Epoksi, lasikuitu ja hiilikuitu kaiuttimien materiaalina

Uutena foorumilaisena huomasin, että joissain säikeissä täällä on jonkin verran juttua lasikuituhommista, joten ehkäpä tämmöisestä hieman laajemmasta DIY-tietopaketista voisi olla hyötyä myös DIY-kaiuttimien tekijöille. Oma tietotaito rajoittuu epoksin, lasikuidun ja hiilikuidun käyttöön, polyesterihartsista ja sen vaatimista työtekniikoista minulla ei ole kokemusta. RC-lennokkiharrasteen sekä moottoripyöräilyn parissa on tullut tehtyä vaativampiakin komposiittirakenteita moniin eri tarkoituksiin.

Ensiksi jonkinlainen “disclaimer”: oheinen kirjoitus on jonkinlainen ohjeistus niistä tekniikoista, joita olen itse käyttänyt komposiittien ja lujitemuovirakenteiden teossa. Ammattilaisilta saattaa (tälläkin foorumilla) löytyä parempia työtapoja ja tekniikoita, mutta kommentoikaa ja täydentäkää jos näette tarpeelliseksi. Missään nimessä en rupea vääntämään kättä minkään teknisen seikan puolesta (tai vastaan), kirjoittelen lähinnä huvikseni ja omien kokemuksieni pohjalta. Minulla ei ole myöskään mahdollisuutta valvoa kenenkään tekemisiä; jonkinlaiset turvaohjeet olen ohjeisiin sisällyttänyt, mutta jokainen vastaa työtavoistaan ja turvallisuudestaan itse.

View attachment DIY-lujitemuovit muotinteko ja laminointihommat.pdf

Edit: Dokumentti sisältää nyt sekä muotinteon että ohjeet laminointiin, eli en tehnyt sittenkään erillisiä ohjeita. Joitain kirjoitusvirheitä korjailtu ja lisäyksiä aiempaan tehty...

 

thumb !

 

Hieno tietopaketti! Seuraavaa osaa odotellessa

 

Löytyy nyt ykkösviestin linkistä

 

Pitää näköjään vastata uudella viestillä, että muutokset päivittyy ketjuun näkyville... eli ykkösviestin teksti korvattu päivitetyllä versiolla, johon otettu varsinaiset muottihommat mukaan. Jos joku saa inspiraation lähteä tekemään lujitemuovisia kaiuttimia, ghettoblastereita tms. niin neuvoja saa tarvittaessa lisää.

 

Tuli hankittua 3D-tulostin ja pitääpä jossain välissä tehdä jokin testiprojekti 3D-tulostimella ja mahdollisesti epoksitäyttösysteemillä.
3D-tulostimella saa kivasti mitä tahansa muotoja ja sillä voi esim. tehdä kennorakenteisen rungon, jonka täyttää sitten esim epoksilla.

Spoiler

Tulostusalue on 254 x 254 x 305 mm (pit x lev x kork). Vahvoja malleja ABSPlus-muovista FDM-teknologialla.
Tukimateriaalia ei tarvitse poistaa manuaalisesti, koska siinä käytetään vesiliukoista tukimateriaalia, joka sitten pestään pois ultraääni- tai kiertovesipesussa.
Mahdollista rakentaa monimutkaisempia malleja kuin mekaanisesti puhdistettavilla malleilla, esim. vaikeasti manuaalisesti puhdistettavia muotoja, kuten putkia tai toisiinsa kytkeytyviä osia samassa mallissa.


ABSplus kestomuovi (acrylonitrile butadiene styrene):

Vakaa materiaali – ei kutistu, viru tai ime kosteutta
25-70 prosenttia lujempaa kuin tavallinen ABS materiaali
Suuri vetolujuus, iskunkesto sekä jousto-ominaisuudet
Kerroksien sitoutuminen on luja = kestävät kappaleet
Monipuolinen materiaali: muoto, sovitus, toiminnallisuus

(myös paria muuta materiaalivaihtoehtoa tulee lähiaikoina, sekä mahdollisuus käyttää manuaalisesti poistettavaa tukimateriaalia)

Prototyypit:

Hahmo- ja näköismallit:
* uuden tuotteen myynnin ja markkinoinnin tueksi
* kappaleen eri versioiden vertailuun suunnitteluvaiheessa
* tuotteen toiminnalliseen testaamiseen
* materiaaleista voidaan tulostaa kierteitä, snap-liitoksia ym.
* onnistuneen suunnittelutyön varmistamiseen

Digitaalinen valmistus:
* kiinnittimien ja jigien valmistamiseen
* ei CAD/CAM ohjelmointia, ei koneistamista
* ajansäästö
* ympäristöystävällisyys
* monimutkaisten kappaleiden nopeaan ja edulliseen valmistamiseen
* täysin vapaamuotoiset kappaleet, ja kappaleet, jotka muilla menetelmillä olisi lähes mahdoton valmistaa
* valmistus pienissä sarjoissa lopputuotteiksi

 

Tämähän kuulostaa mielenkiintoiselta.

Minkälainen 3D-tulostin on kyseessä ja minkä kokoisia kappaleita tällä voi tehdä?
Lähdetkö valmistamaan koteloita tilauksesta? =)

 

Olisi mielenkiintoista kuulla mikä on järkevin 3d-tulostin tällä hetkellä markkinoilla. Itse odotan vielä valmistettavien kappaleiden pientä kasvamista

 

Lasikuidusta poppireppu tekeillä. Plugia teen XPS:stä ja olin suunnitellut vain maalaavani sen, mutta vaatiiko se ehdottomasti lasikuitua pintaa jäykistämään?

Voiko plugin pinnan jättää mattapintaiseksi, vai aiheuttaako se ongelmia plugin, kuin myös lopullisen kappaleen irroittamisessa muotista?

Toinen mietinnän aihe on ollut taustalevyn kiinnittäminen. Levy voisi olla lasikuitua tai vaneria. Plugi tulee olemaan päästävällä muodolla ja laminoidun kappaleen reunat ajattelin leikata veitsellä muotin reunaa pitkin tasaiseksi. Taustalevyn voisi kiinnittää lasikuitunauhalla kaiutinreikien kautta, mutta ulkopuolelta sauma saattaa jäädä epäsiistin näköiseksi. Ajatuksia tähän?

 

Kyseessä on FDM-menetelmällä tulostava sst1200es tulostin, joka tulostaa mm. ABSplus materiaalia.
Max koko on 254*254*305 (tarvittaessa voi tehdä liitokset ja tulostaa useammasta kappaleesta).
Tuo on teollisuuteen tarkoitettu kone eikä tulosteet ole ehkä edullisimmasta päästä, mutta vastapainoksi saa tarkempaa ja stabiilimpaa tulostetta kuin halvoilla harrastusvärkeillä, eli tuloste ei muuta muotoaan jälkikäteen.
Voin tehdä tulosteita joko suoraan valmiista stl-tiedostosta, tai voin myös tarvittaessa hoitaa 3d-mallinnuksen (SolidWorks) sekä siitä käännön stl-tiedostoksi.
Aiemman postauksen spoilerissa enemmän tietoja.

 

McIcen tulostin onkin sitten ihan "oikea" tulostin. Tukiaineen puute on noissa edullisemmissa (lähinnä Makerbot) koneissa pahin puute. Tukiaineen puute rajoittaa mahdollisia muotoja aika pahasti, kun tyhjän päälle on hankala tulostaa esim ulokkeita. Tässä näköjään käytetään kiinteää täsmäsijoitettua tukiainetta, eikä mennä vanhaan malliin koko tulostuskaukalo jauheella täyttäen. Laskeekos kone tukimateriaalin tarpeen ja paikat automaattisesti, vai pitääkö ne piirtää manuaalisesti malliin mukaan?

Mikäs on hintaluokka, vaikkapa tarkkuudella lopullisen hintalapun nollien määrä ja ensimmäinen numero?

E: Tuossa sama tulostin vauhdissa:

Spoiler

E2: Olisihan tämäkin liian helppoa jos embed-koodit toimisivat suoraan..

 

Pelkkä maali XPS:n pinnalla merkitsee sitä, että pinta on todella herkkä kolhiintumaan. Plugi kokee yleensä melko kovaa käsittelyä erotuslevy/vahausvaiheessa, joten mekaanista kestävyyttä on hyvä olla.

Saattaa tuo onnistuakin, mutta varaudu että pinnanlaadusta ei tule paras mahdollinen, ja että saat kaapia muotin pinnasta plugin palasina pois... Mulla kävi kerran 1-k maalien kanssa siten, että vaha meni maalista läpi ja pintamaali lähti kuplimaan todella rumasti...

Yhden "pikaplugin" olen tehnyt finnfoamista, hionut sen ja sitten päällystänyt pakkausteipillä, joka kiristyy pintaan mukavasti silitysraudalla (pitää olla juuri sopiva lämpötila).

Plugi voi hyvin olla mattapintainen, tällöin valmiista osasta tulee siitäkin mattapintainen.

Voitko kiinnittää taustalevyn jo muottivaiheessa? Tällöin saisit leikellyksi reunat sitten, kun levy on jo paikallaan oikealla kohdallaan (mikäli ymmärsin oikein) ja reunasta saat todennäköisemmin siistimmän. Jos liimaat levyn ei-kovettuneeseen laminaattiin, et välttämättä tarvitse lasikuitunauhaa, laita vaan riittävästi epoksi/mikrosellukuitumössöä sauman sisäpuolelle.

Jos liimaat levyn jälkeenpäin, muista karhentaa liimattava alue ja puhdistaa se vielä asetonilla ennen liimausta.

 

Kyllä tällainen tuloste saa hieman maksaakin, teollisuuden puolella kuitenkin kyse pikkurahoista, koska kustannusten vastapuolena on monimutkaistenkin prototyyppien teon nopeus ja helppous. Kerran tehtiin tulostamalla venttiilin prototyyppi, joka sellaisenaan kelpasi testikäyttöön. Muutaman pikkuparannuksen jälkeen saatiin aikaan malli lopullista versiota varten. Tuotekehitykseen kului vain reilu viikko.

 

Voisin tehdä testipalan ohuimmalla mahdollisella kuidulla päällystäen, että näkisi kuinka tasainen pinta sillä tulisi. Yksi mieleen tullut idea on pingottaa kangas, puuvilla voisi toimia, plugin päälle ja kovettaa epoksilla. Tällöin saisin ilmeisesti tasaisesti epätasaisen pinnan, jota lähteä tasottamaan. Tiedä sitten taas riittävästä vahvuudesta.

Taustalevyn kiinnittäminen muottivaiheessa on hyvä idea. Voisikohan toimia muotin yli tulevien kuidun osien kääntäminen taustalevyn päälle, jolloin ainakin tulisi vahva liitos? Näin tulisi yhtenäistä pintaa näkyviin ja epätasaisuudet jäisivät selkäpuolen pehmusteiden alle piiloon.

 

Ohjelmisto laskee tukimateriaalin paikat ja tarpeet itse eikä niistä tarvitse välittää, joskin niitä voi kyllä säätää jonkin verran.

 

Itse en lähtisi kokeilemaan puuvillakankaalla, vaan lasikuitukankaalla. Tuolta löytyvät 105 tai 160 grammaiset kankaat voisivat olla sopivia. Hyvä epoksihommiin tarkoitettu lasikuitukudos taipuu helposti hyvinkin vaikeiden muotojen yli, kunhan a) kuitu laminoidaan siten, että kuidut tulevat about 45 asteen suunnassa plugin muotoja vastaan (ks. alle linkitetty kuva) ja b) kankaan laminointi plugin pintaan aloitetaan keskeltä ja edetään reunoihin päin. Kangas on hyvä asettaa kuivana pinnoitettavan kappaleen päälle, jonka jälkeen töpötellään epoksia kankaan läpi, niin että kangas tarttuu plugin pintaan.

View attachment kuitusuunta.PNG

Kertaallen jos päällystää vaikka 160 grammaisella lasikudoksella, niin sillä saisi aika hyvän pinnan. Tuosta voisi jatkaa siten, että vetää lastalla koko pintaan automaalareiden käyttämää polyesteritasoitetta (esim. Sikkens). Tämä tavara on melko edullista, muistuttaa olemukseltaan Plastic Paddingia, ja on erittäin helppoa hioa. Noissa autojen tuunausohjelmissa näyttävät käyttävän tätä kamaa kilotolkulla... Tämän jälkeen pinta olisi jo varsin hyvälaatuinen, mutta vielä kannattaisi ruiskukitata ja maalata musta pohjaväri. Kiiltävän musta on värinä armoton, se paljastaa kaikki pienimmätkin virheet, mitä plugiin on jäänyt.

Juurikin noin voisit tehdä. Tee vaan taustalevystä riittävän tarkka, jotta se pysyy oikealla paikallaan laminointivaiheessa.

 

Monta rautaa tulessa ja kiireisimpänä nämä pahvikaiuttimet
http://aijaa.com/001319479149

XPS:n palanen siistittävänä ja kiinnitettävänä pahvihylsyyn. Hylsy on nyttemmin jo tapetoitu ja tarkoitus maalata. XPS:n reunat tarkoitus paklata ja liitoskohtaan pahvin kanssa pieni pyöristys. Löytyy mikropalloja joista epoksin kanssa voisi pakkelin sekoittaa. Ovatko kyseiset aineet hommaan sopivia, vai kenties joku muu?

 

Epoksi-mikropallosekoitus on kovaa ja vaikeaa hioa. Ongelmia tulee, jos kitti on kovempaa kuin kitattava kohde... Helpoiten homma käy, jos ensin tapetoit XPS-palaset (lisää pintakovuutta) ja sitten liitoksen jälkeen pyöristät jollain pehmeämmällä aineella, esim. mainitsemani automaalaus-polyesteripakkeli on hyvää ja helppoa.

 

Tarkoitatko, että pyöristyksen hiominen on hankalaa aineiden eri kovuuksien takia, vai onko joku muukin ongelma?
Tarkoitus oli vetää pyöristys kerralla kuntoon silikonille tarkoitetulla kumilastalla.

XPS täytyy joka tapauksessa silottaa jollain aineella, vaikka tuossa kuvassa aika sileältä näyttääkin. Meinasin jos pinnan saisi kauttaaltaan peitettyä epoksi-mikropalloseoksella. Löytyy myös polyesterikittiä, mutta käsittääkseni se on liian kovaa tavaraa levitettäväksi suoraan XPS:n päälle.

 

Juuri tuota tarkoitin, eli jos vedät XPS:n sauman kovalla aineella ja joudut vähänkään hiomaan pyöristystä, 110% varmuudella sinulla on seuraavaksi kuoppa XPS:ssä sauman vieressä. Ei muita ongelmia.

Epoksi/mikropalloseos, ainakin sellainen harmaa muovi-mikropallo, on mielestäni todella ikävää hiottavaa. Polyesterikiteistä löytyy kovia ja pehmeitä, automaalausliikkeiden valikoimista löytyy pehmeitä ja erittäin helposti hiottavia kittejä. Toinen vaihtoehto on se, että marssi lähimpään lennokkiliikkeeseen ja osta balsapuulle tarkoitettua tasoitetta.

Vedä XPS:n pintaan vaikka kerros lasikuitua (epoksilla), helpottaa viimeistelyä...