебел и здрав строителен полиетилен като се уплътнява с двойнолепящо тиксо. Необходимо е опаковката да бъде по-голяма поне с по 20см. от всички страни за да не се опъва много при вакуумирането. Калъпът не трябва да има остри ръбове и резки преходи тъй като опаковката може да се скъса. За това е подходящо задната страна на калъпа да се обработи с полуретанова пяна и да се заобли. Щуцера за свързване на опаковката с вакуумпомпата се поставя в средата на модела върху равна повърхност, например върху ската. Може да се използва електрическа или водна вакуумпомпа като и двете имат предимства и недостатъци. Водната вакуумпомпа (сн.8) работи на ежекторен принцип. Тя е евтина, но изисква достъп до водопровод. Може да се закупи от магазините за химически реактиви. Създава 100Ра вакуум, който е достатъчен за нашите цели. Електрическата вакуумпомпа (сн.9) създава по-голям вакуум - 30Ра, но е доста скъпа - около 350 $. Такива помпи се използват в хладилната и климатична техника. Неудобство и на двата вида вакуумпомпи е малкият им дебит. За това когато затворим опаковката на калъпа се препоръчва първо бързо да изсмучем въздуха с прахосмукачка и тогава да включим вакуумпомпата за да пестим време. Тъй като годността на смолата обикновенно е около един час, за това време трябва да положим всички слоеве, да затворим калъпа и да наберем вакуум. Вакуумира се до окончателното втвърдяване на смолата. На сн.10 и сн.11 е показан вакуумиран корпус (дъно) на FSR V3,5см3 ламиниран с тъкан от карбон-кевлар (2:1) и въглеродни нишки по реданите.
Надявам се че предоставената информация ще бъде полезна на всички които желаят да изработват сами своите корпуси.
