Если нужно изготовить изделие из стеклопластика, искусственного камня или углепластика, совсем не обязательно делать оснастку из того же материала, что и само изделие.
Материал матрицы выбирают под технологию производства. Если оснастка должна работать при высокой температуре и давлении, требования будут одни. Для лодки, мойки, столешницы или обычной стеклопластиковой детали — другие.
Здесь я расскажу о стеклопластиковых матрицах и двух вариантах их изготовления, которые использую сам: медленном и быстром.
Из чего сделать матрицу для стеклопластика
Для стеклопластиковой матрицы понадобятся несколько материалов:
- гелькоут;
- материал для барьерного слоя;
- стекломат;
- смола для основных слоёв.
Конкретный набор зависит от выбранной технологии.
У матрицы есть рабочая поверхность, которая контактирует с изделием, барьерный слой и основные слои, набирающие необходимую толщину.
После изготовления матрицу дополнительно усиливают металлическим каркасом.
Сначала — гелькоут и барьерный слой
В обоих вариантах — и для медленной, и для быстрой матрицы — сначала наносится гелькоут.
После его готовности к дальнейшей формовке делается барьерный слой.
Если делать матрицу с расчётом на хорошее качество и ресурс, для барьерного слоя я использую эпоксивинилэфирную смолу, стекловуаль и, возможно, тонкий стекломат плотностью 150 г/м².
Общая толщина барьерного слоя получается примерно 1 мм.
Его задача — принимать часть нагрузок, которые возникают со стороны изделия и при технологии его изготовления, и снижать их воздействие на основные слои матрицы.
Это могут быть механические нагрузки, локальные удары или температурное воздействие. Например, при термовакуумной формовке акрилового изделия нагретый лист и вакуум воздействуют непосредственно на поверхность матрицы.
После барьерного слоя начинается набор основной толщины. И здесь уже есть два варианта.
Медленная матрица: Synolite 8388-P-1 и постепенный набор толщины
Для медленной технологии я использую низкоусадочную смолу Synolite 8388-P-1 и стекломат.
Толщину набираю постепенно — примерно по 1 мм за один этап. В идеальном варианте после каждого этапа матрица стоит около суток. На практике интервал может быть меньше: например, один слой наносится утром, следующий — вечером.
Так постепенно набирается вся необходимая толщина матрицы. По моему опыту, при таком способе получается более прочная и долговечная матрица.
Недостаток этого варианта — время. Именно поэтому я называю такую технологию медленной.
Быстрая матрица: безусадочная смола
Второй вариант — быстрая матрица. Для неё используются специальные безусадочные смолы. В своей практике я работаю в том числе с немецкими материалами BÜFA.
Такая технология позволяет набирать основную толщину матрицы значительно быстрее. По моему опыту, с немецкой безусадочной матричной смолой можно набрать около 10 мм мокрым по мокрому за один этап. Для более простых европейских систем ориентир обычно меньше — около 5 мм.
При отверждении смола разогревается. Я также ориентируюсь на характерное изменение цвета материала в процессе отверждения.
Для матрицы кухонной мойки или умывальника ориентир составляет около 7 мм общей толщины, включая гелькоут и барьерный слой. Для крупной оснастки — например, матрицы бассейна или большой ванны — толщина будет больше.
Какая толщина нужна матрице
Универсальной толщины нет.
Для сравнительно небольшой матрицы кухонной мойки или умывальника ориентир — около 7 мм вместе с гелькоутом и барьерным слоем.
Для крупной матрицы — например, бассейна или большой ванны — потребуется большая толщина.
При быстрой технологии нужно учитывать, какую толщину конкретная матричная система позволяет набирать за один этап.
Поэтому сначала определяют размер и назначение матрицы, а затем уже технологию и количество слоёв.
Почему быстрая матрица может изменить геометрию
При быстром наборе большой толщины смола разогревается.
Если слишком ускорить процесс или набрать неподходящую толщину за один этап, матрицу может немного повести, то есть она изменит геометрию.
Поэтому при быстрой технологии нужно учитывать, сколько миллиметров за один этап допускает используемая матричная система.
После формования матрице нужен каркас
Когда основные слои сформированы и матрица выдержана, её усиливают металлическим каркасом.
Каркас нужен, чтобы матрица стояла на опорах и сохраняла форму при работе.
Приформовку каркаса можно выполнять той же барьерной смолой и стекломатом, которые использовались при изготовлении матрицы.
После этого матрицу снова выдерживают.
Если нужно ускорить набор свойств, я использую дополнительный прогрев. Матрицу можно поставить под тепловую пушку примерно на 8–10 часов.
Для максимального набора свойств уже потребуется режим, предусмотренный для конкретной смолы.
Медленная или быстрая матрица?
Выбор зависит в том числе от сроков изготовления.
| Медленная матрица | Быстрая матрица | |
|---|---|---|
| Основная смола | Synolite 8388-P-1 | Безусадочная матричная смола |
| Набор толщины | Постепенный, примерно по 1 мм | Несколько миллиметров за один этап в зависимости от системы |
| Время изготовления | Больше | Меньше |
| Особенность технологии | Толщина набирается постепенно | Нужно учитывать допустимую толщину мокрым по мокрому |
Медленная матрица требует больше времени. При этом по моему опыту стеклопластик при таком способе получается прочнее, а сама матрица — более долговечной.
Быстрая технология нужна прежде всего тогда, когда сроки изготовления матрицы имеют значение.
Из чего делают матрицу стеклопластиковой лодки
Для матрицы стеклопластиковой лодки принцип остаётся тем же: рабочая поверхность, барьерный слой, основные стеклопластиковые слои и усиление.
Но размеры оснастки уже другие. Поэтому толщину небольшой матрицы для мойки нельзя просто перенести на лодочную матрицу.
То же относится к матрицам бассейнов, ванн и другим крупным формам.
Какой материал для матрицы выбрать
Если говорить о материалах для матриц под стеклопластик, их набор связан с технологией изготовления самой матрицы.
Для медленной технологии я использую Synolite 8388-P-1 и постепенно набираю толщину стекломатом.
Для быстрой — безусадочную матричную смолу, которая позволяет набирать большую толщину за один этап.
Гелькоут, барьерный слой, основные слои и металлический каркас выполняют разные задачи. Состав материалов и технология зависят от размера матрицы и того, для какого изделия она предназначена.