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      玻璃鋼雕塑工藝品模具制作工藝

      時間:2015-05-27 | 瀏覽量:2072
      玻璃鋼(也稱玻璃纖維增強塑料,國際公認的縮寫符號為GFRP或FRP,屬熱固性塑料)是一種品種繁多,性能各異用途廣泛的復合材料。它是由合成樹脂和玻璃纖維及其他一些添加劑經復合工藝,制作而成的一種功能型的新型材料。其實,玻璃鋼既非玻璃,也不是鋼,它的基體是一種高分子有機樹脂,用玻璃纖維或其他織物增強。因為它具有玻璃般的透明性或半透明性,具有鋼鐵般的高強度而得名。它的科學名稱是玻璃纖維增強塑料。
          玻璃鋼雕塑模具材料主要有三類:
      1、石膏材料做成的模具型腔,也叫碎模法。但石膏材料強度低、放置時間長時容易變形。
      2、硅橡膠材料做成的模具型腔,也叫軟模法。硅橡膠材料使用前為流體狀態,流動性及填充性好。配制后經交聯反應形成橡膠彈性體,可具有較大的彈性變形。交聯后的硅橡膠密封性好,與原模及玻璃鋼皆不粘接。用其做玻璃鋼雕塑模具的表面層材料,既可以高質量地復制出作品的形狀,又可以保證順利脫模。但是,硅橡膠交聯體容易變形,在用作模具時,需有支撐載體??梢岳貌Aт撘壮尚偷奶攸c,用作模具的載體材料。具體的模具制作方法是:將配制好的硅橡膠分幾次涂劇在原模上,硅橡膠層應在1mm后以上。待硅橡膠交聯后,在硅橡膠上再成型厚度為3mm左右的玻璃鋼層。玻璃鋼固化后,沿著劃分出的單元塊將整體模具切開,切割時注意將玻璃鋼層及硅橡膠層同時切開。在單元塊間制作連接肋,連接肋處應設定位槽,以保證通過連接肋使單元塊模具組合成一整體。以上工作完成后,將玻璃鋼單元塊脫模,然后脫下硅橡膠層,脫下的硅橡膠塊立即放回玻璃鋼單元模中。
      3、用玻璃鋼材料做成的模具型腔,也叫硬模法。也就是在玻璃鋼模具上翻制玻璃鋼雕塑,玻璃鋼模具一般采用手糊成型方法,制作前應設計成型線路。
      玻璃鋼雕塑的手糊制作步驟
      玻璃鋼雕塑由于具有成型靈活、生產開發周期短、工藝性好、耐磨、使用壽命長等優點,在雕塑業得到了廣泛應用,尤其是基于手糊成型技術的玻璃鋼工藝品雕塑制作工藝發展更為迅速。雕塑裱糊成型又稱手糊成型或接觸成型。是在模具上先涂一層膠液,接著鋪一張布,使膠液浸漬纖維并排除氣泡后,再繼續一層一層地裱糊上去直到鋪完,經固化后即得成品。
      雕塑常采用樹脂有兩種:不飽和樹脂和環氧樹脂。
      ①不飽和樹脂成型配制方法:191#樹脂100份,過氧化環已酮4份;環烷酸鈷溶液1—4份,色漿適量。若按生產條件流水作業進行配制,在搪瓷盆內放入100千克樹脂,再加入4千克氧化環已酮糊,攪拌均勻,再加入鈦青綠色漿糊適量,目觀顏色達到所需要求即可,放置備用。不飽和樹脂的優點是價格便宜。
      ②環氧樹脂的優點是固化收縮率低,電絕緣性能極好的樹脂,對各種酸堿及有機溶劑都很穩定,拉伸強度可達45MPa-70MPa,彎曲強度可達90MPa-120MPa。配套固化劑可采用環氧樹脂常溫E-999固化劑。稀釋劑采用丙酮(或環氧丙烷丁基醚)。模具膠衣采用耐高溫、硬度高、韌性好的模具專用膠衣。制作的纖維增強材料采用33g/m2無堿短切氈和0.2mm玻璃纖維方格布。
      2、涂刷脫模劑:在玻璃鋼雕塑手糊成型前,先把陰模模具型腔表面清潔干凈;同時把玻璃纖維氈裁成與型腔形狀大小相似的形狀,若型腔形狀復雜,可以裁成若干塊簡單形狀的然后在手糊時再拼起來。在模具型腔表面涂上脫模劑,以便成型后產品的脫模順利。在原型和分型面上涂刷脫模劑時,一定要涂均勻、周到,須涂刷2-3遍,待前一遍涂刷的脫模劑干燥后,方可進行下一遍涂刷。脫模劑成分有很多種,一種是煤油(汽油等)加地板蠟;還有一種凡士林加機油;再有用油漆也行。
      3、涂刷膠衣層:待脫模劑完全干燥后,將專用膠衣用毛刷分兩次涂刷,涂劇要均勻,待第一層初凝后再涂刷第二層。在這里要注意膠衣不能涂太厚,以防止表面裂紋和起皺。膠衣層的厚度一般是0.5~0.8mm。膠衣本身是一種樹脂,這類樹脂在手工制作玻璃鋼制品時十分重要,它不但可以起到玻璃鋼表面的保護層作用,而且可以起到表面的裝飾效果,只要在膠衣里加進色漿,產品表面就會有相應的顏色。由于玻璃鋼制品的使用環境及要求各不相同,因此必須根據實際情況,選用不同品種的膠衣樹脂,目前的牌號為∶TM-33、TM-35、S-739、膠衣33等。膠衣可以用刷子來涂到模具型腔上,也可以用氣動噴槍噴射到上面,用噴槍比刷子涂的要均勻,效果好,目前一般都是用噴槍涂膠衣的。膠衣的自然固化一般需要半個小時左右,可以用烘房來加快固化的時間,等到所噴的膠衣干了后,就可以開始糊樹脂和玻璃纖維。
      4、樹脂膠液配制樹脂:首先要和固化劑以一定的比例攪均勻,以便加快產品的固化時間,不飽和樹脂的牌號一般以191、196#樹脂用得最廣。若使用的是環氧樹脂的話。根據常溫樹脂的粘度,可對其進行適當的預熱。然后以100份WSP6101型環氧樹脂和8-10份(質量比)丙酮(或環氧丙烷丁基醚)混合于干凈的容器中,攪拌均勻后,再加入20份~25份的固化劑(固化劑的加入量應根據現場溫度適當增減),迅速攪拌,進行真空脫泡1min~3min,以除去樹脂膠液中的氣泡,即可使用。
      5、玻璃纖維逐層糊制:待膠衣初凝,手感軟而不粘時,將調配好的樹脂膠液涂劇到膠凝的膠衣上,隨即鋪一層短切氈,用毛刷將布層壓實,使含膠量均勻,排出氣泡。有些情況下,需要用尖狀物,將氣泡挑開。第二層短切氈的鋪設必須在第一層樹脂膠液凝結后進行。其后可采用一布一氈的形式進行逐層糊制,每次糊制2~3層后,要待樹脂固化放熱高峰過了之后(即樹脂膠液較粘稠時,在20℃一般60min左右),方可進行下一層的糊制,直到所需厚度。糊制時玻璃纖維布必須鋪覆平整,玻璃布之間的接縫應互相錯開,盡量不要在棱角處搭接。要嚴格控制每層樹脂膠液的用量,要既能充分浸潤纖維,又不能過多。含膠量高,氣泡不易排除,而且固化放熱大,收縮率大。含膠量低,容易分層。再在玻璃纖維氈上刷樹脂,讓樹脂浸進玻璃纖維氈中。等整層纖維氈浸滿樹脂后,還需要用刷子在纖維表面上刷動,把樹脂和纖維氈之間的氣體全部趕去來,否則會影響玻璃鋼產品的質量和外觀。接著就是重復上述步驟。鋪一層玻璃纖維氈,涂一層樹脂。玻璃纖維氈的層數決定著產品的厚度,玻璃纖維氈的厚度一般有0.2mm、0.4mm等規格,膠衣厚度加上纖維氈厚度乘以纖維氈層數就基本等于產品的厚度。在轉角位置因為強度需要,可以多加一、兩層纖維氈;在一些需要防止變形、增強強度的地方,可以增加一層高強度材料的玻璃纖維布。若防止浪費刷子有兩個辦法,一個是刷子用完后在樹脂里浸泡,還有用丙酮洗刷子也行,這樣刷子下次還可以再用。模具上糊好樹脂和玻璃纖維后就等產品的固化。固化時間與樹脂中加入的固化劑比例以及所處的溫度有關,為了有較高的生產率,一般的固化時間控制在1~2個小時內較合適,這需要加入較多的固化劑,但會影響到產品的質量,解決辦法就是放到約60℃的烘房內,這就可以減少固化劑的比例,提高固化時間。雕塑產品在模具內固化以后就可以脫模,脫模以后產品還需要自然固化約一個小時左右,這對產品修邊后尺寸的收縮量減少很有幫助。玻璃鋼產品的修邊一般是按要求的尺寸畫線,然后用電動切割機沿線切去費料同時留2~3mm的余量,再用電動砂輪來打磨修正。此時,產品成型完畢。
      6、脫模修整:在常溫(20℃左右)下糊制好的雕塑,一般48小時基本固化定型,即能脫模。對于一件完整的玻璃鋼雕塑產品,成型后的后續工序還是非常有必要的。有些雕塑產品脫模后,表面有點刮傷或對接不到位,這就需要用同一牌號的樹脂來粘補,固化后打磨修正。如果是光潔度要求高的雕塑,一般用400#~1200#水砂紙依次打磨雕塑表面,使用拋光機對雕塑進行表面拋光。有些雕塑邊緣是與其他部件配合,需要保證厚度,就要在產品背面把過厚地方打磨一下以達到要求的厚度。很多玻璃鋼雕塑產品是需要通過預埋鈑金件來與其他產品安裝在一起的,要預埋這些鈑金件,首先把產品和鈑金件放到靠模(靠模就是一個架子,產品和將要預埋的鈑金件在其上都可以固定在要求的尺寸關系的位置上)上,然后通過樹脂和玻璃纖維氈象糊產品那樣把鈑金件預埋到產品上。這些工序都會直接影響到產品的質量。
              玻璃鋼雕塑自從玻璃鋼材料問世后,由于其具有成型方便、可設計性強、輕質高強以及造價相對低廉等諸多優點,很快被應用到雕塑藝本中。應用玻璃鋼雕塑技術,可以快速、逼真地將泥塑出的玻璃鋼雕塑作品翻制并長期保存下來。因此,玻璃鋼雕塑較多成為廣場、商業網點、生活小區及游樂場所的標志物。玻璃鋼制作工藝:成品制作前,先將所要制作的產品用特定泥巴材料塑造出相應要制作的產品,在泥塑稿制作完成后,翻制石膏外模,然后將玻璃鋼(即樹脂和玻璃絲布的結合物)涂刷在外模內部。等其干透后打開外模,經過合模的程序,獲得玻璃鋼雕塑成品。
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