Met epoxy pasta naadloos van project naar model en mal
Een aantal leden van DutchForm bieden een verbeterd kwaliteitsniveau aan voor het maken van naadloze modellen en mallen. ‘Se-Mo’ staat voor ‘Seamless Models/Moulds’. Afscheid van storende naden.
Net zoals de ogen de spiegels der ziel zijn, zo is ook het oppervlak van een mal een exacte afdruk — kopie — van het model waarvan je deze mal maakt. Wil je een hoogglansproduct maken, dan moet je een hoogglansmal hebben en om dat hulpgereedschap te maken, heb je een hoogglans(moeder) model nodig. Als je direct van een mooi glanzend model naar dito eindproduct gaat, één stap minder dus, blijft dit uiteraard ook gelden. Anders gezegd: als je een ‘fout’ hebt in het oppervlak van je model dan kun je er geheid van uitgaan dat je deze uiteindelijk ook 100% terugvindt in je product.
Bij de naadloze productiemethode wordt een modelpasta gebruikt in plaats van blokmaterialen. Het werken met blokmaterialen is een klassieke methode voor het maken van modellen. Deze blokken worden verlijmd en vervolgens door middel van frezen, schuren en spuiten afgewerkt. Vervolgens worden de naden weer prachtig zichtbaar. Voor sommige toepassingen geen enkel bezwaar, maar als je net een nieuwe auto of caravan gekocht hebt, is een storende lijn in het oppervlak tóch uitermate irriterend. Een naad als oppervlaktefout in een model wordt immers doorgegeven aan hulpgereedschappen zoals mallen en vervolgens weer 1:1 aan het product.
Wil je dus naden als foutenbron uitschakelen, dan moet je naadloos gaan werken. Dit is het uitgangspunt achter Se-Mo. Veelal zijn de fouten als gevolg van naden niet eens goed geometrisch meetbaar. Maar ze resulteren in de genoemde hinderlijke lichtverstoringen of -reflecties die niet acceptabel zijn. Overigens kunnen ook ten gevolge van schuurwerkzaamheden vormverstoringen ontstaan die nadelige effecten kunnen hebben op bijvoorbeeld aerodynamische eigenschappen.
Naadloos werken kan op basis van de componenten met o.a. een doseer- en mixmachine. In een mixkop ontmoeten de beide componenten elkaar en gaan vervolgens via een slang naar een spuitmond. Met deze spuitmond is het mogelijk om continu, dus naadloos, pasta te doseren in een dikte van 20 mm tot 40 mm met een breedte van pakweg 5 cm. Om fouten te voorkomen, overlappen de banen elkaar. De machine kan pasta doseren tot een capaciteit van 4 dm3/min. De dik vloeibare pasta is intussen in een aantal kwaliteiten beschikbaar.
Het aanbrengen van de pasta kan op verschillende dragers. Er zijn ervaringen met EPS, PUR, MDF en zelfs aluminium- honingraat draagmaterialen. Om zo min mogelijk pasta te hoeven doseren, wordt de drager al in een gewenste vorm voor-gefreesd. Wordt het model direct ingezet voor het afvormen van een product, bijvoorbeeld via een vacuüminjectietechniek, dan kan tussen de drager en de modelpaste een epoxylaminaat aangebracht worden voor de sterkte en de vacuümdichtheid. Prijsniveau gaat van ongeveer acht euro per liter (standaard) tot 30 euro per liter (experimentele pasta’s). Na het uitharden van de modelpasta, dit duurt één tot twee dagen, is voorfrezen de volgende productiestap. Dit voorfrezen gaat niet verder dan 2 mm tot 3 mm van de uiteindelijke contourmaat. Het voorfrezen haalt de spanning uit het materiaal en door middel van een visuele inspectie kan worden nagegaan of overal voldoende pasta is gedoseerd. Tussen voor- en nafrezen in krijgt het model ook een warmtebehandeling (‘postcuring’). Na het naharden volgt nafrezen. Het werken met een CNC-machine biedt als bijkomende voordeel dat met een bolkopfrees de modellen niet alleen heel nauwkeurig aan de maat gefreesd kunnen worden, maar dat bovendien de dubbel gekromde oppervlakken ook heel precies de gewenste vorm krijgen. Bij bijvoorbeeld windmolenbladen. Een kleine vormfout kan een zeer grote invloed hebben op het uiteindelijke rendement van een windmolen. Schuren, (glans)lakken en polijsten zijn, afhankelijk van de toepassing, afrondende werkzaamheden voor een model.
Intussen is er een gestage ontwikkeling van de pastamethode. Epoxypasta wordt steeds meer een gereedschap. Eerst werd deze pasta ingezet voor stylingmodellen. Toen als pasta voor moedermodellen, de zogeheten ‘plugs’. En nu zie je dat epoxy een tooling-pasta wordt. Als materiaal bijvoorbeeld voor een mal of matrijs waarmee een product zijn vorm krijgt. Zoals een mal gemaakt van aluminium die gevuld met epoxy-modelpasta die ingezet wordt voor het verwerken van koolstofvezel versterkte prepregs.
Belangrijke vragen bij aanmaakmodellen:
- Doel van het model?
- Krachten op model: type krachten en grootte van belastingen?
- Is vacuümdichtheid noodzakelijk?
- Welke oppervlakte-afwerking is gewenst? Het vijfassig in de vorm frezen van de uitgeharde modelpasta geschiedt op een grote portaalmachine
- Welke chemische bestendigheid is vereist?
