Hoe grotere composietmallen lamineren met Uni-Mould

• Hoe je eenvoudige platte barrières aan je patroon toevoegt
• Hoe breng je losmiddel en hoekfilters aan op je patroon?
• Hoe je een grotere mal gelcoat en lamineert met het Uni-Mould gereedschapsysteem

In deze videotutorial werken we vanuit een patroon en gebruiken we het om een productieklare glasvezelmal (tool) te maken met behulp van het Uni-Mould tooling systeem.

Deze tutorial demonstreerde het lamineren van de mal in meerdere secties, een proces dat kan worden gebruikt om een mal van elke grootte te lamineren.

Er zijn veel verschillende methodes en materialen voor het maken van mallen in moderne composieten. In deze tutorial richten we ons alleen op het Uni-Mould gereedschapssysteem. Dit is een zeer veelzijdig materiaal voor het maken van mallen dat geschikt is voor gebruik met alle gangbare harssystemen, waaronder epoxy, vinylester en polyester.

Uni-Mould bevat speciale vulstoffen die het krimpen en kromtrekken, zoals bij traditionele polyester matrijzen, aanzienlijk verminderen. De mogelijkheid om gelijktijdig 4 lagen van 450gsm te lamineren als de hoofdversterkingsstructuur zorgt voor een zeer snelle matrijzenproductie en het hele proces kan zelfs in één dag worden voltooid.

In deze tutorial bereiden we het patroon voor met Easylease chemisch lossingsmiddel, bevestigen we polypropyleen barrières die de mal flens vormen en brengen we fillets aan om de verbindingen af te dichten met behulp van filleting wax. Daarna gaan we verder met het maken van de mal zelf en behandelen we alle technieken en methodes die nodig zijn om de gelcoat, coupling coat en tooling hars correct aan te brengen. Zodra de mal is uitgehard wordt deze losgemaakt van het patroon en licht gepolijst om de mal productieklaar af te maken.

Het Uni-Mould systeem heeft een vinylester gelcoat die in direct contact komt met je patroon, dus het is erg belangrijk om te controleren of je patroon gemaakt is van, of gecoat is met, een materiaal dat niet wordt aangetast door het styreen oplosmiddel in de gelcoat. In deze video gebruiken we een patroon dat is gecoat met de Pattern-Coat™ Primer en Hi-Gloss waarvan bekend is dat ze volledig compatibel zijn.

Het is ook gebruikelijk om mallen te maken van bestaande panelen die geverfd zijn. Hoewel de meeste professionele en industriële 2k verven (zoals fabriekspanelen) prima werken, is het essentieel om een kleine test uit te voeren om er zeker van te zijn dat een onbekend verfsysteem compatibel is. De meest voorkomende fout die we tegenkomen zijn patronen gecoat met normale 1k 'rammelaar-can' verfsystemen, terwijl je een uitstekende oppervlakte-afwerking op het patroon kunt krijgen, zal dit snel worden aangetast door het styreen in de gelcoat waardoor het patroon permanent in de mal hecht.

Het Uni-Mould systeem kan worden gebruikt met alle conventionele lossingssystemen voor composieten, waaronder Easylease chemisch lossingsmiddel, gietwas en PVA lossingsmiddel.

Van Uni-Mould is bekend dat het werkt met de volgende patroon/barrièrematerialen:

• Patroon-Coat™ Grondverf
• Patroon-Coat™ Hoogglans
• Heat Cured 2k lak*
• Polyester/Vinylester/Epoxy Gelcoats
• Gekalibreerde bladwas
• Polypropyleen, polyethyleen, nylon, acetaal, PTFE en PVC**.
• Glas
• Metalen
• Melamine Bord

*Voer een testmonster uit om compatibiliteit te garanderen. **Zelfloslatend, lossingsmiddel is niet per se nodig.

Om het patroon voor te bereiden heb je een geschikt lossingsmiddel nodig, in dit project gebruiken we Easylease chemisch lossingsmiddel. Je hebt ook een geschikt materiaal nodig om de barrières voor de flenzen te vormen, hier gebruiken we polypropyleenplaat, geribbeld karton is een andere optie die voordeliger is maar een licht geribbelde textuur achterlaat op de flens van de mal. Je hebt ook vijlwas nodig om de barrières af te dichten en gladde randen te maken.

De mal zelf is gemaakt met behulp van het Uni-Mould tooling systeem dat bestaat uit een tooling gelcoat voor het oppervlak van de mal, een koppelingslaag hars die is versterkt met een lichtgewicht gehakte streng mat en dan de belangrijkste mal versterking die bestaat uit een tooling hars en 4 lagen van 450gsm gehakte streng mat, hoewel we leveren alle materialen afzonderlijk, in dit voorbeeld gebruiken we de grote Uni-Mould complete mal maken kit die is een handig pakket dat alle van het lamineren gereedschappen en materialen die nodig zijn om te produceren tot 3,3sqm van de mal bevat.

• Wasgereedschap voor fileren
• Lamineerborstels*
• Kunststof lamellenrol*
• Mengemmers
• Mes/schaar
• Weegschalen
• Trimgereedschap (meestal een haakse slijper)

*Inbegrepen in de Uni-Mould complete kit voor het maken van mallen.

Als het patroon niet is gemaakt met de barrières inbegrepen, dan moeten ze worden toegevoegd. Het doel van de barrière is om een verlenging te creëren rond de omtrek van het patroon dat zal dienen voor een flens op de mal, mal flenzen zijn een belangrijk kenmerk dat het mogelijk maakt om het onderdeel oversized te maken zodat het kan worden bijgesneden tot de uiteindelijke afmeting, het creëert ook het gebied waar een vacuümzak kan worden verzegeld in het geval van matrijs verzegelde vacuümzak methoden.

Barrières kunnen worden gemaakt van elk materiaal dat een release biedt, in dit voorbeeld gebruiken we 3 mm polypropyleenplaat op een spaanplaatrug, veel kunststoffen zijn geschikt voor deze toepassing, waaronder polyethyleen, PVC, acetaal, nylon en PVC, een algemeen verkrijgbare kunststof die moet worden vermeden is ABS, omdat het styreen in de gelcoat van de tooling het ABS zal aantasten, wat waarschijnlijk zal leiden tot kleven. Voor vlakke barrières is met melamine beklede spaanplaat (contiboard) ook geschikt, maar hiervoor is een lossingsmiddel nodig om de barrières gemakkelijk te kunnen scheiden.

De grootte van de benodigde flens hangt grotendeels af van het proces waar de mal voor bedoeld is, mallen voor hand layup of prepreg productie hebben vaak kleinere flenzen van rond de 50mm, deze mal is bedoeld voor hars infusie waar een flens van minimaal 100mm de voorkeur heeft om voldoende ruimte te bieden om de stapel materialen te positioneren en de vacuümzak op de flens te sealen. Als het praktisch is, is het ook een goed idee om een 90 graden terugloop op de flens te plaatsen, omdat dit de mal nog stijver maakt en ervoor zorgt dat de flenzen niet kromtrekken.

Eenmaal in vorm gesneden kunnen de barrières worden bevestigd met een geschikte methode, meestal wordt hiervoor smeltlijm of dubbelzijdige tape gebruikt. Het moet alleen stevig genoeg zijn om niet te verschuiven of los te laten wanneer het tijdens het handlay-upproces onder druk komt te staan.

Het voorbeeld in deze tutorial maakt gebruik van een heel eenvoudige vlakke barrière, maar voor veel projecten moet een veel complexere flens worden gevormd. Voorbeelden van gecompliceerdere barrières vind je in onze tutorials over het maken van mallen voor motorkappen en airboxen.

Als het patroon of originele onderdeel niet helemaal schoon is, is de eerste stap het verwijderen van vervuiling van het oppervlak door het te wassen met zeepwater en daarna met een reinigingsmiddel op basis van oplosmiddelen zoals EasyLease™ Mould Cleaner.

De meeste composiet lossingssystemen zoals was en PVA kunnen worden gebruikt met het Uni-Mould tooling systeem, maar we raden aan om het zeer betrouwbare Easylease chemische lossingsmiddel te gebruiken, dat in dit en de meeste van onze andere projecten is gebruikt.

Het reinigen van de mal en het aanbrengen van het lossingsmiddel moet gebeuren in een goed geventileerde ruimte. Breng na het reinigen van het matrijsoppervlak het Easy-Lease™ chemisch lossingsmiddel in een dunne film aan op het oppervlak van de matrijs met een klein stukje pluisvrije doek.

Zodra de film begint te verdampen (5-30 seconden) gebruik je een tweede doekje om lichtjes met ronddraaiende bewegingen het overtollige te verwijderen en de film te egaliseren.

Breng op een nieuw patroon ten minste 6 lagen aan, met minimaal 15 minuten tussen elke laag. Laat de laatste laag minstens 1 uur zitten voordat je de mal lamineert. Het is belangrijk om pluisvrije oplosmiddeldoekjes te gebruiken omdat normaal vloeipapier kan worden aangetast door het oplosmiddel en vlekken achterlaat. Het is ook belangrijk om voor elke laag een nieuw doekje te gebruiken zodat je het lossingsmiddel niet vervuilt met gedeeltelijk uitgehard materiaal van het vorige doekje.

Opmerking: Grote patronen moeten mogelijk in fasen worden aangebracht om verdamping te voorkomen. Afhankelijk van de werktemperatuur en de complexiteit van de mal moet ongeveer 0,5 m² worden beschouwd als het maximale oppervlak per toepassing.

De hoek tussen het patroon en de mal moet worden afgedicht om te voorkomen dat de gelcoat eronder doorbloedt en een mechanische sluiting creëert. Om dit te doen is een zeer eenvoudige en effectieve methode om een beetje vijlwas op de hoek aan te brengen en dan een radius te vormen door een vijlgereedschap met bol uiteinde stevig in de hoek gedrukt te slepen. Het is ook mogelijk om boetseerklei zoals plasticine te gebruiken voor deze toepassing, maar het moet voldoende verwarmd worden zodat het zich gemakkelijk vormt en niet loslaat achter het gereedschap. Wasresten kunnen worden verwijderd door er met een ander stuk was overheen te wrijven.

De Uni-Mould tooling gelcoat is gebaseerd op vinylester en moet dus gekatalyseerd worden met MEKP à 2% omdat deze gel een lage reactiviteit heeft. Als je in een koelere omgeving werkt, zou 3% MEKP de voorkeur hebben om ervoor te zorgen dat de gelcoat binnen een redelijke tijd uithardt. Met een nauwkeurige weegschaal is het mogelijk om de katalysator af te wegen, maar in dit voorbeeld gebruiken we een katalysatorfles om het doseren te vergemakkelijken. Als de katalysator is toegevoegd, moet de gelcoat grondig worden gemengd, waarbij ervoor moet worden gezorgd dat de zijkanten en bodem van de container worden geschraapt om ervoor te zorgen dat de gelcoat volledig wordt gemengd.

De gelcoat is nu gekatalyseerd en kan met een kwast op het patroon worden aangebracht. Dit is een royale applicatie en je zult merken dat het zich op natuurlijke wijze gelijkmatig zal verdelen met ongeveer 4-500 g per vierkante meter. De kwastmethode is waarschijnlijk beter te omschrijven als spreiden dan als verven en je bent op zoek naar een gelijkmatige dekking zonder druppels of uitloop. Wees vooral voorzichtig in hoeken en aan de onderkant van verticale oppervlakken om ervoor te zorgen dat er geen overmatige plassen ontstaan.

De Uni-Mould tooling gelcoat hoeft niet uitsluitend gebruikt te worden met de rest van het Uni-Mould systeem en is compatibel met alle conventionele polyester en vinylester harsen en wordt daarom vaak gebruikt als een duurzaam oppervlak voor het maken van meer traditionele GRP mallen met polyester lamineerharsen voor de versterking.

Na het aanbrengen van de coating laat je deze 4 tot 6 uur uitharden bij kamertemperatuur. Het is heel belangrijk dat de gelcoat goed is uitgehard voordat je doorgaat met een tweede laag of de koppellak. Als je te snel doorgaat, wordt de gelcoat aangetast door de oplosmiddelen in de volgende laag, waardoor het oppervlak gaat rimpelen en ruïneren. Als het goed is uitgehard zal het volledig solide aanvoelen met een zeer lichte tack, als je twijfelt laat het dan langer zitten, een goede hechting aan de volgende lagen zal zelfs dagen later nog worden bereikt.

Bij complexere gelcoat wordt meestal de voorkeur gegeven aan 2 lagen om ervoor te zorgen dat overal een goede laagdikte wordt bereikt. Als je een tweede gelcoat aanbrengt, doe je dit op precies dezelfde manier als bij de eerste laag.

Het doel van deze koppellaag is om een versterkingslaag zonder holtes op de gelcoat aan te brengen, in tegenstelling tot de tooling hars die later volgt is de koppellaag hars transparant en dus is het identificeren en elimineren van kleine luchtbellen en holtes veel gemakkelijker, als er dan in de volgende hoofdwapening van de tooling hars kleine luchtlekken zijn zullen deze achter deze koppellaag zitten en daarom zal de gelcoat nog steeds ondersteund worden.

Voordat je de hars voor de koppelingslaag mengt, moet je de gehakte strengmat voorbereiden. De mat die in de koppelingslaag wordt gebruikt, is een zeer lichte mat van 100 g. Deze wordt alleen gebruikt voor de koppelingslaag waarin we 2 lagen lamineren. De mat van 100 g is ideaal voor deze allereerste lagen omdat hij de contouren en details van de mal heel gemakkelijk volgt.

Bij het snijden van de wapening zul je merken dat het snijden van de mattenset in panelen die netjes in de vormen en contouren van de mal passen, het leggen veel gemakkelijker maakt. De mattenset knip je gemakkelijk met een schaar of mes, waar je overlappingen hebt in de wapening is het over het algemeen het beste om de mattenset te scheuren zodat je een gevederde rand krijgt die zorgt voor een gladdere en meer egale overgang naar het volgende stuk.

Als de wapening is voorbereid, kan de koppellakhars worden gemengd, net als de gelcoat. De koppellak is een vinylesterharssysteem en moet daarom worden gekatalyseerd met MEKP met 1-2% en op dezelfde manier worden gemengd.

Als je met de hand lamineert, is het altijd het beste om een rijke laag hars onder de wapening te krijgen in plaats van te proberen het materiaal aan de achterkant nat te maken, omdat dit de kans op luchtinsluiting vermindert.

Op dat moment begint het emulsiebindmiddel dat de gesneden strengen samenhoudt op te lossen in de hars en wordt het veel plooibaarder en kan het ingewikkelde contouren volgen. Zodra dit bindmiddel in de mat is afgebroken, moet je penseelstreken over het oppervlak vermijden omdat deze de nu losse vezels gemakkelijk over het oppervlak slepen. In plaats daarvan moet je een stippelende beweging maken om het laminaat te verstevigen, tenzij je met een heel kleine mal werkt. Het is heel gemakkelijk om te zien wanneer de mat volledig nat is geworden, omdat hij er dan bijna volledig transparant uitziet en eventuele luchtbellen of luchtbellen zijn verwijderd.

Na het lamineren moet de koppelingslaag uitharden tot een 'hechting', wat gewoonlijk 1-3 uur duurt, afhankelijk van het katalysatieniveau en de omgevingstemperatuur.

Nu de koppelingslaag is uitgehard, kan de hoofdwapening voor de mal worden aangebracht. Deze bestaat uit de toolinghars die wordt gebruikt in combinatie met 4 lagen van een zwaardere 450gsm gehakte strengmat die op dezelfde manier als de koppelingslaagwapening in een kit is voorgesneden. Het is belangrijk om alle vier de lagen in één laag aan te brengen omdat de specialistische krimpvrije vulmiddelen de warmte van de exotherme reactie nodig hebben om te kunnen werken. Als je minder lagen aanbrengt, is de warmteopbouw niet voldoende en als je het laminaat veel dikker maakt, loop je het risico dat de lay-up te heet wordt tijdens het uitharden, wat kan leiden tot vervorming of vervroegd loslaten.

Lamineren met in wezen dezelfde methode als de koppellak, de vier lagen worden opgebouwd over een beheersbaar gebied, voor een enkele lamineerder die alleen werkt is de grootste mal die in één keer moet worden gelamineerd normaal gesproken ongeveer 1 m², als het onderdeel groter is dan dit, is de gespreide lay-up methode, hier gedemonstreerd met behulp van meerdere batches hars en lamineren van ongeveer 0,75 m² per keer, nodig.Met deze techniek kan een mal van bijna elke grootte worden gemaakt. Op deze mal ziet u dat de eerste delen die gelamineerd zijn aan het uitharden zijn terwijl we 2 lagen verder een nieuwe strook leggen.

Als het lamineren klaar is, kun je de mal laten uitharden. Als dit gebeurt, genereert de hars warmte door een exotherme reactie en zul je zien dat het uithardt tot een lichtere kleur. Na 24 uur bij kamertemperatuur is het klaar om van het patroon verwijderd te worden.

We gebruiken dit Uni-Mould gereedschapssysteem in een aantal van onze video's, dus als je nog meer tips wilt over het werken met dit systeem, is het zeker de moeite waard om een aantal van onze andere tutorials te bekijken, zoals die over het maken van de motorkapmal en de airboxmal.

In dit voorbeeld gebruiken we een haakse slijper met een slijpschijf van 1 mm, waarmee we de klus licht klaren, maar er zijn veel geschikte gereedschappen die voor deze taak gebruikt kunnen worden.

Als het patroon goed voorbereid was, moet de mal gemakkelijk loskomen van het patroon. Voorzichtig met een plastic wig over de scheidingslijn wrikken is meestal alles wat nodig is, bij hardnekkiger mallen helpt licht buigen en draaien van de mal of tikken over het oppervlak met een rubberen hamer om de mal los te krijgen.

Na het verwijderen van het patroon kan er een lichte waas van het lossingsmiddel achterblijven op het oppervlak van de mal. Dit is vrijwel direct weg te poetsen met NW1 polijstmiddel en een roterende polijstmachine, waardoor de mal een spiegelende afwerking krijgt. Deze mal is nu klaar voor gebruik!