При напылении расход гелькоута определяется не только тем, сколько материала подаёт установка. Важно и то, какая часть поданного гелькоута действительно остаётся на форме.
Если часть материала оседает за пределами формы, на фланцах, оборудовании и окружающих поверхностях, она уже оплачена и израсходована, но в покрытие изделия не вошла.
Поэтому два производства могут нанести на одинаковую поверхность одинаковую толщину гелькоута, но фактический расход материала у них будет разным.
Для себестоимости важно не только сколько материала подано, но и сколько его потребовалось для получения заданного покрытия детали.
Что такое эффективность переноса материала
В руководстве ACMA по контролируемому напылению используется понятие эффективности переноса материала (transfer efficiency).
По сути, это соотношение между количеством материала, поданного через распылительное оборудование, и количеством материала, которое попало на форму и осталось на ней.
Чем больше гелькоута оказывается за пределами рабочей поверхности, тем ниже эффективность переноса и тем больше фактический расход на изготовление детали.
Это позволяет по-другому посмотреть на вопрос расхода.
Недостаточно знать, сколько килограммов гелькоута прошло через оборудование. Нужно понимать, сколько из них стало частью покрытия изделия.
Почему гелькоут не весь попадает на форму
Потери при напылении зависят сразу от нескольких факторов.
Избыточное давление
Если давление выше необходимого для формирования нормального факела, усиливается дробление материала на мелкие капли.
После того как равномерный факел уже сформирован, дальнейшее повышение давления не улучшает нанесение, но увеличивает количество материала вокруг основной зоны распыления.
Поэтому рабочее давление должно быть не максимально высоким, а минимальным, при котором конкретная система даёт полноценный равномерный факел — этот принцип подробнее разобран в статье о выборе давления при напылении гелькоута.
Неправильный угол распыления
ACMA рекомендует при работе по поверхности формы максимально сохранять положение пистолета перпендикулярно поверхности.
Если оператор сильно наклоняет пистолет, часть факела уходит в сторону и количество материала за пределами рабочей зоны увеличивается.
Особенно заметно это при дугообразном движении рукой: угол относительно формы постоянно меняется, и контролировать нанесение становится сложнее.
Качественная иллюстрация принципа ACMA, а не универсальный геометрический расчёт.
Работа у края формы
Периметр — одна из зон, где гелькоут легче всего распылить за пределы формы.
В руководстве ACMA предлагается сначала проходить периметр, контролируя границу нанесения, а затем заполнять внутреннюю часть формы.
Для некоторых форм дополнительно используют расширенные фланцы или временные защитные поверхности, которые позволяют удержать распыляемый материал возле края.
Неправильная техника движения пистолета
На результат влияют скорость движения, расстояние до поверхности, перекрытие соседних проходов и последовательность нанесения.
Если скорость постоянно меняется, меняется и количество материала, приходящееся на единицу площади.
Если оператор работает слишком широкими дугообразными движениями, меняется угол факела.
Если проходы выполняются непоследовательно, становится сложнее получить равномерное покрытие без лишнего нанесения.
Поэтому расход материала — это не только характеристика оборудования. Это ещё и результат настройки процесса и техники оператора.
Почему нельзя оценивать расход только по производительности установки
Предположим, оборудование подаёт определённое количество гелькоута в минуту.
Само по себе это число ещё ничего не говорит о расходе на одну деталь.
Один оператор может большую часть этого материала перенести на форму равномерным слоем нужной толщины. У другого часть материала окажется за пределами формы, а где-то на самой форме слой получится толще необходимого.
В обоих случаях через установку может пройти одинаковое количество гелькоута в минуту, но количество материала, необходимое для получения одной годной детали, будет разным.
Именно поэтому производительность оборудования и эффективность использования материала — разные показатели.
Лишний материал может оказаться и на самой форме
Потери — это не только гелькоут, который физически не попал на форму.
Если покрытие нанесено толще, чем требуется для конкретной системы, лишний материал формально находится на изделии, но всё равно увеличивает его фактическую себестоимость.
Поэтому ACMA отдельно включает контроль толщины мокрого слоя в подготовку оператора.
Задача — не просто попасть гелькоутом на форму, а получить равномерную заданную толщину покрытия без ненужного перерасхода.
Почему особенно важна техника оператора
Настроенное оборудование само по себе не гарантирует экономного расхода.
В программе ACMA среди параметров работы оператора отдельно контролируются:
- давление;
- положение относительно формы;
- угол пистолета;
- движение пистолета;
- расстояние до поверхности;
- скорость;
- перекрытие проходов;
- работа с краями;
- последовательность нанесения;
- контроль толщины.
То есть расход гелькоута формируется всей системой: оборудование + настройка + материал + геометрия формы + техника нанесения.
Поэтому попытка снизить расход только изменением давления или заменой сопла может не дать ожидаемого результата.
Что показывает пример ACMA
В руководстве приведён наглядный пример нанесения на одну и ту же форму.
При контролируемом нанесении площадь поверхности, на которую попал материал, составила 38,25 ft². При неконтролируемом — 77 ft².
Пример из учебного руководства ACMA. Значения относятся к конкретной демонстрационной ситуации и не означают двукратное снижение расхода на любом производстве.
То есть в этом конкретном примере мокрая площадь вокруг формы стала почти вдвое больше.
Это не означает, что расход гелькоута на любом производстве можно сократить в два раза. Пример нужен для другого: он показывает, насколько сильно сравнительно небольшое распыление за границы формы может увеличить площадь, покрытую материалом.
А всё, что оказалось за пределами формы, в готовое покрытие детали уже не вошло.
Как искать причину повышенного расхода гелькоута
Если фактический расход материала на изделие кажется слишком высоким, полезно не начинать с попытки просто уменьшить подачу.
Сначала стоит проверить:
1. Какая толщина мокрого слоя реально получается на форме?
2. Насколько равномерно она распределена?
3. Полностью ли сформирован факел и не завышено ли давление?
4. Сколько материала оказывается за пределами формы?
5. Правильно ли оператор держит пистолет относительно поверхности?
6. Не меняются ли расстояние и скорость движения во время прохода?
7. Как выполняется нанесение возле краёв и сложных участков формы?
8. Соответствуют ли сопло и настройки требуемому расходу и ширине факела?
Так становится понятно, где именно возникает перерасход: в настройке оборудования, технике нанесения, контроле толщины или сразу в нескольких местах.
Главное
Расход гелькоута при напылении нельзя оценивать только по количеству материала, прошедшего через оборудование.
Для производства важнее другое: сколько гелькоута потребовалось, чтобы получить покрытие нужной толщины на одной годной детали.
Чем больше материала распыляется за пределы формы или наносится лишним слоем, тем выше фактический расход.
Поэтому снижать потери нужно не одним параметром, а всей системой нанесения: правильно настроить факел, контролировать давление, угол и движение пистолета, работу по краям формы и толщину мокрого слоя.
Именно в этом случае уменьшение потерь материала становится не абстрактной «экономией гелькоута», а снижением реального расхода на изготовление изделия.
Материал основан на отраслевом руководстве Controlled Spraying Training Program, ACMA (American Composites Manufacturers Association). Источник используется как технологическое руководство отраслевой ассоциации, а не как научное экспериментальное исследование. Схемы на странице — собственная визуализация Академии по смыслу руководства, не воспроизведение исходной графики.
- Controlled Spraying Training Program: Composites Open Molding Resin & Gel Coat Application. American Composites Manufacturers Association (ACMA).
Разберём причину конкретно на вашей технологии
Если хотите системно разобраться в материалах и технологии работы со смолами и гелькоутами, чтобы не допускать типичных ошибок нанесения, — этому посвящён отдельный курс Академии. Если нужно разобрать конкретный производственный режим или подобрать материал прямо сейчас — это можно сделать на консультации с Леонидом.