玻璃钢雕塑工艺品模具制作工艺

玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP，属热固性塑料）是一种品种繁多，性能各异用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维及其他一些添加剂经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。其实，玻璃钢既非玻璃，也不是钢，它的基体是一种高分子有机树脂，用玻璃纤维或其他织物增强。因为它具有玻璃般的透明性或半透明性，具有钢铁般的高强度而得名。它的科学名称是玻璃纤维增强塑料。
    玻璃钢雕塑模具材料主要有三类：
1、石膏材料做成的模具型腔，也叫碎模法。但石膏材料强度低、放置时间长时容易变形。
2、硅橡胶材料做成的模具型腔，也叫软模法。硅橡胶材料使用前为流体状态，流动性及填充性好。配制后经交联反应形成橡胶弹性体，可具有较大的弹性变形。交联后的硅橡胶密封性好，与原模及玻璃钢皆不粘接。用其做玻璃钢雕塑模具的表面层材料，既可以高质量地复制出作品的形状，又可以保证顺利脱模。但是，硅橡胶交联体容易变形，在用作模具时，需有支撑载体。可以利用玻璃钢易成型的特点，用作模具的载体材料。具体的模具制作方法是：将配制好的硅橡胶分几次涂剧在原模上，硅橡胶层应在1mm后以上。待硅橡胶交联后，在硅橡胶上再成型厚度为3mm左右的玻璃钢层。玻璃钢固化后，沿着划分出的单元块将整体模具切开，切割时注意将玻璃钢层及硅橡胶层同时切开。在单元块间制作连接肋，连接肋处应设定位槽，以保证通过连接肋使单元块模具组合成一整体。以上工作完成后，将玻璃钢单元块脱模，然后脱下硅橡胶层，脱下的硅橡胶块立即放回玻璃钢单元模中。
3、用玻璃钢材料做成的模具型腔，也叫硬模法。也就是在玻璃钢模具上翻制玻璃钢雕塑，玻璃钢模具一般采用手糊成型方法，制作前应设计成型线路。
玻璃钢雕塑的手糊制作步骤
玻璃钢雕塑由于具有成型灵活、生产开发周期短、工艺性好、耐磨、使用寿命长等优点，在雕塑业得到了广泛应用，尤其是基于手糊成型技术的玻璃钢工艺品雕塑制作工艺发展更为迅速。雕塑裱糊成型又称手糊成型或接触成型。是在模具上先涂一层胶液，接着铺一张布，使胶液浸渍纤维并排除气泡后，再继续一层一层地裱糊上去直到铺完，经固化后即得成品。
雕塑常采用树脂有两种：不饱和树脂和环氧树脂。
①不饱和树脂成型配制方法：191#树脂100份，过氧化环已酮4份；环烷酸钴溶液1—4份，色浆适量。若按生产条件流水作业进行配制，在搪瓷盆内放入100千克树脂，再加入4千克氧化环已酮糊，搅拌均匀，再加入钛青绿色浆糊适量，目观颜色达到所需要求即可，放置备用。不饱和树脂的优点是价格便宜。
②环氧树脂的优点是固化收缩率低，电绝缘性能极好的树脂，对各种酸碱及有机溶剂都很稳定，拉伸强度可达45MPa－70MPa，弯曲强度可达90MPa－120MPa。配套固化剂可采用环氧树脂常温E-999固化剂。稀释剂采用丙酮（或环氧丙烷丁基醚）。模具胶衣采用耐高温、硬度高、韧性好的模具专用胶衣。制作的纤维增强材料采用33g/m2无碱短切毡和0.2mm玻璃纤维方格布。
2、涂刷脱模剂：在玻璃钢雕塑手糊成型前，先把阴模模具型腔表面清洁干净；同时把玻璃纤维毡裁成与型腔形状大小相似的形状，若型腔形状复杂，可以裁成若干块简单形状的然后在手糊时再拼起来。在模具型腔表面涂上脱模剂，以便成型后产品的脱模顺利。在原型和分型面上涂刷脱模剂时，一定要涂均匀、周到，须涂刷2－3遍，待前一遍涂刷的脱模剂干燥后，方可进行下一遍涂刷。脱模剂成分有很多种，一种是煤油（汽油等）加地板蜡；还有一种凡士林加机油；再有用油漆也行。
3、涂刷胶衣层：待脱模剂完全干燥后，将专用胶衣用毛刷分两次涂刷，涂剧要均匀，待第一层初凝后再涂刷第二层。在这里要注意胶衣不能涂太厚，以防止表面裂纹和起皱。胶衣层的厚度一般是0.5~0.8mm。胶衣本身是一种树脂，这类树脂在手工制作玻璃钢制品时十分重要，它不但可以起到玻璃钢表面的保护层作用，而且可以起到表面的装饰效果，只要在胶衣里加进色浆，产品表面就会有相应的颜色。由于玻璃钢制品的使用环境及要求各不相同，因此必须根据实际情况，选用不同品种的胶衣树脂，目前的牌号为∶TM-33、TM-35、S-739、胶衣33等。胶衣可以用刷子来涂到模具型腔上，也可以用气动喷枪喷射到上面，用喷枪比刷子涂的要均匀，效果好，目前一般都是用喷枪涂胶衣的。胶衣的自然固化一般需要半个小时左右，可以用烘房来加快固化的时间，等到所喷的胶衣干了后，就可以开始糊树脂和玻璃纤维。
4、树脂胶液配制树脂：首先要和固化剂以一定的比例搅均匀，以便加快产品的固化时间，不饱和树脂的牌号一般以191、196#树脂用得最广。若使用的是环氧树脂的话。根据常温树脂的粘度，可对其进行适当的预热。然后以100份WSP6101型环氧树脂和8－10份（质量比）丙酮(或环氧丙烷丁基醚)混合于干净的容器中，搅拌均匀后，再加入20份～25份的固化剂（固化剂的加入量应根据现场温度适当增减），迅速搅拌，进行真空脱泡1min～3min，以除去树脂胶液中的气泡，即可使用。
5、玻璃纤维逐层糊制：待胶衣初凝，手感软而不粘时，将调配好的树脂胶液涂剧到胶凝的胶衣上，随即铺一层短切毡，用毛刷将布层压实，使含胶量均匀，排出气泡。有些情况下，需要用尖状物，将气泡挑开。第二层短切毡的铺设必须在第一层树脂胶液凝结后进行。其后可采用一布一毡的形式进行逐层糊制，每次糊制2～3层后，要待树脂固化放热高峰过了之后（即树脂胶液较粘稠时，在20℃一般60min左右），方可进行下一层的糊制，直到所需厚度。糊制时玻璃纤维布必须铺覆平整，玻璃布之间的接缝应互相错开，尽量不要在棱角处搭接。要严格控制每层树脂胶液的用量，要既能充分浸润纤维，又不能过多。含胶量高，气泡不易排除，而且固化放热大，收缩率大。含胶量低，容易分层。再在玻璃纤维毡上刷树脂，让树脂浸进玻璃纤维毡中。等整层纤维毡浸满树脂后，还需要用刷子在纤维表面上刷动，把树脂和纤维毡之间的气体全部赶去来，否则会影响玻璃钢产品的质量和外观。接着就是重复上述步骤。铺一层玻璃纤维毡，涂一层树脂。玻璃纤维毡的层数决定着产品的厚度，玻璃纤维毡的厚度一般有0.2mm、0.4mm等规格，胶衣厚度加上纤维毡厚度乘以纤维毡层数就基本等于产品的厚度。在转角位置因为强度需要，可以多加一、两层纤维毡；在一些需要防止变形、增强强度的地方，可以增加一层高强度材料的玻璃纤维布。若防止浪费刷子有两个办法，一个是刷子用完后在树脂里浸泡，还有用丙酮洗刷子也行，这样刷子下次还可以再用。模具上糊好树脂和玻璃纤维后就等产品的固化。固化时间与树脂中加入的固化剂比例以及所处的温度有关，为了有较高的生产率，一般的固化时间控制在1~2个小时内较合适，这需要加入较多的固化剂，但会影响到产品的质量，解决办法就是放到约60℃的烘房内，这就可以减少固化剂的比例，提高固化时间。雕塑产品在模具内固化以后就可以脱模，脱模以后产品还需要自然固化约一个小时左右，这对产品修边后尺寸的收缩量减少很有帮助。玻璃钢产品的修边一般是按要求的尺寸画线，然后用电动切割机沿线切去费料同时留2~3mm的余量，再用电动砂轮来打磨修正。此时，产品成型完毕。
6、脱模修整：在常温（20℃左右）下糊制好的雕塑，一般48小时基本固化定型，即能脱模。对于一件完整的玻璃钢雕塑产品，成型后的后续工序还是非常有必要的。有些雕塑产品脱模后，表面有点刮伤或对接不到位，这就需要用同一牌号的树脂来粘补，固化后打磨修正。如果是光洁度要求高的雕塑，一般用400#～1200#水砂纸依次打磨雕塑表面，使用抛光机对雕塑进行表面抛光。有些雕塑边缘是与其他部件配合，需要保证厚度，就要在产品背面把过厚地方打磨一下以达到要求的厚度。很多玻璃钢雕塑产品是需要通过预埋钣金件来与其他产品安装在一起的，要预埋这些钣金件，首先把产品和钣金件放到靠模（靠模就是一个架子，产品和将要预埋的钣金件在其上都可以固定在要求的尺寸关系的位置上）上，然后通过树脂和玻璃纤维毡象糊产品那样把钣金件预埋到产品上。这些工序都会直接影响到产品的质量。
        玻璃钢雕塑自从玻璃钢材料问世后，由于其具有成型方便、可设计性强、轻质高强以及造价相对低廉等诸多优点，很快被应用到雕塑艺本中。应用玻璃钢雕塑技术，可以快速、逼真地将泥塑出的玻璃钢雕塑作品翻制并长期保存下来。因此，玻璃钢雕塑较多成为广场、商业网点、生活小区及游乐场所的标志物。玻璃钢制作工艺：成品制作前，先将所要制作的产品用特定泥巴材料塑造出相应要制作的产品，在泥塑稿制作完成后，翻制石膏外模，然后将玻璃钢（即树脂和玻璃丝布的结合物）涂刷在外模内部。等其干透后打开外模，经过合模的程序，获得玻璃钢雕塑成品。