10.12.2009, 21:56

Литье из смолы

Для создания редких моделей техники, которые отсутствуют на рынке, я решил покопаться в пугающем мире резин-кит. На эту идею меня натолкнула книга Sheperd Paine

Paine делает модели в масштабе 1/35, в то время как я моделирую в основном в малом масштабе (1/72) и немного в 1/48. При литье в малых масштабах можно сэкономить на дорогих литейных материалах, хотя масштаб предъявляет более жесткие требования к точности отливок. Ниже я опишу мои опыты и методы в надежде, что и другие не будут отказываться от такого способа изготовления моделей и деталей для них. С учетом времени на сушку формы и деталей процесс от начала изготовления формы до получения первой отливки занимает неделю или около того. Я не стану затрагивать тему литья из белого металла, которая достаточно раскрыта на некоторых сайтах, ссылки на которые я привел в конце этой статьи.

Планирование

Целесообразно делать за один заход сразу несколько форм, так как используемые химикалии весьма чувствительны к воздуху и полимеризуются через 2-6 месяцев после вскрытия. Не используйте материалы (особенно двухкомпнентные), которые уже начали полимеризоваться. Составы будут плохо смешиваться, форма станет ломкой и будет трескаться при извлечении отливок. Изучите как можно больше информации по технологии литья и планируемой Вами модели. Изучите промышленные модели, изготовленные по технологии резин-кит с тем, чтобы разобраться, как они делаются.

Безопасность

Литейные химикалии, которые я использую, довольно вредны для здоровья. Они раздражают глаза и кожу, поэтому нужно использовать очки и перчатки. Химикаты должны иметь сертификат Material Safety Data Sheet (MSDS).

Инструменты и материалы

Литейные материалы: имеется множество компаний, производящий материалы для изготовления литейных форм. Все они, вероятно, производят хорошие материалы, иначе они бы не удержались так долго на рынке. Несмотря на это лучше с самого начала остановиться на товарах какого-то одного производителя, чтобы основательно ознакомиться с иго свойствами и особенностями. Я использую материалы фирмы SMOOTH-ON, поскольку впервые нашел в модельном магазине именно их. В набор входят две ёмкости, содержимое которых перед использованием смешивается в равных пропорциях. При смешивании компонентов они начинают взаимодействовать, в результате чего происходит полимеризация. Часто эта реакция сопровождается небольшим выделением тепла.

SMOOTH-ON выпускает также хороший буклет «Как делать формы и отливку» (How To Make Molds & Castings), который презентуется Вам, когда Вы покупаете комплект химикатов. В этом буклете на 40 страницах приведены другие материалы, выпускаемые SMOOTH-ON и описывает на наиболее общие вопросы технологии резин-кит.

Вам потребуются:

Два сосуда с составом для изготовления форм: А и В, который при смешивании затвердеет и приобретет гибкость. Например, продукция Jell-O-like позволяет получать в открытой форме достаточно сложные отливки типа башни Т-34/85. Комплект для литья форм, который я использовал, включает состав PMC-121/30, и отвердитель PMC-121/30 DRY. При смешивании составов целесообразно надеть хирургические латексные перчатки, чтобы не получить раздражение кожи.

Два сосуда литейной смолы (части A и B), которые при смешивании затвердеют до состояния твердого непрозрачного материала. Литейные смолы, которые я использую, имеют «срок службы» 2 минуты (однажды я использовал смолу со «сроком службы» семь минут. Под «сроком службы» я означаю количество времени, в течение которого смола сохраняет достаточную для заливки в форму текучесть. Инструкции смолы говорят, что Вы можете использовать ее для заливки в течение 15 минут, но смола может дистиллировать, стать мягкой и испортить форму. Я пробовал смолу с более длинным (7-минутным) «сроком службы» и остался недоволен. Она льется подобно воде и выделяет большее количество теплоты, чем смола с 2-минутным сроком службы, но при этом пенится, в результате чего в отливке формируется много крошечных воздушных пузырей. Возможно, я что-то делал не так?

Контейнеры для формы. Чтобы материал, из которого изготавливается форма, не растекался, нужно заливать его в контейнер. Зазор между мастер-моделью и краем формы должен быть приблизительно 1 см с каждой стороны, не больше, чтобы не тратить впустую лишний материал. Хорошо подходят для этого прозрачные пластиковые контейнеры (прозрачность позволяет следить за процессом вулканизации формы. Для больших деталей типа корпуса танка в малом масштабе или башни в масштабе 1/35 придется построить бортики вокруг мастер-модели из листового полистирола или чего-то типа блоков Lego или Duplo. При использовании Lego или Duplo используйте ПВА, чтобы получить гладкие стенки и заполнить трещины. ПВА должен высохнуть (не менее суток).

Центрифуга. Нужна для того, чтобы смола заполнила все углубления без воздушных пузырей. Профессиональные литейщики используют специальные вакуумные насосы и сосуды высокого давления, чтобы откачать весь воздух, включая воздушные пузыри, из отливки прежде, чем она затвердеет. Я же полагаюсь на силу тяжести, аккуратную заливку и центробежную силу, поэтому использую крепкую пластмассовую коробку, надежно соединенную по четырем сторонам со струной, длиной примерно 25 см  

Емкости для смешивания. Оптимально подходят пластиковые баночки от йогурта. Нельзя использовать бумажные, древесные и другие водопроницаемые емкости. Размер емкости зависит от количества необходимой для заливки смолы. Не смешивайте сразу слишком много смолы – это весьма расточительно.

Разделительная смазка нужна, чтобы легко извлечь мастер-модель из формы. Некоторые предпочитают смазочные материалы типа растительного масла или вазелина. Я предпочитаю коммерческий смазочный материал, сделанный для форм, поскольку я уверен относительно его качеств и совместимости. Такая смазка в дальнейшем удаляется сложнее, чем, например, вазелиновая – для этого придется использовать скипидар или средство для мытья посуды.

Бумажные полотенца: постоянно держите их под руками, чтобы иметь возможность очистить инструменты, руки и рабочую поверхность, а так жепредохранять вашу область(площадь) работы. Немного индустриального hand-cleaner тоже не помешают, чтобы удалить пролитую смолу прежде, чем она затвердеет.



На переднем плане – две прозрачных емкости, которые я использую как формы. Позади них - два пластмассовых стаканчика из моей кухни. На заднем плане – две 1-фунтовых емкости жидкой двухкомпонентной смолы. На левом стаканчике – согнутая скрепка для размешивания составов.

Изготовление формы

Подготовка. Для создания формы нужно предварительно подготовить мастер-модель – загерметизировать все отверстия. Например, делая форму башни нужно закрыть отверстие для ствола пушки, отверстия перископов и т.п. Для этой цели хорошо использовать ПВА. Для его полного высыхания потребуется около суток.

Большие пустоты типа башни или корпуса можно заполнить модельной глиной или пластилином. Глина добавляет вес и удерживает мастер-модель на дне контейнера.

Напомню, что я делаю одночастевые формы, т.к. гибкость резинового состава позволяет нормально извлкать из такой формы мастер-модель и отливки.

Смазка. Как только мастер-модель приклеится к основе вашего контейнера прессования, быть трудно нанести разделительную смазку на нижнюю часть нависающих деталей, поэтому они должны быть смазаны до начала прессования формы. После того, как клей высох, можно нанести смазку на остальные участки мастер-модели. Перед заливанием резины нужно дать смазке просохнуть минут 15.

Смешивание резинового moldmaking состава (он также называется RTV -Room Temperature Vulcanization). Сначала внимательно прочитайте инструкцию по работе с применяемым Вами составом. Отмерьте равное количество компонентов А и В и тщательно их перемешайте. Чтобы смесь не загустело, желательно сделать это за минуту, не более.

Заливка смеси. Смесь медленно заливается на дно формы, пока ее уровень не превысит 1 см над краем мастер-модели.

Завершение. Дайте составу затвердеть согласно инструкции. После окончательной вулканизации аккуратно вынимаем мастер-модель из формы и любуемся аккуратной полостью, которая вскоре будет заполнена смолой. (если, конечно, все было сделано правильно). Если форма не удалась, попробуйте выяснить, что пошло не так, как надо, и начинайте снова, не повторяя прошлых ошибок.

Изготовление отливки

Подготовка: После того, как Вы убедились, что форма готова, нанесите на нее разделительную смазку и дайте ей высохнуть согласно инструкции. Будьте внимательны и осторожны, не давайте смазке скапливаться в углублениях, так как это отразится на качестве отливки.

Окраска смолы: Для наших целей я не вижу необходимости окраски смолы, которая бывает по цвету от янтарного до серого (смолы белого цвета встречаются крайне редко). С другой стороны, небольшая подкраска поможет выявить пузыри и недоливы. Один литейщик сказал мне, что он успешно использовал для окраски смолы эмали. Нельзя использовать для окраски смолы водорастворимые краски. Посоветуйтесь с производителем смолы или предварительно проверьте смешиваемость смолы и краски.

Смешивание литейной смолы: В небольшой чистой пластмассовой емкости смешайте равное количество компонентов А и В в количестве, необходимом для одной заливки. Так как консистенция этих компонентов неодинакова, нужно как следует перемешать их, чтобы исключить образование комков.

Удаление воздушных пузырьков

После заполнения формы смолой, поместите ее в Вашу центрифугу и активно раскачайте ее круговыми движениями 15-30 секунд. Центробежная сила вдавит смолу во все углубления и выдавит из отливки образовавшиеся воздушные пузырьки. Будьте осторожны, не позволяйте форме выпасть из центрифуги. Если при этом часть смолы выльется из формы, можно аккуратно долить ее назад (это нужно делать, пока смола не застыла до состояния патоки).

После того, как смола окончательно полимеризуется, аккуратно извлеките отливку из формы при помощи рычага.

Очистка и обработка

После извлечения отливки из формы необходимо удалить с нее разделительную смазку. Если для смазки использовалось растительное масло, оно удаляется мягкой зубной щеткой при помощи средства для мытья посуды. Поскольку я использую коммерческую смазку, мне приходится применять более сильное моющее средство типа скипидара (Lestoil, Pinesol и т.д.) или жидкость для посудомоечных машин. Используйте при этом резиновые перчатки, т.к эти очистители токсичны Носьте резиновые перчатки при выполнении этого, поскольку эти очистители могут вызывать раздражение кожи. Затем прополощите отливки и просушите их.

Небольшие приливы и другие погрешности можно удалить бритвой, модельным ножом или надфилем, крупные – ножовкой или шлифмашинкой. Будьте осторожны, так как порошок смолы вреден для дыхательных органов. Используйте противопылевую маску или смачивайте обрабатываемые поверхности. Не выбрасывайте обрезки смолы – они могут быть использованы при изготовлении щебня на диорамах.

Небольшие раковины в смоле могут быть заполнены обычной модельной шпаклевкой. Большие раковины лучше заполнить эпоксидной шпаклевкой высокого качества, так как она лучше подвергается последующей обработке.

На некоторых участках для упрочения связи можно скрепить стенки раковины со шпаклевкой при помощи цианакрилата (Super Glue, Crazy Glue, и т.п.) или двухкомпонентного пятиминутного эпоксидного клея. Эпоксидная смола дает, как мне кажется, более прочную связь, хотя и сохнет дольше. Экспериментируйте и выбирайте более удобный для себя вариант.

Перед окраской модели ее целесообразно загрунтовать (кроме повышения прочности окраски это поможет выявить мелкие дефекты. Я предпочитаю светло-серую автомобильную грунтовку, хотя это может зависеть от того, в какой окончательный цвет будет краситься модель. Например, если Вы делаете позднюю Пантеру в фабричной грунтовке, используйте красно-коричневый цвет.

Перед повторным использованием формы убедитесь, что Вы очистили ее от пыли и мусора, которые могли в ней собраться. Мой опыт показывает, что форма может выдержать от 15 до 20 отливок прежде, чем изнашивается. Чем проще форма, тем дольше срок ее службы.
 

Stephen Brezinski

Перевод статьи публикуется с любезного согласия автора
 

теги: