Стеклопластик и композитные материалы — теория

Сегодня я расскажу вам об одной из технологий, которая перекочевала в мир моддинга из мира тюнинга авто. Этот материал является теоретическим, и повествует о технологии изготовления деталей из стеклопластика и прочих композитных материалов на основе эпоксидных (или полиэфирных) смол, в домашних условиях. В следующих статьях я на практике покажу, что и как можно сделать с использованием эпоксидной смолы.

Что такое стеклопластик

Стеклопластик — это полиэфирная (или эпоксидная) смола, которой перед полимеризацией придают определенную форму и армируют стекловолокном или сотканной из него тканью (стеклотканью). Эпоксидную смолу также можно армировать другими материалами, например, тканью сотканной из углеродных волокон, а также кевларовой тканью, для получения изделий очень высокой прочности. Но это — не предмет обсуждения данной статьи. За неимением стекловолокна/стекловаты/стеклоткани можно использовать практически любую синтетическую ткань: нейлон, искусственный шелк, но прочность изделий будет намного ниже, чем при использовании стеклоткани, хотя для моддинга подойдет.

Применение стеклопластика

Из стеклопластика можно изготовить практически любую деталь: от подиума под акустическую систему в авто, до обшивки самолета. Технологию изготовления деталей из стеклопластика также применяют в автоспорте, тюнинге и автопроизводстве, моделировании, яхтостроительстве, постройке легких самолетов и вертолетов — и это далеко не полный список сфер, в которых применяется данная технология.

Нас же, как компьютерных энтузиастов, интересует то, что же такого можно сделать из стеклопластика для наших ПК. Этот список можно продолжать довольно долго, но основное я выделю сейчас: переходники для кулеров (напр. с 120 мм до 92 мм), переходники для установки кулеров на радиаторы СВО, воздуховоды. Возможно даже создание кастома из стеклопластика, или сильное изменение внешнего вида стокового кейса. И самое главное то, что технология изготовления деталей из стеклопластика по силам многим моддерам. Конечно, лучше всего начинать с небольших деталей и простых очертаний (например, переходников под кулера), а приобретенный опыт позволит впоследствии браться и за более сложные элементы.

Советы по работе со стеклопластиком

Первый и самый трудный этап в производстве деталей из стеклопластика — это изготовление болванки. Форму болванки в точности повторит будущая стеклопластиковая деталь, поэтому с самого начала необходимо позаботиться о четкости и правильности всех линий, симметрии и чистоте поверхности. Важно правильно определиться с материалом, из которого будет сделана болванка. Ее можно сконструировать из пенопласта, дерева, глины, гипса, пластилина и даже картона. На этом же этапе следует решить, каким образом выклеенное изделие будет сниматься с болванки. Если позволяет форма детали, ее просто снимают, но когда болванка выполнена из пенопласта, ее можно оставить внутри стеклопластиковой «скорлупы». В некоторых случаях проще надрезать, или полностью разрезать стеклопластик и разнять половинки, чтобы извлечь ненужную заготовку. Так или иначе, для отделения пластиковой «кожуры», поверхность необходимо смазать каким либо воскообразным веществом, к которому не липнет эпоксидная смола (например, силиконовая смазка).

Полиэфирная или эпоксидная смола, которую применяют при клейке деталей из стеклопластика, становится пластиком только после добавления в нее отвердителя. Смешивать компоненты нужно в соответствии с инструкцией. Имея некоторый опыт можно немного изменять пропорции, для того, чтобы влиять на ход полимеризации — ускорять или замедлять отвердение смолы. Например, для ускорения полимеризации можно подогреть смолу или добавить больше отвердителя, однако в обоих случаях застывшая смола получиться более хрупкой.

Стеклоткань предварительно прокаливают на горячей плите или на открытом огне. Когда нагреваемая ткань перестанет дымиться, «выжигание» нужно прекратить: значит, парафин и другие защитные вещества из стеклоткани испарились, и ничто не будет препятствовать заполнению пространства между нитями смолой.

Пропитывать лоскуты стеклоткани лучше на стекле — это облегчит равномерное распределение материала. В зависимости от навыков исполнителя и формы детали стеклоткань можно уложить на форму одним большим, или несколькими маленькими лоскутами. Естественно порезать стеклоткань лучше до пропитки. Укладывая пропитанную стеклоткань на болванку, нужно обеспечить максимально плотное ее прилегание, без морщин и складок. Если же они появились, можно подрезать ткань острым ножом. Кстати, таким же образом из-под слоя ткани выпускают пузыри воздуха. Количество слоев стеклоткани зависит от ее толщины, размеров изделия и его желаемой прочности. Детали большого размера или те, которые не имеют изгибов, кривизны и ребер жесткости, следует делать толще: от 3 до 10 слоев. Укладывать слои нужно поочередно, без перерывов, чтобы предыдущий слой не успел отвердеть.

Правильно приготовленная смола полностью отвердевает приблизительно за 24 – 72 часа. Убедившись, что стеклопластиковая корочка не прилипает к пальцам, можно отделять ее от болванки. Эта процедура не всегда проходит гладко и часто стеклопластиковая деталь повреждается во время снятия с заготовки. Впрочем, ее можно подклеить с обратной стороны лоскутами стеклоткани, пропитанной той же смолой.

Внешняя поверхность полученной детали при клейке на болванке получается негладкой, поэтому потребуется дополнительная механическая обработка — шлифовка, шпаклевка, покраска. Стеклопластик легко обрабатывается наждачной бумагой, сверлиться, режется ножом.

И напоследок — купить в розницу полиэфирную смолу промышленного назначения (Пн-1, ПН-1К) нелегко, но вместо нее можно применять универсальный эпоксидный клей марки ЭДП (ЭД — 20, ЭД – 22) — он даже прочнее. Эпоксидка продается на рынках и в хозяйственных магазинах. Стоит данный материал около 2 у.е. за 280 г. Стеклоткань применяется в строительстве как теплоизолирующий и армирующий материал. Если вам не удастся ее найти, то можно воспользоваться практически любыми другими синтетическими тканями.