Как технологично изготовить пластиковый уголок?

[Роман Измерли]

Здравствуйте, уважаемые мастера. Прошу вашего совета. Простите заранее если подобная тема уже обсуждалась. Я с большим интересом читаю форум, но информации здесь очень много. Если о подобном уже шла речь, подскажите как называлась тема и где искать.
Коротко вопрос звучит так: каким способом лучше всего производить пластиковый уголок с шириной полки 50-100 мм, толщиной 5-12 мм партиями по 10-50 пог.м? Ниже опишу задачу более подробно.

Мы применяет стеклопластиковые профили для различных сборных конструкций. В частности изготавливаем из них ограждения для животных в дельфинариях. Выглядит это так:

DSCN6932_cr.jpg (89.76 КБ) 17854 просмотра

DSCN6940.jpg (83.65 КБ) 17854 просмотра

IMG_20210310_184041.jpg (88.02 КБ) 17854 просмотра

IMG_20211019_171509.jpg (111.53 КБ) 17854 просмотра

IMG_20220319_161639.jpg (131.84 КБ) 17854 просмотра

IMG_20220430_114958.jpg (97.88 КБ) 17854 просмотра

Когда-то мы использовали для этого только заводской пультрузионный профиль. Он хорошего качества, имеет богатый ассортимент, но у него есть одна очень неприятная для нас особенность. Он плохо переносит нагрузку, направленную вдоль волокон. Поскольку пультрузионный профиль целиком состоит из однонаправленных нитей, то при предельных нагрузках склонен расслаиваться вдоль волокон.

IMG-20171229-WA0000.jpg (14.9 КБ) 17854 просмотра

Сила животных необычайна и подчас не укладывается в голове. Когда мы поняли, что заводской профиль не справляется с нагрузками, то начали отдельные элементы изготавливать самостоятельно. Большая часть из них - это уголки. Как правило из них состоит несущая часть конструкций. Сначала мы их просто формовали из стекломата, а когда увидели, что и такие конструкции не всегда выдерживают, стали делать их чередуя слои мата и ткани.

Изготавливаем мы их следующим образом: выставляем на формовочном столе отбортовку необходимой высоты, наносим гелькоат и наформовываем уголок. В качестве отбортовки используем остатки заводского профиля. Позже мы стали вместо уголка формовать швеллер и резать его вдоль на два уголка. Это уменьшает количество резов и обрезной отход. К сожалению, не делал фотографии - показать не могу.

В целом такая технология нас устраивала. Мы можем изготовить таким образом уголок практически любого размера и толщины (длина ограничена длиной формовочного стола).

Но у этой технологии есть минусы:
1. Ощутимое время нужно на выставление отбортовки, и нанесения галтелей на внутренние углы.
2. Много времени занимает обрезка отформованного уголка и ручной рез всегда неровный.
3. Внутренняя поверхность уголка тоже неровная, а внутренний угол скруглен. Это иногда доставляет неудобства при монтаже.
4. И самое неприятное - из-за усадки уголок сжимается и не дает угла 90 градусов. Порой это приходится учитывать при монтаже и применять всякие хитрости.

Мы решили пересмотреть и улучшить технологию производства. Посовещавшись, пришли к такому решению.
1. Уголки формовать в матрицах. Это позволит избавиться от обрезки, даст ровные края, минимизирует отходы.
2. Матрицы сделать сборными и части матриц сделать разных размеров, чтобы компонуя их между собой, формовать уголки нужного размера. (Например есть матрицы полки уголка шириной 5, 6, 8, 10 см. Из них можно собрать матрицу для уголка 5х5, 6х6, 10х10, 5х10, 6х8, 8х10 и т.д). Профиль матрицы из двух частей изображен на рисунке.

Чертеж.jpg (32.72 КБ) 17854 просмотра

3. Длина матриц 3 м и глубина выемки под полку 12 мм позволит формовать уголок равного или меньшего размера и толщины.
4. Для того, чтобы уголок получался 90 градусов - нужно обжимать его в матрице в сыром виде: либо с помощью прямоугольного профиля подходящего сечения и струбцин (мы так уже делали), либо вакуумным прессованием (с этим мы еще не работали). На рисунке вариант со струбцинами.

Чертеж 2.jpg (45.39 КБ) 17854 просмотра

5. Также для минимизации усадочных процессов необходимо проводить постотверждение до выемки изделия из матрицы. Для этого нужно будет сделать тепловой шкаф, в который помещать отформованные изделия прямо в матрицах.

Для реализации этого решения нужно будет сделать парк матриц по 5-10 шт. основных типоразмеров.
Как вы находите такое решение? Есть ли более простые или более "правильные" способы? Можно ли подобные изделия делать вакуумной инфузией и технологично ли это?

[grrrey]

На мой взгляд, решение довольно технологичное, сам, когда продумывал выпуск погонажных изделий склонялся к варианту составных матриц, но "самолет" пока не взлетел, продолжаем делать умывальники)))
С инфузией к сожалению не работал, но на мой взгляд вам эта технология на перспективу сильно облегчит жизнь. отпадет необходимость в ручной ламинации, придет повторяемость размеров и свойств. правда есть еще процессы освоения и внедрения на производстве, которые скорее всего попьют немало крови, но стратегические выгоды ИМХО очевидны:
- уменьшение доли ручного труда=снижение себестоимости
- уменьшение расхода смолы=снижение себестоимости
- максимальная повторяемость изделий=легкость монтажа=сокращение трудозатрат=снижение себестоимости
по постотверждению считаю вы тоже правы, оно в любом случае улучшает механику, а если у вас изделия работают на разрушение, то 15-20% прочности не помешают

[Тигирь]

Роман, Вы завтра-послезавтра в цеху будете? Скорее всего буду проезжать мимо, мог бы заскочить.
Считаю, что ход мысли правильный, но технически реализовывать нужно немного по другому. Поэтому если встретимся, смогу показать на пальцах, а то рисовать на контупере нет времени. Если завтра будете, бросьте телефон мне в личку, созвонимся

[Admin]

Как раз такими мелкими стеклопластиковыми деталями сейчас занимаемся с Алексеем (Hrisanf) на его заводе, заказ для сельхозтехники. Нашли для себя отличный вариант, без траты расходных материалов (буквально - вообще, без траты) не РТМ и не вак.инфузия, но что-то близкое. И получается повышенная прочность, красивая тыльная сторона и отсутствие пор в ламинате. Если немного потерпите, подготовлю обстоятельный пост с описанием и фотографиями.

[Тигирь]

Ага-ага. Сегодня заезжал к Роману, нарисовал, как я это вижу. Интересно будет сравнить

[Admin]

Вот здесь описал процесс: "Вакуум.формовка реактопласта"
С матрицами, конечно повозиться нужно, да ресивер вакуумный сделать литров на 200. Зато сама формовка - красота: куски стекломата прошивного в матрицу на гель приклеил, смолы налил, пуансоном прижал, вакуум включил. И все, можешь заниматься своими делами, пока изделия отверждаются под вакуумом.

[Роман Измерли]

Большое спасибо Игорю, он дал очень интересную идею с металлическими матрицами. Сейчас ее прорабатываем. Также смотрим возможность применения вашей технологии, Андрей. О результатах напишу.
P.S. Не хватает смайлика благодарности.

[Роман Измерли]

Всем добрый день! Хочу продолжить тему и рассказать о вырисовывающемся направлении и нашей первой пробе.
К нам в цех заезжал Игорь (Тигирь) и предложил идею использовать в качестве оснастки металлический квадратный профиль и уголок. Изделие получается путем сжимания пакета стекломата, заранее пропитанного смолой, между профилем и уголком. Уголок с профилем соединен шарнирами. С противоположной стороны сжимается защелками. Гелькоат заранее наносится на металл.

Матрица уголка 1.jpg (20.98 КБ) 17644 просмотра

При таком способе возможно запирание воздуха между ламинатом и гелькоатом. Тогда можно применить такой вариант: смыкать форму с двух сторон.

Матрица уголка 2.jpg (13.53 КБ) 17644 просмотра

Я обсудил идею с директором. Она нам очень понравилась. Металлический профиль всегда есть в наличии, выпускается разных размеров, металлическую поверхность сложно повредить. Но появилось сомнение, а сможем ли мы сомкнуть матрицу, если будет небольшой избыток материала ? А если избытка не будет то, вероятно, тогда не будет эффекта прессования. Подумали о других возможных способах сжимания металлопрофилей, например с помощью струбцин или заранее приваренных шпилек с барашками.

Решили провести пробный эксперимент без дополнительных устройств. Использовали квадратный профиль 100х100 и таких же габаритов уголок.
- Поверхность очистил от ржавчины и слегка подшлифовал лепестковым диском.
- На трубу с помощью двустороннего скотча приклеил пластиковые ограничительные рейки. Они задали размер изделия: 60х85х8 мм (толщина реек 8 мм).
- Нанес несколько слоев матричного воска.
- Раскроил материал так же, как мы кроим для уголка подобных габаритов: 6 слоев мата 450, 5 слоев ткани 560. Мат и ткань укладываются с чередованием. Расчетная толщина пакета 8 мм.
- Пропитал стекломатериал и уложил его на форму.
- Положил сверху уголок и на всякий случай прижал его собственным весом. Не заметил, чтобы прижатие как-то подействовало - ощущение, что ламинат не продавился ни на миллиметр.
- Показалось, что толщина ламината получилась недостаточной и уголок лег прямо на ограничительные рейки. Попробовал снять его, но не смог. Снова придавил и оставил как есть.

Потом был Новый год и я расформовал изделие через два дня. Снятие прошло довольно легко. Пластиковые рейки остались на местах. Уголок оказался все-таки прижат. По краям выдавилась смола. Толщина изделия совпала с расчетной - 8 мм.
На поверхности осталось незначительно количество раковин среднего размера 3 мм, максимального - 5 мм. Опасений, что они могут вызвать сколы гелькоата - нет. В толще ламината на срезе видны пузырьки воздуха размером от 0.2 до 1 мм. Для ламината, не прокатанного разбивочным валиком, и для данного изделия это приемлемо. Удаление облоя проблем не вызвало. Качество пробного образца мы сочли вполне удовлетворительным.

Следующим шагом будет сделать изделие с гелькоатом "в натуральную величину" на профиле длиной 3 м. Металл отполируем (пока думаем как).
Размышляем о том, делать ли прижимные рейки съемными и взаимозаменяемыми, чтобы не плодить парк матриц и изготавливать уголки разных размеров и толщин на одной оснастке.
Возможно снабдим матрицу боковыми зажимами, устанавливающимися после смыкания профилей.

Обдумывал возможность применения новой технологии Андрея и Алексея с вакуумом и выливанием смолы в форму. Решил что для этих изделий она менее приемлема по следующим причинам:
1. Металлическую оснастку нам сделать будет проще (несмотря на ожидаемые сложности с полировкой).
2. Металл менее подвержен повреждениям, чем пластик.
3. Матрица с вакуумом, насколько я понимаю, позволит изготовить уголок только габаритов матрицы. На оправке, предложенной Тигирем, можно изготовить уголок меньшей длины чем оправка. Это важно, т.к. длина изготавливаемого уголка зависит от размеров частей, на которые он будет впоследствии раскроен. Для минимизации отходов далеко не всегда нужно будет изготавливать уголки длиной 3 м.
Также съемные ограничительные рейки (если мы решим так сделать) позволят изготавливать на одной оправке уголки разных толщин.

[Тигирь]

Ну вот, значит принципиально работает. Осталось утрясти технологические моменты.
Для грубой шлифовки трубы можно попробовать ленточную шлифмашину. Ну а финишно довести поверхность можно и орбиталкой, и вибрационной.
Сейчас глянул на эскизы с прижимом двумя уголками. Можно использовать 1 уголок и одну пластину, чтобы при закрытии ложилась на полку уголка. Тогда в закрытом положении можно просверлить через них отверстия и фиксировать их штифтами. Наверное это самое простое и технологичное решение. Можно нарезать резьбу в полке уголка и затягивать болтами с барашком.
В случае с одним большим уголком фиксировать можно также болтами. А шарниры настоятельно рекомендую. Сейчас есть вариант дверных на резьбовой шпильке, они позволят легко регулировать толщину профиля

[Роман Измерли]

Дверной шарнир на резьбовой шпильке - это вроде таких: https://yandex.ru/images/search?from=ta ... 0%BA%D0%B5" onclick="window.open(this.href);return false; ?

[Тигирь]

Да, что-то типа таких https://market.yandex.ru/product--petli ... BTkg&cpa=1" onclick="window.open(this.href);return false;
Чтобы не большие были. М6, шаг резьбы 1.0 можно регулировать с точностью до полоборота

[Xruk]

Если бы мне пришлось это делать...
Заварить герметичко внутреннюю трубу (100х100) по торцам.
Засунуть всю сборку с уложенным ст\пакетом в "Чулок" из полиэтилена.
Вакуум 50% Атм. создаст равномерное сжатие стеклопакета межу верхним уголком и внутренней трубой .
Равномерное распределенное сжатие ( грубо) составит для комплекта со сторонами уголка 10х10см,
длиной 300см => (10+10)х300= 6000см2* 0,5 Атм.= 3000 кг.
А если вакуумнёте на 15% Атм., то и все 5 тн. выйдет
Бонусом выйдет максимум воздуха.
С "Чулком" нужно поэкспериментировать.
За решение с мет. уголками- Апплодисменты.

[Роман Измерли]

Спасибо! Мы тоже думали над вариантом вакуумирования в "чулке". Только не поверх квадратной трубы, а на внутренней поверхности уголка - таким образом можно будет сделать лицевую поверхность изделия с гелькоатом. Но поскольку:
- нет опыта работы с вакуумом,
- гелькоат нам хотелось бы получить на обеих сторонах изделия,
- оправку после формовки скорее всего нужно будет сразу поместить в термошкаф и наверно лучше, если там не будет шлангов и пакетов,
то пока прорабатываем металлическую матрицу.
Сделали еще один эксперимент, чтобы понять насколько возможно и необходимо сжатие частей матрицы. Эксперимент показал, что сжатие возможно и необходимо.

IMG_20230109_104358__.jpg (32.89 КБ) 17474 просмотра

[Hrisanf]

Металл отполируем (пока думаем как).

Возьмите уголок из гнутого металла . Он имеет ровную поверхность листа в отличии от структуры горячего проката .

[Xruk]

- нет опыта работы с вакуумом,

Начните с компрессора (рабочего) от старого холодильника. Сосёт глубоко , хоть и не быстро.

[Xruk]

... оправку после формовки скорее всего нужно будет сразу поместить в термошкаф и наверно лучше, если там не будет шлангов и пакетов...

Ещё одна ремарка.
Если вы будете циркулировать воду 95*С по внутренней трубе
( гонять воду насосом из условного чайника обратно в чайник)
и сделаете терморубашку вокруг сборки.
То, чем не термошкаф?
Причем не снимая вакуум,
хотя постполимеризацию вы будете делать посте вставания смолы и вакуумный пакет уже не нужен.
Понятно, что это временное решение,
зато "малой кровью" отработаете процесс по температуре и времени.
А, главное, придет опыт и понимание процесса.

[Тигирь]

Роман, ну как, есть движение по формовке уголков? Очень интересно

[Роман Измерли]

Здравствуйте, уважаемые мастера и те, кто хочет ими стать. Хочу продолжить начатую тему. В связи с различными обстоятельствами пришлось приостановить работу в этом направлении на довольно длительное время и, вот, недавно появилась возможность продолжить эксперименты.

Еще раз обозначу задачу - оптимизировать процесс ручного изготовления стеклопластикового профиля (уголок, швеллер): сократить время подготовительных (выставление формы) и постформовочных операций (обрезка, покраска), научиться изготавливать профиль, имеющий глянцевое покрытие со всех сторон.
Технологию изготовления оставили прежнюю - прессование пропитанного смолой стекломатериала в форме.

Для изготовления полноразмерной рабочей формы холоднокатанный уголок по приемлемой цене найти не удалось - неходовая номенклатура. Заказали изготовление в каком-то металлоцехе. Там нам вырезали и согнули на прессе 4-мм листы металла. Неидеально, но подходяще для экспериментов.
Отшлифовали рабочие поверхности орбиталкой до зерна 240 - для данных изделий этого вполне достаточно.
Долго искали материал для ограничительных бортиков и в итоге заказали полосы из 8-мм полипропилена в компании, изготавливающей бассейны из полипропиленовых листов.
Полосы закрепили на уголке винтами с учетом возможности их замены на полосы других размеров.

После нескольких неудачных попыток получился вполне приемлемый уголок. Обрезка и доводка после съема с матрицы заняла всего 15 минут.
Поскольку расформовку производили на следующий день, уголок почти не дал усадки и сохранил угол 90 градусов, в отличие от предыдущего образца, который снимали с матрицы в день формовки и от уголков, которые мы изготавливали на формовочном столе.

В планах еще несколько мелких улучшений данной технологии и, возможно, опробование сжатия частей формы вакуумным мешком.

Полоски из полипропилена

IMG_1.jpg (42.88 КБ) 15934 просмотра

Матрица, готовая к работе

Матрица с нанесенным гелем

Стекломатериал пропитан отдельно от матрицы

Стекломатериал пропитан в матрице

Матрица, сжатая в рабочем положении

Матрица, сжатая в перевернутом положении

Брак: недостаточная толщина стеклопакета

Брак: недостаточная толщина гелькоата

Брак: пузыри под гелькоатом

Брак: пузыри по краю изделия

Готовое изделие

[Евгений Евгеньевич]

Роман Измерли, Приличного результата добились, только вот формовщики пугают. Либо роботы, либо печень есть в запасе

[Роман Измерли]

К сожалению я не знаю как изменить сложившуюся систему. А у вас все всегда в масках работают?

[Евгений Евгеньевич]

Да, в масках + приточка и вытяжка)

[Александр]

да не так это и страшно Сказано мыть руки перед едой. Вот и все. и истерик можно не устраивать.Можно и не мыть.

[grrrey]

не так страшно до первого диагностированного профзаболевания. а потом все будет журко и работнику и работодателю

[Александр]

Вам делать нефиг или писать не очем. Я занимаюсь композитами 40лет и эпоксидными и полиэфирными. и не чего живой пока. обычная техника безопасности.

[grrrey]

типичная "ошибка выжившего".
"раз со мной все нормально, то и с другими все так же будет, да и вообще ничего плохого произойти не может"
ну-ну...

[Александр]

поступайте как считаете нужным для себя можете спать в респираторе. я привел свой опыт. и не считаю что необходима паника.

[Admin]

Ой, ну что вы матом ругаетесь, как дети малые :) Закоренелому композитчику запах стирола - что свежий воздух. А новичков от него воротит. Но на здоровье влияния не оказывает. Тоже 17 лет в этой теме. Иногда в жару лучше стиролом подышать, чем инфаркт заработать в респираторе. Респиратор необходим в двух случаях: 1) когда напыляешь спреем гель, или смолу. Потому что в этом случае вместе со стиролом вдыхаешь и отвердитель. А это кислота. 2) когда обрезаешь стеклопластиковые изделия. Потому, что стеклопыль в альвеолы легких попадает, а обратно уже не выхаркивается. Соответственно, при накоплении там определенной массы стекла, начнется болезнь под названием Силикоз. Это когда кашляешь кровью с кусочками легких и постоянно задыхаешься... Это, да, серьезно. А работать в шлепках, или формовать без респиратора - это по желанию трудящегося. Смертельной опасности не несет. Не, ну на производстве, конечно, приходится следовать всем требованиям ОТ и ТБ. Потому что начальника накажут за разбитый пальчик работника в шлепках... А если ты сам себе хозяин, то в описанных 2-х случаях респиратор необходимо использовать, а в остальном все - по желанию.

[Argon-11]

2) когда обрезаешь стеклопластиковые изделия.

Ну уж не только когда обрезаешь. Обычно в цехе присутствует некоторое кол-во осевшей стеклопыли, которая моментально взметается вверх даже при открывании/закрывании двери. Это хорошо видно в прямых солнечных лучах. И эта пыль постоянно норовит залететь в органы дыхания.
Я привык ходить в цехе в респираторе - уже не напрягает.
С очками сложнее - запотевают.
На алиэкспрессе продаются для страйкбола очки с принудительной вентиляцией (батарейка с вентилятором). Все нормально, это работает, но размеры детские.

[Тигирь]

Ну, кагбэ, вентиляцию желательно грамотную делать на рабочих местах, а то в противогазе и кони кинуть не долго, особенно летом. Да и зимой мало приятного, когда конденсат с клюва на ламинат капает.
Когда режешь стеклопластик без эффективного пылеотсоса, карегорически рекомендуется надевать изолирующие очки. Ибо пыль офигенно оседает не только в лёгких, но и на влажной роговице глаза. Если уверенно запылить и натереть глаза стеклопылью, можно с одного раза инвалидом по зрению стать.
Ох, чую, надо обсуждение в раздел ОТ переносить

[Дзюбас]

Хотя б в Википедию зашли, стирол не вреден. Там и воздействие на ЦНС и слуховой аппарат и тд. Техника безопасности не зря кровью написана, но как говорится у всех свои фантики