Полимербетон для станка своими руками

cnc-club.ru

Статьи, обзоры, цены на станки и комплектующие.

Инженерный камень (aka полимербетон aka полимергранит

Инженерный камень (aka полимербетон aka полимергранит

Сообщение amikhailov » 23 окт 2015, 18:51

Решил создать отдельную тему. В последние годы оказался плотно завязанным на этом материале и могу поделиться некоторыми соображениями.

1. Эпоксидная смола в качестве связующего не является оптимальным вариантом из-за цены и токсичности. Полиэфирная смола нетоксична, проще в работе и значительно дешевле. Бывает двух основных типов — ортофталевая и изофталевая. Первая химически менее стойкая и желтеет со временем. В нашем случае это не критично. Оптимальная вязкость смолы не менее 100 секунд по ВЗ-4. Более жидкая смола проще в работе, но вызывает расслоение смеси.

2. В качестве матрицы (наполнителя) используется SiO2 (кремнезем). В природе из него состоит гранит и большинство песков, т.е. дешевое сырье с очень высокой твердостью по шкале Мооса. Оптимальная смесь должна иметь правильное гранулометрическое распределение. С одной стороны для достижения более плотной упаковки матрицы, с другой — для сохранения подвижности смеси. Скажу сразу, что формула Фуллера здесь работает только частично. Поэтому не нужно гнаться за крупной фракцией гранита, достаточно ограничиться песками (0.6-0.9) + (0.3-0.5) + (0.1-0.2), т.е. крупный+средний+мелкий. И, самое главное — в литьевую смесь необходимо добавить кварцевую пыль (Silica Flour) просева менее 50 u. Почему это важно:

• кварцевая сильно повышает текучесть смеси;
• удерживает песок «на плаву», не позволяя смеси расслаиваться;
• уменьшает усадку;

Понятно, что влажность наполнителя должна быть менее 0,01%, т.е. в герметичной упаковке от проверенного поставщика. Если надо, могу отсыпать хоть тонну, но — самовывозом.

3. При перемешивании смеси в нее вовлекаются пузыри воздуха и удалить их вручную не слишком реально. Если этот вопрос беспокоит, еще до смешивания с песком в смолу необходимо добавить т.н. деаэратор типа BYK-555. Смесь готовим в ведре, даем отстояться, чтобы пузырьки «всплыли», но не вибрируем ни в коем случае. Если совсем чешется, то смесь готовится в специальном «ведре», из которого потом откачиваем воздух для дегазации. И потом плавненько заливаем по стеночке тоненькой струйкой, чтобы исключить вторичный захват воздуха. Самые крутые для дегазации могут купить литьевую машину, где поток смеси проходит через вакуумную камеру (но это шутка). Таким образом мы получаем литьевую смесь с минимальным кол-вом воздуха, после чего заполняем форму свободным изливом. Вакуум к форме применять бесполезно — не поможет.

4. Вибрация вещь неоднозначная. Вибрировать смесь в «ведре» нельзя ни в коем случае — только после заливки. Мне непонятен смысл вибрации. Да, с вибрацией всплывут какие-то пузырьки, которые до этого плавали в толще или «висели» у стенок формы. Но неизбежно получим расслоение, когда вверху скопится смола без наполнителя. В общем, я бы дважды подумал. И, если бы решился, то перевел вибратор на круговые осцилляции в горизонтальной плоскости, чтобы уменьшить тиксотропный эффект от кварцевой пыли. И выключил бы вибратор сразу, как залил форму (об этом подробнее в «заливке»).

5. Приготовление смеси. Сначала в смолу добавляем акселератор (если смола не предускоренная). Потом деаэратор (если деньги лишние или если не лень доехать за песком — тогда пузырек отолью). Дальше делаем пробу в маленькой емкости и добавляем катализатор 2% от массы смолы. Если желатинизация смолы наступает раньше, чем через 15 минут, в следующую пробу добавляем ингибитор и далее методом последовательных итераций. Полученное кол-во ингибитора добавляем в смолу. Параллельно с этим готовим смесь из песков и кварцевой пыли (при работе с пылью респиратор обязателен). Готовим форму и убеждаемся, что она не опрокинется, не протечет и пр. Если все O.K. — запускаем процесс. Добавляем катализатор понемногу и тщательно перемешивая. Лучше попросить второго человека. Время пошло, через 15 минут карета превратится в тыкву (незалитая смола превратится в гель). Дальше с помощью второго человека постепенно высыпаем наполнитель и все время перемешиваем. Если вопрос пузырей нас волнует, ставим приготовленную смесь отстояться, чтобы воздух всплыл. Наполнитель замедляет скорость реакции смолы, поэтому у нас будет минут 30 до окончания заливки (от момента внесения катализатора).

6. Заливка. Самое простое и приятное. Льем тонкой непрерывной струйкой по стеночке «без булек и бурунов». Льем медленно, чтобы фронт смеси не захватывал воздух и чтобы воздух успевал выйти из узких мест. Скорее всего, при ручном приготовлении смеси у нас будет некоторый избыток смолы, который поднимется вверх. Если форма открытая, то это не беда. Просто подсыпайте понемногу наполнитель, чтобы он тонул в смоле — не перемешивая. Нужно понимать, что самый верхний слой останется слегка липким даже после полного отверждения, поэтому рассчитывайте его срезать. Для борьбы с мелкими выступающими пузырьками (если это важно?) можно слегка распылить ацетон (огнеопасно, кстати). Пузырьки смягчаются и лопаются.

7. Постотверждение. Смесь становится твердой в течение часа, но полную твердость набирает только после полной конверсии стирола. В реале это несколько недель или даже месяцев. Поэтому промышленные изделия подвергаются процедуре термостатирования 24 часа при 80С, чтобы сократить производственный цикл до готового изделия.

8. Механическая обработка. Инженерный камень имеет очень высокий абразивный индекс, т.е. убивает режущий инструмент нещадно. Поэтому мехобработка должна быть минимальной и только алмазным инструментом.

Ну вот, все что вспомнил. Если что-то забыл — задавайте вопросы.

Источник

Технологии изготовления полимербетона и производство изделий из него

Полимербетон (иначе, литьевой камень) – материал, соединивший в себе прочность и красоту натурального камня с доступной ценой (благодаря дешевым минеральным добавкам) и простотой изготовления. Возможность применения практически любого заполнителя (песка, гранитной и мраморной крошки, стекла и многих других) гарантирует разнообразие полимербетонных изделий. А наличие полимерного связующего делает их долговечными, стойкими к морозу, воздействию воды и перегреву.

Давайте расммотрим типовые технологические процессы изготовления полимербетонов, а также возможность его создания своими руками.

Технология изготовления полимербетона

Что потребуется?

Для получения продукта требуются:

• Наполнитель достаточно крупной фракции (песок, щебень, крупно измельченное стекло).
• Заполнитель более тонкого помола, уменьшающий стоимость материала. Это порошок из графита, кварца или андезита.
• Связующее вещество — его понадобится порядка 5 процентов. В этом качестве используют одну из полимерных смол. Например, полиэфирную (ненасыщенную), карбамидоформальдегидную, фурановую, эпоксидную.
• Отвердители, пластификаторы, специальные модифицирующие добавки, красители.
• Смазка для разделения форм и гелькоут для наружного покрытия.

Способы производства

Процесс производства может происходить по периодической или непрерывной технологии.

• В первом случае емкости, используемые для изготовления материала, нужно после каждого законченного цикла отмывать. Зато сделать полимербетон возможно в самом обычном ведре или бетономешалке.
• Непрерывная технология применяется в основном на крупных производствах. При этом слаженно трудятся, организуя единую цепочку, специальные литьевые машины, дозаторы и автоматические смесители.

Следующее видео рассказывает об изготовлении и напылении облегченного полимербетона:

Процесс

Для изготовления литьевого камня понадобится форма, хорошо покрытая особой разделительной смазкой (иначе готовое изделие вынуть будет невозможно). Форма может быть выполнена из силикона, стеклопластика, металла или даже ДСП (бюджетный вариант).

1. На разделительную пасту наносится слой гелькоута нужного цвета.
2. Внутрь формы закладывается композиционная смесь, состоящая из вышеперечисленных ингредиентов, предварительно хорошо перемешанных в бетоносмесителе. На крупных производствах, где объемы весьма солидные, смесь закладывают в форму с помощью бетоноукладчика. Если изделия небольшие, а технологический процесс является периодическим, то это делается вручную.
3. Теперь необходимо, чтобы уложенная смесь подверглась воздействию вибрации (виброуплотнению). Время данной процедуры составляет примерно две минуты. На заводе для этого служит резонансная виброплощадка, на небольшом производстве – вибростол.

Про станки, формы и другое оборудование для производства изделий из полимербетона расскажем далее.

Необходимое оборудование

Особенности выбора и затраты

Тем, кто мечтает замахнуться на непрерывную технологию и солидные объемы, организовав крупное промышленное производство, потребуется специальное конвейерное оборудование. Которое будет включать в себя автоматы для дозировки, смешивания, литья, доводки, а также механизированный склад.

Обойдется всё это в кругленькую сумму, составляющую несколько миллионов долларов. Если ограничиться лишь фирменным оборудованием «под ключ», то расходы будут значительно меньше – от 30 до 50 тысяч долларов.

Но всё равно не всегда имеется возможность найти деньги на покупку, особенно в наше сложное время. Впрочем, можно обойтись еще меньшими затратами. Если приобретать все необходимые машины и прочие вещи по отдельности. А кое-что и самостоятельно смастерить. Далее – подробнее об этом варианте.

Перечень техники и приспособлений

Итак, вот перечень техники и приспособлений, без которых не обойтись:

• Вибростол – готовый будет стоить около 27 тысяч рублей. Если хотите сэкономить, сварите стол самостоятельно, используя двухмиллиметровые уголки из металла (60-ми). К столу привариваем вибратор промышленного типа – готово.
• Мешалка, которая соединит в однородную смесь все компоненты. Если приобретать вакуумный мощный прибор европейского качества, то придется выложить порядка 10 тысяч долларов. Но можно использовать и отечественную бетономешалку или строительный миксер. Выйдет гораздо дешевле – стоимость зависит от объема и мощности. Еще дешевле – сделать смеситель самому из железной бочки и электропривода с редуктором.
• Также понадобится компрессорная система с пистолетом. Без нее не получится ровно нанести гелькоут. Пистолет стоит от 50 до 100 долларов. Компрессоры можно взять автомобильные – двух штук от ЗИЛа будет достаточно. Их соединяют параллельно и крепят к установленным на крепкую раму металлическим площадкам.
• Формы из стеклопластика или силикона в широкой продаже пока не распространены. Их можно заказать под конкретные изделия (например, подоконники) в специализированной фирме. Или изготавливать формы самостоятельно, начав с более дешевого материала – ДСП с ламинацией.
• В обязательном порядке будет нужна вытяжка – на этапе литья производство отличается вредными испарениями. Соответственно, приобретем и индивидуальную защиту: перчатки, респираторы.
• Для отделочных работ понадобятся электрические инструменты: шлифовальная и полировочная машинки. А еще дрель, лобзик, болгарка, фрезер (по необходимости).

Про выбросы в атмосферу от производства полимербетона расскажем далее.

О еще одном способе изготовления полимербетона расскажет и этот видеосюжет:

Выбросы в атмосферу от такого производства

Как уже упоминалось чуть выше, во время литья выделение вредных составляющих присутствует.

• В частности, это стирол, который содержится в смолах, используемых в качестве связующего вещества. Как только мы открываем герметично закрытую емкость с такой смолой, начинается испарение ядовитого газа.
• Кроме того, крайне опасен и отвердитель (как правило, это метилэтилкетоновый пероксид). Впрочем, он не летуч и требует лишь защиты рук резиновыми перчатками.

Эти факты заставляют производителей полимербетона тщательно оборудовать литьевое помещение, делая его герметичным, устанавливая над столом мощную вытяжку, не забывая о собственной защите (респираторе). И если все эти меры соблюдены, а выходящий в вытяжку воздух очищается, то выбросов в атмосферу не будет (ведь помещение герметичное).

О том, как самому (своими руками) сделать эластичный полимербетон, читайте ниже.

Создание своими руками

А сейчас мы поговорим о том, как делать небольшие изделия из модного литьевого камня самостоятельно, затратив минимум средств. К примеру, это могут быть горшки для цветов, столешницы, подоконники (особенно популярные, так как они теплее мраморных или гранитных).

Выбор помещения и его обустройство

Для начала нужно подумать о помещении – понадобится метров 80 квадратных общей площади. Желательно где-то на отшибе подходящий домик присмотреть. И 12 квадратных метров сразу же надо будет отгородить для литьевого помещения, причем придется постараться максимально загерметизировать все щели. Чтобы стирол не утекал.

В центре этой комнаты мастерим стол на раме из железных уголков, покрыв его столешницей из ДСП. Выставляем его поверхность по уровню – это важно! Над столом устанавливаем вытяжку – металлический короб с электродвигателем.

Чтобы было светло, крепим сверху лампы дневного света. В соседнем помещении ставим такой же стол – для отделочных и прочих работ. Здесь же разместим инструмент и емкости для сушки мела и песка (металлические низкие короба).

Необходимое сырье

• Речной кварцевый песок (расфасован по 20 килограммов). Его надо высушить хорошо.
• Просеянный мел – его также сушим.
• Смола полиэфирная – в ведерках по 20 литров покупается.
• Отвердитель, гелькоут, разделительная паста.

Процесс изготовления

1. Понадобится чистое пластиковое ведро для размешивания, перфоратор на 450 ватт и строительный миксер (к нему приделаем перфоратор, приварив сверло для перфорирования — получим смеситель).
2. Форму мастерим из ламинированных древесных плит, делая ее разборной. Разделительную пасту удобно наносить кистью, растирая капроновым чулком.
3. Гелькоут разбавляем смолой (добавив ее 10 процентов) и наносим флейцевой кистью. Делаем это дважды. Следим, чтобы волоски с кисти не прилипли.
4. Смешав в чистом ведерке смолу с отвердителем, добавляем 15 процентов мела, а затем – порциями песок. Масса должна стать вязкой. Чтобы удалить пузырьки воздуха, время от времени постукиваем ведерком по полу.
5. После готовности заливаем раствор в форму. Теперь разгладим поверхность: два человека берутся руками за форму (непременно снабженную ручками) и, приподняв, постукивают ее о стол. Смесь оставляют (минут на 40) и выходят из литьевой комнаты.
6. После застывания до «резинового» состояния — можно это определить по очень горячей поверхности и особому звуку при постукивании — вынимаем изделие из формы (разобрав ее) и переворачиваем заливочной стороной вниз. Даем полностью затвердеть, затем шлифуют и полируют.

О том, как изготовить своими руками полимербетон с разводами, расскажет следующее видео:

Источник