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玻璃鋼雕塑模具制作材料與制作方法

信息來(lái)源:重慶雕塑  |   發(fā)布時(shí)間:2018年01月08日
玻璃鋼(也稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料,國(guó)際公認(rèn)的縮寫(xiě)符號(hào)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(fù)合材料。它是由合成樹(shù)脂和玻璃纖維及其他一些添加劑經(jīng)復(fù)合工藝,制作而成的一種功能型的新型材料。其實(shí),玻璃鋼既非玻璃,也不是鋼,它的基體是一種高分子有機(jī)樹(shù)脂,用玻璃纖維或其他織物增強(qiáng)。因?yàn)樗哂胁AО愕耐该餍曰虬胪该餍?,具有鋼鐵般的高強(qiáng)度而得名。它的科學(xué)名稱是玻璃纖維增強(qiáng)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(qiáng)度低、放置時(shí)間長(zhǎng)時(shí)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(tài),流動(dòng)性及填充性好。配制后經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)形成橡膠彈性體,可具有較大的彈性變形。交聯(lián)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(zhì)量地復(fù)制出作品的形狀,又可以保證順利脫模。但是,硅橡膠交聯(lián)體容易變形,在用作模具時(shí),需有支撐載體??梢岳貌Aт撘壮尚偷奶攸c(diǎn),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(yīng)在1mm后以上。待硅橡膠交聯(lián)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(kāi),切割時(shí)注意將玻璃鋼層及硅橡膠層同時(shí)切開(kāi)。在單元塊間制作連接肋,連接肋處應(yīng)設(shè)定位槽,以保證通過(guò)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(yīng)設(shè)計(jì)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(chǎn)開(kāi)發(fā)周期短、工藝性好、耐磨、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在雕塑業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,尤其是基于手糊成型技術(shù)的玻璃鋼工藝品雕塑制作工藝發(fā)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(xù)一層一層地裱糊上去直到鋪完,經(jīng)固化后即得成品。
雕塑常采用樹(shù)脂有兩種:不飽和樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂。
①不飽和樹(shù)脂成型配制方法:191#樹(shù)脂100份,過(guò)氧化環(huán)已酮4份;環(huán)烷酸鈷溶液1—4份,色漿適量。若按生產(chǎn)條件流水作業(yè)進(jìn)行配制,在搪瓷盆內(nèi)放入100千克樹(shù)脂,再加入4千克氧化環(huán)已酮糊,攪拌均勻,再加入鈦青綠色漿糊適量,目觀顏色達(dá)到所需要求即可,放置備用。不飽和樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜。
②環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是固化收縮率低,電絕緣性能極好的樹(shù)脂,對(duì)各種酸堿及有機(jī)溶劑都很穩(wěn)定,拉伸強(qiáng)度可達(dá)45MPa-70MPa,彎曲強(qiáng)度可達(dá)90MPa-120MPa。配套固化劑可采用環(huán)氧樹(shù)脂常溫E-999固化劑。稀釋劑采用丙酮(或環(huán)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(qiáng)材料采用33g/m2無(wú)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(shí)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(fù)雜,可以裁成若干塊簡(jiǎn)單形狀的然后在手糊時(shí)再拼起來(lái)。在模具型腔表面涂上脫模劑,以便成型后產(chǎn)品的脫模順利。在原型和分型面上涂刷脫模劑時(shí),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(jìn)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(jī)油;再有用油漆也行。

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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(shù)脂,這類樹(shù)脂在手工制作玻璃鋼制品時(shí)十分重要,它不但可以起到玻璃鋼表面的保護(hù)層作用,而且可以起到表面的裝飾效果,只要在膠衣里加進(jìn)色漿,產(chǎn)品表面就會(huì)有相應(yīng)的顏色。由于玻璃鋼制品的使用環(huán)境及要求各不相同,因此必須根據(jù)實(shí)際情況,選用不同品種的膠衣樹(shù)脂,目前的牌號(hào)為∶TM-33、TM-35、S-739、膠衣33等。膠衣可以用刷子來(lái)涂到模具型腔上,也可以用氣動(dòng)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(gè)小時(shí)左右,可以用烘房來(lái)加快固化的時(shí)間,等到所噴的膠衣干了后,就可以開(kāi)始糊樹(shù)脂和玻璃纖維。
4、樹(shù)脂膠液配制樹(shù)脂:首先要和固化劑以一定的比例攪均勻,以便加快產(chǎn)品的固化時(shí)間,不飽和樹(shù)脂的牌號(hào)一般以191、196#樹(shù)脂用得最廣。若使用的是環(huán)氧樹(shù)脂的話。根據(jù)常溫樹(shù)脂的粘度,可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。然后以100份WSP6101型環(huán)氧樹(shù)脂和8-10份(質(zhì)量比)丙酮(或環(huán)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(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度適當(dāng)增減),迅速攪拌,進(jìn)行真空脫泡1min~3min,以除去樹(shù)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(shí),將調(diào)配好的樹(shù)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(shí),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(kāi)。第二層短切氈的鋪設(shè)必須在第一層樹(shù)脂膠液凝結(jié)后進(jìn)行。其后可采用一布一氈的形式進(jìn)行逐層糊制,每次糊制2~3層后,要待樹(shù)脂固化放熱高峰過(guò)了之后(即樹(shù)脂膠液較粘稠時(shí),在20℃一般60min左右),方可進(jìn)行下一層的糊制,直到所需厚度。糊制時(shí)玻璃纖維布必須鋪覆平整,玻璃布之間的接縫應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi),盡量不要在棱角處搭接。要嚴(yán)格控制每層樹(shù)脂膠液的用量,要既能充分浸潤(rùn)纖維,又不能過(guò)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(shù)脂,讓樹(shù)脂浸進(jìn)玻璃纖維氈中。等整層纖維氈浸滿樹(shù)脂后,還需要用刷子在纖維表面上刷動(dòng),把樹(shù)脂和纖維氈之間的氣體全部趕去來(lái),否則會(huì)影響玻璃鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。接著就是重復(fù)上述步驟。鋪一層玻璃纖維氈,涂一層樹(shù)脂。玻璃纖維氈的層數(shù)決定著產(chǎn)品的厚度,玻璃纖維氈的厚度一般有0.2mm、0.4mm等規(guī)格,膠衣厚度加上纖維氈厚度乘以纖維氈層數(shù)就基本等于產(chǎn)品的厚度。在轉(zhuǎn)角位置因?yàn)閺?qiáng)度需要,可以多加一、兩層纖維氈;在一些需要防止變形、增強(qiáng)強(qiáng)度的地方,可以增加一層高強(qiáng)度材料的玻璃纖維布。若防止浪費(fèi)刷子有兩個(gè)辦法,一個(gè)是刷子用完后在樹(shù)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(shù)脂和玻璃纖維后就等產(chǎn)品的固化。固化時(shí)間與樹(shù)脂中加入的固化劑比例以及所處的溫度有關(guān),為了有較高的生產(chǎn)率,一般的固化時(shí)間控制在1~2個(gè)小時(shí)內(nèi)較合適,這需要加入較多的固化劑,但會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,解決辦法就是放到約60℃的烘房?jī)?nèi),這就可以減少固化劑的比例,提高固化時(shí)間。雕塑產(chǎn)品在模具內(nèi)固化以后就可以脫模,脫模以后產(chǎn)品還需要自然固化約一個(gè)小時(shí)左右,這對(duì)產(chǎn)品修邊后尺寸的收縮量減少很有幫助。玻璃鋼產(chǎn)品的修邊一般是按要求的尺寸畫(huà)線,然后用電動(dòng)切割機(jī)沿線切去費(fèi)料同時(shí)留2~3mm的余量,再用電動(dòng)砂輪來(lái)打磨修正。此時(shí),產(chǎn)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(shí)基本固化定型,即能脫模。對(duì)于一件完整的玻璃鋼雕塑產(chǎn)品,成型后的后續(xù)工序還是非常有必要的。有些雕塑產(chǎn)品脫模后,表面有點(diǎn)刮傷或?qū)硬坏轿?,這就需要用同一牌號(hào)的樹(shù)脂來(lái)粘補(bǔ),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(jī)對(duì)雕塑進(jìn)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(chǎn)品背面把過(guò)厚地方打磨一下以達(dá)到要求的厚度。很多玻璃鋼雕塑產(chǎn)品是需要通過(guò)預(yù)埋鈑金件來(lái)與其他產(chǎn)品安裝在一起的,要預(yù)埋這些鈑金件,首先把產(chǎn)品和鈑金件放到靠模(靠模就是一個(gè)架子,產(chǎn)品和將要預(yù)埋的鈑金件在其上都可以固定在要求的尺寸關(guān)系的位置上)上,然后通過(guò)樹(shù)脂和玻璃纖維氈象糊產(chǎn)品那樣把鈑金件預(yù)埋到產(chǎn)品上。這些工序都會(huì)直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。
玻璃鋼雕塑自從玻璃鋼材料問(wèn)世后,由于其具有成型方便、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、輕質(zhì)高強(qiáng)以及造價(jià)相對(duì)低廉等諸多優(yōu)點(diǎn),很快被應(yīng)用到雕塑藝本中。應(yīng)用玻璃鋼雕塑技術(shù),可以快速、逼真地將泥塑出的玻璃鋼雕塑作品翻制并長(zhǎng)期保存下來(lái)。因此,玻璃鋼雕塑較多成為廣場(chǎng)、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、生活小區(qū)及游樂(lè)場(chǎng)所的標(biāo)志物。玻璃鋼制作工藝:成品制作前,先將所要制作的產(chǎn)品用特定泥巴材料塑造出相應(yīng)要制作的產(chǎn)品,在泥塑稿制作完成后,翻制石膏外模,然后將玻璃鋼(即樹(shù)脂和玻璃絲布的結(jié)合物)涂刷在外模內(nèi)部。等其干透后打開(kāi)外模,經(jīng)過(guò)合模的程序,獲得玻璃鋼雕塑成品。
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