Наиболее простым по аппаратурно-технологическому оформлению способом получения изделий из полимерных композиционных материалов является контактное формование в открытых формах, которое применяется для изготовления крупногабаритных малонагруженных деталей сложной конфигурации: коробчатых кожухов механизмов, баков, корпусов и других элементов лодок, катеров и пр. Контактное формование изделий в открытых формах осуществляют в основном двумя методами — ручной укладкой и напылением. В качестве основных элементов технологической оснастки при контактном формовании используют формы, модели и вставки (стержни). Их назначение аналогично традиционной оснастке, используемой в литейном производстве, но имеет ряд особенностей, зависящих от применяемых материалов. Модели и вставки изготавливают из дерева, гипса, комбинаций гипса с металлами и другими материалами. Для получения форм по указанным на чертеже размерам изготавливают модель из дерева, гипса, фанеры или другого материала. По модели методом выкладки или полива получают оболочку — форму, поверхность которой в точности воспроизводит поверхность модели. Форму отделяют от модели (при этом модель часто разрушают) и полируют для улучшения внешнего вида и облегчения извлечения формуемых изделий. На отполированную форму наносят несколько слоев пастообразного парафина. Как правило, применяют формы негативные по отношению к готовому изделию, но известны и позитивные формы. Непосредственно перед формованием изделий на поверхность формы кистью либо распылением наносят наружный смоляной слой (гелькоут). Для этого используют полиэфирную смолу, содержащую наполнители и пигменты, но без армирующих добавок. Эта композиция в процессе формования переходит на формуемое изделие, образуя наружный слой. Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия. Гелькоуты имеют широкую палитру цветов, поэтому внешний вид изделия может иметь практически любой цвет. Кроме того, гелькоут предохраняет изделие от пагубного влияния ультрафиолета, химически активных сред, воздействия воды. Обычно цвет гелькоута отличен от цвета композита, что обеспечивает визуальную оценку полноты и равномерности нанесения покрытия. Таким образом, «окрашивание» детали производится раньше, чем она будет изготовлена.
Декоративная глянцевая поверхность практически не требует последующей отделки. Таким образом, в отличие от деревянных и металлических деталей, «окрашивание» изделий в этом случае производится раньше, чем они будут изготовлены. Детали, формуемые методом ручной укладки, состоят из волокнистого наполнителя и связующего — смеси, например, полиэфирной смолы с катализатором. В композиции часто дополнительно вводят наполнители, изменяющие свойства получаемого материала. Следующей операцией является подготовка материала. Все типы армирующих материалов — маты из рубленой пряжи, ткани и тканый ровинг — поступают в виде больших рулонов различной ширины. Лист нужной длины вырубается из рулона и обрезается по шаблону. Затем тщательно смешивают заранее отмеренные количества смолы и отвердителя. Композицию можно наносить на волокно как вне формы, так и внутри нее. Возможно использование распылителя, который автоматически дозирует и смешивает компоненты. Для уплотнения материала и удаления пузырьков воздуха применяют щетки, резиновые и зубчатые валики (рис. 1.1).
На рис. 1.2 приведена фотография рабочего места при формовании методом ручной укладки. Необходимое число слоев мата и (или) тканого ровинга набирается до достижения расчетной толщины. Слои мата и тканого ровинга следует чередовать для обеспечения хорошей межслойной прочности сцепления, предотвращения появления воздушных включений. При использовании только матов содержание волокна должно быть 25-35%. В пластиках, полученных с применением матов и тканого ровинга, содержание волокна находится в пределах 35-45%, а при использовании только ткани — около 50%. Продолжительность отверждения смол и композитов зависит от температуры; при комнатной температуре — от 10-20 мин до 14 суток, при 65 °С — 5-30 мин, при 82 °С — 1,5-5 мин. Рис. 1.1. Элементы конструкции формы и изделия при формовании ручной укладкой: 1 — форма; 2 — разделительная пленка; 3 — наружный смоляной слой; 4 — стекловолокно; 5 — ручной валик; б — смола в смеси с катализатором. 9 После отверждения, готовое изделие извлекается из формы и подвергается механообработке: обрезка облоя - излишков стеклопластика или отвержденной полиэфирной смолы по краям изделия; высверливание отверстий и т. д. Метод формования ручной укладкой, основанный на использовании заранее подготовленных матов или тканей, обеспечивает высокую однородность продукции по прочности и возможность контроля показателей.