Как сделать копию пластиковой детали

LiveInternetLiveInternet

—Цитатник

Маринованная цветная капуста Маринованную цветную капусту по этому рецепту мож.

Пирожки «Наливные яблочки» Ингредиенты: Молоко сухое (в тесто) — 2.

—Рубрики

—Музыка

—Поиск по дневнику

—Подписка по e-mail

—Статистика

Копирование деталей в домашних условиях

Авторы:Константин Редькин (Москва), Ростислав Шерстнев (Санкт-Петербург)

Наверное, у каждого моделиста со временем возникает потребность освоить технологию копирования деталей. Оно и понятно: с ростом мастерства уже скучно становится просто собрать модель из коробки – появляется необузданное желание построить что-нибудь этакое, чего нет больше ни у кого. Но строительство такого «кита» почти всегда связано с необходимостью изготовить N-ное количество одинаковых деталей (колес, люков, прожекторов и т.д. и т.п.). Можно, конечно, не жалея себя резать, точить и клеить каждую деталь отдельно, но во-первых это лишние затраты времени и сил, а во-вторых таким путем получить две (я уже не говорю про большее количество) совершенно одинаковые детали практически невозможно. Решение напрашивается само собой: изготовить одну-единственную, зато идеальную, деталь – «мастер-модель», а затем методом литья или штамповки получить необходимое количество ее копий.

Итак, решено – начинаем.

Материалы.

Способов копирования деталей методом литья существует множество. Это и литье пластмасс под высоким (ЛВД) или низким (ЛНД) давлением, и литье металла (в моделизме обычно используются сплавы под общим названием «белый металл»), и литье гипса, смешанного с ПВА… Список можно продолжать и далее, но мы остановимся на технологии литья/штамповки в силиконовую форму. Дело в том, что эта технология не требует никаких особых устройств и приспособлений, сравнительно легко реализуется в домашних условиях, но в то же время позволяет получать копии очень высокого качества.

Мастер-модель

Мастер-модель для изготовления литьевой формы может быть сделана из любого материала – смолы, пластика, металла, воска, дерева, бумаги (фантазия моделиста неиссякаема и непредсказуема). Перед заливкой силиконом мастер-модель желательно обработать разделительным составом, чтобы при ее извлечении не разрушить форму. В качестве разделительного состава могут использоваться различные жиры растительного, животного или химического происхождения, из области бытовой химии – полироли в аэрозольных упаковках. А в последнее время в продаже появились и специальные разделительные составы для литья в силиконовые формы. Если мастер-модель изготовлена из пористого материала вроде дерева или бумаги, перед нанесением разделительного состава ее следует пропитать каким-либо составом для заполнения пор: жидким воском, олифой, разбавленным ПВА, или покрасить.

Силикон для изготовления литьевой формы

Вязкость – характеристика, показывающая, насколько текуч материал. Чем она выше, тем материал менее текучий. Абсолютная вязкость, иногда называемая динамической или простой, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости. Измеряется динамическая вязкость в санитипуазах (cp, cps).Но не будем забивать голову витиеватыми научными терминами и формулами.
С хорошо известными продуктами динамическая вязкость соотносится примерно так:
0 cps = вода
500 cps = подсолнечное или оливковое масло
1500 cps = машинное масло
10000 cps = мёд
100000 cps = патока
Чем меньше вязкость силикона, тем лучше он обтекает все неровности мастер-модели и, соответственно, тем точнее будет литьевая форма. Силиконы с вязкостью до 3000 cps могут использоваться как заливочные (они просто заливаются в опоку, куда установлена мастер-модель), с более высокой вязкостью – как обмазочные (мастер-модель обмазывается ими в несколько слоев).
Из прочих характеристик силиконов, которые в нашем деле имеют меньшее значение, можно выделить рабочее время (время, на протяжении которого они сохраняют заявленную вязкость) и время полимеризации (время, через которое форма полностью застынет и будет готова к использованию).
По технологии приготовления силиконы бывают двухкомпонентные (так называемые «компаунды»): состоящие из основы и катализатора (отвердителя), которые перед использованием нужно смешать в определенной пропорции, и однокомпонентные – уже готовые к применению.
Что касается рекомендаций по использованию каких-то конкретных силиконов, то мы бы не взялись их давать – выбор достаточно велик, чтобы сравнить какой лучше, а какой хуже потребовалось бы очень много времени и сил. Результаты некоторых испытаний мы все же попытались объединить в таблицу, которая приведена в конце статьи и, надеемся, окажет Вам некоторую помощь при выборе материала.
Авторы статьи будут благодарны Вам за предоставление информации о материалах, не вошедших в эту таблицу.

Строительные силиконовые герметики

Силиконовые автогерметики ABRO

Заливочные силиконы от «Пенты»

Материалы для литья

Разнообразных литьевых материалов сейчас, пожалуй, даже больше, чем силиконов. Это всевозможные жидкие пластмассы, эпоксидные и полиэфирные смолы, стоматологические пластмассы, двухкомпонентные эпоксиды типа «холодной сварки», легкоплавкие металлы, в конце концов просто гипс, замешанный на ПВА. Все эти материалы, естественно, имеют разные характеристики, основными из которых для нас являются РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ и ВЯЗКОСТЬ.
Вязкость – характеристика, аналогичная такой же характеристике силиконов. Чем меньше вязкость материала, тем он более текуч, а значит, тем лучше он заполнит все неровности формы и позволит получить более качественную отливку. Наименьшей вязкостью (от 80 до 300 cps, т.е. нечто среднее между водой и растительным маслом) обладают полиэфирные смолы и некоторые жидкие пластмассы.
Рабочее время – время, на протяжении которого материал сохраняет заявленную вязкость. Эта характеристика очень важна для литья в домашних условиях. Дело в том, что большинство материалов с низкой вязкостью имеют очень малое рабочее время – 1,5-2 минуты, после чего очень быстро начинают густеть. Такие материалы хороши для использования в специальных литьевых установках, где смешивание компонентов, дегазация и заливка формы происходят автоматически и быстро. В домашних же условиях, когда все эти процессы происходят несколько дольше, лучше использовать материалы со временем жизни 3-5 и более минут, пусть даже и более вязкие.

Кратко рассмотрим некоторые из литьевых материалов, которые нам довелось испытать на практике.

Эпоксидная смола ЭДП – двухкомпонентная смола янтарного цвета, практически без запаха, в упаковках по 250, 500 и 1000 гр. Состоит из вязкой основы и более жидкого отвердителя, которые смешиваются в пропорции 10:1. Легко тонируется добавлением сухих пигментов или готовых красок (масляных, алкидных, нитро). Имеет среднюю вязкость, которую можно значительно уменьшить, нагрев смесь до 40-50 градусов (правда, при этом рабочее время сокращается с 1 часа до 5-10 минут). Тонкие детали при отливке получаются довольно хрупкими, для уменьшения хрупкости можно при смешивании компонентов добавлять в смолу касторовое масло (не более 1-2% от общего объема). Время полного отверждения – 24 часа (если смола перед заливкой нагревалась, то 3-4 часа), после чего готовую отливку можно подвергать механической обработке.

Эпоксидные смолы PermaPoxy – линейка двухкомпонентных полупрозрачных и прозрачных смол с рабочим временем от 3 до 90 минут. Состоят из основы и отвердителя в двух соединенных между собой пластиковых шприцах с общим поршнем, что существенно упрощает дозировку (компоненты смешиваются в пропорции 1:1). По своим рабочим свойствам практически не отличаются от ЭДП, разве что время полной полимеризации несколько меньше – от 1 до 6 часов. Эксперименты с тонированием и снижением хрупкости не проводились.

Миллипут – двухкомпонентная эпоксидная паста холодного отверждения. Выпускается четыре вида МИЛЛИПУТА: стандартный желто-серый, терракотовый, серебристо-голубой, супертонкий белый. Каждый вид поставляется в одинаковых упаковках весом 113,4 г. Два компонента, составляющие упаковку Миллипута могут по отдельности храниться около двух лет. При смешивании приблизительно равных объемов компонентов, получается очень липкая и мягкая паста, которая в конце концов застывает. Полное затвердевание при комнатной температуре происходит за 3-4 часа. При нагревании отверждение можно провести за считанные минуты. После частичного или полного застывания Миллипут можно обрабатывать на станке, резать штихелем, сверлить, обрабатывать надфилем или наждачной бумагой, пилить, раскрашивать.

Дополнительные приспособления для литья

Изготовление форм

Изготовление разрезной формы с использованием заливочного силикона.

Разрезная форма лучше всего подходит для последующего литья в нее достаточно жидких пластиков или смол. Особенность такой формы заключается в том, что мастер-модель заливается или обмазывается силиконом полностью и со всех сторон, а затем, после окончательного отверждения материала, в форме делается разрез, через который извлекается мастер-модель и последующие отливки. Для разрезной формы лучше всего использовать силиконы с большим коэффициентом удлинения – это позволит ограничиться небольшим (меньшим, чем сама мастер-модель) разрезом, а значит и облой на отливках будет минимальным.
Процесс изготовления разрезной формы несложен. Рассмотрим его на примере изготовления формы с использованием заливочного силикона.

1. Изготавливаем мастер-модель и закрепляем ее на подставке капелькой супер-клея. В дальнейшем на готовой форме углубление от подставки будет играть роль литника. Целесообразно использовать подставку, верхняя часть которой сточена под углом – это позволяет уменьшить площадь соприкосновения с ней мастер-модели, а значит и площадь поверхности, которую потом, после отделения литника, потребуется обтачивать на готовых отливках.

2. Берем кисточку и тщательно обрабатываем мастер-модель разделительным составом, который не даст прилипнуть к ней силикону. Слой разделительного состава должен быть очень тонким, но в то же время должен покрывать всю поверхность мастер-модели. Особенно надо следить за тем, чтобы состав не залил всяческие мелкие впадины. В качестве разделителя лучше всего использовать какие-либо жиры: растительное или машинное масло, вазелин и т.д. и т.п. В продаже (например, у компании «Пента») имеются и специальные разделительные составы.

3. Закрепляем подставку с мастер-моделью в опоке. Опоку можно сделать из любого материала, от которого потом не очень сложно будет отделить силикон. Простейший вариант – пластилиновая подложка и пластилиновые бортики. При изготовлении опоки нужно учитывать следующее: чтобы силиконовую форму в процессе эксплуатации не повело и она прожила дольше рекомендуется выбирать ее размер таким образом, чтобы после установки мастер-модели от нее до каждой из стенок опоки было не менее 8-10 мм. Высоту опоки желательно сделать раза в 2-2,5 больше, чем ожидаемая высота формы, поскольку в процессе вакуумирования силикон будет активно пениться, значительно увеличиваясь в объеме.
Нам кажется, что удобно использовать опоку, склеенную из полистирола. Размер ее подбирается таким образом, чтобы она без усилий проходила в горлышко банки. Одна из стенок делается съемной – это позволяет легко устанавливать внутрь мастер-модель. Такая опока достаточно универсальна и позволяет получать формы как на достаточно большие, так и на маленькие детали. В последнем случае чтобы избежать излишнего расхода силикона, неиспользуемый объем можно заполнить брусочком из пластилина.
После установки мастер-модели ставим на место съемную сторону опоки и промазываем щели строительным или автомобильным герметиком.

4. Готовим заливочный силикон. Он состоит из двух компонентов – основы и отвердителя (катализатора). Отмеряем эти компоненты, стараясь как можно точнее соблюсти необходимые пропорции. Поскольку размеры форм, которые мы используем в 72-м масштабе, относительно небольшие (от 20 до 60 см3), то нет необходимости взвешивания компонентов в каких-то больших емкостях, достаточно простых пластиковых одноразовых шприцов (2, 5 и 20 см3). Соединяем компоненты и тщательно перемешиваем. Обычно рабочее время заливочного силикона лежит в пределах 30-60 минут, поэтому можно особо не торопиться. При смешивании состав наберет в себя очень большое количество воздуха, поэтому перед заливкой его в опоку целесообразно провести дегазацию – поместить емкость с компаундом в вакуумную установку и выдержать под вакуумом от 1 до 3 минут. При этом смесь начнет сильно пузыриться, «вскипать», а после снятия вакуума резко осядет.

5. Заливаем компаунд в опоку тонкой струей, стараясь лить как можно ближе к краю опоки, чтобы смесь затапливала мастер-модель снизу. Это уменьшит образование пузырьков воздуха на мастер-модели – они сразу будут «вытягиваться» на поверхность. Помним, что смесь должна покрыть мастер-модель сверху тоже не меньше, чем на 8-10 мм.
6. Помещаем опоку в вакуумную установку и снова выдерживаем под вакуумом не менее 1-2 минут, чтобы удалить воздух, попавший в форму при заливке. После этого снимаем вакуум, извлекаем опоку и оставляем ее сохнуть. Обычно внешне компаунд затвердевает через 5-6 часов, но нужно помнить, что полная полимеризация происходит значительно дольше – от 1 до 3 суток (производитель обычно указывает это время в инструкциях).

7. После окончательного затвердевания силикона начинаем делать из цельной формы разрезную. Для этого извлекаем подставку, на которой была закреплена мастер-модель (см. п.1), а затем, аккуратно растягивая форму, острым ножом подрезаем те участки, которые не позволяют извлечь мастер-модель (обычно это – сквозные отверстия в мастер-модели). Как только разрез становится достаточным для того, чтобы извлечь мастер-модель, считаем, что форма готова: мастер-модель удалена, литьевой канал есть – можно приступать к отливке копий.

Изготовление разрезной формы с использованием обмазочного силикона.

Процесс изготовления разрезной формы из обмазочного силикона не сильно отличается от описанного выше. Просто мастер-модель не заливается, а тщательно обмазывается силиконом. Опока в этом случае совсем не обязательна, без дегазации тоже вполне можно обойтись (тем более, что в домашних условиях вряд ли можно получить настолько глубокий вакуум, чтобы «вытащить» воздух из густой обмазочной смеси).
При использовании специальных обмазочных силиконов, которые вулканизируются равномерно по всей глубине, слой накладываемого состава может быть сколь угодно толстым. При использовании авто- или других герметиков (например, того же ABRO) нужно учитывать, что они затвердевают от контакта с воздухом, т.е. даже при отверждении верхнего слоя внутри еще долго может оставаться «кисель». Поэтому для получения качественной формы такие составы нужно накладывать в несколько слоев толщиной 2-3 мм с промежуточной сушкой между слоями 2-3 часа. Обмазывать мастер-модель лучше всего кисточкой, накладывая первый слой стараться промазать все неровности мастер-модели чтобы избежать появления воздушных пузырьков.

Изготовление разъемной (составной) формы.

Если составная форма сделана правильно, то ее половинки будут идеально совпадать друг с другом, а достаточное количество замков исключит смещение половинок во время литья. Если во время пробной отливки окажется, что половинки формы смещаются друг относительно друга или если форма будет использоваться для формования (штамповки), можно порекомендовать усилить ее гипсовым «саркофагом». Половинки «саркофага» делаются так же, как делались до этого половинки формы, только в качестве мастер-модели выступает уже сама силиконовая форма, внутрь которой вложена мастер-модель. Результат должен быть примерно как в сказке про иглу, яйцо, утку, зайца и т.д.: саркофаг, внутри которого силиконовая форма внутри которой мастер-модель.

Литье

Вот мы и добрались до самого интересного

Литье в разрезную форму.

1. Готовим форму для литья. Форма должна быть чистой и сухой, мелкие частицы смолы, оставшейся в форме от предыдущих отливок, нужно удалить. Для того, чтобы расширить заливочное отверстие и упростить заливку и последующую дегазацию, в заливочное отверстие целесообразно вставить одну или несколько распорок. Для того, чтобы улучшить смачиваемость поверхности формы заливочным составом (а значит повысить качество отливок), желательно перед заливкой обработать ее графитовым порошком или тальком.

2. Готовим заливочный материал. Как правило, он состоит из двух компонентов – основы и отвердителя (катализатора). Отмеряем эти компоненты, стараясь как можно точнее соблюсти пропорции, указанные в инструкции. Если не отливать целиком корпуса или башни танков, заливочного материала на одну заливку требуется немного (так, например, объем смеси, необходимой для отливки пары колес для «Урала» в 72-м масштабе – всего 1,6 см3), поэтому для дозирования компонентов удобно использовать одноразовые шприцы объемом 2 или 5 см3. Производитель обычно обращает внимание на то, что необходимо максимально точно соблюдать указанные пропорции (и это правильно!), но на практике хорошие результаты получаются и при отклонениях ±10%.
При желании состав можно подкрасить капелькой цветной краски, только не на водной основе – полиэфиры и жидкие пластмассы боятся воды. Краска добавляется в основу, тщательно перемешивается и только после этого добавляется катализатор.
Предварительную дегазацию заливочной смеси НЕ ДЕЛАЕМ – во-первых время ее жизни не так велико, как у силиконов, а во-вторых для того, чтобы вытянуть воздух из такого небольшого объема, достаточно дегазации после заливки.

3. Тщательно (но быстро – помним про короткое рабочее время) перемешиваем компоненты и тонкой струйкой заливаем в растянутое распоркой литьевое отверстие. Состав должен заполнить всю полость формы и часть литьевого канала: он набрал много воздуха при перемешивании, поэтому после дегазации его объем уменьшится и он «осядет».

4. Опять же быстро помещаем форму в вакуумную установку, быстро откачиваем воздух и некоторое время выдерживаем ее под вакуумом. Для текучих составов с малым временем жизни достаточно 10-15 секунд, для более вязких (как, например, ЭДП) можно позволить себе и 30-60 секунд. Тут нужно искать золотую середину: с одной стороны чем дольше продержим под вакуумом, тем качественнее будет отливка, с другой – нужно успеть снять вакуум и убрать распорки до того, как заливочный состав начнет густеть. Обычно требуемое время вакуумирования становится известно с третьей попытки, как при пристрелке – недолет, перелет, попадание.

5. Снимаем вакуум, вынимаем форму из установки, убираем распорки и ждем, пока состав окончательно отвердеет. Затем извлекаем готовую отливку из формы и любуемся, любуемся, любуемся… Если любоваться особенно не на что, повторяем этапы 1-4, внося в них незначительные корректировки. Рано или поздно набъем руку, определим необходимые пропорции компонентов и время вакуумирования. Повторимся, обычно бывает достаточно трех, максимум – пяти заливок, чтобы почувствовать особенности материала.

Литье и штамповка в разъемную форму.

1. Половинки формы готовим для литья так же, как и разрезную форму: очищаем, сушим, обрабатываем тальком.
2. Если для литья будет использоваться состав с низкой вязкостью, то половинки формы соединяются и скрепляются резинкой (чтобы форму не повело, лучше все же подложить под резинку пластиковые «щечки» или сделать гипсовый «саркофаг»), после чего форма заливается и вакуумируется так же, как и разрезная. Единственный ньюанс – фокус с распоркой на литьевом отверстии здесь не пройдет, поэтому отверстие изначально должно быть достаточно широким. Чтобы еще более улучшить качество литья, можно перед соединением половинок промазать их при помощи кисточки тонким слоем заливочного материала, а уже потом, после соединения, заливать остальную массу.
3. Если используем вязкий состав (эпоксидку с наполнителем, стоматологическую алгоритм действий будет несколько другим). Аккуратно и тонким слоем промазываем составом половинки формы, стараясь избежать воздушных пузырей, затем заполняем составом остальной объем с небольшим избытком, соединяем половинки между собой и стягиваем резинкой или струбциной. Чтобы форму не повело, опять же используем «щечки» или «саркофаг». Избыток формовочной массы при этом уйдет в выпоры или полости, которые мы предусмотрели при изготовлении формы.

Особенности литья без применения вакуумной установки.

Некоторые комментарии к изложенному, возникшие у Ростислава в ходе освоения им технологии литья.

И главный совет. Не торопитесь и не сдавайтесь. Этот процесс требует большой выдержки.

Сравнительные характеристики некоторых материалов для изготовления литьевой формы.

Сравнительные характеристики некоторых заливочных материалов.

На ряд материалов из этих таблиц не удалось найти точных значений коэффициента растяжения, вязкости и рабочего времени, поэтому они приведены «по ощущениям».

Некоторые полезные ссылки по теме

Хочется поблагодарить специалистов компаний Prop&Jet, Vector, Penta, Lasso, а также коллег по хобби Андрея Новожилова, Виктора Крестинина, Сергея Голикова и многих-многих других за рекомендации и практические советы по освоению технологии.

Метки: отливки силикон литьевые формы эпоксидные смолы изготовление форм

Процитировано 14 раз
Понравилось: 2 пользователям

Источник