Технология изготовления стеклопластика для тюнинга своими руками

Началом истории стеклопластика считаются 40-е годы прошлого века. Произошло оно от стекловаты, которая была довольно распространена в начале 20 века. Первое применение стеклопластику было найдено в строительстве лодок. Однако, универсальность позволила ему быстро распространиться и в другие сферы, в частности, в автомобилестроение. Чего только не делалось в свое время из стеклопластика, вплоть до специальных бамперных накладок для расчистки снега. Никто не верил, что стеклопластик надежен, однако, время показало обратное. Как выяснилось, при столкновении автомобиля из стеклопластикового волокна и обычного «стандартного» авто железному доставалось гораздо сильнее. Так что прочность и надежность стеклопластика доказана временем и проверена не раз.

 

Стеклопластик – довольно простой материал, который состоит из стекловолокна, пропитанного смолой. Различают несколько видов стеклопластика по типу смолы, которая их пропитывает. Тип смолы для пропитки выбирается исходя из многих внешних факторов, которые придется пережить материалу, а также из будущих характеристик того, что из него собираются сделать. Смолы бывают разными. Некоторые способны затвердеть уже при комнатной температуре, а некоторым требуется подогрев. Перед пропиткой стекловолокна смолу перемешивают со специальным катализатором (т.е., отвердителем). Потом берется несколько слоев стекловолокна, которые тщательно пропитываются готовым составом. Благодаря стекловолокну смола не ломается, а получает гибкость и достаточную прочность.

 

Один из основополагающих моментов в изготовлении стеклопластика для тюнинга своими руками – правильный баланс катализатора и смолы. Небольшое отклонение в технологии изготовления– и дело будет загублено. Например, если с катализатором выйдет перебор, то вы не успеете сделать свою работу – он затвердеет раньше времени. Однако, если катализатора будет слишком мало – то смола не застынет вообще.

 

На рынке представлено большое количество смол от разных производителей. Казалось бы, смола – простой материал, чем она может различаться? Однако, различия все-таки есть. При выборе смолы очень важно обращать внимание на их свойства. Смолы очень переменчивы в зависимости окружающей среды. Их качества могут улучшаться или ухудшаться в зависимости от температуры воздуха в помещении, проветриваемости помещения и т.д.

 

Некоторые смолы приходится «подгонять», чтобы они быстрее засыхали. Готовую матрицу  с изделием для этого сушат в специальной сушильной камере.  Так смола застынет гораздо быстрее. А если уж совсем горит, то при возможности можно использовать автоклав с большой температурой и высоким давлением. Да и прочность конструкции, изготовленной в автоклаве, будет гораздо лучше.

 

Различаются по своим характеристикам не только сами смолы, но и стекловолокно. Стекловолокно делится на типы в зависимости от толщины и структуры материала. Основные из них – стекломат и стеклоткань. Отличительной чертой стекломата является беспорядочное расположение волокон. У стеклоткани волокна похожи на обыкновенную ткань. Стеклоткань прочнее стекломата, однако, у последнего есть свои преимущества. Стекломат легче «надеть» на матрицу, что значительно облегчает работу с ним.

 

Есть одна разновидность стекломата, которая отличается особой тонкостью и легкостью – это стекловуаль. Вообще, существует несколько разновидностей стекломата, основным различием между которыми служит толщина и плотность материи. Основным параметром при разделении стекломата на типы является вес одного метра квадратного – 300гр, 45гр, 600гр, 900гр. Самая тонкая стекловуаль имеет вес 32гр на один метр квадратный, что позволяет создавать из нее настоящие тонкие шедевры. Толстый стекломат предназначен для придания изделию прочности и надежности. Для особой прочности изделия из стекломата формируются из нескольких слоев, поэтапно. Согласно технологии изготовления сначала берется несколько листов стекломата и скрепляется, а затем им дают время, чтобы застыть. После этого добираются остальные слои для получения итоговой толщины. Работа в один этап здесь невозможна – большое количество слоев при застывании может принять неправильную форму, стянуться или покоробиться.

 

Стеклоткань также различается по толщине. Назначение стеклоткани, так же, как и стекломата – прочность и толщина готового изделия. При работе со стеклотканью необходимо учитывать то, что растяжение ее в разные стороны дает различный результат. Поэтому слои стеклоткани обычно накладываются под определенными углами. Стекловолокно обязательно должно быть высококачественным, чтобы пропитывающая его смола хорошо держалась внутри и хорошо впитывалась в саму стеклоткань.

 

Работа со стеклотканью зачастую подразумевает использование дополнительного материала, предназначенного для того, чтобы итоговая масса готового изделия не была слишком большой. Этот материал – поликор. Состоит он из полиэфирного волокна и содержит в себе микробаллоны. Иногда при работе перемежаются слои стекломата и поликора. Однако, лучшее решение – это армирующие полоски из поликора, делающиеся как вставки в основную ткань конструкции. Такие полоски придадут изделию дополнительную прочность. Еще одним важным фактором в  технологии изготовления стеклопластика для тюнинга своими руками является прочность конструкции. Улучшить прочность конструкции поможет небольшое количество смолы между слоями стекломата. Если смола полностью пропитала стекломат и не запузырилась, конечно. Меньшее количество смолы сделает итоговый продукт более легким.

 

Есть распространенное высказывание о том, что автомобили, кузов которых изготовлен из стекловолокна, невозможно поцарапать. На самом деле, такое высказывание неверно по сути. Стекловолокно царапается, но при этом, не теряется цвет. Весь секрет состоит в технологии создания самого изделия. Зачастую для изготовления своими руками высококачественных изделий из стекловолокна в них как основа закладывается слой гелькоата (то есть, специального покрытия из гелия). Этот слой позволяет не прибегать к покраске готового изделия в дальнейшем. Существует гелькоат различных цветов. Нужный оттенок ему придается при помощи специальных колеров. Слой гелькоата предназначен не только для создания цвета, но и для продления жизни самому материалу. Он является хорошей защитой от любых внешних воздействий. В случае применения гелькоата стекловолокно кладется поверх него.

 

При работе со слоем гелькоата необходима предельная точность – слой должен быть абсолютно ровным, без утоньшений. Утоньшение может привести к сморщиванию гелькоата и к некачественному внешнему виду готового изделия. Лучше решение для того, чтобы распределить гелькоат ровно – это применение краскопульта. Использование красокпульта позволяет делать более качественную работу, чем использование кисти. Правда, для того, чтобы работать с краскопультом, нужно выбрать более жидкий гелькоат, чем для работы с кистью. В любом случае, от выбора материала зависит многое.

 

Приступая к работе по изготовлению стеклопластика для тюнинга своими руками нужно позаботиться о двух вещах – его макете и матрице. Без макета, правда, иногда можно обойтись, но особо качественной работы не получится. Частенько вместо макета используются распорки, на которые кладется стеклоткань. Но это не лучшее решение.  Если вам нужен хороший результат, то без макета просто не обойтись. Многие умельцы умудряются, правда, изготавливать некоторые стеклопластиковые детали для тюнинга своими руками прямо на авто. Дверные панели, например. Для облегчения себе работы и для скорости ее выполнения панель прилаживается непосредственно на двери автомобиля. Но в данном случае качественная поверхность не так важна, так как стеклопластик будет являться всего лишь основой для дальнейшей работы. Далее панели будут обклеены пористым материалом, кожей и т.д., и все «косяки» будут скрыты. Однако, для того, чтобы сделать деталь кузова, все же нужен макет, а также матрица.

 

Макеты можно делать из разных материалов – фанеры, пластилина, пенопласта и т.д. Правильный макет – залог дальнейшей успешной работы. Неправильный – сами понимаете. Причем, если вам нужна красивая и ровная поверхность, то работу над этим нужно начать уже на стадии макетирования. Потрудитесь, чтобы макет был ровным и гладким, таким, какой должна быть в идеале ваша деталь. Таким образом, вы избавите себя от дальнейших мучений и внесения поправок.

 

Перед тем, как приступать к изготовлению макета для тюнинга, нужно сориентироваться – будет деталь делаться целиком или по частям. Основываться здесь нужно на том, насколько возможно будет после изготовления стеклопластиковой детали вытащить ее из матрицы без повреждений. Этот момент очень важен в технологии изготовления. Некоторые детали могут оказаться слишком большими или иметь слишком причудливую форму, так что вытащить их без проблем не получится. В таком случае лучше будет составить эту деталь из нескольких, более мелких, а потом соединить их своими руками.

 

После того, как работа над макетом завершена, можно приступать к созданию матрицы – основы для будущей детали. И к этому надо отнестись со всей серьезностью. Согласно технологии изготовления необходимо покрыть всю поверхность макета небольшим слоем воска и хорошенько отполировать его. Затем можно наносить матричный гелькоат на поверхность  макета. Матричный гелькоат имеет более густую консистенцию, наносится более тонким слоем и ложится легче, чем обыкновенный. Основа из матричного гелькоата позволит добиться идеальной ровности поверхности матрицы.

 

Затем можно приступать непосредственно к работе со стекловолокном. Технология изготовления стеклопластика для тюнинга своими руками такова: первым слоем обычно укладывается стекловуаль. С ее помощью вы без труда обведете все контуры макета, добиваясь предельной точности. Слой стекловуали должен высохнуть. После этого берется слекломат более толстых размеров и кладется сверху в несколько слоев. Помните о том, что не нужно укладывать сразу все слои (как уже говорилось выше, матрица от этого может испортиться). Лучше вделать работу в несколько этапов, пока не будет достигнута оптимальная толщина материала.

 

Если вам необходимо сделать разъемную матрицу, то нужно будет соорудить своими руками специальные перегородки, которые разделят макет на несколько сегментов. Сначала кладется основной сегмент, ему нужно будет некоторое время, чтобы застыть. Потом перегородки нужно вытащить. Основной сегмент обрабатывается по краям, затем начинается работа по выкладыванию остальных сегментов. Чтобы правильно расположить при последующей работе все сегменты относительно друг друга, нужно в основном сегменты сделать специальные  ямочки. При укладке последующих сегментов, в ямочки будет заливаться смола и стекловолокно, что позволит образоваться выпуклостям. Эти выпуклости послужат для дальнейшего прикрепления деталей матрицы друг к другу. Кроме того, в ребре каждого сегмента матрицы необходимо будет заготовить отверстия для крепежных болтов. После того, как матрица сделана, нужно позаботиться об ее прочности. Для этого служат ребра жесткости, закрепляющиеся на ней. Изготовить ребра жесткости можно из металла (если требуется особо прочная конструкция), из фанеры или дерева. При правильном выполнении технологии и хорошем макете матрица будет готова к дальнейшей работе. Однако, очень часто ее нужно еще раз обработать, чтобы придать идеальный вид.  Поверхность матрицы необходимо выровнять при помощи шлифовки.

 

После того, как поверхность матрицы стала гладкой, придется заняться ее вощением – то есть, тщательной полировкой при помощи воска. Делается это в несколько слоев с небольшими перерывами. Воск наносится тонким слоем на всю поверхность, затем растирается так, чтобы осталась лишь незримая пленочка.

 

Есть, правда, и другой вариант, который может заменить натирание воском, а может использоваться вместе с ним. Это использование специальных жидкостей, при помощи которых появляется покрытие в виде пленки. Такие жидкости предназначены также для того, чтобы смола или гелькоат не проникли на саму матрицу. В процессе работы с матрицей нужно следить за тем, чтоб поверхность ее не поцарапалась. Это может привести к тому, что смола прирастет к матрице, и вы не сможете продолжать работу. По сути, все придется начинать снова – шлифовать, востить и т.д. Есть такие вещества, которыми можно обработать матрицу и использовать ее потом несколько раз. Но лучше все же выбрать воск – это проверенный и надежный способ.

 

Помимо создания матрицы, есть и другие варианты работы со стеклопластиком. Правда, до сих пор изготовление матрицы остается самым популярным способом. Однако, новейшие технологии позволяют применять в работе компьютерное моделирование, а также станки с ЧУ, при помощи которых создается матрица или макет любого размера и из любого материала. Однако, у вас вряд ли есть такое оборудование, поэтому если вы делаете тюнинг своими руками, то матрица – единственный вариант.

 

После того, как матрица закончена, начинается процесс изготовления изделия. Советуем все же сделать первый слой из гелькоата, так как он поможет изделию в итоге принять эффектный внешний облик. Еще один плюс такого слоя – возможность обойтись без покраски в дальнейшем. Слой гелькоата надежно отделяет матрицу от стекловолокна, которое может ее повредить.

 

Сама работа со стекловолокном производится разными методами. Такие методы, кстати, годятся и для работы с другими подобными материалами, как то: карбон, кевлар и т.д.

 

Способ первый. Формовка вручную. Данный способ является наиболее распространенным, так как позволяет сэкономить на производстве и добиться максимальной точности. Ручная работа всегда ценится гораздо выше. Полотно стекловолокна пропитывается эпоксидной смолой, для чего используется либо кисть, либо валик. Напомним, что нужно выбирать такой валик (кисть), который выдержит работу со смолой. Можно дать стекловолокну пропитаться, а затем укладывать его в матрицу, а можно вделать это сразу после нанесения смолы. Чтобы смола лучше прошла сквозь волокна, необходимо пройтись по волокну разбивочным валиком. После этого нужно взяться за укаточный валик для окончательной обработки волокна. С помощью него вы сможете выдавить оставшиеся пузырьки из волокна, а также сделать слой смолы более равномерным. Избавление от пузырьков должно производиться своевременно, пока изделие не успело застыть. Пузырьки воздуха – серьезный брак, который может повредить готовую конструкцию. Работать с таким волокном далее не представляется возможным – вся работа пойдет насмарку.

 

Если вы хотите облегчить себе труд, то можно использовать некоторые простые приспособления, которые помогут в работе. Например, смеситель, который будет автоматически смешивать смолу с катализатором, и наносить ее на валик. Правда, от ручной укатки все равно никуда не деться.

 

Ручной метод прост и эффективен, но итог его всегда зависит от способностей и квалификации того, кто изготавливал изделие. Здесь важным преимуществом является опыт. К тому же, непосредственный контакт с эпоксидной смолой и другими материалами может нанести вред здоровью, если работать с ними постоянно. Однако, для небольшой компании ручная формовка – лучшее решение.

 

Способ второй. Напыление рубленного роввинга. В этом способе уже применяются технологические приспособления, автоматизирующие процесс. Работа таким способом ведется не с самим стекловолокном, а со стеклонитями. Стеклонить попадает в измельчитель пистолета, который разрубает ее на небольшие волокна. В пистолет уже заложена смола и катализатор, поэтому внутри все смешивается с рубленными нитями, а затем смесь выходит наружу. Готовая смесь подается из пистолета непосредственно на форму. Однако, и тут без рук не обойтись – прокатка такой ткани обязательна.

 

При всей кажущейся простоте и выгодности, этот способ имеет свои минусы. Надо сказать, что им пользуются довольно редко, так как при работе тратится большое количество смолы. Как итог – большой вес готового изделия. К тому же, готовое изделие состоит из разрозненных волокон, и, соответственно, является куда менее крепким, чем цельное волокно. Да и сама смесь, выходящая из пистолета, очень вредна для здоровья.

 

Способ третий – намотка. Этим способом пользуются в тех случаях, когда готовое изделие должно быть круглой или овальной формы (например, при изготовлении различных труб и резервуаров). Способ намотки широко применяется в изготовлении парусных мачт, удочек, велосипедных рам, автомобильных глушителей и т.д.

 

Стекловолокно попадает в ванну со смолой, затем смесь проходит через натяжные валики, которые вытягивают полотно и выдавливают лишнюю смолу. После чего волокна ткани подаются на сердечник, который их наматывает. Скорость и угол намотки волокна можно регулировать  при помощи изменения движения тележки. Процесс очень напоминает то, как в швейной машинке нить наматывается на шпульку. Итог работы третьим способом – высококачественное и прочное изделие.

 

Способ четвертый. Метод препрегов. Препрегами называют заготовки, состоящие  из кусков стеклоткани, которые уже пропитались смолой. Предварительно необходимо провести пропитку стеклоткани предкатализированной смолой. Пропитка должна осуществляться при большой температуре и высоком давлении. Смола достигает полутвердого состояния, и это заготовки способны храниться достаточно долго. Затем препреги кладутся на матрицу, и вся конструкция помещается в вакуумный мешок. Ее необходимо нагреть до 180 градусов, чтобы смола стала мягкой. В условиях вакуума препрега ляжет по необходимой форме. Затем изделие снова нагревают для застывания смолы.

 

При работе этим способом не обойтись без автоклава. Поэтому такой способ хорошо для изготовления небольших по размерам частей. Однако, большое преимущество этого способа – в вакууме воздушные пузырьки не образуются, а также значительно снижается расход смолы.

 

Также можно использовать и другие способы, как то: пультрузия, RFI, RTM и т.д. Выбирать способ изготовления нужно на основе того, какое необходимо получить в итоге изделие.

 

Теперь можно подвести итоги. Работа со стеклопластиком дает большое преимущество в весе. Чтобы сделать конструкцию прочной, зачастую приходится делать ее достаточно толстой, что прибавляет веса. Стеклопластик этим не страдает. Его большое преимущество перед, например, алюминием или сталью – способность принимать исходную форму после воздействия удара. Если, конечно, деталь не разрушилась. Ремонтировать части из стеклопластика гораздо проще. Трещину достаточно заклеить смолой, а затем наложить небольшой кусок из стеклоткани или стекломата. Если деталь подверглась более значительным повреждениям, то ее можно снять и положить на матрицу, чтобы она вновь приняла исходные очертания. Хотя, в таких случаях лучше, все же, изготовить новую деталь. Части из стеклопластика можно «подлатать» и шпаклевкой, шкуркой и водой.

 

Правда, стеклопластик – материал далеко не из дешевых. К тому же, работать с ним вредно для здоровья, он выделяет токсические вещества. Поэтому нужно быть предельно осторожным. Работа по тюнингу автомобиля из стеклопластика требует обязательного наличия респиратора, который защитит от вредных испарений эпоксидной смолы.