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),又具有鋼鐵一樣堅硬不碎的特點(diǎn),那這種材料一定會大有用途。
經(jīng)過研究試驗,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。
我們先來看一個試驗,了解了解它的性能優(yōu)良與否。
在一個群山環(huán)抱、綠樹成蔭的山谷里,一次試驗正在進(jìn)行。遠(yuǎn)在二百米以外的掩體后的人們,眼睛都盯著山谷中央放著的一個氧氣瓶??諝鈮嚎s機(jī)有節(jié)奏地轉(zhuǎn)動著,通過合金鋼管道向那氧氣瓶不斷地充氣。壓力表上的指針牽動著每個人的心。讀數(shù)從100—200—400—500漸漸上升,直到700公斤1平方厘米時,只聽得一聲震天巨響,氧氣瓶爆炸了!周圍的人們歡呼著跳起來:“成功了!”
氧氣瓶是一種耐高壓容器。它所承受的工作壓力是150公斤/平方厘米。為了使用安全,制造時要求它能忍受三倍的工作壓力,即450公斤/平方厘米。不爆裂,才算合格。上面試驗的氧氣瓶,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計要求。這是用什么鋼材制成的呢?是玻璃鋼,更為確切的說,是玻璃與塑料復(fù)合在一起制成的。
玻璃是硬而脆的材料,一摔就碎,這帶有玻璃名的玻璃鋼經(jīng)得起摔嗎?于是又進(jìn)行了新的試驗。
將另一只玻璃鋼氧氣瓶充氣到150公斤/平方厘米,然后從山頂上滾下山谷。它與嶙峋的巖石碰撞著,一直滾到谷底仍然沒有爆裂。玻璃鋼氧氣瓶經(jīng)過了質(zhì)量鑒定考試。
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。
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,互相取長補(bǔ)短,變得堅強(qiáng)無比——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。
玻璃鋼雕塑石膏模
石膏模特點(diǎn)是耐熱、、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,用水稀釋來制模,強(qiáng)度好,不起粉等。
石膏??捎米鞯腿埸c(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,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。石膏模可用帶水筆蘸取石膏粉進(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。
混凝土模
混凝土模多用于線型規(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)過打磨、拋光、噴漆等措施。這種水泥模可直接用于生產(chǎn)玻璃鋼制品,也可用于翻制玻璃鋼模具的母模。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??梢灾苯佑脕碜鳛椴Aт摦a(chǎn)品的成型模具,也可作為翻制玻璃鋼模具的過渡母模。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,后一次用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、罩光來制造木模。
可設(shè)計性好
①可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。
②可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計出耐腐的,耐瞬時高溫的、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)量來靈活地選擇成型工藝。
②工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)效果,尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更它的工藝性。
制作流程:
1、是裁料。一般所用工具是電剪刀,它可裁2mm以下的薄板,但裁出后平整程度不好。還有裁板機(jī),厚板、薄板均可裁出,但只能裁直線,遇到弧線就無能為力了。要讓不銹鋼板料裁下既平整又多種形狀的話,就要用等離子切割機(jī)了。等離子切割機(jī)能利用高等離子去切割用普通氧氣切割法難以切割的金屬。由于將電流和氣體通入用水冷卻的特種噴嘴內(nèi),造成強(qiáng)烈的壓縮電弧而形成溫度(一萬度以上)等離子流,所以切割出來的不銹鋼板料即整齊又不變形。注意,下料時手一定要穩(wěn),否則就會把料割壞。材料切割完畢后,就要根據(jù)作品所要求的形體進(jìn)行刨制。不要讓板面留有硬傷,以免在作品拋光后留下缺憾。
2、 是制作碳鋼板雕塑、不銹鋼板雕塑的一種方法。碳鋼板、不銹鋼板不拿到模具上實(shí)打?qū)嵉厝デ?,而是根?jù)石膏模型每個部分不同的形狀把料下出,依照其起伏變化,進(jìn)行有意識地敲打,該彎的地方敲彎,該棱的地方敲棱,可在任何有形的結(jié)實(shí)的物體上進(jìn)行敲打,然后把敲好的不銹鋼板拿到模具上去比較,認(rèn)為形體正確并完全可以與模型合上,再把這些零散的碳鋼板、不銹鋼板從上至下一塊塊焊接起來,每接上一塊都要對著模具進(jìn)行調(diào)整,每塊不銹鋼板表面的肌理效果都要保持相同,這須在做形的同時鍛制上去。也可以先把點(diǎn)鍛好再下料。鍛點(diǎn)時要用鐵錘的圓頭均勻地有規(guī)律地一排排鍛上,寬窄距離、用力大小都要一致,不要知亂敲,否則會破壞雕塑的整體感。
3、 形體鍛造正確后,就要依照作品要求把它們焊接到一起(有電焊和氬弧焊)。電焊要準(zhǔn)備電焊機(jī)、焊把、焊條。由于焊接時產(chǎn)生高度的光,對眼睛有強(qiáng)刺激,所以要戴好防護(hù)罩,避免被強(qiáng)光打傷。用電焊焊接,不銹鋼板遇熱變形程度較大,因此要采取一些措施,如可行點(diǎn)焊或一邊焊一邊進(jìn)行冷卻等。氬弧焊接相對電焊就要一些,它是一種氣保護(hù)電弧焊接法,用氬氣保護(hù)連接處受電弧熔化的金屬,避免空氣中的氧和氮的有害作用。氬弧焊按所用電極材料不同,又可分為有熔化極氬弧焊和非熔化極弧焊或鎢極氬弧焊,在不銹鋼雕塑焊接中,常用鎢極氬弧焊,可得到優(yōu)良焊接質(zhì)量。由于它不易導(dǎo)熱,所以不銹鋼變形較上。
4、 碳鋼板、不銹鋼拋光用砂輪片把制作作品的焊縫和多余的地方磨平,然后用軟輪(布輪)進(jìn)行拋制,拋光時作品涂上拋光膏增加潤滑,使作品拋出來更光亮,從而給人一種良好的視覺美感。
5、 較大型的造型簡易的不銹鋼雕塑,也可不用焊接。可根據(jù)作品的形體比例直接做好鋼筋骨架,用電鉆在設(shè)計好的位置上打眼,把不銹鋼板用鉚釘固定在骨架上就可以了。這種方法要求骨架比例尺寸計算得非常準(zhǔn)確,接縫要對的很準(zhǔn),否則就會產(chǎn)生差異,達(dá)不到預(yù)期的效果。
玻璃鋼是復(fù)合材料的一種,玻璃鋼材料因其特的性能優(yōu)勢,已在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、廣告展示、工藝禮品、建材衛(wèi)浴、游艇泊船、體育用材、環(huán)衛(wèi)工程等等相關(guān)十多個行業(yè)中廣泛應(yīng)用,并深受贊譽(yù),成為材料行業(yè)中新時代商家的需求寵兒。玻璃鋼制品也不同于傳統(tǒng)材料制品,在性能、用途、壽命屬性上大大優(yōu)于傳統(tǒng)制品。其易造型、可定制、色彩隨意調(diào)配的特點(diǎn),深受商家和銷售者的青睞,占有越來越大的市場比分,前景廣闊! [3]
具體有如下這些行業(yè):黑色冶金業(yè)、有色冶金業(yè)、電力行業(yè)、煤炭業(yè)、石油化工、化學(xué)工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、紡織工業(yè)、汽車及摩托車制造業(yè)、鐵路業(yè)、船舶工業(yè)、建筑業(yè)、輕工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)、郵電業(yè)、文化、體育及娛樂業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生業(yè),及軍工及民用應(yīng)用等各個方面的應(yīng)用領(lǐng)域。