مجسمه فایبرگلاس: مجسمه ها چگونه ساخته می شوند و راهنمای مقیاس بزرگ

چگونه مجسمه های فایبرگلاس ساخته می شوند - فرآیند کامل

تولید مجسمه فایبرگلاس از یک فرآیند متوالی پیروی می کند که مدت ها قبل از اعمال رزین آغاز می شود. درک کامل توالی توضیح می‌دهد که چرا مجسمه‌های فایبرگلاس حرفه‌ای جزئیات دقیقی را در خود نگه می‌دارند، دهه‌ها در معرض قرار گرفتن در فضای باز زنده می‌مانند، و می‌توانند به طور یکسان از یک استاد تکثیر شوند - مزایایی که به جای اضافه شدن در مرحله تکمیل، در فرآیند تعبیه شده‌اند.

مرحله اول - ایجاد مجسمه اصلی

این فرآیند با یک اصلی اصلی آغاز می شود، که مدل فیزیکی است که تمام قالب ها از آن گرفته شده است. این معمولاً در یکی از سه متریال مجسمه سازی می شود که هر کدام دارای مزایای متمایز است:

• فوم پلی اورتان (فوم PU): متداول ترین مواد مورد استفاده برای مجسمه های بزرگ. فوم متراکم PU (30 تا 60 کیلوگرم بر متر مکعب) با یک آسیاب زاویه ای، سیم برش گرم یا اره زنجیری به شکل خشن است، سپس با سوهان، ابزار Surform و کاغذ سنباده جزئیات را مشخص می کند. ماهیت سبک فوم - یک بلوک 1 متر مکعبی تنها 30 تا 60 کیلوگرم وزن دارد - کار بر روی فرم های بزرگ بدون آرمیچر را عملی می کند و ساختار سلول بسته آن مواد قالب سازی را جذب نمی کند. فوم های اصلی PU معمولاً قبل از قالب گیری در یک پوسته سخت از پرکننده پلی استر یا اپوکسی پوشانده می شوند تا سطحی غیر متخلخل و سفت ایجاد کنند که به طور تمیز از لاستیک قالب آزاد می شود.
• خاک رس بر پایه روغن یا آب: رسانه مجسمه سازی سنتی که بهترین جزئیات سطح و طبیعی ترین فرآیند مدل سازی را امکان پذیر می کند. خاک رس روغنی (از نوع پلاستیسین) خشک نمی شود و می توان آن را به طور نامحدود دوباره کار کرد و برای کارهای پرتره و فرم های ارگانیک پیچیده ایده آل است. محدودیت ساختاری است: نمونه‌های سفالی اصلی نمی‌توانند بدون آرمیچر داخلی از میله‌های فولادی یا لوله‌ای که در حذف قالب دخالتی نداشته باشد، خود نگهدارنده باشند.
• دیجیتال به فیزیکی (CNC یا چاپ سه بعدی): برای مجسمه سازی بازتولید تجاری، نمونه اصلی به طور فزاینده ای به عنوان یک مدل دیجیتالی سه بعدی تولید می شود و یا از فوم یا ام دی اف با CNC آسیاب می شود، یا در بخش هایی که مونتاژ می شوند و قبل از قالب گیری روی سطح می شوند، چاپ می شود. این رویکرد، نسخه‌های اصلی دقیق هندسی را تولید می‌کند - مفید برای شخصیت‌های طلسم، زیور آلات معماری، و فیگورهای مارکدار - با قابلیت تکرار که مجسمه‌سازی با دست نمی‌تواند مطابقت داشته باشد.

مرحله دوم - ساخت قالب

قالب از نظر فنی سخت‌ترین مرحله است و مستقیماً کیفیت هر قطعه فایبرگلاس تولید شده از آن را تعیین می‌کند. قالبی که با آنالیز ناکافی برش ساخته شده باشد، ریخته گری را به دام می اندازد. لاستیک ساخته شده با لاستیک خیلی نازک در زیر وزن لایه فایبرگلاس مخدوش می شود. یکی با حفره‌های هوا در سطح قالب، این حفره‌ها را به صورت برجستگی در هر قالب تولید می‌کند.

ساختار قالب استاندارد برای مجسمه های فایبرگلاس، یک لایه داخلی لاستیک سیلیکونی یا پلی اورتان انعطاف پذیر است که توسط یک پوسته بیرونی فایبرگلاس سفت و سخت (به نام قالب یا ژاکت مادر) پشتیبانی می شود. این ساختار دو جزئی اجازه می دهد تا لاستیک از زیر برش های پیچیده جدا شود در حالی که ژاکت ثبات ابعادی را برای حفظ شکل صحیح لاستیک در طول ریخته گری فراهم می کند:

• برنامه انتشار قالب: قبل از اعمال هر گونه مواد قالب، سطح اصلی با ماده آزاد کننده قالب - معمولاً ژله نفتی (برای نمونه های خاک رس)، موم خمیری یا فیلم آزاد کننده PVA، مهر و موم شده و پوشانده می شود. این از چسبیدن لاستیک قالب به لاستیک اصلی جلوگیری می کند و اجازه جدا شدن تمیز پس از پخت را می دهد. روی نمونه‌های اصلی متخلخل مانند گچ یا فوم بدون مهر و موم، عامل رهاسازی در 3 تا 5 لایه اعمال می‌شود که هر لایه قبل از اعمال لایه بعدی خشک شود.
• طراحی خط جدایی: سازنده قالب، قالب اصلی را تجزیه و تحلیل می‌کند تا مشخص کند که قالب باید کجا به بخش‌هایی تقسیم شود تا بدون اعوجاج یا پاره شدن آزاد شود. یک شکل ایستاده ساده معمولاً نیاز به شکاف قالب دو قسمتی در خط مرکزی بدنه در نمای پلان دارد. حالت‌های پیچیده‌تر با اندام‌های کشیده به 4 تا 8 بخش قالب نیاز دارند که هر کدام دارای دیواره‌های جداکننده با دقت قرار گرفته‌اند که خطوط درز قابل مشاهده روی ریخته‌گری را به حداقل می‌رساند.
• کاربرد لاستیک سیلیکون: لاستیک سیلیکونی کیور قلع یا پلاتین کیور (سختی Shore A 20-35) در 3 تا 5 لایه برس زده یا روی لاستیک اصلی ریخته می شود که هر کدام قبل از اعمال لایه بعدی کاملاً پخته می شود. ضخامت کل لاستیک معمولاً 6 تا 15 میلی متر بسته به پیچیدگی مجسمه است. نواحی با جزئیات بالا با لاستیک تیکسوتروپیک (قابل مسواک زدن) پوشانده شده اند که هر ظرافت سطحی را به تصویر می کشد. ضخامت عمده با مخلوط قابل ریختن سریعتر یا تیکسوتروپیک ساخته می شود.
• ساخت ژاکت فایبرگلاس: هنگامی که لاستیک کامل شد، یک پوسته فایبرگلاس سفت و سخت به طور مستقیم روی سطح لاستیکی در بخش هایی که توسط خط جداسازی تعریف شده اند، لمینت می شود. بخش های ژاکت در خط جداسازی فلنج می شوند و برای پیچ و مهره هایی سوراخ می شوند که آنها را در طول ریخته گری به هم نگه می دارد. ضخامت ژاکت معمولاً 4 تا 8 میلی متر است - برای مقاومت در برابر انحراف تحت فشار لایه لایه فایبرگلاس بدون سنگین شدن غیرقابل کنترل کافی است.

مرحله سوم - لمینیت فایبرگلاس در قالب

با مونتاژ و آماده سازی قالب، لمینیت واقعی فایبرگلاس آغاز می شود. داخل قالب با عامل رهاسازی پوشانده می شود و سپس ورقه ورقه در لایه های مشخصی از سطح به سمت داخل ساخته می شود:

نسبت رزین به شیشه در فایبر گلاس دستی معمولاً بین 2:1 و 2.5:1 وزنی است - یعنی 2 تا 2.5 قسمت رزین برای هر 1 قسمت الیاف شیشه. رزین اضافی (بالاتر از 2.5:1) ورقه ای غنی از رزین تولید می کند که سنگین تر و ضعیف تر از یک در نسبت صحیح است. رزین ناکافی باعث ایجاد لمینت خشک با حفره ها و چسبندگی بین لایه ای ضعیف می شود. لمینت‌کننده‌های باتجربه هر لایه را با یک غلتک لمینیت فلزی می‌پیچانند تا الیاف شیشه را در برابر لایه قبلی یکپارچه کرده و حباب‌های هوا را که در غیر این صورت به صورت حفره‌های ستاره‌ای سفید رنگ در لمینت خشک شده ظاهر می‌شوند، حذف کنند.

نحوه ساخت مجسمه های فایبرگلاس بزرگ - ملاحظات ویژه

مجسمه‌های فایبرگلاس بزرگ - که معمولاً به عنوان آثار بالای 1.5 متر در هر بعد تعریف می‌شوند - چالش‌های ساختاری، لجستیکی و قالب‌گیری را معرفی می‌کنند که برای قطعات تزئینی کوچک‌تر اعمال نمی‌شود. تفاوت اساسی این است که یک مجسمه بزرگ باید وزن خود را تحمل کند، در برابر بار باد مقاومت کند، از حمل و نقل در بخش ها جان سالم به در ببرد، و در محل با اتصالاتی که هم از نظر ساختاری سالم و هم از نظر بصری نامرئی هستند، مونتاژ شود.

طراحی آرماتور سازه برای کارهای بزرگ

یک پوسته فایبر گلاس با ضخامت 5 تا 8 میلی متر در ارتفاعات بیش از 1.2 متر بدون مهاربندی داخلی خود نگهدار نیست. مجسمه های فایبرگلاس بزرگ در اطراف یک آرماتور فولادی ساختاری ساخته شده اند - یک قاب جوش داده شده از بخش توخالی مربع (SHS) یا بخش توخالی گرد (RHS) - که بارهای ساختاری را حمل می کند در حالی که پوسته فایبر گلاس فرم بصری و محافظت در برابر آب و هوا را فراهم می کند. طراحی آرمیچر توسط سه الزام هدایت می شود:

• مقاومت در برابر بار باد: یک شکل 2 متری با مساحت پیشانی تقریبی 0.8 متر مربع، نیروی جانبی 400 تا 600 نیوتن را در یک باد 120 کیلومتر در ساعت تجربه می کند (سرعت باد طراحی شده برای مجسمه سازی دائمی در فضای باز در اکثر آب و هوای معتدل). آرمیچر باید در برابر این نیرو در نقاط لنگر پایه بدون تغییر شکل دائمی مقاومت کند و الگوی پیچ لنگر در فونداسیون بتنی باید بر این اساس مهندسی شود.
• نقاط اتصال بخش: مجسمه‌های بزرگ در بخش‌هایی برای قالب‌گیری و حمل و نقل قابل کنترل تولید می‌شوند که معمولاً در نقاط تقسیم تشریحی یا ترکیبی طبیعی - کمر، گردن، مچ دست تقسیم می‌شوند. آرمیچر شامل صفحات اتصال فلنجی در هر بخش می باشد که در محل به یکدیگر پیچ می شوند. سپس بخش های پوسته فایبرگلاس با نوارهایی از ورقه ورقه فایبرگلاس که از داخل مجسمه اعمال می شود، روی این اتصالات چسبانده می شوند.
• تامین حرکت حرارتی: فولاد و فایبرگلاس دارای ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی هستند (به ترتیب تقریباً 12 و 25 میکروکرنش در درجه سانتیگراد). در محدوده دمایی 60 درجه سانتیگراد (معمول برای مجسمه های تیره رنگ در فضای باز در زیر نور مستقیم خورشید)، یک آرماتور با ارتفاع 2 متر تقریباً 1.4 میلی متر بیشتر از فایبرگلاس اطراف منبسط می شود. اتصال آرمیچر به فایبرگلاس باید امکان این حرکت دیفرانسیل را فراهم کند - معمولاً از طریق چسب پلی اورتان انعطاف پذیر به جای اتصال مکانیکی سفت و سخت - برای جلوگیری از ترک خوردگی پوسته فایبرگلاس در طول زمان.

استراتژی قالب گیری چند تکه برای فرم های بزرگ

یک انسان ایستاده با ارتفاع 3 متر به حجم قالبی نیاز دارد که اگر به صورت یک واحد ساخته شود چندین تن وزن داشته باشد – حمل و نگهداری آن غیر عملی است. راه حل این است که نسخه اصلی را در بخش ها مجسمه سازی کنید، برای هر بخش قالب های جداگانه بسازید و اتصالات بخش را طوری طراحی کنید که به طور دقیق و نامرئی جمع شوند. بخش‌ها معمولاً 50 تا 100 میلی‌متر در محل اتصال همپوشانی دارند - لبه یک بخش در لبه بخش مجاور قرار می‌گیرد - و با تشک رشته‌ای خرد شده اشباع شده در رزین که از داخل اعمال می‌شود، به هم چسبانده می‌شوند، به دنبال آن یک بتونه خارجی پرکننده، سنباده‌زنی و رنگ‌آمیزی برای نامرئی کردن اتصال ایجاد می‌شود.

راهنمای انتخاب مواد و رزین

تکمیل و نقاشی مجسمه فایبرگلاس

سطح ژل کت همانطور که از قالب می آید یک نقطه شروع است، نه یک سطح تمام شده. دستیابی به کیفیت بصری نهایی - چه یک افکت سنگ، یک پتینه برنزی، یک تصویر نقاشی شده، یا یک روکش آینه کرومی - نیاز به یک توالی تکمیل سیستماتیک دارد که بدون به خطر انداختن نتیجه نمی‌توان میانبر کرد:

• قالب گیری و برداشتن درز: پس از خشک شدن کامل لمینت (معمولاً 4 تا 24 ساعت بسته به سیستم رزین و دمای محیط)، قالب جدا شده و ریخته گری برداشته می شود. درزهای خط جداکننده - برآمدگی‌های ژل کت اضافی در جایی که بخش‌های قالب به هم می‌رسند - با یک آسیاب زاویه‌دار قائم‌آمیز مجهز به یک دیسک شن 40 صاف می‌شوند و سپس با کاغذ 80، 120 و 240 پر می‌شوند. در نواحی پیچیده که آسیاب نمی تواند به آن دسترسی پیدا کند، از یک ابزار چرخشی با فرزهای کاربید برای حذف اولیه مواد و سپس سمباده زدن دستی استفاده می شود.
• پر کردن و فیلینگ: سوراخ‌ها، حفره‌های هوا و عیوب سطحی در ژل کت با فیلر بدنه پلی استر (درجه خودرو) یا پرکننده وینیل استر برای کاربردهای خارجی پر می‌شوند. پرکننده اعمال می شود، اجازه داده می شود تا سخت شود، و با شن 120 تا 180 بر روی یک تخته سنباده قابل انعطاف برای حفظ کانتور سطح اطراف، سنباده بلوکی می شود. این مرحله را می‌توان 2 تا 4 بار روی سطح با کیفیت بالا قبل از آماده شدن سطح برای پرایمر تکرار کرد.
• پرایمینگ: پرایمر اپوکسی دو جزئی یا پرایمر پلی استر با ساخت بالا در 2 تا 3 لایه مرطوب اعمال می شود، سپس با شن 220 تا 400 سنباده به سطح یکنواخت صاف می شود. پوشش پرایمر هرگونه لکه کم باقیمانده یا ناهماهنگی بافتی را که روی سطح ژل کت خام نامرئی بوده را نشان می دهد. هر گونه نقص شناسایی شده در این مرحله، قبل از ادامه کار، پر شده و دوباره سمباده می شود.
• کاربرد پوشش بالا: برای پوشش های رنگ شده، لایه رویی پلی اورتان یا اکریلیک دو جزئی با تفنگ اسپری در 2 تا 3 لایه اعمال می شود. برای پرداخت های سنگی، ابتدا رنگ پایه اعمال می شود، سپس بافت با استفاده از سنگدانه های اسپری یا رنگ دستی ساخته می شود که روی آن لایه های شستشوی لاک رنگی، عمق و تنوع ایجاد می کنند. اثرات برنز با استفاده از پودر فلز (پودر برنز واقعی با خلوص 95٪ یا 99٪) به دست می آید که در یک بایندر شفاف مخلوط شده و روی یک پوشش پایه سیاه اعمال می شود، سپس با واکنشگرهای شیمیایی پتینه می شود و با لاک پایدار در برابر UV مهر و موم می شود.

چگونه فایبرگلاس با سایر مواد مجسمه سازی مقایسه می شود