Производство стекловолокна: технология изготовления, как выбрать завод, станки и другое оборудование, как утилизировать отходы

Содержание   

  1. В чем особенность материала?
  2. Марки
  3. Подготовка стеклоткани
  4. Оборудование для переработки мусора: 4 варианта
    1. Основные направления переработки мусора
  5. Что такое стекловолокно и материалы на его основе?
    1. Виды стекловолокна и стеклопластика
    2. Процесс производства стекловолокна
    3. Преимущества стекловолокна
    4. Применение стеклопластика
    5. Классификация стекловолокна
    6. Используемое оборудование
  6. Производство изделий из стеклопластика
  7. Как применить стеклопластик в быту и в строительстве
    1. Ремонт стержней из стеклопластика
    2. Ремонт инвентаря
  8. Разделительный слой
  9. Болван матрица:
  10. Технология производства
  11. Сферы использования
  12. Как открыть бизнес?
    1. Покупка оборудования
    2. Где брать сырье?
    3. Требования к помещению
    4. Персонал
    5. Куда сбывать готовую продукцию?
  13. Физико-механические свойства
  14. Можно ли утилизировать отходы?
  15. Оформление документов
  16. Технологии, которые мы применяем
  17. Характеристики конструкционных стеклотканей
  18. Электротехника и электроника
    1. Медицина
  19. Извлечение из формы и окончательная обработка

1 В чем особенность материала?

Стекловолокно состоит из стеклянных нитей. Материал обладает уникальными свойствами – у него хорошая тепло- и электропроводность, он удароустойчив и гибок.

Стекловолокно можно легко согнуть и при этом не нанести ему никакого вреда.

Из стекловолокна получают:

  • крученые нити, из которых производят шпагаты, сетки, канаты и ткани;
  • стеклохолст и стекловату;
  • нитепрошивные и кардные материалы;
  • световоды.

Его используют:

  • чтобы придать дополнительную прочность композитам (в первую очередь стеклопластикам);
  • для отделки поверхностей;
  • в качестве утеплителя; стекловолокном утепляют подвальные и чердачные помещения, кровли и полы;
  • материалом пропитывают полимеры.

Разберемся, как сделать стекловолокно и какое сырье использовать.

к меню ↑

2 Марки

Перечень марок стекловолокна с соответствующими им характеристиками вы можете увидеть в таблице:

к меню ↑

3 Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала, которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

к меню ↑

4 Оборудование для переработки мусора: 4 варианта

Создание бизнеса по переработке мусора является не только прибыльным для предпринимателя, но и полезным для окружающей среды и общества. Данная сфера деятельности в России еще не так сильно развита, например, как в европейских странах.

Поэтому данная тема вызывает все больший интерес инвесторов и предпринимателей.

За счет новых технологий в переработке мусора стало возможным не только утилизировать твердые бытовые отходы (ТБО), но и создавать из них вторсырье. Такая идея поддерживается многими странами, в результате чего появляется все больше предприятий, которые связаны с этим видом деятельности.

Закупив оборудование для переработки мусора можно не только улучшить экологическое состояние города, но и хорошо заработать на этом. Так как данная сфера деятельности постоянно развивается, существует несколько направлений и способов переработки мусора.

к меню ↑

4.1 Основные направления переработки мусора

Еще несколько лет назад отходы просто вывозили за город и закапывали. Но постепенное ухудшение экологии заставило людей найти решение данной проблемы.

Отходы необходимо было куда-то девать.

Для решения этой проблемы начали создавать оборудование для утилизации мусора, находить новые решения использования отходов. Таким образом, появилось несколько основных направлений по переработке мусора.

к меню ↑

5 Что такое стекловолокно и материалы на его основе?

Производство стекловолокна — это процесс объединения тонких стекловолокон с различными смолами для получения прочного и легкого продукта. С момента появления стекловолокна его использовали в качестве армирующего агента для пластмасс, а также в качестве изоляционного материала в зданиях и бытовой технике. Стекловолокно используется в производстве, где требуется легкий материал, обладающий высокой прочностью и устойчивостью к царапинам.

Из процессов производства стекловолокна формование из стекловолокна является наиболее часто используемым процессом при создании изделий из пластика, армированного стекловолокном. Само стекловолокно изготовлено из расплавленного стекла, выдавленного через сверхтонкие отверстия в инструменте, в результате чего образуются нитевидные образования, которые затем сплетаются вместе, образуя грубую ткань или заплатку.

Волокна соединяются с пластмассовой смолой путем термообработки или прессования. Этот процесс используется для изготовления множества различных изделий из стекловолокна., включая панели, корпуса гоночных автомобилей, электрические платы, опоры для оборудования и множество других продуктов.

Стекловолокно не расширяется и не сжимается при изменении температуры. Оно не впитывает воду, имеет высокое отношение прочности к весу, химически стойкое, а также действует как электрический изолятор. Производители стекловолокна производят различные виды изделий из стекловолокна.

к меню ↑

5.1 Виды стекловолокна и стеклопластика

Существует ряд различных типов стекловолокна и смол, используемых для производства стекловолоконных материалов и изделий с разной прочностью, эстетикой и сферой применения.

Стекловолокно подразделяется на семь основных типов. Стекло E — наиболее распространенная разновидность пластика, армированного стекловолокном, стекло A характеризуется низкой концентрацией оксида бора, стекло E-CR имеет высокую кислотостойкость, стекло C используется для изготовления штапельных волокон, D-стекло обладает высокой кислотостойкостью с диэлектрической постоянной.

виды стекловолокна

R-стекло известно своими исключительными механическими свойствами, а S-стекло — очень высокой прочностью на разрыв. Эти типы стекловолокна смешиваются с термореактивными смолами, которые обычно изготавливаются из эпоксидной или полиэфирной смолы.

Смолы используются для формования, ламинирования и литья. Эпоксидная смола имеет более высокие характеристики и, следовательно, более высокую стоимость, и она используется в критичных по весу, высокопрочные приложения. Полиэфирные смолы менее дороги, более широко используются и обладают хорошей устойчивостью к коррозии.

к меню ↑

5.2 Процесс производства стекловолокна

Три основных метода изготовления стекловолокна — это открытое формование, закрытое формование и центробежное формование. При открытом формовании стекловолокна слой гелевого покрытия наносится и отверждается в цельной форме или конструкции. После наслоения в форму стекловолокну и распыленной смоле дают затвердеть. Открытое формование выделяет больше выбросов, чем два других процесса.

При закрытом формовании исходное гелевое покрытие наносится в форме, состоящей из двух частей. Волокна в виде рубленых волокон или ламинированных листов распыляются или помещаются в охватывающую часть формы поверх гелевого покрытия. Деталь затвердевает после герметизации в форме с помощью вакуума, и катализированная смола впрыскивается в форму под давлением.

производство стекловолокна

При центробежном формовании гелькоут наносится на стороны вращающейся цилиндрической формы. Слой за слоем, катализированные смолы, насыщенные короткими волокнами, распыляются в форму до достижения желаемой толщины.

Центробежное формование используется для формования цилиндрических изделий, таких как трубы и резервуары. Во всех процессах конечные продукты затем извлекаются из формы и обрезаются. Гофрированное стекловолокно, пожалуй, является наиболее широко используемым сегодня продуктом из стекловолокна.

Оно прочное, может быть однотонным (часто зеленым) или прозрачным для пропускания света в здания. Он в основном используется в строительстве для изготовления сайдинга или кровли, а также часто используется для строительства теплиц и навесов.

Гофрированное стекловолокно обычно состоит из двух склеенных между собой слоев. Внешний слой представляет собой твердую, устойчивую к атмосферным воздействиям поверхность из смолы. Центробежное формование используется для формования цилиндрических изделий, таких как трубы и резервуары.

Во всех процессах конечные продукты затем извлекаются из формы и обрезаются. Гофрированное стекловолокно, пожалуй, является наиболее широко используемым сегодня продуктом из стекловолокна.

к меню ↑

5.3 Преимущества стекловолокна

Стекловолокно часто превосходит многие другие материалы, особенно алюминий, который является основной альтернативой стекловолокну. Пултрузионные (Пултру́зия —

технология изготовления высоконаполненных волокном композиционных деталей с постоянной поперечной структурой) профили из стекловолокна имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогичными штампованными алюминиевыми профилями.

Пултрузионное стекловолокно обладает превосходной устойчивостью к широкому спектру химикатов. Профили из стекловолокна составляют около 70% веса алюминиевых профилей, но имеют такую ​​же плотность. Пултрузионное стекловолокно не является проводящим с высокой диэлектрической способностью, в то время как алюминий является проводником.

Стекловолокно — гораздо лучший изолятор, чем алюминий, поскольку он имеет гораздо более низкую теплопроводность. Пигмент, добавленный к смолам стекловолокна, может обеспечить цвет всей детали, в то время как алюминий требует предварительной отделки, анодного покрытия или окраски.

Стекловолокно прозрачно для радиоволн и передач EMI / RFI и часто используется для корпусов и опор радаров и антенн. Алюминий обладает высокой отражающей способностью, что делает его непригодным для таких приложений.

Формы из пултрузионного стекловолокна могут быть легко изготовлены в полевых условиях с помощью обычных столярных инструментов и не требуют горелок или сварки.

Наконец, стекломат в форме пултрузионного стекловолокна равномерно распределяет ударную нагрузку, в то время как алюминий легко деформируется.

Армированный стекловолокном пластик — отличный строительный материал для широкого спектра изделий.

Пластмассы, армированные алюминием и стекловолокном, обладают одинаковой плотностью и универсальностью, но с некоторыми ключевыми отличиями. Различные области применения могут сделать алюминий или стекловолокно более желательными.

  • Легче — по сравнению с его основной альтернативой, алюминием, стекловолокно, как правило, составляет около 70% веса при аналогичной плотности и прочности. Это соотношение также выгодно отличается от любого количества других пластиков, композитов и металлов.
  • Неотражающий — хотя не во всех областях применения, во многих случаях неотражающие свойства стекловолокна для света, радио и других волн делают его идеальным материалом.
  • Равномерное распределение силы — одно из уникальных свойств стекловолокна заключается в том, как оно распределяет силу. Хотя это может быть идеальным не для всех приложений, во многих случаях это очень ценно.
  • Простота изготовления — по сравнению с процессом изготовления алюминия и других сопоставимых материалов, стекловолокно чрезвычайно легко изготовить и настроить в соответствии с вашими потребностями. Это включает пигментацию, вторичные покрытия и многие другие соображения.
  • Превосходная изоляция — Уникальные термические свойства стекловолокна делают его отличным решением для изоляции в широком диапазоне применений. Он остается основным изоляционным материалом в строительстве, HVAC и подобных отраслях.

к меню ↑

5.4 Применение стеклопластика

Универсальность стекловолокна позволяет использовать его в бесчисленных отраслях промышленности. Он может выполнять огромное количество структурных функций, в которых иначе могут использоваться металлы или чистые пластмассы, включая, помимо прочего:

  • Конструкция — материал для основной изоляции в одних формах и в качестве основного конструкционного материала в других.
  • Производство транспортных средств — популярный материал для изготовления корпусов лодок, автомобилей, самолетов и различных других транспортных средств благодаря соотношению прочности и веса.
  • HVAC — Используется в качестве первичного изоляционного материала в виде сплошных панелей, а также для уплотнений и покрытий в форме распыления.
  • Спортивное оборудование — Стекловолокно стало популярным материалом для защитного снаряжения, такого оборудования, как шесты, хоккейные клюшки, луки и многих других предметов.
  • Резервуары для хранения — многие типы резервуаров для хранения могут быть изготовлены с использованием стекловолокна в качестве основного материала. Резервуары из стекловолокна чаще всего используются в качестве хранилищ химикатов, септиков и аналогичных емкостей.
  • Трубопроводы — трубы из стекловолокна обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными пластиковыми или металлическими трубами, что делает их идеальным выбором для определенных применений.
  • Медицина — ключевой компонент медицины по тем же причинам, что и в спортивном снаряжении. Особенно распространены детали из стекловолокна в ортопедических устройствах.
  • Телекоммуникации. Низкая радиочастотная проницаемость и низкое затухание сигнала используются для экранирования антенн или для маскировки оборудования, когда проницаемость сигнала нежелательна или не является фактором.

Пултрузионное стекловолокно

Есть несколько ключевых дескрипторов, используемых для идентификации определенного типа стекловолокна. Основной материал из стекловолокна, используемый в процессе изготовления, и тип используемой смолы оказывают наибольшее влияние на основные свойства готового изделия из стекловолокна.

к меню ↑

5.5 Классификация стекловолокна

Стекловолокну присвоено ряд общих классификаций на основе компонентов материала и свойств.

  • E-glass — Стандартный стеклопластик, армированный стекловолокном.
  • A-стекло — специальное стекло с пониженной концентрацией оксида бора.
  • Стекло E-CR — Стекловолокно, обеспечивающее исключительно высокую кислотостойкость.
  • C-стекло — используется для производства штапельного стекловолокна.
  • D-стекло — стекловолокно, характеризующееся относительно высокой диэлектрической проницаемостью.
  • R-стекло — стекловолокно, разработанное для высоких механических характеристик.
  • S-стекло — стекловолокно, обеспечивающее исключительно высокую прочность на разрыв.

Смолы

Помимо основного материала из стекловолокна, для большинства изделий из стекловолокна также характерен выбор термореактивных смол. Хотя существуют альтернативные смолы, в подавляющем большинстве случаев используются смолы на основе полиэфира или эпоксидной смолы.

  • Полиэфирные смолы — недорогие широко используемые смолы с высокой устойчивостью к коррозионным воздействиям. Самый распространенный тип смолы для изготовления стекловолокна.
  • Эпоксидные смолы — высокоэффективные смолы, используемые в приложениях, требующих исключительного отношения прочности к весу. Дороже полиэфирной смолы.

Другие термины

Помимо основных категорий и классификаций стекловолокна, вы также можете столкнуться с некоторыми общими терминами при описании стекловолокна для конкретных приложений или спецификаций.

  • Стекловолоконные трубы — трубопроводы из стеклопластика, армированного стекловолокном. Высокая устойчивость к коррозии.
  • Fibercast Pipe — относится к особому популярному семейству стеклопластиковых труб для химической обработки и транспортировки.
  • Пластмасса, армированная стекловолокном (FRP) — пластмассы, объединенные посредством термоформования пластика с экструдированным стекловолокном. Часто называют просто стекловолокном или GRP (пластик, армированный стекловолокном). Обычно, но не всегда, что подразумевается под термином «стекловолокно» в промышленности.
  • Структурное стекловолокно — прочные формы, плиты и компоненты из стекловолокна, используемые в строительстве и других промышленных производственных процессах.

изделия из стекловолокна

к меню ↑

5.6 Используемое оборудование

Несмотря на то, что на фабрике по производству стекловолокна можно найти любое количество типичных промышленных машин, для производства изделий из стекловолокна критически важны два уникальных механизма:

  • Формы — для каждого типа процесса формования стекловолокна требуется уникальная форма, разработанная в соответствии с этим стандартом. Любая конкретная производственная бригада может быть оснащена некоторыми или всеми типами пресс-форм, в зависимости от специализации и размера операции. Например, производителю, работающему исключительно с трубами, может потребоваться только регулярный доступ к центробежной форме.
  • Системы резки стекловолокна — независимо от используемого процесса формования изделия из стекловолокна почти всегда требуют обрезки и резки для соответствия окончательным спецификациям. Обычно для этого использовались специализированные станки для резки стекловолокна, которые могут обеспечивать большую или меньшую степень автоматизации. Более сложные сборки могут завершить весь процесс резки без участия человека, в то время как другие могут потребовать пошаговой настройки и ручной настройки.

к меню ↑

6 Производство изделий из стеклопластика

Стеклопластик — композит состоящий из наполнителя стекловолокна, стекломатов, роввинга и полиэфирной смолы.

Существует много способов производства изделий из стеклопластика, от дешевых, не требующих дорогостоящего оборудования и навыков, до дорогостоящего с использованием дорогого оборудования.

В качестве наполнителя используется стекловолокно, стекломаты, разнообразные стеклоткани или измельченный роввинг (в случае производства изделий из стеклопластиков методом напыления). В качестве связующего компонента используются разнообразные полиэфирные смолы.

Во времена СССР домашние умельцы использовали для изготовления стеклопластиковых изделий эпоксидную смолу ввиду ее широкой распространенности и доступности, её легко можно было приобрести в магазинах. В настоящий момент эпоксидные смолы сильно вытесняются разнообразными полиэфирными смолами, как более дешевыми. К полиэфирным смолам относятся ортофталевая, изофталевая и винилэфирные смолы. Самым распространенным видом смол в производстве стеклопластиков является ортофталевая, в первую очередь из-за своей низкой стоимости, а также из-за того что характеристики которыми обладают изофталевые и винилэфирные смолы как правило не нужны большинству стеклопластиковых изделий. Но несмотря на это наблюдается существенный рост в применении изофталевых смол.

Изофталевые смолы обладают более высокой коррозионной стойкостью и стойкостью к различным растворителям, также они обладают более высокой прочностью и стойкостью на удар. Изофталевым и винилэфирным смолам присущи более высокие адгезионные свойства в сравнении с ортофталеевыми смолами. В то же время винилэфирные смолы обходят изофталиевые по химической и коррозионной стойкости, также им свойственна более высокая эластичность что является существенным плюсом применения их в изделиях с высокой физической нагрузкой. Хотя довольно таки часто применение винилэфирных смол не оправданно, в большинстве случаев можно обойтись применением изофталиевых смол с применением правильно подобранных наполнителей и соблюдая технологию. Винилэфирные смолы применяют в изделиях с высокими требованиями сохранения прочности при высоких температурах или стойкости к химическим веществам и коррозии. К недостаткам винилэфирных смол следует отнести их более высокую стоимость по сравнению с ортофталевой и изофталевой смолами, а также существенно более короткий срок годности. Часто винилэфирные смолы поступают в продажу непредускоренными что требует самостоятельного ввода ускорителя в смолу, это усложняется тем что в виде ускорителей применяется нафтенат кобальта совместно с диметиланилином, который является довольно опасным канцерогеном.

Технологии изготовления стеклопластиков на основе винилэфирной смолы довольно сложные, для работы с винилэфирной смолой может потребоваться введение в смолу дополнительных ускорителей, работать с ними крайне тяжело начинающим производителям стеклопластиковых изделий.

У многих производителей возникает вопрос о возможности разбавления полиэфирных смол, чем и как? Разбавлять полиэфирные смолы не желательно без особой необходимости, но всетаки возможно. В качестве разбавителей можно применить ацетон в количестве не более 5% по массе, применение ацетона может привести к образованию мелкопористой структуры поверхности смолы, происходит это из-за того что он не участвует в отверждении смолы и оказывается «закупоренным» в смоле. Также его применение может привести к образованию трещин, усадке. Из-за интенсивного испарения ацетон охлаждает поверность смолы при отверждении, это способствует увеличению сроков отверждения. Применение ацетона в качестве растворителя полиэфирных смол довольно спорное. Более правильным будет применение в качестве разбавителя жидкого мономера стирола который изначально входит в состав полиэфирных смол. Вводить его можно до 15%, хотя обычно пропорции составляют не более 5%.

При изготовлении стеклопластиков используется несколько способов:

  • метод ручного формования
  • метод напыления
  • метод намотки
  • метод инжекции
  • метод пултрузии

Метод ручного формования. Суть данного метода заключается в послойном нанесении на форму или в саму форму армирующего материала, каждый из слоев пропитывается смолой, которая наносится специальной кистью или валиком. После нанесения слоев армующего полотна со смолой производится дополнительная укатка для более равномерного распределения смолы и уплотнения слоев с одновременным удалением воздуха, т.к. если останется воздух в этих местах изделие будет мягким и возможно продавливание при эксплуатации. Плюсы данного способа: дешевизна, простота изготовления изделия, возможность использования разнообразных смол и наполнителей стойких к воздействию смол. Данный способ подходит для производства маленьких партий изделий или единичных эксклюзивных изделий из стеклопластика.

Метод напыления. При данном методе смола наносится с помощью специального пистолета который оборудован спец ножом для измельчения стеклонити. Измельченная стеклонить смешивается со струей смолы и наносится на поверхность изготавливаемого изделия. Далее, как и в предыдущем процессе слои укатываются с помощью уплотнительного валика для удаления остатков воздуха и дополнительного уплотнения. Плюсы данного метода — отсутствие необходимости в кроении стеклоткани или стекломата, высокая скорость производства, малое количество отходов. Также есть у данного способа и существенные минусы — тяжелый вес изделия из-за большого количества смол, пониженные физмех свойства изделия из-за отсутствия длинных армирующих волокон, очень вредные условия производства из-за взвеси мелких частиц смол и стеклонити что обязывает использовать в производственном помещении хорошую систему вентиляции и средства индивидуальной защиты для рабочих.

Метод намотки. При использовании данного метода волокна пропускаются через ванны с активированной смолой и после пропитки они наматываются на вращающуюся матрицу. Толщина и угол намотки полность контролируется скоростью движения тележки с помощью которой подаются волокна. Достоинства данного способа — высокая скорость производственного процесса, высокая прочность получаемого изделия, небольшой вес изделия, дешевизна используемых материалов и довольно широкий температурный диапазон эксплуатации. К недостаткам относится дороговизна оборудования, возможность изготовления изделий только с замкнутой формой вращения. При этом способе производства допускается использование любых полиэфирных и эпоксидных смол, волокон и наполнителей. Производимые по этой технологии трубы очень популярны в химической и нефтегазовой промышленности.

Метод инжекции. Стекловоконный материал предварительно раскраивается, затем он укладывается в матрицу(форму) и прижимается пуансоном, а после этого впрыскивается смола (происходит так называемая инжекция). После полной пропитки материала смолой инжекцию прекращают, а материал остается до полного схватывания в матрице. Преимущества данного способа производства стеклопластиков — возможность получения изделий очень точного размера, глянцевая поверхность изделия как внутри так и снаружи, высокое содержание стекловолокна обеспечивает изделию довольно низкий удельный вес, ну и естественно низкий процент отходов производства. Минусы — дороговизна и сложность процесса производства. Таким способом выгодно производить изделия большим тиражем.

Пултрузия. Пултрузия представляет собой процесс непрерывной вытяжки стекломатериалов пропитанных смолой через специальную фильеру разогретую до 120-150оС. Под воздействием высокой температуры и давления материал преобразуется в довольно прочное изделие. Достоинства данного способа производства — высокая скорость, дешевизна материалов, автоматизация процесса производства. Существенный минус — дороговизна используемого оборудования. При таком способе производства наполнители не используются.

к меню ↑

7 Как применить стеклопластик в быту и в строительстве

В частном порядке этот материал чаще всего применяется в трёх случаях:

  • для ремонта стержней;
  • для ремонта инвентаря;
  • для усиления конструкций и плоскостей и при герметизации.

Стеклопластик своими руками

к меню ↑

7.1 Ремонт стержней из стеклопластика

Для этого потребуется рукав из стеклоткани и высокопрочная марка смолы (ЭД-20 или аналог). Технически процесс подробно описан в этой статье. Стоит отметить, что углеволокно значительно прочнее стекловолокна, а значит, второе не подойдёт для ремонта ударного инструмента (молотков, топоров, лопат). При этом из стеклопластика вполне можно изготовить новую ручку или рукоятку для инвентаря, например, крыло мотоблока.

Полезный совет. Стеклопластиком можно усовершенствовать свой инструмент. Оберните пропитанным волокном рукоять рабочего молотка, топора, отвертки, пилы и сожмите в руке через 15 минут. Слой идеально примет форму вашей руки, что заметно отразится на удобстве в работе.

к меню ↑

7.2 Ремонт инвентаря

Герметичность и химическая стойкость стеклопластика позволяют ремонтировать и герметизировать следующие изделия из пластика:

  1. Канализационные трубы.
  2. Строительные вёдра.
  3. Пластиковые бочки.
  4. Дождевые отливы.
  5. Любые пластиковые детали инструмента и техники, не испытывающие больших нагрузок.

Ремонт при помощи стеклопластика — пошаговое видео

У «самодельного» стеклопластика есть одно незаменимое свойство — он точно обрабатывается и хорошо держит жёсткость. Это значит, что из холста и смолы можно восстановить безнадёжно испорченную пластиковую деталь, либо изготовить новую.

Стеклопластик своими руками

к меню ↑

8 Разделительный слой

Разделительный слой, наносимый на поверхность формы матрицы, служит для обеспечения возможности безопасного извлечения готового изделия после набора им прочности. В качестве материала, из которого выполняется разделительный слой, часто применяется тефлоновый гель или автовоск.

Детали из стеклопластика своими руками

к меню ↑

9 Болван матрица:

Чтобы изготовить любую матрицу — необходим болван для нее. Это прототип будущего изделия, в точности повторяющий его форму. При этом качество болвана должно быть очень высокое. Погрешности в размерах, форме, а также неровности и шероховатости поверхности — недопустимы.

Болван-матрица изготавливается либо из того же материала, что и конечное изделие, но чаще всего создается из любого чернового материала. Например, для изготовления матричных болванов нередко используют:

После финишной обработки болваны для матрицы обязательно шпатлюются, красятся и покрываются специальными лаками. Это необходимо для создания идеально гладкой непористой поверхности, что обеспечит глянцевую поверхность изделия и исключит возникновение эффекта «закипания».

Для создания сложных болванов используются фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением), которые позволяют создавать точные копии с минимальной погрешностью по размерам, при этом работают с различными материалами.

к меню ↑

10 Технология производства

Фото 3
Сырьем для стекловолокна служит обычное битое стекло.

Также используется известняк, песок и вспомогательные компоненты.

Этапы создания стеклянных нитей:

  1. Сырье расплавляют.
  2. Полученный вязкий расплав под высоким давлением пропускается через сотни микроскопических отверстий. Это придает материалу нитеобразную форму.
  3. Охлаждают и наматывают на специальные катушки.

Готовое стекловолокно обрабатывают замасливателем.

Замасливатель делает его водонепроницаемым и устойчивым к трению и растяжению, а также способствует объединению волокон в комплексную нить.

Нити производят не только с помощью стеклянного расплава. Также используется стекло округлой формы, которое сначала сплавляют. Такая технология стоит существенно дороже.

к меню ↑

11 Сферы использования

Применение возможно практически во всех сферах:

  • для производства спортивного оборудования (в том числе досок для серфинга), техники, светопрозрачных кровельных панелей;
  • при обустройстве шумоизоляции аэропортов, метро, железнодорожных вокзалов;
  • для организации тепло- и электроизоляции построек;
  • в качестве армирующей основы для стеклопластика;
  • для влагозащиты кровель и маленьких суден;
  • как утепление вентиляционных каналов;
  • при строительстве машин и самолетов (основа для элементов);
  • для пошива чехлов на промышленное оборудование, экранов и штор противопожарного типа.

Данный материал также применяется в качестве обмотки кабелей для электрокоммуникаций.


к меню ↑

12 Как открыть бизнес?

Первым делом следует разработать бизнес-план. После этого можно переходить к закупке оборудования и сырья.

к меню ↑

12.1 Покупка оборудования

Оборудование для собственного завода по созданию стеклянных нитей стоит недешево. Понадобится приобрести:

  • центробежно-дутьевую машину; ее цена находится в диапазоне 80-180 тыс. руб.;
  • сушильный контейнер (с полимеризацией); он стоит 100-150 тыс. руб.;
  • камеру для осаждения волокон (50-90 тыс. руб.);
  • концевой конвейер (40-80 тыс. руб.).

Также необходим нож для поперечной резки, или рубочная машина. Она обойдется в 15-25 тыс. рублей.
Фото 4

Самыми известными фирмами-производителями вышеперечисленного оборудования являются:

  • CampenMachineryA/S;
  • Сиб Контролс;
  • «БизнесСтрой-НН».

Можно выбрать станки и линии, которые уже имеются в продаже, а можно заказать их изготовление под свои параметры и нужды.

Если вы не распологаете достаточным капиталом, можно рассмотреть варианты бу.

к меню ↑

12.2 Где брать сырье?

Для создания стекловолокна понадобятся:

  • стеклобой – основная составляющая производства;
  • красители, осветлители и другие вспомогательные химические реагенты.

Достать нужное количество сырья – не самая сложная задача.

Бой стекла легко приобрести в местах утилизации и пунктах приема стеклотары. В крайнем случае, можно организовать пункт приема у населения самостоятельно.

Химические реагенты достать тоже несложно. Одним из крупнейших и наиболее известных отечественных поставщиков такой продукции является ЗАО «Химсервис».

к меню ↑

12.3 Требования к помещению

Чтобы создать стекловолокно, приходится использовать химические вещества. Невозможно избежать и появления стеклянной пыли.
Поэтому в производственном помещении обязательно должно быть:

  • качественное очистное оборудование для системы водоснабжения;
  • хорошая вентилируемость; придется потратиться и на маски с респираторами для рабочих;
  • пожарная сигнализация.

Придется вложиться и в отопительную систему, поскольку температура в производственных помещениях в рабочее время не должна опускаться ниже +15 градусов.

В стекловолоконном производстве большое складское помещение – обязательный компонент. Его площадь должна быть не меньше 200 м2.

В идеале нужно иметь 2 таких помещения: одно — для сырья и другое — для готовой продукции.

Склады, естественно, тоже придется оборудовать вентиляцией и средствами пожарной безопасности.

к меню ↑

12.4 Персонал

На первых порах для производства стекольных нитей многочисленный персонал не потребуется – вполне хватит и 10-12 человек.

Не обойтись без таких «белых воротничков», как:

  • технолог-консультант; он подбирает оптимальное оборудование и вспомогательные материалы для оптимизации и удешевления производства, советует, как лучше организовывать рабочий процесс;
  • бухгалтер для цивилизованного общения с налоговой;
  • менеджер по закупкам и сбыту;
  • секретарь, чьи основные обязанности — «разруливать» текущие дела.
    Фото 6

Кроме рядовых цеховых рабочих, обязательно придется нанять:

  • нескольких грузчиков, разгружающих и загружающих склады предприятия;
  • водителей – они перевозят сырье и товар;
  • уборщиков.

к меню ↑

12.5 Куда сбывать готовую продукцию?

Стекловолокно пользуется повышенным спросом у:

  • государственных организаций и частных компаний, которые занимаются строительством дорог, производственных и инфраструктурных объектов, жилых строений;
  • компаний, предоставляющих ремонтные услуги;
  • крупные строительные магазины и гипермаркеты.

к меню ↑

13 Физико-механические свойства

Механические свойства волокон:

Волокно Плотность, 103·кг/м3 Модуль растяжения, ГПа Предел прочности при растяжении, ГПа
E-стекло 2,5 73 2,5
S-стекло 2,5 86 4,6
Кремнезём 2,5 74 5,9

Свойства высокомодульных волокон и однонаправленных эпоксидных композиционных материалов:

Тип волокон Марка волокна Свойства волокон длиной 10 мм Свойства композиционных материалов
σв E σв E σв / (pg), км
ГПа ГПа ГПа ГПа
Стеклянные ВМ-1 3,82 102,9 2,01 69,1 98
>> ВМП 4,61 93,3 2,35 64,7 114
>> М-11 4,61 107,9 2,15 72,6 98
Борные БН (сорт 2) 2,75 392,2 1,37 225,5 75
>> БН (сорт 1) 3,14 382,4 1,72 274,6 87
>> Борофил (США) 2,75 382,4 1,57 225,5 80
Органические СВМ 2,75 117,7 1,47 58,5 111
>> Кевлар-49 (США) 2,75 130,4 1,37 80,4 100

Объёмная доля наполнителя 60 %.

Механические свойства волокон:

Марка стекла Плотность ρ, 10−3 кг/м3 Модуль упругости Е, ГПа Средняя прочность на базе 10 мм, ГПа Предельная деформация ε, %
Высокомодульное 2,58 95 4,20 4,8
ВМ-1 2,58 93 4,20 4,8
ВМП 2,46 85 4,20 4,8
УП-68 2,40 83 4,20 4,8
УП-73 2,56 74 2,00 3.6
Кислотостойкое 7-А

к меню ↑

14 Можно ли утилизировать отходы?

Отходы от стекловолоконного производства к опасным не относятся, но, тем не менее, подлежат обязательной утилизации.

К основным из них относятся:

  • однонаправленные и грубые «негибкие» стекольные волокна;
  • стекловолоконные обрезки.

Их можно утилизировать и производить из них пеностекло, а также другие теплоизоляционные и прошивные материалы.

к меню ↑

15 Оформление документов

Чтобы начать производство стеклянных нитей, понадобится зарегистрироваться в налоговой и получить несколько специальных разрешительных документов.
В налоговую службу нужно послать специальное заявление.

В нем следует указать:

  • в какой форме будет предоставляться налоговая отчетность;
  • код ОКВЭД.
  • форму юридической деятельности (ООО или индивидуальный предприниматель).

Чему отдать предпочтение – ИП или ООО – решать только вам. Если планируются крупные инвестиции в предприятие с последующим его масштабированием, по ряду причин лучше выбирать ООО.

В классификаторе предпринимательской деятельности (ОКПД) стекловолоконный бизнес относится к пунктам 1, 14 и 23 раздела С, где:

  • 1 –стекло и стеклянные изделия;
  • 14 –само стекловолокно;
  • 23 –минеральные продукты (неметаллические).

Кроме заявления в налоговую, необходимо будет получить специальные разрешения на ведение деятельности у:

  • санитарной службы;
  • пожарной инспекции;
  • комиссии, которая ответственна за охрану труда.

Также необходимы:

  • сертификат, который подтверждает, что используемое оборудование отвечает Госстандарту;
  • специальный документ, удостоверяющий, что готовая продукция соответствует ГОСТу;
  • лицензия на использование взрывоопасных производственных мощностей.

Нужна лицензия и для работы с отходами стекловолоконного производства.

Она позволяет хранить, перевозить, обрабатывать и утилизировать отходы, которым присвоен 1-4 класс опасности.

В соответствии с федеральным законом (N-99, статья 9) срок действия такой лицензии не ограничен временными рамками.

к меню ↑

16 Технологии, которые мы применяем

— Контактное формование является одним из наиболее распространенных методов производства изделий из стеклопластика. Широко применяется при изготовлении крупногабаритных и не предполагающих значительную нагрузку деталей, имеющих сложную конфигурацию. Осуществляется производство двумя возможными путями — напылением или ручной укладкой.

— Метод RTM (метод инжекции) применяется при изготовлении средних и больших партий пластиковых изделий и выполняется с применением оборудования, состоящего из матрицы и ответной формы. Между ними в процессе производства укладывается стекловолокнистый материал. Затем в закрытую форму подается смесь из полиэфирной смолы и отвердителя, готовое изделие при необходимости проходит механическую обработку.

— Вакуумная инфузия осуществляется с применением вакуумной пленки. При этом в рабочей полости формы образуется разряжение, которое приводит к всасыванию полиэфирной смолы в стеклоткань или стекловаты. Этот метод позволяет изготавливать детали с большой точностью и обеспечивает высокое качество поверхности.

С примерами применения перечисленных технологий Вы можете ознакомиться по ссылке.

к меню ↑

17 Характеристики конструкционных стеклотканей

При изготовлении конструкционных стеклотканей применяются нити из особого алюмоборосиликатного стекла, которые скрепляют между собой переплетением, а затем покрываются парафиновой эмульсией и прямым замасливателем. Конструкционные стеклоткани отличаются высокой прочностью и небольшой массой.Высокие характеристики стеклоткани конструкционной позволяют ее использовать в судостроении, автомобилестроении и в различных отраслях промышленности.

к меню ↑

18 Электротехника и электроника

Стеклянное волокно используется для изготовления разнообразных электроизоляционных материалов.

Стекло является отличным диэлектриком, поэтому нити из него применяются при производстве специальных тканых материалов для изоляции токопроводящих конструкций и проводников электрической энергии.

Покрытый медной фольгой стеклотекстолит (смесь стеклянных волокон с эпоксидными смолами) является основой для изготовления многослойных печатных плат электронных устройства.

Оптоволокно, широко используемое в электронике, также является стекловолокном, изготовленным из кварцевого стекла.

к меню ↑

18.1 Медицина

Стеклопластика применяется при изготовлении протезов различных частей человеческого тела, а также некоторых видов имплантов без вреда для здоровья. В стоматологии стеклянное волокно используется для изготовления зубных протезов. Во многих медицинских инструментах и оборудовании стекловолокно в различном виде присутствует как основной или второстепенный конструкционный материал. Одним из главных элементов хирургических лазерных скальпелей является все то же стекловолокно высокой степени очистки.

Из выше представленной информации можно сделать однозначный вывод, что стекловолокно, как основа для производства разнообразной продукции, является очень востребованным материалом в настоящее время.

к меню ↑

19 Извлечение из формы и окончательная обработка

Извлечение изделия из матрицы необходимо производить после набора материалом прочности во избежание его деформации и расслоения. В обычных условиях время высыхания стеклопластика составляет от 12 до 24 часов. Сократить это время можно путем прогрева матрицы инфракрасным излучателем, или поместив ее в сушильную камеру.

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

В случае необходимости, изделие может быть окрашено в нужный цвет краской на полиуретановой основе. Готовые материалы могут быть склеены друг с другом при помощи полимерных клеевых составов.

Источники
  • https://rcycle.net/steklo/produktsiya-iz-vtorichnogo/steklovolokno/proizvodstvo-tehnologiya-oborudovanie
  • https://building-ooo.ru/uncategorized/cteklotkan-svojstvaprimenenietipyvidyraznovidnostifotoproizvodstvoxarakteristiki/.html
  • https://erpstat.ru/othody/steklovolokno-svoimi-rukami.html
  • https://golden-mask-md.ru/proizvodstvo/proizvodstvo-steklovolokna-tehnologiya-izgotovleniya-kak-vybrat-zavod-stanki-i-drugoe-oborudovanie-kak-utilizirovat-othody.html
  • https://EcoKroshka.ru/vidy-othodov/tehnologiya-proizvodstva-steklovolokna.html
[свернуть]

Рассчитайте утепление своего дома

Перейти к расчёту
Adblock
detector