odlewy epoksydowo-kwarcowe

Matematyka czesc 1.

Wytrzymalosc i sztywnosc odlewu jest zalezna od twardosci materialu i gestosci wypelnienia. Epoxy tylko skleja wypelniacz. Jesli chodzi o rodzaj materialu to nie ma wielkich ograniczen- nadaje sie kazdy material posiadajacy dobra odpornosc na zgniatanie. Najczesciej uzywanym materialem jest kwarc- drugim najczesciej wystepujacy mineral na powierchni ziemi, jest on takze skladnikiem granitu i posiada twardosc 7 na skali Mohs.

http://pl.wikipedia.org/wiki/Twardo%C5% ... kali_Mohsa

Kruszony granit i odpad prezentowany w jednym z poprzednich postow jest stosowany od lat 70' tych, dla kopalni granitu jest to odpad ktorego trudno sie pozbyc nawet za darmo- doskonaly wiec material do uzytku na skale przemyslowa. Ten granit trzeba bylo niestety kalibrowac zeby sie nadawal do uzytku i rozumiem ze ostatnio firmy robiace odlewy przechodza na piasek kwarcowy ktory coraz czesciej jest standartowo skalibrowany i lezy w kazdym magazynie. Wyglada ze cena bedzie nizsza i odpadnie transport z kopalni granitu. Oryginalny granitowy system ktorego zdjecia pokazalem w ostatnim poscie jest produkowany do dzisiaj, po 30 latach szwajcarski Studer otworzyl licencje i sprzedaje system. Ostatnio zdaje sie budowali zaklad w Czechach ktory bedzie kontynuowal te odlewy- w dalszym ciagu jest to kura znoszaca zlote jaja i maja tam niezly wzrost.

Informacja na marginesie: okragle ziarna daja wieksza maksymalna gestosc od kruszonych/kanciastych. Kanciaste z kolei lepiej sie zazebiaja i chwytaja matrycy.


Wracajac do matematyki:

W temacie wypelniaczy, najwazniejsza rzecza jest uzycie wiecej niz jednego rozmiaru. Uzycie jednego rozmiaru (kanciastego) piasku zostawia 45% pustej przestrzeni. Dwa rozmiary w tych samych proporcjach (objetosciowo) daja maksymalne wypelnienie okolo 65%. Dla trzech optymalnie dobranych rozmiarow ten numer bedzie 78%. Graf gestosci wypelnienia w stusunku do wlasciwosci mechanicznych pokazuje ze przejscie z dwoch rozmiarow na trzy ma niewielki efekt jesli chodzi o modulus Younga. Generalnie, zmiany w gestosci wypelnienia pomiedzy 60 i 85% (objetosciowo) robia niewielka roznice na sztywnosci odlewu. Dramatyczna zmiane wywoluje dopiero przejscie na ciagle stopniowanie wypelniacza, ktore umozliwia pakowanie powyzej 85%, przy gornej granicy 92%. Pomiedzy liczbami 85 i 92% modulus wzrasta dwu albo trzykrotnie. Oto cala tajemnica systemu.




Bez kalibracji byloby raczej trudno osiagnac wypelnienie ponad 85%. Jest takze szansa ze ktos uzyje 5-6 wypelniaczy w przypadkowych proporcjach i rezultat bedzie gorszy niz gdyby uzyl 2 rozmiarow. Uproszczona formula do domowego uzytku to na przyklad 3 rozmiary w stosunku 1.0 - 0.414 - 0.086 - jest to przypadkowa formula sprzed kilku miesiecy, dla zobrazowania prostego systemu. Do bardziej skomplikowanych mikstur potrzeba stopniowanego wypelniacza do ktorego prosta matematyka nie wystarczy. Powod ku temu jest taki ze kalibrowany piasek nie jest w jednym rozmiarze- w worku o jednym rozmiarze jest np 5 drobniejszych frakcji ktore sa opisane procentowo:




US sieve to rozmiar standardowego amerykanskiego sita, na gorze #4, #3, #2, itd.. to rozmiar piasku oznaczony na worku. Pod kazdym z nim jest procentowe oznaczenie poszczegolnych frakcji i widac przez jakie sita one przechodza. Tak wiec w jednym worku jest 6- 8 frakcji i chcac te numery skalibrowac wedlug formuly trzeba by bylo napisac oprogramowanie kalkulujace poszczegolne frakcje. Przy moich 6 komponentach bylo prawie 25 frakcji.

Dlatego wlasnie wspominalem ze jesli juz kupowac taki piasek to warto jest to policzyc, inaczej szkoda piasku. Alternatywnym rozwiazaniem byloby uzycie pylu spod pily granitowj ktory ma w sobie wszystkie mozliwe frakcje, dodac w miare gruby piasek i na koniec cos o wielkosci ok 5mm- moze nawet pokruszone odpady granitowe jesli ktos moze zdobyc za darmo- i sprawa zalatwiona. Jest tez kilka wypelniaczy ktore sa tylko w jednym rozmiarze, jak np aluminum oxide ktorego ja uzylem. Jest wiele mozliwosci tylko trzeba od czegos zaczac i zorientowac sie jakie sa dostepne materialy i jak zrobic to najmniejszym kosztem. Zlozcie sie na pojemnik epoxy, zdobadzcie troche darmowego materialu, jakikolwiek by on nie byl, wysuszcie dobrze i zacznijcie robic jakies male proby. Sprawa jest naprawde bardzo prosta, oczywiscie z wyjatkiem tego powietrza. Domowe odlewy maja 20% powietrza i w miare mozliwosci trzeba z tym walczyc. Jesli ktos ma pompe to oczywiscie warto sprobowac, jesli nie to nie ma sensu kupowac. Sa produkty pomagajace w odprowadzaniu powietrza tylko trzeba mocno wibrowac- wejdzcie na globalna strone BYK Chemie, oni maja produkt a-525 i rozsylaja probki za darmo. Probka wystarcza na 300kg odlew. Maja jakiegos malego przedstawiciela w Polsce, warto byloby zadzwonic i wyciagnac probke.


Ciekawostka jest to ze pierwsze podstawowe informacje na temat rozmiarow wypelniaczy zdobylismy z materialu sygnowanego polskimi nazwiskami. Jest tam wiele ciekawych informacji, takze rozych rodzajow wypelniaczy. Nie pamietam czy uzywali oni epoxy czy polyestru, w kazdym razie granulacja wypelniaczy jest ta sama.

http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build99/PDF/b99032.pdf

Musze jeszcze napisac druga czesc, z paroma wzorami- ale niestety nie dzisiaj. Jestem do tylu z kilkoma sprawami i musicie poczekac. Beda odpowiedzi na wszystkie pytania.

Pozdrowienia!

walter~ pisze:Jak koledzy slusznie zauwazyli nie sa te odlewy zupelnie doskonale czy odlewane w prozni- bo nie musza byc.

Skoro tak, to zaraz idę do piaskownicy po wypełniacz. Gdzieś w piwnicy mam trochę żywicy z zestawu naprawczego i mieszadło do kleju. Jeśli szybko połączę żywicę z wypełniaczem to zostanie sporo czasu na wibrowanie. Mam kilka przypraw do sosu: mikrobalon, talk i pył aluminiowy. Po wibrowaniu ewentualny nadmiar żywicy powinien zebrać się na wierzchu. Może pokuszę się o odessanie go za pomocą odkurzacza. Oczywiście perforowana przekładka z tworzywa, włóknina a na całość rękaw foliowy.

Zastanawiająco mały jest obszar pracy szwajcarskiej maszyny, w stosunku do jej gabarytów.

Zastanawiam się jaki wpływ na jakość miałoby dodanie do żywicy np. izopropanolu. Często go stosowałem do żywic epoksydowych dla łatwiejszej aplikacji i opuźnienia żelowania kleju. Ma ktos jakieś doświadczenia??

Technologia betonu zaleca taką samą gradację kruszywa jaką zaproponował walter.
W betonie kruszywo i piasek to wypełniacze a cement spełnia podwójną rolę najdrobniejszego wypełniacza i spoiwa . Myślę ,że przy większych odlewach spokojnie można zastosować materiały do produkcji betonu cement zaś zastąpić "pyłem" kwarcowym .

Ja sugeruje udac sie na zwirownie - tam sprzedaja kruszywo frakcjonowane - wystarczy zmajstrowac sita i porozdzielac na odpowiednie srednice wtedy uzyskamy dokladne wypelnienie - duzo roboty ale z tego co pisze walter chyba warto.

Walter robisz swietna robote !! Dzieki serdeczne !!

jak zwykle dzieki walter za prawdziwe konkrety, jak rowniez wszystkim ktorzy maja moze miejsze doswadczenie z zywicami ale dziela sie tym co maja i mocno dopinguje kazdego kto moze wykonac doswiadczenie do podzielenia sie informacjami.

walter piszesz ze gestosc zywicy ma znaczenie natomiast min. wielkosc ziaren nie jest istotna o ile ziarna za dobrane odpowiednio wielkoscia. niestety od gestosci bedzie zalezalo jaka min. wielkosc ziarna bedzie dopuszczalna. aby wyobrazic to sobie mozna caly model przeniesc do skali makro i wyobrazic sobie kamienie i gesta smole mieszana razem. jesli dodamy drobnych kamyczkow/piasku to pomimo wstrzasow pewne drobiny beda "wisiec" w smole zamiast sie ukladac w calosc bo ich mala masa nie pozwoli na uzyskanie energii kinetycznej wiekszej od lepkosci smoly aby je przesunac do chcianej pozycji w przestrzeni. to spowoduje wieksza procentowosc smoly (zywicy) w odlewie i oslabienie odlewu. dlatego mysle ze rodzaj zywicy (konkretnie lepkosc) i wielkosc min. ziarna beda mialy wplyw na wytrzymalosc odweu. chyba ze zastosujeme specjalne drgania o ktorych wspomniales.
dlatego mysle ze matematyke ziaren powinno sie zaczac od najmniejszych w gore (trudniejsza kalkulacja).
przekroczenie pewnej wielkosci ziarna rowniez popsuje wytrzymalosc analogicznie do wlukna szklanego i szkla. ten sam material rozne wytrzymalosci. szklo lite posiada bardzo wiele znieksztalcen w siatce krystalicznej co oslabia cala strukture.

ale narazie mam pdf ktory zalaczyles do przestudiowania (pewnie troche zabierze czasu)
dzieki

Adalber pisze:Technologia betonu zaleca taka sama gradacje kruszywa jaka zaproponowal walter.
W betonie kruszywo i piasek to wypelniacze a cement spelnia podwojna role najdrobniejszego wypelniacza i spoiwa . Mysle ze przy wiekszych odlewach spokojnie mozna zastosowac materialy do produkcji betonu cement zas zastapic "pylem" kwarcowym .

Materialy do produkcji betonu- jak najbardziej, jest to doskonaly pomysl. Dla kogos kto nie chce sie angazowac w kosztowne poszukiwania wypelniaczy badz przesiewac samemu jest to najprostszy sposob. Te materialy sa przesiewane i niektore rozmiary posiadaja ponad 90% kwarcu wiec posiadaja wymagana twardosc. Liczy sie prostota- beda pozniej po drodze inne trudnosci i dlatego takie podstawowe rzeczy jak material nie powinny wam zawrcac zbytnio uwagi- sa bardziej istotne rzeczy. Jak np jak wymieszac miksture 15-20% epoxy z piaskiem czy kamieniami tak zeby wszystkie ziarna zostaly zwilzone (absolutnie krytyczny element), czy tez jak wibrowac stu i wiecej kilowa forme zeby material sie ulozyl z maksymalna gestoscia i calosc nie rozpadla w czasie wibrowania.

Wracajac do betonu. Podam przyklad kolegi posiadajacego dostep do zwirowni i maszyny do lamania probek betonu.
Kupil on nasza epoxy (ktora notabene jest najzwyklejsza i najtansza na rynku) i zrobil probke uzywajac zwyklych kamieni i piasku do betonu. Nie uzywal zadnych "frakcji" tylko to co maja standardowo do betonu- kruszywo w okolicach i powyzej 5mm oraz plukany piasek do betonu i okolo 25% epoxy (objetosciowo). Bez zadnych dodatkow tylko zwibrowal to mocno i dal probkom tydzien zanim lamal w testach. Nie usuwal tez powietrza tylko tyle co wibracjami- jego probki musialy miec ponad 20% powietrza.
Probka osiagnela w tescie 2900psi. Komercyjne odlewy przykladowo z firmy Anocast osiagaja 2200psi a z firmy Accurescasting 4000psi- ta druga jest prezentowana na zdjeciach w pierwszym poscie na stronie 1.

Oczywiscie tego typu odlewy sa optymalizowane pod wieloma roznymi katami jak stabilnosc termiczna czy wlasciwosci antykorozyjne i modulus jest raczej najmniej tutaj wazny- tak tylko na marginesie wspominam.

Powinienem dodac ze material do w/w probki byl czysty i wyplukany oraz suszony w piekarniku przez kilka godzin- inaczej nie mialby prawa pokazac takich wynikow w tescie.

Pozdrowienia!

Czasami, żeby łatwiej przesączać tkaninę rozcieńcza się epidian ftalanem dwubutylu (tak to chyba się nazywa).
Czy i wtym przypadku miałoby to sens ?

Czy stosowanie metody traconego szlunku (elementy szalunku z blach stalowych) jak pokazane jest to na stronie 5 ma sens. Czy drgania nie będą przenosiły się przez szalunek?

witam !! jeżeli zastosować epidian 53 ( o ile pamiętam - mogę sprawdzić ) to nie ma co rozcienczać - to praktycznie woda . zalewałem tą żywicą trafa/cewki i przenika jak woda . a jeżeli podnieść temperaturę do powiedzmy 40 stopni to już naprawdę cieknie jak woda . pozdrawiam !!

Tak, ale przy 40 stopniach kilkakrotnie szybciej żeluje.