Как сделать литейную форму
Литьё ювелирных украшений в домашних условиях
Воск при помощи паяльника наносится на металлический палец нужного для кольца диаметра. Палец обернут фольгой для более простого снятия восковки в будущем.
Для резьбы по воску используются резцы, у Тимофея они самодельные. Широкие и плоские для снятия большого количества материала и создания формы, игла для тонкой работы и гравировок, и трубчатый резец-ложка для универсальной работы и наплавления воска, что будет показано дальше.
Когда проведена разметка рисунка и букв, постепенно углубляются линии и удаляются лишние фрагменты из фона. И спустя не определенное количество времени модель становится похожа на то, что вы могли видеть на пальце автора канала AlexGyver. Затем железный палец убирается, фольга тоже. Далее идет не обязательная процедура снятия с модели слепка. Слепок позволяет быстро изготавливать восковки и тиражировать модель, например, для фанатов. Но в то же время, даже при изготовлении единичного изделия, одна восковка дает одну литейную форму, и чтобы ее не запороть, тоже можно сделать слепок на всякий случай, это как сохранится в игре или программе.
Модель заливается жидкой резиной, например, ПентЭласт-718, которая действует как эпоксидка и вулканизируется при добавлении катализатора. Формочка для создания слепка сделана из пластилина. Для улучшения передачи мелких деталей восковка тоже тщательно обмазывается резиной, а затем погружается в форму. После отверждения слепок очищается и все разбирается, слепок разрезается.
Недостаточно просто залить, нужно полностью удалить из него все пузыри, иначе расплавленный металл их заполнит и тогда изделие покроется кучей мелких шариков, которые не везде будет возможно удалить и рисунок на модели будет испорчен.
Насос откачивает воздух из-под колпака, а столешница вибрирует от моторчика с эксцентриком. Таким образом из гипса выбиваются и выдуваются все пузыри. Гипс замешивается по времени, потому что процесс жестко ограничен. Гипс не просто грязь, которая засохнет. При замесе он жидкий и льется как кефир, но уже через 8-10 минут твердеет, так как в нем происходит химическая реакция. Если его перемешивать дальше в этом состоянии, то он вообще навсегда останется кашей.
В вакууме гипс закипает, из него выходит воздух. Сперва его вакуумируется сам замес, затем он разливается по опокам и вакуумируется снова. Это все нужно успеть сделать за 8 минут. В опоках гипс вновь закипает и поднимается, вот для этого и нужен скотч. Опока заливается до верху и гипс может начать вытекать. Через час-два после формовки гипс уже твердый, его можно обрабатывать механически.
Опоки распечатываются, убирается скотч, поставка с пластилином и выдергивается проволока. Таким образом открываются литники, ведущие к модели. Восковки уже исполнили свое предназначение, передав свою форму гипсу. Все, пути назад нет, восковая модель превратилась в восковую лужу, теперь нужно удалить из форм воду, ее там чуть ли не треть по массе.
Формы сейчас супер сырые, их нужно не просто просушить, а прокалить, чтобы из кристаллической решетки гипса вышла вся вода. Для этого печь должна плавно поэтапно поднимать температуру до 730-750 градусов и затем немного опустить ниже перед литьем. Этим занимается термоконтроллер. Прокалка под надзором термоконтроллера занимает 9 часов.
Литье будет производиться под давлением от силы инерции, и форма закрепляется в специальном высокотехнологичном устройстве. В качестве металла используется всякий серебряный лом и плавится обычной горелкой.
На раскаленный металл добавляется обычная борная кислота (продается в аптеке). Она становится масляной пленкой, которая покрывает металл и защищает его от окисления, поглощает шлаки и очищает расплав, в общем выполняет те же функции, что и при обычной пайке. Борная кислота, кстати, дает зеленое пламя.
Далее следует полировка для придания поверхности блесков, а затем производится чернение или оксидирование, процесс искусственного состаривания в растворе серной печени.
Щепотка порошка плавится пока не вспыхнет, затем заливается водой и доводится до кипения. В полученном растворе серебро чернеет за считанные секунды.
Колечко готово. Вот так оригинальная восковая модель превратилась в блестящее серебряное колечко.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Литье из гипса
Гипс — доступный и легкий в обработке материал. С доисторических времен литье из гипса наравне с лепкой из глины использовалось для изготовления различных поделок, игрушек и ритуальных фигурок.
И в наши дни гипс сохраняет свою популярность как поделочный материал. Из него делают также украшения и детали масштабных моделей техники.
Процесс литья из гипса
Процесс литья из гипса состоит из нескольких этапов. Само литье в гипсовые формы занимает минуты, гораздо больше времени уходит на подготовительные и завершающие операции. К подготовительным относятся:
Процесс литья из гипса
Проверьте, чтобы все необходимые материалы, оборудование и инструменты были под рукой, отмыты и очищены после прошлого раза. Счет при отливке идет на минуты.
Непосредственно перед литьем в гипс следует произвести смазывание опоки и смешивание раствора для литья. Заливать растров в отверстие следует тонкой струйкой, обязательно давая воздуху возможность выйти. После заливки форму надо повращать и слегка потрясти, чтобы добиться максимального прилегания раствора к мелким деталям рельефа.
Завершающие операции не менее важны. Они так же определяют качество изделия. К ним относятся
Литье в гипсовые формы немного отличается от литья в формы из силикона. Силикон не нуждается в смазке, он упруг и из него легче извлекать отливку, к тому же он дает больше возможностей для проработки деталей.
Необходимое оборудование и материалы
Для отливки изделий из гипса не требуется высокопрофессиональное оборудование. Процесс вполне доступен в любительской домашней мастерской.
Важно: подготовка, сам процесс литья и завершающие операции связаны с появлением большого количества пыли. Обязательно должна быть обеспечена качественная вентиляция и уборка помещения. Не стоит заниматься этим в жилых помещениях и в домах, где живут аллергики. Кроме того, смесь воздуха и пыли в определенной концентрации взрывоопасна. Избегайте использования открытого огня в мастерской.
Формы для отливки из гипса
Основным оборудование является форма для отливки. Для ее изготовления сначала следует подготовить модель изделия. Для этого подходит пластилин, полимерная глина, любой пластичный материал. Если делают копию, то моделью является сам оригинал. Обязательно нужно наметить на модели линию стыка половинок будущей формы.
Важно правильно подобрать материал для опоки. Если готовится маленькая формочка для литья кулона или деталей масштабной модели техники — подойдет жесткий картон. Для литья крупных отливок лучше взять многослойную фанеру — ее не разопрет большой массой гипса.
Опока из жесткого картона для литья из гипса
Гипс для литья следует выбирать самый лучший. Строительный алебастр можно применять, в крайнем случае, его лучше просеять через сито 0.2 мм, убедиться в том, что он достиг «пуховой» консистенции, не содержит комочков и посторонних включений.
Смазка формы для литья из гипса
Смазку для формы можно приобрести готовую, а можно изготовить самостоятельно из натертого на терке детского мыла, воды и подсолнечного масла.
Изготовление форм для литья из гипса
Наиболее используемыми материалами являются сам гипс и силикон.
Формы из гипса являются традиционными и привычными для многих поколений мастеров. Они более требовательны к уровню мастерства при изготовлении. В последние десятилетия их все больше теснят формы из силикона.
Формы, которые сделаны из силикона, отличаются высокой точностью, возможностью проработки мелких деталей, легкостью изготовления и снятия ее с отливки. Несколько дороже обходится исходный состав, но это компенсируется повышенной технологичностью и долговечностью.
При проектировании и изготовлении формы важно обращать внимание на:
Для фиксации частей опоки друг относительно друга обычно используют резиновые ленты. Для маленьких изделий подходят резинки для денег, для более крупных их вырезают из велосипедных или автомобильных камер.
Изготовление гипсовых форм для литья
Литье в гипсовые формы требует определенного навыка, хорошего планирования и точной координации действий мастера. Как сделать форму для литья из гипса?
Сначала вокруг модели будущего изделия строится опока — ящичек из картона, обклеенного скотчем, или жесткого пластика. Щели между основанием и стенками помазываются пластилином. Модель покрывается смазкой и размещается внутри опоки на равных расстояниях от дна и стенок. В качестве подпорки используют кусочки пластика, картона. Иногда просто подвешивают модель на нитках.
Гипс разводят до консистенции сметаны
Гипс разводят до консистенции сметаны, кисточкой наносят на сложные элементы рельефа модели — углы, впадины и т.п. Все готово к литью. Потом заливают модель до линии стыка половинок опоки и оставляют гипс загустевать.
Гипсовая форма для литья
После загустевания проверяют, насколько хорошо модель отделяется от нижней половинки, смазывают ее и модель и заливают верхнюю половину формы. После загустевания верхней половинки по углам сверлят отверстия для штифтов, которые будут фиксировать половинки при отливке. После этого верхнюю половинку снимают, модель удаляют. Опока готова к отливке. Если вы начинающий мастер, запланируйте достаточно времени на приобретение опыта и наработку навыков. Литье в гипс может получиться не с первого раза.
Область применения литья из гипса
Литье из гипса применяется как на промышленных предприятиях для изготовления деталей отделки помещений, так и в авторских мастерских. Мастера льют из гипса весьма широкий ассортимент
Этим перечнем область применения не ограничивается. Мастера придумывают все новые и новые области применения литья из гипса — везде, где нужно создать детали со сложными поверхностями и рельефом, а требования к прочности и износостойкости не являются критически важными.
Модели для литья
Существует множество методов обработки металла и получения из него различных видов деталей. Но среди множества способов не всегда можно получить изделие требуемой формы и размеров с использованием токарно-фрезерного или штамповочного оборудования.
В таком случае инженеры прибегают к помощи литья, в том числе и по выплавляемым моделям.
Техпроцесс литья по выплавляемым моделям
Технология литья по выплавляемым моделям состоит из нескольких этапов:
Литье титана по выплавляемым моделям
Создание модели
Для изготовления первичной формы применяют материалы, обладающие низкой температурой плавления. Чаще всего применяют парафины, воск и пр. То есть те вещества температура плавления не превышает 100 градусов, например, состав ПС 70 – 30. При такой температуре парафин в состоянии всю изложницу. Так, называют деталь, в которой изготавливают литейную форму.
После того как модель обрела необходимую твердость можно приступать к изготовлению литейной формы. Для этого используют состав, выполненный на основании керамики. Форма должна иметь определенную стойкость к температурным воздействиям. Для этого, на поверхность модели наносят песок мелкой фракции, для повышения характеристик формы в песок добавляют цирконий.
Песок мелкой фракции
Процесс нанесения песка может повторяться от 3 до 7 раз. Оптимальная толщина такого покрытия может составлять порядка 7 мм.
На этом этапе необходимо обеспечить выполнение следующих условий:
Процесс получения отливки
Перед началом литья расплавленного металла по выплавляемым моделям необходимо форму прогреть до определенной температуры. Нагрев должен быть выполнен равномерно по всей форме.
Для литья выплавляемым моделям в форме необходимо заранее подготовить горловину заготовки. В ранее сформированную горловину заливают металл. Остывание должно происходить естественным путем. Принудительное остужение недопустимо.
Процесс литья по моделям
Через 5 – 6 часов по окончании отливки можно удалить оболочку. В заводских условиях для этого применяют вибрационный стол. После того деталь направляют на механическую обработку. То есть, отсекают литник, зачищают облой, если таковой имеется. Для этого применяют ручной и механизированный инструмент. Кстати, один из эффективных способов приведения детали в соответствии с требованиями конструкторской документации является пескоструйная обработка.
Область применения
Особенности этого технологического процесса позволяет его использовать и на крупных предприятиях, и в небольших мастерских, и в домашних условиях.
В промышленности, так исторически сложилось, что литье по выплавляемым моделям применяют в машиностроении, в частности, по этой технологии выполняют отливки корпусных деталей для продукции электротехнической промышленности, деталей судов, автомобилей.
Литье по выплавляемым моделям в машиностроение
Надо отметить, что такое широкое применение литья по такой технологии стали применять в промышленных масштабах относительно недавно. Это было связано с тем, что существовали определенные проблемы при получении формы. Их стало возможным решить после появления такого химиката, как этилсиликат. Его использование позволило допиться необходимых показателей по термической стойкости и вязкости материала.
Литье в керамические формы
Так, называют метод получения отливок в том числе и с крупными размерами, обладающих высокой точностью в одноразовых формах выполненных из керамики. Их изготавливают из подвижных смесей, используя для этого постоянную модель.
Модель после получения формы не утилизируют и ее можно использовать для получения новых форм.
Литье в керамические формы
В состав этой смеси входят огнестойкие порошки разной фракции, и растворов этилсиликата и огеливателя. После тщательного перемешивания ее выливают в заранее подготовленную оснастку. Там она затвердевает, пройдя через эластичное состояние. После выполнения этой операции форму снимают и отправляют в печь для прокаливания. Во время этого процесса происходит сгорание спиртовых паров и в результате этого в форме происходит формирование микротрещин. Металлический расплав заливают в холодную форму, но иногда, это определяет марка расплава, ее подогревают до 900 градусов Цельсия. Такой метод применяют для получения штампового инструмента, технологической прессовой оснастки, компонентов литейных форм и пр.
Существует несколько наименование литья в керамические формы – шоу-процесс, уникаст-процесс и керамкаст-процесс. Разница между первыми двумя заключается только во времени получения патента. Последний процесс, включает в себя элементы технологии первых двух.
Оболочковые формы для последнего процесса производят при помощи разъемных моделей с тонкими стенами, которые выполнены из искусственного каучука.
Керамическую оболочку выполняют точно так же, как и для литья по выплавляемым моделям. При сборке формы, эластичные детали просто вытягивают, а литники или выплавляют или выжигают.
Для изготовления стержней используют такой способ – в ящик для формовки стержней заливают суспензию и через некоторое время ее сливают. На поверхности ящика останется слой суспензии, засыпаемый огнеупором. Те частицы, которые не прилипли, удаляют из ящика. После чего, снова заливают суспензию и посыпают ее порошком. Эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока стержень не получить необходимые размеры.
Литниково-питающая система при литье по выплавляемым моделям
Плотность отливок в первую очередь зависима от способа заливки и строения литниково–питающей системы. Учитывая то, что металлический расплав подают в разогретую форму, получение отливок высокого качества сопровождается рядом сложностей.
Во время заливки формы расплав должен заполнить полости, расположенные в форме равномерно, но при этом необходимо как-то компенсировать усадку, сопровождающую затвердевание металла. Эту задачу решают путем использования системы литников и прибылей, формируемых при изготовлении модели. Практика литейного дела представило множество знаний о системах подобного типа.
Все дело в том, что принципы, заложенные в технологию литья в песчаные формы во многом сходны с принципами литья по выплавляемым моделям.
Хранилище жидкого металла называют прибылью. Ее размещают так, чтобы была возможность компенсации объема металла, расходуемого на усадку. Прибыль должна быть размещена таким образом, чтобы металл оставался в жидком состоянии дольше, чем в рабочей части формы. То есть, прибыль служит для подпитки отливки во время ее затвердевания.
Миксер для временного хранения жидкого металла
Прибыль выполняют из тех же материалов, которые применяют для изготовления формы и поэтому она охлаждается так же как и другие части системы. Для обеспечения более позднего остывания прибыли изготовление моделей выполняют таким образом, чтобы, она остывала несколько медленнее. Для замедления процесса остывания иногда применяют материалы с меньшей теплопроводностью.
Изготовление моделей и модельные составы
Для того, чтобы изготовить модели применяют так называемые модельные составы. Их основу составляют смеси выполняемые на основе воска. Кроме этого, в состав добавляют полимеры, они улучшают механические свойства смесей. На некоторых производствах применяют мягкие составы. Они могут быть насыщены воздухом, для их упрочнения применяют полиэтилен или битум.
Модельные составы должны в полной мере отвечать следующим требованиям:
Изготовление пресс форм
Пресс-форма — это сложное инженерно-техническая конструкция, которая должна обеспечить качество получаемых отливок. По сути, это высокоточный инструмент, который состоит из нескольких частей, внутри которого имеются полости, куда поступает расплав.
Форму устанавливают в узле, в котором происходит смыкание литейной машины. При каждом смыкании в форму подается расплав, затем он выдерживается под определенным давлением и по прохождении заданного по технологии времени происходит размыкание. Остывшие отливки попадают в приемное устройство.
Этот инструмент проектируют и изготавливают в несколько этапов.
Для производства пресс-форм используют легированные и инструментальные сплавы. Их использование позволяет выпускать продукцию, которая может выдержать десятки тысяч смыканий-размыканий.
Готовые отливки
Изделия, получаемые при литье металлов можно разделить на несколько типов:
Современные технологии литья металлов позволяют получать детали, которые не требуют дополнительной обработки.
Преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям
Такая технология литья отличается следующими достоинствами:
Преимущество метода — точность детали
Но, литье по формам обладает существенным недостатком, они довольно сложны в изготовлении, и обладают высокой стоимостью.