Склопластик

Склопластик — композитний матеріал, у якому полімерна матриця армована скловолокном. Таке поєднання дозволяє отримати матеріал із високою питомою міцністю, корозійною стійкістю, невеликою масою та хорошими електроізоляційними властивостями. Склопластик використовується в машинобудуванні, електротехніці, хімічній промисловості, будівництві, транспорті та виробництві промислового обладнання.

Компанія Frezer & Lazer виконує фрезерування листового склопластику на ЧПУ за кресленнями замовника. Виготовляємо панелі, пластини, фланці, кільця, прокладки, ізоляційні та конструкційні елементи, деталі корпусів і нестандартні вироби — від одиничних деталей до серійних партій.

Матеріал і основні властивості

Що таке склопластик. Склопластик належить до волокнистих полімерних композитів.

У загальному випадку матеріал складається з:

• скляного армування;
• полімерного зв’язувального;
• технологічних добавок;
• за необхідності — наповнювачів та спеціальних модифікаторів.

Як армування можуть використовуватися скловолокна, тканини, мати та інші структури.

Саме тип армування, його орієнтація, кількість і склад полімерної матриці значною мірою визначають властивості готового матеріалу.

Склопластик — це не один конкретний матеріал. Під назвою «склопластик» продається велика кількість матеріалів із різними характеристиками.

Вони можуть відрізнятися за:

• типом смоли;
• видом скловолокна;
• структурою армування;
• вмістом скловолокна;
• товщиною;
• способом виробництва;
• механічними характеристиками;
• температурною стійкістю;
• електроізоляційними властивостями;
• хімічною стійкістю.

Тому для відповідальних промислових деталей потрібно орієнтуватися на технічну документацію конкретного листового матеріалу.

Листовий склопластик. Для фрезерної обробки особливо зручний склопластик у вигляді листів та плит.

З листового матеріалу можна виготовляти:

• технологічні пластини;
• монтажні панелі;
• перегородки;
• фланці;
• кільця;
• шайби;
• прокладки;
• опорні елементи;
• ізоляційні деталі;
• корпусні деталі;
• кришки;
• вставки;
• фігурні елементи обладнання.

Геометрія деталі формується безпосередньо на фрезерному верстаті з ЧПУ.

Чому склопластик використовують у промисловості. Одна з головних переваг матеріалу — поєднання декількох корисних характеристик.

Залежно від марки склопластик може мати:

• високу питому міцність;
• хорошу жорсткість;
• невелику масу;
• корозійну стійкість;
• низьку електропровідність;
• хороші діелектричні властивості;
• стійкість до вологи;
• стійкість до багатьох хімічних середовищ;
• можливість механічної обробки.

Конкретні показники залежать від складу композиту.

Корозійна стійкість. Склопластик не кородує так, як звичайна вуглецева сталь.

Це робить його цікавим для деталей, які працюють:

• у вологому середовищі;
• біля води;
• у хімічному обладнанні;
• у вентиляційних системах;
• на відкритому повітрі;
• у виробничих приміщеннях із підвищеною вологістю.

Однак стійкість полімерної матриці до конкретної хімічної речовини потрібно перевіряти окремо.

Електроізоляційні властивості. Багато видів склопластику мають хороші електроізоляційні властивості.

З них можуть виготовлятися:

• ізоляційні пластини;
• монтажні панелі;
• дистанційні елементи;
• перегородки;
• опори;
• кільця;
• шайби;
• деталі електротехнічного обладнання.

Для відповідальних високовольтних або інших спеціалізованих електротехнічних застосувань потрібно використовувати матеріал із підтвердженими характеристиками.

Склопластик для зовнішнього використання. Деякі марки склопластику призначені для експлуатації просто неба.

Однак стійкість до:

• ультрафіолету;
• атмосферних опадів;
• морозу;
• нагрівання;
• циклів температур

залежить від смоли, захисного шару та конкретної технології виробництва.

Тому не варто вважати будь-який склопластик автоматично придатним для необмеженої зовнішньої експлуатації.

Склопластик і вода. Склопластик часто використовується у вологих умовах.

Але довготривала поведінка матеріалу залежить від:

• складу смоли;
• якості ламінату;
• стану кромок;
• температури;
• тривалості контакту;
• конкретного середовища.

Для спеціальних водних або хімічних застосувань необхідно вибирати відповідну марку.

Склопластик і температура. Робоча температура склопластику визначається насамперед типом полімерної матриці.

Різні поліефірні, вінілестерні, епоксидні та інші системи можуть суттєво відрізнятися за температурними характеристиками.

Тому вказувати одну універсальну максимальну температуру для всіх склопластиків некоректно.

Для відповідальної деталі потрібно використовувати дані виробника конкретного матеріалу.

Склопластик і хімічні речовини. Хімічна стійкість також залежить від типу смоли.

Матеріал може добре працювати з одними речовинами та бути непридатним для інших.

При виборі потрібно враховувати:

• назву речовини;
• концентрацію;
• температуру;
• тривалість контакту;
• механічне навантаження.

Для агресивних середовищ необхідно перевіряти таблицю хімічної сумісності виробника.

Склопластик чи склотекстоліт. Ці матеріали часто плутають, але поняття не є повністю тотожними.

Склопластик — широка група композитів, армованих скловолокном.

Склотекстоліт — більш конкретний тип шаруватого композиту, в якому армування зазвичай сформоване шарами склотканини, просоченої полімерним зв’язувальним.

До склотекстолітів належать матеріали типу:

• СТЕФ;
• G10;
• G11;
• FR4 та інші споріднені марки.

Фрезерування склопластику

Фрезерування склопластику на ЧПУ. Механічне фрезерування дозволяє отримувати деталі складної конфігурації з листового склопластику.

Можна виконувати:

• зовнішні контури;
• внутрішні контури;
• отвори;
• пази;
• канавки;
• кишені;
• вибірки;
• посадочні місця;
• ступінчасті елементи;
• фаски;
• фігурні вирізи.

Для деталей із декількома рівнями обробки потрібне повне технічне креслення або 3D-модель.

Особливості обробки склопластику. Скловолокно має абразивні властивості.

Під час фрезерування воно прискорює зношування різального інструменту порівняно з багатьма звичайними пластиками.

Тому при обробці важливі:

• правильний інструмент;
• відповідна геометрія фрези;
• режими різання;
• надійна фіксація заготовки;
• контроль стану інструменту;
• ефективне видалення пилу та стружки.

Ці фактори впливають на якість кромки та стабільність геометрії деталей.

Пил при фрезеруванні склопластику. Механічна обробка склопластику утворює дрібний пил, що містить частинки полімерної матриці та скляного армування.

Тому для виробничої обробки важливими є:

• ефективна аспірація;
• локальне видалення пилу;
• відповідні засоби індивідуального захисту;
• правильна організація робочої зони.

Це одна з важливих відмінностей обробки армованих композитів від фрезерування звичайних полімерів.

Розшарування кромки. Через шарувату або волокнисту структуру при неправильній обробці можливі:

• відколи;
• виривання волокон;
• розшарування;
• нерівна кромка;
• пошкодження верхнього шару.

Якість значною мірою залежить від структури конкретного склопластику, стану інструменту та правильно підібраних режимів.

Анізотропія склопластику. На відміну від багатьох однорідних пластиків, властивості армованого композиту можуть залежати від напрямку волокон.

Це явище називається анізотропією.

Міцність і жорсткість деталі в одному напрямку можуть відрізнятися від характеристик у іншому.

Особливо це важливо для:

• навантажених пластин;
• кронштейнів;
• опор;
• довгих деталей;
• конструкційних елементів.

Напрямок армування необхідно враховувати ще на етапі проектування.

Внутрішні кути після фрезерування. При проектуванні деталей для ЧПУ потрібно враховувати особливість обробки обертовою фрезою.

Абсолютно гострий внутрішній кут 90° при звичайному фрезеруванні отримати неможливо — у куті залишається радіус, пов’язаний із діаметром інструменту.

Якщо в паз повинна встановлюватися прямокутна деталь, можна передбачити технологічні розвантаження кутів.

Тонкі стінки. При проектуванні деталей не варто без необхідності робити надто тонкі перемички та стінки.

Склопластик має високу міцність, але при невдалій геометрії тонкий елемент може пошкоджуватися вздовж армування або при механічній обробці.

Мінімальну товщину елемента потрібно визначати з урахуванням матеріалу, навантаження та геометрії.

Якість поверхні після фрезерування. Якість обробленої кромки залежить від:

• типу склопластику;
• структури армування;
• товщини;
• інструменту;
• режиму різання;
• стану фрези.

Через наявність скляних волокон поверхня після механічної обробки може відрізнятися від поверхні литого або неармованого пластику.

Лазерне різання склопластику. Для скловолоконних композитів лазерне різання зазвичай не є основним способом обробки.

Композит складається з компонентів із дуже різною поведінкою при нагріванні: полімерної матриці та скляного армування.

Термічний вплив може призводити до:

• обвуглювання смоли;
• пошкодження кромки;
• розшарування;
• погіршення якості;
• утворення небажаних продуктів термічного розкладання.

Для листового склопластику в Компанії Frezer & Lazer основний акцент доцільно робити саме на механічному фрезеруванні ЧПУ.

Які деталі можна замовити

Склопластикові панелі. На ЧПУ можна виготовляти панелі з отворами та вирізами під:

• кріплення;
• кабелі;
• роз’єми;
• кнопки;
• прилади;
• вентиляційні елементи;
• інші комплектуючі.

Усі отвори та контури виконуються відповідно до креслення.

Монтажні пластини. З листового склопластику можна виготовляти монтажні пластини для промислового та електротехнічного обладнання.

Пластина може містити:

• монтажні отвори;
• прорізи;
• внутрішні контури;
• технологічні пази;
• посадочні місця;
• фігурний зовнішній контур.

Це дозволяє отримувати готову до подальшого складання деталь.

Електроізоляційні прокладки. Склопластик може застосовуватися для виготовлення жорстких ізоляційних прокладок.

На ЧПУ можна виготовляти:

• прямокутні прокладки;
• рамкові деталі;
• кільця;
• шайби;
• фігурні прокладки;
• деталі з великою кількістю отворів.

При цьому склопластикова прокладка не є автоматично аналогом м’якої ущільнювальної прокладки — її функція залежить від конструкції вузла.

Кільця та шайби. З листового склопластику можна серійно виготовляти кільця та шайби різних типорозмірів.

Вони можуть використовуватися як:

• електроізоляційні;
• дистанційні;
• опорні;
• конструкційні елементи.

Для розрахунку достатньо надати креслення із зовнішнім і внутрішнім діаметром, товщиною та кількістю.

Фланці зі склопластику. Фрезерування дозволяє виготовляти плоскі фланцеві деталі з листового композиту.

У конструкції можна виконувати:

• центральний отвір;
• монтажні отвори;
• пази;
• канавки;
• додаткові технологічні вирізи.

Можливість застосування такого фланця в конкретній системі повинна визначатися конструктором з урахуванням навантаження, температури, тиску та характеристик матеріалу.

Перегородки. Склопластикові перегородки можуть використовуватися в:

• електротехнічному обладнанні;
• корпусах;
• промислових установках;
• технологічних конструкціях;
• вентиляційних системах.

ЧПУ дозволяє виготовити перегородку одразу з необхідними отворами та прорізами.

Кришки та захисні панелі. З листового склопластику можна виготовляти:

• кришки;
• екрани;
• захисні панелі;
• бокові стінки;
• технологічні накладки;
• облицювальні деталі.

Це може бути корисно в умовах, де важлива невелика маса та стійкість матеріалу до вологи.

Деталі для хімічного обладнання. Відповідні марки склопластику використовуються у хімічній промисловості.

• фланці;
• пластини;
• перегородки;
• опори;
• кришки;
• кільця;
• дистанційні деталі;
• елементи корпусів.

Хімічну сумісність потрібно визначати не просто для «склопластику», а для конкретної полімерної матриці та робочого середовища.

Деталі для вентиляційного обладнання. Склопластикові листові деталі можуть використовуватися у вентиляційних та повітрообмінних системах.

Це можуть бути:

• фланці;
• монтажні пластини;
• перегородки;
• кришки;
• опорні елементи;
• фігурні вставки.

Особливо це актуально для обладнання, що працює у вологих або корозійно активних умовах.

Деталі для машинобудування. Склопластик може використовуватися як конструкційний неметалевий матеріал для окремих деталей машин та промислових установок.

На замовлення можна виготовляти:

• пластини;
• кронштейни плоского типу;
• дистанційні елементи;
• опори;
• шайби;
• кільця;
• корпусні деталі;
• технологічні вставки;
• захисні елементи.

Конструкцію потрібно розраховувати з урахуванням анізотропії та структури конкретного композиту.

Деталі для транспортної галузі. Композити зі скловолокном використовуються у транспортних конструкціях завдяки поєднанню міцності та відносно невеликої маси.

З листового склопластику можуть виготовлятися:

• панелі;
• накладки;
• перегородки;
• основи;
• монтажні елементи;
• допоміжні конструкційні деталі.

Для силових або відповідальних деталей необхідний інженерний розрахунок.

Креслення та виготовлення партії

Виготовлення за кресленнями. Для двовимірних деталей можна надати:

• DXF;
• DWG;
• CDR;
• AI;
• SVG;
• PDF із розмірами або векторною геометрією.

Для складних деталей із пазами, кишенями, вибірками та різними рівнями обробки бажано надати повне технічне креслення або 3D-модель.

Що потрібно вказати для розрахунку. Для попереднього розрахунку бажано надати:

• креслення;
• марку склопластику;
• товщину матеріалу;
• габарити деталі;
• кількість;
• необхідні допуски;
• інформацію про пази та вибірки;
• додаткові вимоги до готового виробу.

Якщо конкретна марка матеріалу не визначена, бажано також описати умови експлуатації деталі.

Матеріал замовника. Можлива обробка листового склопластику замовника за попереднім погодженням.

При цьому бажано повідомити:

• виробника;
• марку;
• товщину;
• формат листа;
• тип матеріалу;
• кількість листів.

Це особливо важливо для спеціалізованих композитів із невідомою структурою армування.

Одиничне та серійне виробництво.

• одиничні деталі;
• прототипи;
• ремонтні деталі;
• малі партії;
• серійні партії;
• комплекти різних деталей.

При повторному замовленні можна використовувати вже підготовлену цифрову геометрію, якщо конструкція виробу не змінилася.

Як замовити

Компанія Frezer & Lazer виконує фрезерування листового склопластику на ЧПУ за кресленнями замовника.

Детальніше про наші послуги: Розкрій листа, Лазерне різання склопластику.