Při výrobě laminátové lodi je klíčová příprava a správný výběr materiálů. Kompozitní materiály, obecně označované jako lamináty, se skládají ze dvou hlavních složek - výztuže a pojiva. Výztuž je tvořena vlákny, která dávají laminátu tvar a mají zásadní vliv na mechanické vlastnosti finálního výrobku. Jako pojivo se nejčastěji používají pryskyřice.
Používané materiály
Nejčastěji používané výztuže zahrnují:
- Tkaniny ze skelných vláken: Jsou nejběžnějším materiálem pro výrobu lodí, jímek a bazénů. Jedná se o ekonomickou variantu pro opravy nebo výrobu dílů, kde nejsou zvláštní požadavky na mechanické vlastnosti.
- Tkaniny z uhlíkových vláken: Vhodné pro aplikace s požadavkem na vysokou tuhost a pevnost při zachování velmi nízké hmotnosti. Mají vyšší cenu.
- Tkaniny z aramidových (kevlarových) vláken: Vyznačují se vysokou odolností proti otěru. Nejčastěji se používají v kombinaci s uhlíkovými tkaninami.
- Rohože ze skelných vláken: Jsou netkané textilie, vyrobené z krátkých nahodile rozložených skelných vláken, která jsou navzájem propojená. Používají se častěji s polyesterovými pryskyřicemi na výrobu a opravy lodí, karavanů, člunů, karoserií, bazénů, střech, jímek apod.
Nejčastěji používané pryskyřice:
- Polyesterové pryskyřice: Jsou levnější variantou vhodnou pro použití se skelnými vlákny. Při aplikaci dochází k uvolňování výparů, které jsou silně cítit, proto nejsou vhodné k aplikaci v uzavřených prostorech.
- Epoxidové pryskyřice: Jsou dražší variantou s lepšími mechanickými vlastnostmi, vhodnou zejména pro uhlíková a aramidová vlákna. Při aplikaci nejsou téměř cítit, lze je použít v dílně. Přestože dle parametrů by měly být nejlepší výsledky s epoxidem LH385, nebo L285, osvědčil se LH160 s tužidlem H505. LH160 je méně citlivý na změny teploty, vlhkost, poměr smísení a nevyžaduje dotvrzení při zvýšené teplotě, vytvrdne i při 15 °C.
Při laminování se sklem a uhlíkem je důležité si uvědomit, že nelze kombinovat sklo s uhlíkem, protože sklo i kevlar jsou 3x pružnější než uhlík. Než se začne sklo namáhat, uhlík už je dávno zlomený. Oblíbený kevlaruhlík funguje jinak, než si většina modelářů myslí. Veškerou pevnost laminátu dává uhlík, kterého je ovšem jen 1/2 objemu. Kevlar slouží jako poslední záchrana. Když se laminát namáhá nad únosnou mez, uhlík se zlomí a v tu chvíli nastoupí kevlar a zabrání, aby se zlomené díly zcela oddělily a prasklina se dál šířila. Nejlevnější je uhlík 165 g/m2. Typická skladba pro loď mini ECO je 30g sklo, 165g uhlík a 165g uhlík otočený o 45° na spodní část trupu. Na horní část trupu se používá 30g sklo, 165g uhlík a 165g uhlík na vybraných místech.
Příprava povrchu před laminováním
Při výrobě dílů pokládkou do formy je nezbytná důkladná příprava povrchu.
Čtěte také: Beton svépomocí: Recept
Negativní forma (kopyto)
Kopyto, do které bude probíhat pokládka jednotlivých vrstev laminátu, musí mít hladký vyleštěný povrch. Povrch kopyta musí být tvořen barvou nebo plničem, nesmí na povrch vystupovat tmel. Povrch kopyta musí být dokonale vyleštěný, aby se z formy snadno vyndaval. Kopyto se naseparuje 3 vrstvami vosku a natře PVA (polyvinylalkohol). Četl jsem různé návody na výrobu levné formy z Eprosinu, ale když už strávím týden přípravou kopyta, tak mi přijde nesmysl snažit se ušetřit 150 Kč a týdenní práci zahodit. K výrobě formy používám gelcoat na formy F200 + tužidlo F250, epoxid LH210 + tužidlo H10, tkaninu 80 g, 160 g, 330 g, nasekané rovingy, nebo úplně malé zbytky tkaniny, 10 mm širokou malířskou papírovou lepící pásku a nějaký televizní seriál s díly o délce cca 45 minut.
Kopyto, formu je nutné velmi dobře naseparovat, aby laminát nevytvořil nerozdělitelný spoj s kopytem. Do připravené formy se nanese štětcem nebo válečkem první vrstva tzv. gelcoatu. Jedná se o hustší pryskyřici, která vytvoří hladký povrch výrobku a zabrání protlačení vláken tkaniny na povrch výrobku. Namíchám gelcoat a nechám 10 minut stát, aby vyprchaly bublinky. Na kopyto gelcoat liji, nenatírám štětcem, aby se nepoškodila separační vrstva. Pomocí zbytku gelcoatu, který díky zchlazení nezačal tuhnout, opravím hrany, kde prosvítá kopyto. Namíchám epoxid, přidám do něj odřezky čehokoliv, co najdu. Tuto směs napatlám do koutů. Po částečném vytvrzení gelcoatu lze zahájit pokládku a prosycování tkaniny.
Pozitivní forma (kopyto)
Laminuje se zvenčí a výsledný povrch nebude dokonale hladký a bude potřebovat ještě úpravu pomocí tmelů a broušení. Pokud nepotřebujete dokonale hladký povrch, tak může postačovat povrch získaný strhávací tkaninou.
Příprava tkaniny pro laminování
Jednotlivé vrstvy je ideální předem připravit a na sucho vyzkoušet poskládáním na místo, kde budou použity. Tkaniny o běžných gramážích cca 80-350 g/m2 se vždy aplikují v několika vrstvách. Volba tkaniny záleží na typu a velikosti výrobku. Čím vyšší gramáž, tím silnější vrstva a hrubší povrch. Pro běžné výrobky střední velikosti, pro opravu lodí a menší opravy na jímkách a bazénech lze doporučit tkaniny cca 200-300 g/m2. Pro drobnější práce tkaniny cca 30-120 g/m2. Pro velké plochy lodí, jímek a bazénů pak tkaniny 280 g/m2 a více nebo rohože. Je třeba brát v úvahu, že čím vyšší gramáž, tím hůř lze tkaninu tvarovat a ohýbat. Hrubší tkaniny s širokými pramenci vláken jsou zároveň náchylnější na tvorbu bublin. Pro výpočet tloušťky materiálu lze velmi nahrubo počítat, že gramáž/1000 = tloušťka vrstvy v milimetrech. Tedy že jedna vrstva tkaniny o gramáži 200 g/m2 vytvoří ve finálním výrobku tloušťku cca 0,2mm. Záleží ale na konkrétním druhu tkaniny a technologii zpracování, výpočet je opravdu pouze přibližný.
Skelné a uhlíkové tkaniny lze stříhat běžnými nůžkami (nutno počítat s jejich rychlým opotřebením), na aramidové tkaniny je dobré použít speciální nůžky, které zabraňují jejich trhání a rozpadání na jednotlivé pramence. Při střihu tkanin pro pokládku do formy vždy nechávejte přesah přes okraj formy nebo přes požadovaný okraj finálního výrobku. Pokud je výrobek velký a je potřeba napojovat jednotlivé díly tkaniny na sebe, pak je vždy lepší napojovat s přesahem a střihy připravit tak, aby se v jednotlivých vrstvách napojení nenacházela ve stejném místě nad sebou. Pro snížení rizika pnutí a deformací je vhodné střídat orientaci vláken jednotlivých vrstev po 45°. Pro místa s komplikovaným tvarem je také vhodné připravit střih s vlákny v úhlu 45°.
Čtěte také: Výroba jímky z betonu krok za krokem
Na tkaninu nalepím papírovou pásku v místech, kde se bude stříhat, a stříhám uprostřed pásky.
Příprava pryskyřice
Pryskyřici namíchejte dle návodu výrobce. Většina pryskyřic vyžaduje pro správnou funkci přesný poměr obou složek. Doporučuje se míchat podle hmotnostních poměrů a použití přesné váhy. Doba zpracovatelnosti se obvykle pohybuje okolo 20 minut. Proto není vhodné míchat velké množství, ale připravovat postupně několik menších dávek. Při pečlivém laminování menších dílů v jednom člověku je osvědčené míchat si vždy dávku maximálně 200 g. Vše záleží na náročnosti výrobku, opravy. Čím vyšší je okolní teplota, tím rychlejší je reakce vytvrzení. Teplota laminační pryskyřice a tvrdidla před mísením by se měla pohybovat mezi 15-20 °C. Teplota podkladu při vlastní laminaci a vytvrzování by neměla klesnout pod 15 °C. Při nižších teplotách se prodlužuje doba vytvrzení. Většina pryskyřic má tendenci v silné vrstvě provádět exotermickou reakci. Pokud Vám tedy zbyde v nádobě vrstva několika centimetrů nezpracovaného materiálu, může při jeho vytvrzování dojít k zahřívání a někdy i kouření a spečení do hnědé barvy. Proto je lepší vše zpracovat, anebo zbytek vylít např. do odpadků, kde se materiál rozlije a nezůstane v silné vrstvě. Nezapomeňte zbytky ekologicky zlikvidovat.
Cokoliv míchám, míchám dřevíčkem, nikdy ne štětcem.
Postup při laminování do formy
Používám separátor Oscar Wax. Do nové formy nanesu 3 vrstvy „za mokra”. Poslední vrstvu nechám zaschnout a rozleštím. Pokud se jedná o zaběhlou formu, nanáším vosk až po každém třetím použití. Na vosk nanesu molitanovým štětcem PVA při každém použití. Není třeba řešit stopy po štětci, během schnutí se vyhladí. Po zaschnutí PVA nastříkám do formy polyuretanovou barvu Chemopur G. Toto je velmi důležitý krok, protože barva chrání separační vrstvu před poškozením. Štětec i tkanina funguje jako smirkový papír. Když se laminuje rovnou na separační vrstvu, tak se separátor obrušuje a piliny se dostanou do laminátu. Pokud se vystihne okamžik, kdy barva ještě nechává otisky, lze laminovat bez přípravy. Začnu natřením formy epoxidem, pak vyplním kouty zahuštěnkou a teprve pak do epoxidu položím první vrstvu. Natřu gelcoat epoxidem a položím 1 až 2 vrstvy tkaniny 80 g/m2. Následují 2 vrstvy 160g tkaniny a nakonec 3 až 5 vrstev tkaniny 330g. Tím je hotovo.
Na plochu, kam bude položen střih, naneste pomocí štětce nebo válečku tenkou vrstvu namíchané pryskyřice. Položte první střih. Pokládku provádějte od míst s komplikovaným tvarem směrem ke kraji střihu. Použijte ochranné rukavice. Rukou domáčkněte střih tak, aby přilnul k nanesené pryskyřici. Střih přitlačujte válečkem nebo štětcem, aby do sebe nasál maximum pryskyřice, která byla pod ním. Pokud používáte štětec, je dobré mu zkrátit vlákna na cca 2-3 cm, podle jeho velikosti. Přitlačování/prosycování střihů probíhá domačkáváním v kolmém směru na střih, takzvané tupování. Pokud byste dělali štětcem tahy ze strany na stranu jako při natírání, tak nebude vytvořen dostatečný tlak na prosycení tkaniny a střih se bude hrnout a posouvat ve směru pohybu štětce. Pro rychlé rozmístění většího množství pryskyřice je vhodné použít plastové stěrky. Dobře prosycenou tkaninu poznáte podle barvy. Musí být od pohledu mokrá a bez bublin (barva je dle pryskyřice, ale většinou čirá, světle modrá). Dobré prosycení je základním předpokladem dobrého výrobku, proto nepospíchejte. Nejprve dotlačte střih tak, aby nasál co nejvíce pryskyřice z podkladu, teprve potom nanášejte pryskyřici z vrchu v místech, kde tkanina není dostatečně prosycena. Poměr laminátu je cca 70% tkaniny a 30% pryskyřice. Čím více pryskyřice v laminátu je, tím je křehčí a těžší. Nedostatek pryskyřice naopak způsobuje oddělování vláken od sebe a snížení pevnosti výrobku.
Čtěte také: Materiály na dřevěný plot
Metody laminování
Pro výrobu laminátových dílů lze využít různé metody:
- Vakuová infuze: Vytváří dokonalý povrch bez bublinek, ovšem výrobek vychází těžší - vhodné pro makety. Je potřeba si dávat pozor na bublinky při míchání epoxidu. Jako vývěvu se používá kompresor z ledničky.
- Vakuování bez odsávací tkaniny: Vytváří dokonalý povrch, ale výrobek je ještě těžší než při infuzi.
Při konstrukci lodi se používá páska s barevným proužkem. Lepícím sprejem Infutac se přilepí páska k přepážce a nechá se kousek přepážky bez pásky. Přepážka se vloží do trupu a za kousek bez pásky se ji vteřiňákem přilepí.
Ukončení laminování
Po prosycení poslední vrstvy dbejte na uhlazení povrchu záplaty, zejména jejich hran. Každé nadzvednuté vlákno a každý otřep jsou potenciální riziko pro budoucí odtržení záplaty, anebo zranění při kontaktu s tímto místem. Při laminování do formy dbejte na to, aby přesah přes budoucí okraj dílu byl dostatečný a dobře prosycený. Pro kvalitní uzavření povrchu se doporučuje použít strhávací tkaninu. Ta se položí jako poslední vrstva přes vrchní střih a prosytí stejně jako tkaniny pod ní. Strhávací tkanina je tenká, proto se obvykle povede jí dostatečně prosytit pouze dostatečným domačkáním a pryskyřicí z předchozí vrstvy. Záplata ze strhávací tkaniny musí být vždy větší než poslední záplata, tak aby překryla její hrany. Alespoň jednu stranu strhávací tkaniny nechte zvednutou a neprosycenou, aby jí bylo při strhávání za co uchopit. Po úplném vytvrzení pryskyřice (záleží na druhu materiálu - dodržujte pokyny výrobce), které obvykle proběhne do druhého dne, strhněte strhávací tkaninu pryč z laminovaného místa. Strhávací tkanina zanechá sice matný, ale hezky uzavřený povrch bez výstupků, kapek a otřepů z jednotlivých vláken na okrajích záplaty.
Opracování vytvrzeného dílu
Pokud jste neprováděli opravu v ploše dílu, pak budete pravděpodobně potřebovat oříznout hrany a docílit tak požadovaného tvaru výrobku. Pro řezání laminátů lze použít úhlovou brusku s řezným kotoučem. Pokud chcete jemnější a přesný řez, lze lamináty velmi dobře řezat pomocí oscilační brusky. Oříznuté hrany lze dobře brousit brusným papírem potřebné zrnitosti. Výjimkou je aramid, ten je pro svou odolnost vůči otěru opracovatelný velmi obtížně. Další možností je oříznutí přesahů chvilku před finálním vytvrzením. Vrstvy - přesah se nesmí oddělovat, skoro nelepí a dobře se řeže nožem.
Opravy poškozených laminátových lodí
Opravy laminátových lodí nejsou zase natolik složité, aby si s nimi český vodák a kutil neporadil. Rozdělme si opravy na „akutní“ a „trvanlivé“.
Nouzová oprava (na řece)
Díru v lodi lze ucpat kouskem molitanu, hadru, chlebem se sýrem (pozor ožírají ho ryby), na díru lze dát nohu, posadit na ni háčka, prostě nouzově zabránit na pár chvil vnikání vody do lodi. Za „akutní“ opravení lze považovat způsob, který však vyžadoval již určitou přípravu a také materiál. Zalití otvoru tavným lepidlem (tavné tyčinky, něco jako „kofix“, ale tavit lze i špunty od šampusu - nikoliv korkové) s pomocí leukoplasti nebo jiné lepící pásky.
Trvalejší oprava
První věc, kterou je nutno mít k trvanlivější opravě je pryskyřice a skelná tkanina. Ideální je použití stejných materiálů, jako jsou ty, ze kterých je loď postavena. V převážné většině se jedná o modifikace polyesterových pryskyřic určených k výrobě skelných laminátů (pozor jsou i další typy, které však nemají dostatečnou pevnost). Jen v málo případech se jedná o lodě epoxidové. Kde k nim přijít? Specializované drogerie nebo drobní výrobci lodí jsou schopni tento materiál dodat. K tomu by měli umět dodat i návod k použití.
Poškozené místo obruste pomocí brusného papíru. Je třeba odstranit otřepy, případně zbrousit celé vrstvy laminátu, pokud se vlivem poškození začaly oddělovat od sebe. Pro zvýšení pevnosti je vždy vhodné vyztužit i okolní plochy poškozeného místa pomocí větších záplat. Proto je třeba brousit i okolní plochy kolem praskliny v rozmezí minimálně několika centimetrů (záleží na velikosti výrobku a jeho poškození). Obroušené místo musí být hrubé pro dobrou přilnavost nové vrstvy - brousíme tzv. do živého materiálu, nikoliv pouze povrchově. Pro broušení je vhodné použít úhlovou brusku s lamelovým kotoučem, list pilky na železo, rašple.
Při opravách je třeba nejprve ze zbytků nebo klidně jednotlivých vláken vyplnit prohlubeň, která obvykle vznikne v materiálu přímo v místě praskliny anebo v místě, kde dojde k odbroušení materiálu nebo odpadnutí celé původní vrstvy. Po vyrovnání prohlubně s okolními plochami lze stříhat samotné záplaty. Zde se hodí použít rohož. Vždy doporučujeme několik vrstev přes sebe a to tak, že následující záplata je o kousek větší než ta předchozí. To proto, aby nevznikla vysoká hrana záplaty z několika vrstev, která by byla náchylná k opětovnému odtržení. Záplaty bývají náchylné také na odtržení v rozích, proto je vhodné rohy záplat zastřihnout pod úhlem 45°. Pokud budete laminovat úzké plochy, např. lem pádla, nebo dělící rovinu na boku lodě, je lepší zakoupit pásku potřebné šířky.
Takto lze opravit jakékoliv poškození laminátové lodi včetně například rozlomení napůl. Jen pak potřebujeme více materiálu a trpělivosti.
Tabulka: Typy tkanin a jejich gramáže pro laminování
| Gramáž (g/m²) | Doporučené použití | Tloušťka vrstvy (přibližně) |
|---|---|---|
| 30-120 | Drobné práce, méně namáhané díly | 0,03 - 0,12 mm |
| 80 | První vrstvy pro formu, lehké konstrukce | 0,08 mm |
| 160 | Střední vrstvy, zvýšení pevnosti | 0,16 mm |
| 200-300 | Běžné výrobky střední velikosti, opravy lodí, jímek, bazénů | 0,20 - 0,30 mm |
| 280 a více | Velké plochy lodí, jímek, bazénů | 0,28 mm a více |
| 330 | Poslední vrstvy pro formu, vysoká pevnost | 0,33 mm |
tags: #výroba #laminátové #lodi #postup