четверг, 21 ноября 2024 г.

Пластмассы используемые в авиационном моделировании

Пластмассы используемые в авиационном моделировании

Последние годы развития техники характерны все более широ­ким применением различных пластических масс, заменяющих в не­которых случаях металлы. Благодаря малому объемному весу, большой прочности и ряду ценных технологических свойств многие из пластмасс нашли применение и при постройке авиационных моделей.
Целлулоид

Целлулоид — сложный химический продукт обработки клетчат­ки; основные составные части — нитроцеллюлоза и камфора (смягчающее вещество).

Для изготовления деталей летающих моделей применяется ли­стовой целлулоид толщиной от 0,3 до 3 мм.

Наша промышленность выпускает прозрачный авиационный, цветной технический и галантерейный целлулоид.
График для определения прочности целлулоида и органического стекла при различных температурах
Фиг. 217. График для определения прочности целлулоида и органического стекла при различных температурах.

К сожалению, прозрачный целлулоид обладает малой свето­стойкостью. Под действием солнечных лучей он принимает желтый или фиолетовый оттенок и становится мутным.

Цветной технический и галантерейный целлулоид идет на вы­делку игрушек, украшений, счетных линеек, фотокювет и др.

Целлулоид обладает значительной прочностью и малым объем­ным весом — 1,4 г/см3.

Механические свойства целлулоида значительно изменяются в зависимости от температуры. При температуре 20° С целлулоид эластичен, при температуре 75—80° С — пластичен.

С понижением температуры ниже нуля целлулоид становится более прочным, но и более хрупким. На фиг. 217 дана диаграмма изменения прочности целлулоида в зависимости от температуры.

Благодаря хорошим механическим свойствам и простоте обра­ботки целлулоид нашел широкое применение при постройке авиа­ционных моделей. Из целлулоида делают для небольших моделей винты и бобышки подшипников. Для бензомоторных моделей цел­лулоид употребляют для застекления фонарей кабин, для обтекателей, бензобаков, анероидных коробок, поплавковых камер, колес и других мелких деталей (фиг. 218 и 219).
Детали летающих моделей, изготовленные из целлулоида
Фиг. 218. Детали летающих моделей, изготовленные из целлулоида.

В музейных моделях целлулоид применяется для изготовления путем штамповки в деревянных формах довольно крупных деталей.

Оборудование кабин музейных моделей и точных копий очень часто делают целиком из целлулоида с последующей окраской нит­ролаками.

Целлулоид легко обрабатывается слесарным и столярным ин­струментом. Листовой тонкий целлулоид режется ножницами; если ножом сделать легкий надрез поверхности листа, то целлулоид легко сломается по линии надреза.

Склеивание целлулоида. Целлулоид можно склеивать, смачивая места стыка ацетоном или амилацетатом.

Для сращивания целлулоида и для особо прочной склейки при­меняют клей АК-20, эмалит или специальный клей, представляю­щий собой целлулоид, разведенный в смеси ацетона с амилацета­том (цапон-лак). Не следует употреблять при склеивании целлулоида разжижитель или смывку. Вследствие более медленной их. испаряемости и худшей способности растворять целлулоид склейка получается менее надежной и занимает больше времени.
Обтекатели рычагов гироскопа и капоты моторов, выполненные из целлулоида
Фиг. 219. Обтекатели рычагов гироскопа и капоты моторов, выполненные из целлулоида.

При всех видах склеивания целлулоида не следует слишком обильно смазывать клеем поверхности: это ведет к «перемачива­нию» шва, после чего требуется длительное высыхание (1—2 дня вместо 15—20 мин. при правильной склейке). Кроме того, склейка получается менее прочной и вызывает коробление изделия.

Склеивание целлулоида при помощи ацетона или амилацетата выполняют в следующем порядке.

1) Место склейки зачищают шкуркой.

2) Склеиваемые детали складывают в нужном положении, за­тем акварельной кистью смачивают ацетоном или амилацетатом шов так, чтобы покрыть всю поверхность стыка.

3) Склеиваемые поверхности плотно прижимают друг к другу и держат в таком состоянии до тех пор, пока детали не будут «схва­чены».

4) Выждав 1—2 мин., следует осмотреть шов и, если обнару­жатся слабо проклеенные места, их следует промазать дополни­тельно и снова дать высохнуть.

Склеивание эмалитом, клеем АК-20 или растворенным целлу­лоидом производится несколько иначе: поверхности стыка зачи­щают шкуркой и смазывают клеем с таким расчетом, чтобы успеть наложить шов, не дав клею просохнуть, затем изделие слегка сжи­мают струбциной или руками в течение 2—5 мин. до схватывания клея, а затем оставляют до полного просыхания.
Изгибание целлулоида на нагре­том металлическом стержне
Фиг. 220. Изгибание целлулоида на нагре­том металлическом стержне.

Склеивание целлулоида с деревом производится так же, как и целлулоида с целлулоидом, с той лишь разницей, что для надеж­ного и быстрого соединения необходимо поверхность дерева за­грунтовать, покрыв 2—3 раза клеем АК-20, эмалитом или раство­ром целлулоида, дать просохнуть образовавшейся пленке, а затем уже производить склейку одним из ранее описанных способов.

Гнутье и вытяжка целлулоида. При нагреве до тем­пературы 40° С и выше целлулоид начинает значительно размяг­чаться и при температуре 70—75° С становится пластичным. В та­ком состоянии ему можно придавать разнообразную форму. Это очень полезное свойство используется при гнутье целлулоида и вы­тягивании.

Гнутье целлулоида по заданному радиусу может быть произве­дено одним из следующих способов.

Первый способ. Нагревают круглый металлический стер­жень, радиус которого равен радиусу загиба, до температуры, близкой к кипению воды (70—80° С); пластину целлулоида прижи­мают к стержню в нужном положении и по мере размягчения пла­стины в месте соприкосновения ее со стержнем загибают на тре­буемый угол (фиг. 220).

Второй способ. Полосу целлулоида нагревают в кипятке или над электрической плиткой до полного размягчения и сгибают на деревянном стержне, прижимая оправкой. В этом случае цел­лулоид захватывают плоскогубцами (фиг. 221).

При нагреве целлулоида над электрической плиткой нужно быть очень осторожным, так как целлулоид легко воспламеняется.
Изгибание нагретого целлулоида оправкой на деревянном стержне
Фиг. 221. Изгибание нагретого целлулоида оправкой на деревянном стержне.

Для предотвращения несчастных случаев при загорании цел­лулоида недопустимо нагревать целлулоид там, где поблизости имеются древесные стружки, мусор и другие горючие материалы.

Третий способ. Делают из дерева простейший гибочный штамп, состоящий из пуансона и матрицы (фиг. 222). Ненагретый целлулоид закладывают между пуансоном и матрицей, сжимают струбциной и опускают на 2—3 мин. в кипяток вместе со струбци­ной, после чего охлаждают в воде.
Изгибание целлулоида в деревянном штампеФиг. 222. Изгибание целлулоида в деревянном штампе.
Схема вытягивания нагретого целлулоида
Фиг. 223. Схема вытягивания нагретого целлулоида.

При этом способе на целлулоиде могут образоваться отпечатки структуры древесины, поэтому не следует слишком сильно затяги­вать винт струбцины.

Вытяжка целлулоида. Пластичность целлулоида в на­гретом состояний позволяет получать из него довольно глубокие вытяжки.

Абсолютная и относительная глубина (фиг. 223) вытяжки за­висит от толщины и сорта целлулоида. Лучше всего гнется и вытягивается цветной целлулоид толщиной 1 —1,5 мм; прозрачный цел­лулоид менее пластичен.

Моделисты применяют два простейших способа вытяжки. Пер­вый способ вытяжки состоит в том, что разогретый целлулоид протягивают в деревянной прессформе, состоящей из болванки по форме «изделия, называемой пуансоном, и проходного окна-матри­цы, называемого «очком».

Для примера рассмотрим изготовление вытяжкой обтекателя на винт.

Болванку обтекателя, изготовленную из твердого дерева, сма­зывают казеиновым клеем, дают просохнуть и тщательно зачищают мелкой шкуркой, но так, чтобы дерево не обнажилось. На всей поверхности должен остаться блестящий ровный слой клея.
Простейшая прессформа для вытяжки обтекателя винта
Фиг. 224. Простейшая прессформа для вытяжки обтекателя винта.

Матрицу изготовляют из 4—5-мм фанеры с таким расчетом, чтобы через нее свободно проходил пуансон с зазором на сторону, равным 1,2—1,5 толщинам целлулоида. Края матрицы должны быть тщательно закруглены и зашкурены.

Конструкция простейшей прессформы показана на фиг. 224. Ширину заготовки из целлулоида берут в 3 раза больше диаметра болванки.

Нагрев целлулоид до полного размягчения, его быстро кладут на матрицу и рукой или струбциной продавливают пуансон в от­верстие матрицы. Не отпуская пуансон, целлулоиду дают остыть, после чего снимают с болванки готовую деталь и обрезают излиш­ки целлулоида.

Желательно, чтобы температура воздуха в помещении, где ве­дется работа с целлулоидом, была не ниже 20° С, так как при бо­лее низкой температуре целлулоид быстро стынет и теряет пла­стичность.

Иногда на изделии образуются складки, что зависит от формы изделия и может быть вызвано чрезмерным зазором между матри­цей и пуансоном или недостаточным нагревом материала.

Образование складок можно устранить, применяя дополнитель­ный прижим, которым прижимают нагретый целлулоид к матрице и не дают подняться складкам (см. фиг. 224). В этом случае по­лезно матрицу и пуансон подогреть до 50—60° С, т. е. до такой температуры, которую еще «терпит» рука.

По второму («закрытому») способу вытяжка целлулои­да — штамповка — ведется в металлической форме-штампе назы­ваемой прессформой.

Прессформа для изготовления колеса летающей модели пока­зана на фиг. 225.
Прессформа для половинки хвостового колеса летающей модели
Фиг. 225. Прессформа для половинки хвостового колеса летающей модели.

Большей частью прессформы для штамповки деталей моделей делают из алюминиевых сплавов, так как эти сплавы легко и чисто обрабатываются и имеют достаточную прочность.

Внутренняя поверхность штампа должна быть чистой и гладкой, так как неровности на рабочей поверхности штампа и попавшие на нее соринки оставляют отпечатки на изделии.

Порядок работы и основные приемы при штамповке в закрытой форме следующие.

1) Подогревают прессформу до температуры 50—60° С.

2) Нагревают целлулоид до полного размягчения (75—80°С), быстро кладут на открытую матрицу, накрывают пуансоном и сдавливают обе половинки прессом. Наиболее подходящим для этой цели является винтовой пресс (фиг. 226).

При отсутствии пресса можно сжать прессформу струбциной. 3) Не уменьшая давления пресса, охлаждают прессформу и только после этого вынимают отпрессованную деталь.

При таком способе штамповки затрачи­вается гного времени на изготовление штампа, но зато изделие получается гораз­до лучше и чище, а расход целлулоида со­кращается.

На фиг. 227 показана преосформа для колеса летающей модели и процесс изготов­ления колеса.

Окраска целлулоида произво­дится различными нитроэмалями. Они рас­творяют поверхность целлулоида, прочно с ним соединяются, сохраняя его эластич­ность и мало меняя его физические свой­ства. Окраску можно вести кистью, но луч­ше пользоваться распылителем. Не следует наносить слишком густой слой краски, так как это может вызвать коробление деталей. Если требуется окрасить прозрачный

целлулоид в какой-либо цвет, сохранив его прозрачность, окраску производят погружением изделия в разжижитель или спирт с рас­творенным в них анилиновым красителем.
Винтовой пресс
Фиг. 226. Винтовой пресс.
Изготовление колеса из целлулоида
Фиг. 227. Изготовление колеса из целлулоида.

Если деталь имеет крупные габариты и ее невозможно окрасить погружением, тогда краску наносят мягкой акварельной кистью возможно большего номера с таким расчетом, чтобы окраску про­извести за один раз. Дважды водить кистью по непросохшему ме­сту нельзя.

Органическое стекло

Органическое стекло —акрилат, или плексиглас, обладает боль­шой прозрачностью и почти совсем не меняет цвета под воздейст­вием солнечного света.

Там, где требуется прозрачность и чистота поверхности, орга­ническое стекло имеет преимущество перед целлулоидом. Так же как и целлулоид, органическое стекло обладает способностью менять свою прочность и пластичность в зависимости от темпера­туры.

Прочность органического стекла в зависимости от температуры показана на фиг. 217.

Органическое стекло выпускается в листах толщиной от 1 до 40 мм; объемный вес его 1,18 г/смв.
Детали из органического стекла
Фиг. 228. Детали из органического стекла.

Органическое стекло применяется несколько реже, чем целлу­лоид. Обычно из него делают фонари моделей самолетов и остек­ление кабин. Значительная толщина листов органического стекла позволяет изготовлять из него точением некоторые детали: ступицы колес, штуцеры бензопроводов для целлулоидных баков и др. (фиг. 228).

Склеивание органического стекла основано на его способности растворяться в дихлорэтане и уксусной кислоте. Процесс аналоги­чен склеиванию целлулоида и отличается только тем, что схваты­вание происходит медленнее.

Клеи, употребляемые для склеивания органического стекла, описаны в гл. V, где подробно указаны их свойства (см. табл. 24).

Для приклеивания обтекателей из органического стекла к де­реву или обшивке, покрытой нитролаком, применяют способ, пока­занный на фиг. 228. Он состоит в том, что сначала к краю обтека­теля приклеивают ацетоном целлулоидную ленточку, которую затем другим краем приклеивают к поверхности окрашенного фюзеляжа.

Окрашивание органического стекла производят при помощи распылителей нитролаками, которые его несколько растворяют и прочно с ним соединяются.

Формовка органического стекла. Органическое стекло, так же как и целлулоид, обладает способностью размяг­чаться при повышении температуры- Этим его свойством пользу­ются при вытягивании из него деталей различных форм.

По сравнению с целлулоидом органическое стекло более устой­чиво и требует для размягчения большей температуры.
Детали, изготовленные вытяжкой из органического стекла
Фиг. 229. Детали, изготовленные вытяжкой из органического стекла.

Наиболее благоприятная температура для гнутья и давления 110—135° С. При этой температуре стекло становится мягким, гнется под собственной тяжестью и начинает испаряться с поверх­ности.

Нельзя допускать перегрева органического стекла. Перегрев обнаруживается по появлению пузырьков и легкому потрескиванию.

Формовка органического стекла выполняется так же, как и формовка целлулоида, причем глубокой вытяжки легче достичь на тонком материале (толщиной 1—2 мм). Относительная вытяжка органического стекла больше, чем целлулоида. На фиг. 229 пока­заны детали, изготовленные вытяжкой из органического стекла.

Шлифование и полирование органического стекла. Необходимость отполировать поверхность органического стекла чаще всего возникает при изготовлении давлением прозрач­ных фонарей кабин.

Как бы ни были тщательно отделаны болванки или штампы, все же они оставляют отпечатки неровностей пуансона или структуры дерева на поверхности изделия. Эти неровности сошлифовывают мелкой шкуркой, а затем поверхность стекла полируют.

Полирование вручную производится кусочком фланели или другой мягкой ткани, на которую наносят слой полировочной па­сты, сначала грубой—№ 17, а затем более тонкой из трепела— ВИАМ № 2. Если нет готовой пасты, ее заменяют пемзовым по­рошком с маслом, а окончательный глянец наводят маслом, нане­сенным на фланель или замшу.

Ручное полирование требует много времени и терпения. Для ускорения процесса пользуются полировочными станками с хлоп­чатобумажными кругами, набранными из байковых дисков.

Для первоначального полирования органического стекла жела­тельно, чтобы окружная скорость полировочного круга при поли­ровании с пастами была около 10 м/сек.

На одну сторону вращающегося круга наносят слой полировоч­ной пасты, имеющей в своем составе окись хрома или окись железа. Другую сторону круга оставляют чистой; этой стороной снимают остатки пасты с изделия и окончательно отделывают поверхность.

Окончательное полирование можно производить полотняным кругом из небеленого полотна, слегка смазанным лярдом — свиным несоленым перетопленным салом. Окружная скорость при этом составляет примерно 15—16 м/сек.

Для придания поверхности особого блеска ее отделывают сухим кругом из байки или замши. Окружная скорость круга при этом ^32 м/сек. Во избежание перегрева детали не рекомендуется по­лировать долго одно и то же место.

На фиг. 185 дан график для подбора диаметра круга и числа оборотов в зависимости от заданной окружной скорости- От пра­вильного подбора окружной скорости зависит производительность и качество работы. Работа при слишком большой окружной ско­рости круга может привести к перегреву материала. Работа при очень малой скорости приводит к засаливанию круга и уменьшает производительность.

Во время работы на станке во избежание захвата детали кру­гом ее надо держать и подводить к кругу ниже его центра.

Текстолит и фибра

Текстолит и фибра — довольно распространенные материалы в электротехнике. В моделях эти пластмассы применяются только для деталей электрооборудования.

Обработку текстолита и фибры производят слесарным и сто­лярным инструментом.

Склеивают эти материалы карбинольными клеями, клеем ВИАМ Б-3 и бакелитом. Текстолит можно приклеить к дереву казеином и столярным клеем, если предварительно снять шкуркой глянцевый слой с его поверхности.

При сборке летающих моделей часто возникает необходимость прочно соединить несколько деталей — срастить рейку, соединить металлические детали с фюзеляжем, закрепить металлическое крепление крыла к лонжерону и т. д.

В таких случаях наиболее простым и удобным соединением является примотка нитками с последующей пропиткой их клеем.
Применение ниток для закрепления деталей
Фиг. 230. Применение ниток для закрепления деталей.

На фиг. 230, 231 и 232 показаны детали, закрепленные нитками.

Для постройки и запуска воздушных змеев широко применяются нитки различных толщин и шнуры. Особенно прочный и легкий шнур употребляется для изготовления леера — буксировочного шнура для летающих моделей планеров.

По роду волокна нитки разделяются на шелковые, льняные и хлопчатобумажные. Из шелковых ниток при постройке резино-моторных и других легких моделей чаще всего применяют цветные швейные нитки на бумажных шпульках. 
Крепление нитками ответственных узлов
Фиг. 231. Крепление нитками ответственных узлов.
Способы сращивания реек примоткой и бинтованием нитками
Фиг. 232. Способы сращивания реек примоткой и бинтованием нитками.

185-

Вес нитки на шпульке равен 0,5 г, длина нитки около 50 м, толщина нитки 0,2 мм.

Широко применяются также швейные хлопчатобумажные нитки различных номеров. Высокие номера соответствуют тонким ниткам. Чем меньше номер, тем нитки толще и прочнее.

В табл. 17, 18 и 19 приведены данные, которые могут помочь моделистам при выборе ниток и шнуров.
Льняные нитки Маккей

Таблица 18 Льняные нитки Маккей 
Шкуры крученые льняные и хлопчатобумажные

Таблица 19 Шкуры крученые льняные и хлопчатобумажные

Комментариев нет:

Отправить комментарий