Технология и методы производства изделий из стеклопластика

Основная особенность изготовления конструкций из стеклопластика заключается в том, что сам материал и изготавливаемое из него изделие создаются одновременно. Это обстоятельство существенно меняет роль и значение технологии изготовления конструкций из стеклопластика в общей проблеме их создания. Из этого следует, что на самых ранних стадиях проектирования конструкций необходимо учитывать возможные методы их изготовления и их технологические особенности.

Значительное увеличение объемов применения стеклопластика в различных отраслях техники привело к совершенствованию многих технологических приемов и разработке новых методов, направленных в первую очередь, на:

• · Сокращение доли ручного труда и максимально возможное применение оборудования и средств механизации;
• · Снижение трудоемкости изготовления, и как следствие уменьшение стоимости изделия;
• · Повышение технологичности, стабильности производственного процесса и качества изготовления;

Технология производства стеклопластиковой арматуры

Процесс производства арматуры начинается со сматывания из магазина 1 первичной стеклянной нити с бобин или жгута из стеклянного волокна с паковок. Прочность арматуры из стеклонитей больше чем прочность арматуры из жгута. Число бобин, располагаемых в магазине со стеклянным волокном, значительно больше, чем паковок со жгутом, что существенно усложняет процесс контроля за обрывом нитей. Например, для изготовления арматуры диаметром 6 мм из первичной нити в 400 сложений в магазине должно быть расположено 1300 бобин, а из жгута в 60 сложений из этой же нити — только 22 паковки. При изготовлении арматуры из первичной нити после сматывания с бобин волокно проходит через натяжители 2 для устранения разнодлинности нитей (усилие натяжения сматывания жгута приблизительно 10−15 Н). После сматывания волокно распределяется в тонкую ленту шириной до 80 мм и направляется в электропечь 3 для удаления замасливателя с поверхности из микродефектов волокна. Затем тонкая лента из стеклянного волокна поступает в ванну 4 со связующим для пропитки волокна полимером. Ванна заполняется полимерным связующим, разбавленным спиртоацетоновой смесью для уменьшения его вязкости и, как следствие, уменьшения пропитки волокна. Ванна подогревается. Температура связующего в ванне составляет 30^оС. После пропитки связующего лента направляется в электрическую печь 5 для удаления летучих компонентов (спирта и ацетона) из связующего, температура в печи находится в пределах от 80 до 90^оС. В печи происходит формование изделия. В формовочном узле 6 последовательно расположено 5- 7 фильер с постепенно уменьшающимися диаметрами отверстий. Обжатие арматурного стержня в последовательно-установленных фильерах обеспечивают получение плотной структуры стеклопластикового арматурного стержня. Для качественного уплотнения арматурного стержня отверстию фильер по их длине придана коническая форма. За формовочным узлом расположен обмотчик 7, в котором производится спиральная обвивка сырой заготовки стержня крученой нитью из стеклянного волокна, заранее пропитанной связующим. При обмотке нить натянута с определенным усилием, благодаря чему она вдавливается в тело стержня. После придания арматуре периодического профиля, она поступает в электропечь 8 для полимеризации связующего. В зоне полимеризации устанавливается плавно повышающийся температурный режим от 90^оС до 180^оС. Необходимо отметить, что температурный режим в зоне полимеризации зависит от диаметра арматуры, от скорости протяжки, от длины зоны полимеризации, от вида связующего. Необходимость в плавном температурном режиме вызвана тем, что при нагреве арматурного стержня резкое повышение либо снижение температуры окружающей среды вызывает нежелательные температурные напряжения в поперечном сечении арматуры. При этом наблюдается неравномерность распределения напряжений в материалах, составляющих стеклопластик и, как следствие, нарушение структурной целостности связующего на контакте полимер — волокно. В результате этих явлений в арматуре образуются трещины.

Для нанесения пленочных покрытий для антикоррозионной защиты в вертикальном участке линии последовательно располагаются резервуары со связующим 9, 11. В днищах резервуаров для предупреждения вытекания связующего монтируются резиновые уплотняющие фильеры. Стержень, пройдя резервуар, направляется в вертикальные печи 10 и 12, в которых пленочное покрытие полимеризуется. Для надежной защиты стержня наносится 2 пленочных покрытия. После нанесения и полимеризации покрытия тонкая проволочная арматура сматывается на барабан 13. Арматурные стержни диаметром 10 мм и более с менее развитой относительной поверхностью и более коррозионностойкие, пройдя печи полимеризации 8 траковым тянущим устройством 14 направляются на стол с дисковой пилой 15 для резки стержней. Затем стержни требуемой длины поступают на склад арматуры 16. Управление траковым тянущим устройством, узлом обмотки и барабаном для сматывания арматуры выносится на центральный пункт. Резка арматурных стержней больших диаметров выполняется автоматически. Процесс автоматизации резки арматуры заключается в следующем: на заданном расстоянии, равным требуемой длине арматурных стержней, устанавливается концевой пускатель 17. Стержень, направляемый траковым устройством, концом направляется в пускатель.

В технологической линии может быть предусмотрена одновременная параллельная протяжка нескольких арматурных стержней нескольких технологических линий. Технологическая линия может быть одноканальной или многоканальной. За счет повышения плотности структуры значительно снижается водопоглощение арматуры и, как следствие, повышается ее химическая стойкость. Повышение прочности и модуля упругости арматуры в технологическом процессе достигается за счет устранения разнодлинности стержней.