Ремонтировать или не ремонтировать полимерные изделия

Ремонтировать или не ремонтировать– вот в чем вопрос!

В большинстве своем пластиковые компоненты на автомобилях и мотоциклах не являются несущими, поэтому, если деталь будет повреждена, это не станет причиной дорожно-транспортного происшествия. Например, если во время парковки другой автомобиль столкнется свашим и повредит вам задний бампер или мотоцикл упадет с боковой стойки набок, что приведет к повреждению боковой панели. Конечно же, это неприятное происшествие, но, как бы там ни было, в результате повреждена лишь пластиковая деталь.

Первый вопрос, на который вы должны сами себе ответить: «А стоит ли вообще ремонтировать эту деталь?» Возможно, на пластиковом бампере вашего автомобиля появилась глубокая вмятина, но этому автомобилю уже 12лет, а пробег его составляет 320000км. Скорее всего, вы сможете ездить на этом автомобиле и дальше. Или возьмем другую ситуацию. У вас есть старый мотоцикл для движения по бездорожью, но один из трех штифтов, которые фиксируют боковую панель, отломился. При этом боковая панель остается надежно зафиксированной, и вы сможете использовать мотоцикл и дальше. В общем, я хочу сказать, что, если даже после повреждения пластиковая деталь не мешает вам жить, скорее всего, не нужно тратить время и средства на ее ремонт или замену. Однако, если вы сейчас читаете это руководство, скорее всего, пластиковые детали вашего транспортного средства повреждены и непригодны к эксплуатации.

Затем стоит задать себе второй вопрос: «Могу ли я отремонтировать деталь или стоит ее заменить?» Ответ на этот вопрос в полной мере зависит от стоимости детали для замены. Обычно это тот случай, когда, по вашему мнению, деталь стоит неоправданно дорого. «Что?! $450 за этот кусок пластмассы? Это же просто грабеж!»

В стоимость детали для замены обычно включены затраты на упаковку, хранение на складе ираспределение деталей по магазинам, и чаще всего эти затраты довольно значительны. Например, приобретение новой боковой крышки для мотоцикла FZ750 1985года выпуска уофициального дилера Yamaha влетит вам в копейку. И вы не будете думать о том, что, прежде чем попасть к официальному дилеру на склад, деталь была отлита в Японии несколько лет назад, затем окрашена и подготовлена к продаже, после чего ее отправили на корабле впредставительство официального дилера в вашей стране, где она и хранилась на складе, пока ее не заказали. Причем все затраты по перевозке и хранению перекладываются на покупателя.

Факторы, которые стоит обдумать

• Иногда ремонтные работы можно выполнить, не снимая и не устанавливая деталь.
• Точечный ремонт поможет сэкономить на материалах для дальнейшей обработки и шлифовки, атакже на стоимости работ, так как не придется выполнять шлифовку всей детали.
• Оработка оригинальной детали может производиться лучше по сравнению с деталями на рынке послепродажного обслуживания.
• Доступность детали для замены: если деталь достать сложно, возможно, вы решите отремонтировать старую деталь.
• Установка и чистовая обработка детали для замены, если таковая используется.

Но основной причиной высокой стоимости деталей для замены является то, что обычно только одна компания владеет формой и необходимыми инструментами для отливки этой детали. Если производитель обладает монополией на поставку детали, он может выставлять ту цену, которая ему выгодна.

В некоторой степени высокая стоимость деталей для замены призвана покрыть расходы на создание формы для отливки детали. Формы могут стоить очень дорого. В зависимости от формы иразмера детали форма для отливки может стоить от $25000 (для небольшой простой детали) до $500000 (большая и сложная форма для отливки бампера).

Существует несколько причин высокой стоимости этих форм. Формы для термопластов, изготовленных путем инжекционного формования, делаются из брусков твердой стали путем прецизионной обработки, и чем больше деталь, тем большим должен быть брусок стали. Для создания и конструкции форм используются станки и системы автоматизированного проектирования, которые также стоят недешево. Все эти затраты закладываются в стоимость формы. Часто формы подвергаются ручной обработке, которая требует квалифицированной рабочей силы. Кроме того, значительные средства идут на разработку конструкции формы исоздание условий, для того чтобы пластик должным образом заливался в форму, чтобы сократить частоту производственных дефектов.

Рис. 5

Производителю приходится вкладывать значительные средства при изготовлении полимерных деталей путем инжекционного формования. Формы изготавливаются из брусков твердой стали путем прецизионной обработки.

Иногда спрос на детали для замены достаточно высок, что побуждает другого производителя создавать собственную форму и продавать компоненты на рынке послепродажного обслуживания. Типичным примером в таком случае могут служить детали, которые чаще всего подвергаются повреждению при столкновениях, например передний и задний бамперы, решетки ифары головного освещения. Многие компании занимаются производством деталей для рынка послепродажного обслуживания. Часто считают, что детали, выпущенные другими производителями, не всегда соответствуют стандартам оригинальных деталей. Хотя иногда это итак, стоит отметить, что для покупателя выпуск этих деталей другими производителями является выгодным, поскольку заставляет производителя оригинального оборудования снижать его стоимость, чтобы конкурировать с другими. Например, оригинальный бампер, который сначала мог стоить около $400, может стоить $200 после появления идентичных деталей на рынке послепродажного обслуживания.

Бывает также, что для популярных автомобилей, например Honda Civic, на рынке послепродажного обслуживания можно найти бамперы трех различных производителей, при этом стоимость детали может опуститься до $80. В таком случае не стоит тратить время и средства на ремонт бампера. Если речь не идет о небольшой вмятине, намного разумнее просто снять поврежденную деталь и заменить ее новой, особенно если поверхность бампера неокрашенная, текстурированная. В любом случае, если конкуренции на рынке нет, стоимость оригинальной пластиковой детали может варьироваться от $300 до $600, а иногда может доходить до $1500. Втаком случае стоит провести несколько часов в гараже, чтобы попытаться отремонтировать деталь.

Инжекционное формование: принцип работы

Процесс инжекционного формования термопластов подразумевает быстрое заполнение закрытой формы под давлением расплавленным пластиком. Агрегат для инжекционного формования заполняется твердыми пластиковыми гранулами. Эти гранулы затем поступают в пресс/плунжер, который нагревает гранулы до температуры плавления и гомогенизирует смесь. Когда сплав готов, плунжер впрыскивает необходимое количество расплавленного пластика под высоким давлением (от 690 до 2000бар). Сплав остывает до температуры ниже температуры отверждения пластика. Таким образом, за относительно короткий промежуток времени пластик остывает и отверждается вдостаточной мере, чтобы извлечь его из формы. Как только деталь извлекается из формы, цикл повторяется.

Так как во время данного процесса используется достаточно высокое давление, форму необходимо изготавливать из прочных брусков нержавеющей стали. Если в детали есть подрезы или входящие углы, изготовление формы будет намного более сложным процессом, так как придется использовать вторичные выдвижные секции. Формы также будут оснащены подвижными штифтами, чтобы удалить готовую деталь из формы, а также каналами охлаждения, чтобы поддерживать необходимую температуру.

*

1. Винт/поршень

2. Приемная воронка

3. Резервуар

4. Форма

5. Клапан

6. Двигатель постоянного тока

*

Этап пластикации

Экструдер заполняет резервуар расплавленным пластиком.

Рис. 6

Этап впрыска

Форма закрывается, клапан открывается, и винт/поршень инжекционного агрегата перемещается вперед, чтобы впрыснуть расплавленный пластик в форму. Высокое давление, создаваемое поршнем (от 690 до 2000бар), позволяет быстро завершить литье и снизить вероятность усадки материала при охлаждении.

Рис. 7

Этап эжекции

Клапан закрывается, винт/поршень втягивается, чтобы начать следующий этап пластикации. Как только готовая деталь достаточно затвердеет, она удаляется из формы. Агрегат готов к следующему циклу.

Итак, как же узнать, лучше отремонтировать или заменить деталь? Тут все просто: если стоимость ремонта детали ниже, чем стоимость новой детали, разумнее будет выполнить ремонт. Однако стоит учитывать, что существует большое количество факторов, которые требуют наличия опыта при выполнении ремонта пластиковых изделий.

Если вы читаете подобное руководство впервые, скорее всего, у вас недостаточно опыта, чтобы подробно ответить на все вопросы. В большинстве случаев вам и не придется делать это: цифры красноречиво указывают необходимый выбор. Например, детали для мотоциклов, предназначенных для городского движения, столь неоправданно дороги, что благоразумнее будет попытаться их отремонтировать, даже если вы сразу не сможете рассчитать сумму, которая уйдет на ремонт.

Факторы, которые стоит принять во внимание

Принимая решение относительно ремонта или замены детали, стоит рассмотреть следующие факторы прежде всего: состав полимерного изделия, геометрию поврежденного участка и область около повреждения, а также сложность чистовой обработки материала.

Некоторые виды пластика намного проще поддаются ремонту, чем другие. Твердые виды пластика гораздо легче отремонтировать в основном потому, что клей ложится намного лучше. Если говорить о ремонте твердого пластика, часто существует большое количество возможных технологий ремонта, что увеличивает вероятность идеального подбора технологии всоответствии с типом повреждения. С другой стороны, такие виды пластика, как полиэтилен низкой плотности, часто использующийся на мотоциклах для движения по бездорожью и внедорожниках, намного хуже поддаются ремонту, так как клей ложится крайне плохо. Сварка часто является единственным способом ремонта для подобных видов пластика.

Геометрия поврежденного участка, а также область около него являются важными факторами, так как большая часть технологий ремонта основана на использовании клея. Прочность отремонтированного с использованием клея участка обычно возрастает в прямо пропорциональной зависимости по отношению к площади области, на которую наносится клей. Другими словами, чем больше площадь, на которую вы можете нанести клей, тем прочнее будет деталь после ремонта.

*

1. Проще

2. Сложнее

3. Трещина находится в той же плоскости, что и большая часть поверхности около нее

4. Трещина расположена по самому краю, к тому же она проходит через декоративный элемент на поверхности детали

5. Выступ находится в той же плоскости, что и деталь

6. Выступ расположен перпендикулярно плоскости детали

*

В общем, чем больше область вокруг поврежденного участка, тем проще вам будет устранить повреждение. Задача будет значительно легче, если внешний вид обратной стороны детали не имеет особого значения, что позволит вам усилить ее. И наоборот: если в области, которая нуждается в ремонте, есть большое количество деталей, которые необходимо сохранить, или если поврежденный компонент расположен под прямым углом по отношению к детали, возможно, отремонтировать такую деталь будет крайне сложно и даже невозможно. В таблице1.1 указаны некоторые эмпирические правила относительно технологий выполнения ремонта с учетом геометрии повреждения и области около поврежденного участка.

Таблица1.1. Эмпирические правила, которые облегчат процедуру ремонта

Конечно же, невозможно привести полный список факторов, которые будут влиять на возможность выполнения ремонта, но имеющийся список можно использовать в качестве отправной точки. Когда вы приобретете некоторый опыт при использовании нескольких технологий ремонта пластика, вы сможете намного лучше понять, что подлежит ремонту, а что нет.

Чистовая обработка

Последний фактор, который следует принять во внимание, когда вы будете принимать решение относительно ремонта или замены детали, – сложность ее чистовой обработки. Пластиковые детали могут поступать уже окрашенными или с необработанной поверхностью. Декоративные пластиковые детали можно покрасить, как, например, большинство бамперов и облицовочных панелей мотоциклов и автомобилей, или их можно отлить в цвете, как, например, крылья внедорожников. Недекоративные пластиковые детали не подлежат покраске, так как дополнительный этап производства будет всего лишь бесполезной тратой средств.

Декоративные детали обычно стоят дороже, особенно если они окрашены или на них нанесены деколи. К счастью, на самом деле чистовая обработка детали будет намного проще, если она окрашена. Оригинальное покрытие можно отшлифовать, затем область, подвергшуюся ремонту, можно покрыть заполняющим материалом, который затем нужно будет отшлифовать, после чего нанести свежий слой краски.

Чистовую обработку выполнить будет намного сложнее, если декоративный компонент не окрашен. Часто эти детали структурированы. Если вы присмотритесь к поверхности подобной детали, увидите, что она не гладкая, а с небольшими точками на поверхности в виде определенного рисунка. Это в особенности касается облицовочных панелей, например дверных ручек, зеркал, или резиновых уплотнительных полосок. Часто подобным образом изготавливаются целые бамперы. Осложняет ситуацию тот факт, что эти детали обычно отливаются из термопластичного полиолефина, который достаточно сложно покрасить.

Все эти типы пластика достаточно легко отремонтировать, но гораздо сложнее выполнить чистовую обработку. На данный момент не существует технологий, которые позволяют продублировать несимметричный рисунок поверхности этих деталей. Вы можете воссоздать данный рисунок, попытавшись нанести текстурное покрытие, однако его достаточно сложно подобрать идеально. Чаще всего приходится удалять вручную всю текстуру поверхности, а затем повторно создавать ее на всей детали. Как только вы создадите новую текстуру детали, ее необходимо будет окрасить в подходящий цвет.

Время и средства, потраченные на покраску и обработку детали, необходимо сравнить со стоимостью новой детали. Запомните: текстурированные неокрашенные детали обычно намного дешевле, чем окрашенные!

Крылья внедорожников и мотоциклов для движения по бездорожью являются еще одним распространенным примером деталей, которые трудно обработать. Обычно эти детали изготавливают из полиэтилена, например термопластичного полиолефина, олефинового пластика, который на ощупь кажется «маслянистым». Именно поэтому к его поверхности не прилипает грязь, поэтому все загрязнения легче удалить водой под давлением. Кроме того, полиэтилен довольно прочный, эластичный, дешевый и чрезвычайно стойкий к химическому воздействию, из-за чего его часто используют для производства топливных баков.

Его химически стойкая «маслянистая» природа является также причиной того, что его практически невозможно покрасить. На самом деле полиэтилен достаточно просто отремонтировать, используя технологии пластиковой сварки, как мы увидим позже в данном руководстве, но, так как теоретически полиэтилен не подлежит чистовой обработке, детали, изготовленные из этого материала, выгоднее заменить, чем ремонтировать.

Это возвращает нас к одному из первых факторов, которые мы рассматривали в этой главе, касающемуся внешнего вида детали. Скажем, у вас старый мотоцикл для движения по бездорожью. Вас не особо волнует его внешний вид после ремонта. В таком случае вы легко можете приварить поврежденный участок, восстановив все функции детали. В действительности ремонтируемый участок можно усилить, сделав деталь более прочной, чем до ремонта. Однако, так как полиэтилен не подлежит чистовой обработке, вы не сможете отшлифовать, прогрунтовать и покрасить отремонтированную поверхность, следовательно, следы ремонта скрыть не удастся. Все в порядке, если у вас старый мотоцикл или вы не смогли найти деталь для замены. Однако, если у вас новый мотоцикл, вас может не устраивать внешний вид отремонтированной детали, что будет побуждать вас заменить ее.

Надеюсь, вы получили общее представление о факторах, которые стоит учитывать при принятии решения относительно ремонта или замены той или иной пластиковой детали. Скорее всего, вы не сможете на интуитивном уровне принимать решения относительно ремонта или замены поврежденной детали, пока не выполните самостоятельно некоторое количество ремонтных работ. Поэтому лучше потренироваться на некоторых дорогих деталях, которые все равно необходимо заменить.