Изделия из композита прочно вошли в нашу жизнь. Дерево и металл уступают место стеклопластику, лишенному недостатков этих традиционных конструкционных материалов. Существуют различные методы производства стеклопластиковых изделий. Наиболее популярными являются метод намотки, ручного формования, инфузии и пултрузии. Основным определяющим качеством композитного материала является армирующее волокно и наполнитель, в качестве которого чаще всего используются полиэфирные смолы. Такая композиция придает материалу необычайно привлекательные физические свойства. Рассмотрим предпочтительные области применения композитных изделий, полученных различными способами.
Намотка
Суть метода заключается в наматывании пропитанных смолой стеклопластиковых нитей на оправку. Профильное изделие, полученное таким методом, имеет ряд ограничений. Профиль всегда имеет вид труб различной формы сечения и диаметра. Диаметр может меняться по длине изделия, но сечение профиля всегда должно оставаться выпуклым.
Таким методом наиболее предпочтительно изготавливать канализационные и напорные трубы, фонарные столбы и прочие конструкции, требующие изменения диаметра по длине или устойчивость к внутреннему давлению.
Ручное формование
Листы стекломатериала, например стеклоткани, укладываются на специально изготовленную форму и пропитываются смолой слой за слоем. Таким методом можно изготовить лотки различных форм, профнастил и профлист. Сторона изделия, примыкающая к форме, будет иметь гладкую поверхность. Верхняя сторона будет неровной. Этот метод хорош для изготовления малых партий или единичных экземпляров изделий.
С помощью специальных устройств – чоперов, смолу в месте со стекломатериалом можно напылять на форму механизированным способом. Устройство представляет собой рукоятку с соплом, в которое подается под давлением смола и стекловолокно. Стекловолокно нарубается на мелкие отрезки, которые процессе нанесения ложатся, перекрывая друг друга в различных направлениях. При этом способе изготовления себестоимость изделия высока, поскольку существеннен расход смолы – наиболее дорогого компонента изделий.
Инфузия
Это один из методов контактного формования, где пропитанный смолой стекломатериал прижимается к форме с помощю вакуумного мешка. Изделие имеет обе гладкие поверхности и может иметь минимальную толщину при сохранении конструктивной прочности. Такой метод является частично механизированным, поэтому предпочтителен для серийного производства. Недостатком метода являются ограничения по длине изделия, поскольку вакуумный станок имеет ограниченные размеры.
Пултрузия
Наиболее распространенный метод изготовления стеклопластикового профиля. Метод заключается в протягивании стекломатериала, пропитанного смолой, через горячую фильеру. Метод является непрерывным и профиль может быть любой длины и формы сечения. Ограничения метода состоит в том, что форма сечения профиля не может меняться, а размер сечения ограничен размерами фильеры. Как правило, максимальный размер сечения профиля не превышает 30 40 см.
Этот метод используется для производства всего разнообразия профильной продукции, например:
- труба круглая;
- труба квадратная;
- труба прямоугольная;
- уголок;
- швеллер;
- двутавр;
- пластина;
- лоток;
- стержень и др.
Чаще всего такие изделия стандартизированы и используются как альтернатива металлическим. Обладая исключительной прочностью на разрыв и на изгиб, такие профили чаще всего используются для изготовления настилов, ограждений, каркасов сооружений и стропильных систем. Профиль может быть окрашен в любой цвет на этапе производства. Он не ржавеет, не боится нагрева и воздействия агрессивных сред, не ржавеет и отлично переносит контакт с землей. Эти свойства композитного профиля нашли применение в изготовлении пешеходных переходов, дорожных ограждений, вышек связи, заборных столбов и шпалер для виноградных лоз. Этим методом можно изготавливать мачты для яхт и пространственные сетчатые конструкции.
Обладая диэлектрическими свойствами, материал нашел широкое применение в изготовлении диэлектрических лестниц и конструкций для крепления кабелей в условиях сырости и возможных утечек электрического тока. Сфера применения пултрузионного профиля ограничивается лишь фантазией. Материал устойчив к жаре, холоду и ультрафилолету. Эти качества определяют широкую географию применения. От жарких климатических зон, до районов крайнего севера.
Поскольку при изготовлении больших объемов профиля практически не требуется человеческого участия, скорость изготовления высока и процесс непрерывен, пултрузионный профиль имеет низкую себестоимость. На выходе из фильеры появляется готовое изделие, не требующее процесса сушки, отверждения, покраски и т.д.
К неоспоримым достоинствам композитного профиля также следует отнести низкий удельный вес, что позволит существенно сэкономить на погрузочно-разгрузочных и транспортных расходах.