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玻璃鋼雕塑制作工藝、方法及優(yōu)缺點(diǎn)
玻璃鋼制作工藝：成品制作前，先將所要制作的產(chǎn)品用特定泥塑材料造出相應(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。等其干透后打開外模，經(jīng)過(guò)合模的程序，獲得玻璃鋼雕塑成品。但玻璃鋼雕塑在室外經(jīng)過(guò)太陽(yáng)的暴曬和風(fēng)蝕，一般五年以上就開始有變形，脆弱易裂的缺點(diǎn)。玻璃鋼雕塑是雕塑的一種成品類型。具有質(zhì)輕，耐腐蝕，成本相對(duì)較低的特點(diǎn)。轉(zhuǎn)載請(qǐng)著名出處，玉海雕塑：http://decomedor.com。
玻璃鋼又稱FRP，學(xué)稱纖維增強(qiáng)塑料，國(guó)內(nèi)在習(xí)慣上稱之為玻璃鋼。它是以合成樹脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。一般常識(shí)玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強(qiáng)材料。以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。
復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料，即復(fù)合材料。例如，單一種玻璃纖維，雖然強(qiáng)度很高，但纖維間是松散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力，還不易做成固定的幾何形狀，是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅(jiān)硬制品，既能承受拉應(yīng)力，又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力。這就組成了玻璃纖維增強(qiáng)的塑料基復(fù)合材料。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個(gè)通俗易懂的名稱“玻璃鋼”，這個(gè)名詞是由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部部長(zhǎng)賴際發(fā)同志于1958年提出的，由建材系統(tǒng)擴(kuò)至****，玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強(qiáng)材料、合成樹脂作粘結(jié)劑的增強(qiáng)塑料，國(guó)外稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
隨著我國(guó)玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展，作為塑料基的增強(qiáng)材料，已由玻璃纖維擴(kuò)大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等，無(wú)疑地，這些新型纖維制成的增強(qiáng)塑料，是一些高性能的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，再用玻璃鋼這個(gè)俗稱就無(wú)法概括了。考慮到歷史的由來(lái)和發(fā)展，通常采用玻璃鋼復(fù)合材料，這樣一個(gè)名稱就較**了。主要性能玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能；同時(shí)鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點(diǎn)。于是人們開始想，如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì)，又具有鋼鐵一樣堅(jiān)硬不碎的特點(diǎn)，那這種材料一定會(huì)大有用途。經(jīng)過(guò)研究試驗(yàn)，終于制出了這樣一種復(fù)合材料。
它，就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼。一般玻璃的耐拉強(qiáng)度只有普通鋼材的八分之一。把玻璃融化，拉成只有頭發(fā)直徑的十幾分之一那么細(xì)的玻璃纖維，原來(lái)又硬又易碎的玻璃就變成了又軟又耐拉的玻璃纖維，其耐拉強(qiáng)度可增加十幾倍。玻璃鋼雕塑大家都知道，水泥塊耐壓，鋼材耐拉。用鋼材作筋骨，水泥砂石作肌肉，讓它們凝為一體，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，變得堅(jiān)強(qiáng)無(wú)比——這就是鋼筋混凝土。
同樣，如我們用玻璃纖維作筋骨，用合成樹脂（酚醛塑料、環(huán)氧樹脂及聚酯樹脂）作肌肉，讓它們凝為一體，制成的材料，其抗拉強(qiáng)度可與鋼材相媲美—因此得名叫玻璃鋼雕塑模具玻璃鋼雕塑石膏模石膏模特點(diǎn)是耐熱、價(jià)廉、導(dǎo)熱系數(shù)小、復(fù)印性好。一般用于制作母模。制造方便，適于大型制品。但是不耐用，怕沖擊，干燥慢。多用于單一產(chǎn)品以及線型復(fù)雜的產(chǎn)品，如浮雕、中小型尺寸圓雕等。
所用的石膏多為半水石膏即熟石膏。與水泥模一樣，可用磚頭、木材做骨架基礎(chǔ)，再覆以石膏層造型。為了提高剛度，防止裂紋，可在石膏中加入足夠的填料，如加入石英，可減少收縮和裂紋，加入水泥(石膏:水泥=7:3)增加強(qiáng)度。也有人提出用石膏加入適量乳膠，用水稀釋來(lái)制模，強(qiáng)度好，不起粉等。石膏模可用作低熔點(diǎn)合金模的母模，在熱態(tài)下澆鑄合金。
用石膏母模翻制石膏鑄型(子模)時(shí)，母模表面要涂以分離劑，如鉀皂溶液、變壓器油、食用油、20%硬脂酸十80%煤油，或汽油十凡士林等。石膏?？捎脦P蘸取石膏粉進(jìn)行修補(bǔ)。石膏模烘干工藝是:(60～120)℃/(4～5)L，自然冷卻后用金相砂紙輕輕拋光，然后再以(100～150)℃/(8～10)L，(200～230)℃/(20～24)L烘干。玻璃鋼雕塑橡膠模橡膠模一般用硅橡膠、聚氨酯樹脂制作，用于制作造型復(fù)雜的浮雕、圓雕及各種造型，并不單獨(dú)使用，須與石膏套模等其他材料組成，通常用于模具中因線型倒入或重疊而不能直接脫模的某一部位，因它有一定軟性，當(dāng)外模脫模后，它能隨意拉出，如獅子、龍等動(dòng)物或菩薩、卡通人物。批量不大時(shí)，用此方法。
玻璃鋼雕塑石蠟?zāi)な災(zāi)び糜跀?shù)量不多或者線型復(fù)雜、不易脫模的產(chǎn)品。比如，要制造一個(gè)整體式彎管，包括90°彎管，可用兩個(gè)彎頭哈夫作母模，在內(nèi)90°腔注滿石蠟后，脫去哈夫母模后，將石蠟?zāi)Ｐ旧约有拚?，然后在外壁包覆玻璃鋼，固化后加熱，使石蠟熔化流出，即可擁有一個(gè)整體的玻璃鋼產(chǎn)品。為了減少收縮變形，提高剛度，可在石蠟中加入5%左右的硬脂酸。制造方便，脫模容易，石蠟可反復(fù)利用。但精度不高。
另一種用法:濕法卷管時(shí)，可將鋼管浸到70～80℃熔化的石蠟中，提起來(lái)冷卻后再浸，反復(fù)進(jìn)行，直到所需厚度時(shí)，表面稍加修整，即可包覆玻璃鋼，為防止石蠟開裂，可在蠟中加入少量黃油。也可在蠟的外面包覆一層薄的玻璃紙，以此作為模芯，玻璃鋼固化后，加熱鋼管石蠟熔化即可脫模?；炷聊；炷聊６嘤糜诰€型規(guī)則和重復(fù)使用次數(shù)少的產(chǎn)品，如螺旋形、波形、圓形、拱形或立體槽狀產(chǎn)品。成本低，剛性好，可用磚頭砌成基礎(chǔ)，再覆以水泥砂漿，進(jìn)行打磨、上膩?zhàn)?，再?jīng)過(guò)打磨、拋光、噴漆等措施。這種水泥?？芍苯佑糜诓Ａт撝破罚部捎糜诜撇Ａт撃＞叩哪改?。
水泥模干燥慢，即使在正常條件下，也要一周以上才能進(jìn)行涂漆等表面施工。玻璃鋼雕塑木模木模主要用于線形較平直的大型產(chǎn)品。木模可以直接用來(lái)作為玻璃鋼產(chǎn)品的成型模具，也可作為翻制玻璃鋼模具的過(guò)渡母模。用于制作模具的木材有紅松、銀杏、杉木等，要求含水量達(dá)15%，并且不易收縮變形，無(wú)節(jié)。木模制作后，可涂上0.2～0.3垃垃厚度的樹脂(表面膩?zhàn)?，再用水砂紙由粗到細(xì)打磨四次，**一次用800#或1000#砂紙打光，再涂上拋光膏用拋光器拋光，再打上石蠟，木模即成。
也可直接在木模上刷油漆、罩光來(lái)制造木模。玻璃鋼雕塑金屬模金屬模特別是鋼模，一般用于尺寸小、批量大的模壓產(chǎn)品。如制作玻璃鋼平板時(shí)表面光潔的不銹鋼板;制作型材時(shí)用角鋼、槽鋼。因?yàn)槟寒a(chǎn)品不僅要加壓，還要加熱。也有用于外形不復(fù)雜的大型產(chǎn)品。
黃銅雖是常見(jiàn)金屬，但因易受樹脂輔助劑侵蝕，并會(huì)對(duì)樹脂固化產(chǎn)生不利影響，除非在工作面已鍍鉻或其他金屬的場(chǎng)合，否則不宜采用。金屬模具的制造加工很困難、成本高。另有低熔點(diǎn)合金模其成分是:Z九93%、A14%、Cu3%、M合0.5%，當(dāng)溫度為50～80℃時(shí)，合金硬度(HB)為100左右。其流動(dòng)性好，耐磨性差，適于制造形狀復(fù)雜、花紋精細(xì)的塑料成型模腔，使用溫度一般>80℃。另一種低熔點(diǎn)金屬是58%鉍，42%錫，熔點(diǎn)135℃。
低熔點(diǎn)合金模的優(yōu)點(diǎn)是制模周期短、工藝簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)玻璃鋼的優(yōu)點(diǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)相對(duì)密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強(qiáng)度卻接近，甚至超過(guò)碳素鋼，而比強(qiáng)度可以與**合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中，都具有**成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。部分材料的密度、強(qiáng)度和比強(qiáng)度見(jiàn)表1-1。
耐腐蝕性能好FRP是良好的耐腐材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。電性能好是優(yōu)良的絕緣材料，用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過(guò)性良好，已廣泛用于雷達(dá)天線罩。
熱性能良好FRP熱導(dǎo)率低，室溫下為1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金屬的1/100~1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下，是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料，能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷?？稍O(shè)計(jì)性好①可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，來(lái)滿足使用要求，可以使產(chǎn)品有很好的整體性。②可以充分選擇材料來(lái)滿足產(chǎn)品的性能，如：可以設(shè)計(jì)出耐腐的，耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的，等等。工藝性優(yōu)良①可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。
②工藝簡(jiǎn)單，可以一次成型，經(jīng)濟(jì)效果突出，尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品，更突出它的工藝優(yōu)越性。玻璃鋼的不足彈性模量低FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼（E=2.1×106）小10倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形。可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)，也可通過(guò)高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來(lái)彌補(bǔ)。長(zhǎng)期耐溫性差一般FRP不能在高溫下長(zhǎng)期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降，一般只在100℃以下使用；通用型環(huán)氧FRP在60℃以上，強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長(zhǎng)期工作溫度在200~300℃是可能的。
老化現(xiàn)象老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，F(xiàn)RP也不例外，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。層間剪切強(qiáng)度低層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來(lái)承擔(dān)的，所以很低?？梢酝ㄟ^(guò)選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來(lái)提高層間粘結(jié)力，*主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免使層間受剪方法基本上分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點(diǎn)來(lái)分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無(wú)模手糊法。
目前世界上使用*多的成型方法有以下四種。①手糊法：主要使用國(guó)家有挪威、日本、英國(guó)、丹麥等。②噴射法：主要使用國(guó)家有瑞典、美國(guó)、挪威等。③模壓法：主要使用國(guó)家有德國(guó)等。④RTM法（樹脂傳遞模塑）：主要使用國(guó)家有歐美各國(guó)、日本。
還有：纖維纏繞成型法拉擠成型法和熱壓灌成型法等等我國(guó)有90%以上的FRP產(chǎn)品是手糊法的，其他有模壓法、纏繞法、層壓法等。日本的手糊法仍占50%。從世界各國(guó)來(lái)看，手糊法仍占相當(dāng)比重，說(shuō)明它仍有生命力。手糊法的特點(diǎn)是用濕態(tài)樹脂成型，設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用少，一次能糊10m以上的整體產(chǎn)品。缺點(diǎn)是機(jī)械化程度低，周期長(zhǎng)，質(zhì)量不穩(wěn)定，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備，隨著FRP工業(yè)的發(fā)展，新的工藝方法將會(huì)不斷出現(xiàn)。
