изготовление форм из силикона и отливок из смолы. Формы для литья смолы


изготовление форм из силикона и отливок из смолы.

Приветствую всех! Я решился разместить здесь обобщённый материал с общими рекомендациями по изготовлению силиконовых форм под литьё из смол (resin), на тот случай если вам вдруг понадобилось изготовить копию сделанной вами мастер-модели, или скопировать фирменную модель (для личного пользования, не для продажи, разумеется). Если кто-то думает, что этот процесс лёгкий — должен сразу разочаровать — это долгий, трудоёмкий процесс, требующий значительного напряжения в течении длительного времени, приличных навыков в работе руками и вложения определённых финансов. Причём всё это без какой бы то ни было гарантии конечного результата — по крайней мере, в первые разы, пока не \»набьете руку\».

Так, далее следует последовательное описание процесса с перечнем применяемых материалов.Создание разъёмной формы под литьё самотёком — без применение вакуума — думаю, у подавляющего большинства вакуумные насосы отсутствуют, а те, у кого они есть, уже владеют методикой изготовления форм. Если же, всё-таки, интерес к неразъемным, разрезным формам и формам для литья под вакуумом возникнет, я опишу процесс их создания позже.

Берём пластилин — можно использовать как обычный детский, так и тот, что продаётся в худ.салонах. Из пластилина на жёсткой платформе (подойдёт, например, кусок кафеля или толстого жёсткого пластика) создаётся ровная площадка такого размера, чтобы на ней можно было разместить нужную вам мастер-модель и литник. Расстояние от краёв копируемой миниатюры до границ площадки должно быть около 1,5 см.Толщина площадки обусловлена толщиной модели. В обычном варианте (для разобранной фигурки) она составляет 2 — 2,5 см.

Детали раскладываются на пластилине таким образом, чтобы их можно было без проблем подключить к литнику, через который будет заливаться смола, а из их максимально удалённых и выступающих частей можно было вывести воздуховоды (выпары). По возможности, детали необходимо размещать под углом, таким образом чтобы поднимающаяся смола вытесняла воздух полностью, не оставляя пузырей. Если, по каким-либо причинам, подобное сделать невозможно, впоследствии от подобных мест надо будет провести воздуховоды или промазывать их смолой перед заливкой.

Сам литник — это фактически палочка, диаметр которой в большинстве случаев соизмерим с трубочкой для распития коктейлей, или даже немного тоньше (3-5 мм). Допускаются некоторые плавные изгибы литника, в случае необходимости провести его между отдельными деталями. Верхняя часть литника должна представлять собой как бы воронку высотой от 10мм и до 25мм, и диаметром от 10мм до 15мм. Скажем, подходящую форму имеет передняя часть пули к патрону 12,7 на 108 мм (к пулеметам ДШК, НСВТ и пр.). Её, или другие подходящие аналоги и можно использовать в качестве заготовки. Литник, по возможности, должен располагаться вертикально, и подходить к нижним частям деталей.Перед укладкой деталей в пластилин, все они и литник размещаются на площадке должным образом, обводятся чем-нибудь острым (наподобие шила) затем снимаются.

Далее пластилин выгребается изнутри полученных контуров на значительную глубину. Кроме того, пластилин желательно проткнуть зубочисткой до самого дна под каждой деталью — по её краям и в средней части. Это пригодится впоследствии. Поверхность пластилина выравниваем. Устанавливается литник, а затем и детали. Детали вмазываем в пластилин таким образом, чтобы при виде сбоку было как можно меньше отрицательных углов. Оптимальный вариант, когда их нет совсем. Конечно, силикон — достаточно гибкий материал, но правильнее было бы не делать больших поднутрений. При вмазывании деталей старайтесь, чтобы поверхность пластилина располагалась к ним под прямым углом (то есть, параллельно поверхности всей площадки) — это уменьшит вероятность появления \»ступенек\» на отливке по линии разъёма формы. Когда все детали вмазаны в форму, очищаем их от налипшего пластилина при помощи зубочистки.

Устанавливаем в форму фиксаторы. Они должны располагаться по периметру, а так же вокруг деталей — на удалении от края детали около 2-3 мм. Фиксаторами могут быть как, например, слегка придавленные к пластилину половинки шариков для страйкболла, так и множественные отпечатки вдавленного в пластилин носика пули от какого-нибудь патрона с оживальной формой пули (раньше лично я использовал пули от различных патронов калибра 7,62). Когда всё закончено, выравниваем поверхность пластилина, дабы избежать всяческих \»волн\», возникших в последней фазе работы.

Создаём опалубку. Опалубку склеиваем из заранее вырезанных пластиковых пластин. Ширина пластины должна быть такой же, как и толщина будущей формы. Обрезаем по периметру пластилиновую площадку до нужного размера, устанавливаем опалубку, склеиваем её, промазываем щели между ней и пластилиновой платформой тем же пластилином, выравниваем поверхность. Аккуратно смазываем всю поверхность внутри опалубки разделительным составом — подойти могут и вазелин и вазелиновое масло из аптеки (уже нанесённый кисточкой вазелин можно немного нагреть над потоками тёплого воздуха, исходящими от печки, но не перегревать, конечно. он растечётся достаточно тонким и равномерным слоем), разделители Axson-851, Axson-870, \»One Step\» sealer and release agent от Smooth-On, WD-40 из хоз- и автомагазинов, и прочее…Тут нельзя сказать, что высокая цена гарантирует хороший результат. Зачастую, вазелиновое масло действует даже лучше, чем фирменные разделители. Но замечу, что для каждого силикона нужно опытным путём подбирать наиболее подходящий разделитель. Начинать, естественно, с того, что подешевле. Не поленитесь, проверьте заранее — позволяет ли выбранный вами разделитель эффективно разделить 2 слоя имеющейся марки силикона.

Всё готово для следующей фазы — заливки силиконом. Следует вас сразу немного разочаровать — без вакуумной камеры добиться того, чтобы после размешивания в силиконе не оставалось пузырьков воздуха, необычайно сложно. Пожалуй, посоветовать можно только держать силикон в холодильнике, и стаканчик с размешанным силиконом тут же ставить туда же — хотя бы минут на 15-20, пока большинство пузырьков не всплывёт. В зависимости от марки применяемого силикона, и времени его жизни после размешивания, этот процесс лучше отработать на небольшом количестве, дабы не переводить материал.

Использовать можно различные двухкомпонентные силиконы — марок достаточно много. Если планируется выпускать небольшие партии изделий, можно, конечно, воспользоваться и силиконами Пента — они самые дешёвые, но качество не супер. Ещё я использовал разные марки виксинта (разные — и под смолу, и под металл), но по маркам сказать точно не могу — тут продавец должен консультировать. ОЧЕНЬ хорошо под литьё из смолы себя зарекомендовал силикон от Pathway Polymers Sl-25:

\»SI-25 представляет собой отверждаемый конденсацией силикон RTV. Материал полемиризуется путем смешения 10% катализатора (В), в весовом соотношении с основой (А). Перед заливкой, материал помещается в вакуумную камеру для удаления воздуха. Необходимо обеспечить сводобное пространство в связи с возможным образованием пены.

Заливку следует произвести в течение 60 минут после смешения компонентов.

Время отвержения композиции после смешения 180-300 минут. Требуется 16 часов для достижения предварительного отверждения и 3-7 дней для полного отверждения. SI-25 разработан для создания заливочных форм пригодных для получения отливок из гипса, полиуретанов, полиэфиров и других материалов.

Свойства

Небольшая линейная усадкаЭффективнее большинства формовочных смесейДлительный срок использования формыВысокая прочностьУвеличенная термическая стойкость

Типовые характеристикиНеотвержденная композиция

Цвет основы: БелыйЦвет катализатора: ГолубойКонсистенция: Пригодная к заливкеВязкость основы, cps: 70,000Вязкость катализатора, cps: 80

Характеристики полимеризации:

Соотношение А:В 10:1Вязкость, cps 35,000Время жизни, час: до 3Время отверждения, час 24

Отвержденная композиция (7 дней при 25С)

Цвет: ГолубойТвердость, Шор А: 25 (+-2)Предел прочности при растяжении, кг/см^2: 50Удлинение,%: 425Раздир, кг/см: 12Удельная плотность: 1,11Усадка,%: 0,3-0,35\»

Ещё неплохими мне показались силиконы OOMOO-25 и OOMOO-30 от Smooth-On. Я ещё немного не привык к ним, но выглядят очень многообещающими. Подробности их свойств — на сайте производителя.

Итак, в соответствии с инструкцией производителя, отмериваются силикон и отвердитель. Это удобно делать при помощи шприцов. Смешиваются в прозрачном одноразовом стаканчике. Тщательно размешиваются (палочкой от мороженного, например) в течении 1-3 минут. Далее — помещаются под вакуум или в холодильник. Затем полученный силикон медленно, тонкой струйкой, начинает выливаться в подготовленную форму таким образом, чтобы он мог растечься по всей поверхности, вытесняя воздух изо всех поднутрений и щелей.

Не стесняйтесь прокалывать пузырьки острой и чистой зубочисткой или иглой от шприца. Не старайтесь развести силикона сразу на полноценную заливку всей формы — лучше процесс повторить несколько раз, по мере застывания прошлой заливки. Силикон не должен лежать сплошным ровным слоем — он должен повторять рельеф формы. Поворачивайте форму (да-да — в руках) до тех пор, пока залитый слой не схватится. Необходимо научиться добиваться равномерной толщины силикона по всей форме в пределах 2-3 мм (даже над самыми выступающими участками). Так же надо промазывать силиконом стенки опалубки, чтобы возник некоторый слой, около 1 мм или чуть более. При последней заливке приклейте по углам и кое-где на стенки кусочки застывшего силикона толщиной 2-5 мм и высотой/шириной 5-10 мм — таким образом, чтобы их \»нижняя\» часть вплотную прилегала к поверхности силиконовой формы, а верхняя не выступала за опалубку по высоте. Подойдут вырезанные из пробной заливки, или из прошлых, неудачных попыток создания форм. Так же он может остаться на днище стаканчиков для замешивания. Необходимы эти кусочки для более точной фиксации гипса.

Даёте схватиться этой половинке силиконовой формы, скажем, в течении 12-24 часов. Заливаете гипсом всё пространство — по самый верх опалубки. Даёте застыть гипсу.Далее — гитарной струной отрезаете пластилин с опалубкой (и полученной половинкой формы) от основания платформы — кафель, или что вы там использовали. Переворачиваем форму и кладём её на гипс. на весу не держите — пагубно скажется на конечном результате. аккуратно, придерживая детали деревянной или обрезиненой палочкой, или пальцами, если это возможно) через ранее проделанные отверстия, по частям, не торопясь, снимаете пластилин. Вам необходимо сделать это таким образом, чтобы литники и детали не отделились от силикона. Если это всё же произошло, по окончании работ постарайтесь их установить на старые места и обильно промазать по периметру — кто знает, может, вам повезёт, силикон не протечёт под них и форма не будет испорчена.

Так, вы полностью очистили половинку формы от пластилина. Промазываем всю её поверхность разделительным составом. Повторяем все операции по заливке, как было с первой половинкой формы.Вот мы и получили две половинки готовой формы. Это в случае, если разделитель был подобран правильно, и половинки формы не склеились намертво. думаю, всё должно быть хорошо, если вы воспользовались моим советом выше, и проверили эффективность разделителя относительно выбранной марки силикона.Разнимаете форму, стараясь не порвать силикон и не повредить детали. Острым лезвием для безопасной бритвы прорезаете воздуховоды в намеченных местах (0,5мм толщиной, например). Прорезаете места соединения деталей с литником, чтобы ничто не препятствовало свободному течению смолы (скажем, 1-3мм, в зависимости от габаритов детали). Форма вчерне готова. Очевидно, что после первых (неудачных) отливок, вам придётся прорезать ещё некоторое количество воздуховодов. Желательно прорезать их от детали к верхнему краю формы, но, если это невозможно, то — по диагонали вверх, к боковым стенкам. промазываете полученную форму разделителем.

Теперь о заливке формы смолой.Смол сейчас предлагается огромное количество разных : Smooth cast 300, Axson F-31, Axson F-33, Synair M-2, Synair M-3, Biresin G-27, Пента ТП и прочие аналоги. Я много пользовался Axson (очень хорошая смола), сейчас экспериментирую со Smooth cast 300. Единственная проблема — достать смолы в мелких ёмкостях. Погуглите, может найдёте подходящего дилера в вашем регионе. В Москве можно было достать Axson по адресу: Москва, Каширский пр-д, д. 13; abiniver@niit.ru; www.abuniversal.ruСмолу так же, в пропорции, соответствующей инструкции производителя, смешиваете в прозрачных одноразовых стаканчиках, размешиваете и аккуратно заливаете в полученную ранее форму (не забудьте форму предварительно скрепить резинками, жгутом, или ещё чем, но не очень туго — не сдавливая, чтобы не деформировать).отмерять смолу и отвердитель тоже лучше шприцами.

Так, залили медленно и аккуратно, подождали, пока смола схватилась (20-30 мин), разнимаете форму и осматриваете полученную отливку. Могут быть небольшие пузыри. Они случаются и у \»фирменных\» производителей. По идее, в ряде случаев, их, пока отливка \»свежая\», можно попытаться зашпатлевать той же смолой, разведя несколько её капель в крышечке от пива, коньяка, или чём-то подобном.Для того, чтобы отливки из смолы получили какой-либо цвет, приятный вашему глазу, в смолу можно заранее добавить различные пигменты (существуют \»родные\», но у них достаточно высокая цена), или небольшое количество нитрокраски. Главное, не переусердствовать. Возможно применение и некоторых других видов красок.Учитывая, что смола, всё-таки, достаточно хрупкий материал, тонкие или сильно нагруженные детали можно армировать, вкладывая в формы кусочки стальной проволоки нужного диаметра и длины.

Кроме того, большинство смол обладают резким и неприятным запахом, да и для здоровья отнюдь не полезны. Поэтому работать с ними НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуется в перчатках и под вытяжкой. В крайнем случае, в хорошо проветриваемом помещении.

В общих чертах, всё . Конечно, по мере работ будут возникать частные вопросы, ответы на которые либо сами появятся по ходу дела, либо я постараюсь ответить на них, если будет такая возможность.Это есть первоисточник. Материал подготовил лично я — «AlexWitchDoctor», известный здесь, как Karrko.

Средний рейтинг0 из 5 звезд. 0 голосов.

swmodel.ru

Качественное литье эпоксидных смол в силиконовые формы в СПб

Литье эпоксидных смол в силиконовые формы – распространенная услуга для получения трехмерных изделий, используемых в качестве тестовых образцов или готовых продуктов. Эпоксидная смола – идеальный материал для литья. В частности, она служит основой для производства украшений и бижутерии, электронных и электротехнических деталей, элементов различных установок. Простота технологии позволяет многим проводить самостоятельные опыты с литьем.

Эпоксидная смола представляет собой вязкую основу, которая способна полимеризироваться после добавления в нее отвердителя. До процесса отверждения в смолу можно добавить наполнители, способные изменить свойства материала в нужную сторону (например, сделать его окрашенным, мягким, усиленно твердым и так далее).

Технология литья из эпоксидной смолы

Для изготовления деталей нужна форма для литья и эпоксидная смола, которую будут заливать в форму. Эпоксидная смола для литья – универсальный материал, позволяющий обеспечивать высокую точность детализации. Процесс проходит в несколько этапов.

Этапы литья эпоксидной смолы:

  • Изготовляют силиконовую форму: размещают в опалубке мастер-модель и заливают её смешанным силиконом;
  • На внутренние части формы наносят слой масла для легкого отделения изделия и заливают смолу в подготовленную ранее форму;
  • Залитую форму нужно просушить, для этого используют искусственный нагрев;
  • Размыкают форму и извлекают готовую деталь.

Компания Pyramid 3DMC готова обеспечить точное литье из эпоксидной смолы необходимой вам партии изделий на заказ в СПб. Реализуем задачи различной сложности.

Цена подготовки силиконовых форм и литья в них зависит от параметров производимого изделия, выбранного материала, требуемой партии и рассчитывается индивидуально.

Если у Вас есть вопросы свяжитесь с нами. Мы расcчитаем стоимость и срок изготовления Вашей партии изделий.

pyramid3dmc.ru

Литье в оболочковых формах: основные операции изготовления форм

Литье в оболочковых формах еще называют оболочковым литьем. А за рубежом такой метод работы называют Shell.

Общая информация

В современной промышленной индустрии используется множество различных способов литья. Помимо оболочкового, применяется также литье по выплавляемым моделям, а также в металлические формы и еще несколько других способов. Общим преимуществом таких методов литья, если сравнивать их с работой с песчаными формами, состоит в том, что они дают возможность получать в результате более точные конечные материалы по своим формам, а также размерам. К тому же уменьшается количество шероховатостей на поверхности таких изделий. В более редких случаях, но все же бывает, что исключается необходимость в последующей механической обработке после выплавки. В дополнение ко всему применение литья в оболочковых формах и других методов способствует тому, что можно максимально механизировать данный процесс, вследствие чего повышается и его автоматизация. А это, конечно же, сильно увеличивает производительность любого промышленного объекта.

Оболочковое литье

Если говорить конкретно о данном способе, то он впервые был внедрен на заводах еще в далеком 1953 году. В настоящее же время способ используется довольно широко. Именно литьем в оболочковые формы, к примеру, изготавливается большинство деталей для трактора "Кировец". Все детали, которые производятся по такому методу, получаются высшего качество из стали или чугуна. Под оболочковым литьем подразумевают способ, при использовании которого конечный результат отливки имеет форму, состоящую из двух песчано-смоляных оболочек. Также данный метод изготовления деталей применяется только в тех случаях, когда необходимо создать деталь с небольшими или же средними размерами, но при этом с высокой точностью. Примерами применения этого способа литья могут быть детали для двигателей или же тонкостенное литье.

Сущность способа

При использовании этого метода работы можно получить различные детали для вентиляторов, двигателей, насосов или текстильных машин. Однако максимальная длина полученного изделия не может превышать 1 метр, а также оно не может быть тяжелее 200 кг.

Сущность литья в оболочковые формы основывается на определенных свойствах термореактивных смол, которые входят в состав песчано-смоляных смесей. Преимуществом, благодаря которому используются такие компоненты, стало то, что эти смолы имеют свойство быстро и безвозвратно твердеть, если обработать их температурой 200-250 градусов по Цельсию.

Изготовление оболочковой формы для литья

Для того чтобы изготовить форму для последующего литья, необходимо иметь мелкозернистый кварцевый песок, который идет с добавкой термореактивной смолы, являющейся его связующим элементом для получения полноценной оболочковой формы. Данные материалы, в частности, смола выбирается из-за того, что при прохождении определенного температурного барьера она затвердевает. Процесс изготовления идет следующим образом. Сначала смолу подвергают нагреву до 140-160 градусов по Цельсию. Под воздействием такой окружающей среды она превращается в жидкую клейкую массу, которая полностью обволакивает форму из кварцевого песка.

Область применения литья в оболочковых формах довольно широка, а потому сам процесс изготовления форм доводится до автоматического или же автоматизированного.

После того как форма будет полностью покрыта смолой, температуру увеличивают до 200-250 градусов по Цельсию. Этого температурного порога вполне хватает для того, чтобы клейкая масса необратимо затвердела и образовала форму. Далее, когда начинается процесс отливки деталей, то есть когда расплавленный металл попадает в форму, температура в ней достигает около 600 градусов. Данного режима хватает для того, чтобы смола не расплавилась, а сгорела, оставив при этом на самой форме поры, облегчающие отход газов.

Преимущества и недостатки литья в оболочковые формы

Как и любой другой производственный процесс, этот имеет свои положительные и отрицательные качества. Если сравнивать данный способ литья, к примеру, с литьем в обычные песчаные формы, то можно выделить несколько следующих преимуществ:

  • Первое и довольно существенное отличие - это класс точности, который равен 7-9. Кроме того, улучшается чистота поверхности полученной детали до 3-6. К тому же уменьшаются припуски, которые допускаются на последующую механическую обработку полученной детали после литья.
  • Один из больших плюсов - это существенное уменьшение затрат труда на изготовление отливок.
  • Такой метод литья позволяет сократить расход формовочных материалов, а также количество металла благодаря тому, что уменьшаются размеры литниковых каналов.
  • Существенно уменьшается количество брака на выходе.

Однако существуют и некоторые недостатки литья в оболочковые формы. К ним можно отнести:

  • Срок службы оболочковой формы - 1 литье.
  • Стоимость формовочной смеси довольно высока.
  • Высокий процент выделения вредных газов.

Процесс формирования корпуса

Процесс формировки корпуса осуществляется в шесть этапов:

  1. Первый шаг - это процесс насыпания смеси на горячую модель из металла, а также процесс ее выдерживания, который длится несколько десятков секунд до тех пор, пока не образуется тонкая прочная корка вокруг детали. Чаще всего модели изготавливаются из чугуна, и их нагрев осуществляется до 230-315 градусов.
  2. После этого необходимо провести операцию по удалению излишков формовочной смеси. Толщина корки в итоге должна быть от 10 до 20 мм. Она зависит от времени нахождения смеси на модели, а также от температуры.
  3. После этого необходимо перенести модельную плиту вместе с формой в печь, где они будут находиться до момента завершения процесса отвердевания. В конце этой процедуры прочность оболочки должна быть от 2,4 до 3,1 МПа.
  4. После извлечения из печи закаленная оболочка смещается с плиты. Для этой процедуры используют специальный толкатель.
  5. После этого две или же больше моделей скрепляются между собой при помощи какого-либо зажима либо при помощи склеивания. Данные формы можно использовать для литья в оболочковых формах либо же просто хранить. Срок хранения почти не ограничен.
  6. Прежде чем начать процесс литья в готовой форме, в них засыпают дробь, которая способствует предотвращению или разрушению формы при дальнейшей заливке.

Подробности о литье

Стоит начать с того, что типовые допуски, которые допускаются при изготовлении оснастки могут составлять 0,5 мм. Шероховатость поверхности допускается в пределах от 0,3 до 0,4 мкм. Такие пределы аргументированы тем, что используется мелкофракционный песок. Также стоит отметить: использование смолы существенно способствует тому, что поверхность будет очень гладкой.

Объемы производства

Для того чтобы заниматься производством таких форм и деталей, необходимо озаботиться установкой модели-кокиля. Время, требуемое на установку - менее недели. После завершения монтажа количество выпускаемой продукции может достигать от 5 до 50 штук в час. Такие объемы производства за час вполне реальны, однако для этого необходимо соответствующим образом подготовить проведение литейного процесса. Основные материалы, которые потребуются для литья - это чугун, алюминий, медь, а также сплавы данных видов металлов. Еще одним необходимым материалом станет сплав, в котором используют алюминий и магний.

fb.ru

СМОЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

ФЕНОПЛАСТЫ

Применение отверждающихся фенольных смол дало возмож­ность изготавливать традиционные монолитные литейные формы и стержни с улучшенными прочностными показателями, чего нельзя было достигнуть, используя обычные связующие — жидкое стекло, масла, бентонит и др. Разработанный Кронингом в 1944 г. новый способ производства литейных форм основан на применении смеси измельченных новолачных смол с уротропином [49].

В соответствии с этим способом вместо монолитных форм или стержней начали изготавливать оболочковые (корковые) формы и полые стержни из песчаносмоляной смеси. Промышленное про­изводство литейных форм по новой технологии началось в 1950 г. в США.

В 1959 г. Яссон разработал так называемый способ «горячих ящиков», который был освоен фирмой «Кепаиеи при изготовлении литейных стержней. По этому способу влажную формовочную массу, состоящую из кварцевого песка и жидкого быстро отверждающегося связующего, помещают в стержневые ящики, нагретые до 200—300 °С.

Сырье

Песок, используемый в формовочных смесях, должен быть по возможности монодисперсным: доля частиц размером более 0,1 мм должна составлять 90—95%, а более 0,3 мм — 1%. Песок не дол­жен содержать глину, поскольку она оказывает отрицательное влияние на прочность форм и стержней. Содержание в песке около 1% глины снижает прочность на 15—20%. Недавно начали также использовать плакированный песок, т. е. песок, частицы которого покрыты смолой. Для этой цели 3—6% жидкой или твердой смолы смешивают в смесителе с песком, нагретым до 190—200 °С (го­рячее плакирование). При 120 °С к смеси добавляют уротропин, что приводит к получению плакированного песка [49]. С квар­цевым песком можно также смешивать спиртовые растворы сме­сей новолаков и уротропина. После испарения спирта частицы песка оказываются покрытыми (холодное плакирование) пленкой смол. При таком способе предотвращается расслоение песка и связующего и одновременно улучшается сыпучесть материала. Кроме того, улучшаются санитарно-гигиенические условия произ­водства песчаносмоляных смесей и возникает возможность пневма­тического транспортирования песка й изготовления литейных стержней методом надува [49].

В производстве монолитных литейных форм и стержней при­меняют жидкие фенольные и фенолокрезольные резолы с содер­жанием сухого остатка 50—85% и вязкостью 20—250 сПз, ко­торые с целью более равномерного распределения разбавляют в процессе смешивания водой. Наиболее высокие прочностные показатели обеспечиваются при добавлении 3 масс. ч. воды к 1 масс. ч. смолы.

Хорошо размалываемую смолу темно-коричневого или черного цвета, применяемую в качестве связующего для стержневой смеси, приготавливают поликонденсацией фенола, каменноугольной смолы и формальдегида в присутствии катализатора — щавелевой кислоты [51]. После добавления уротропина и совместного по­мола получают порошковое связующее.

Рецептура песчаносмоляной стержневой смеси включает 2 масс. ч. измельченной новойаадой смолы, содержащей 8% уро­тропина и 100 масс. ч. формовочного песка. Такую смолу полу­чают поликонденсацией 94 масс. ч. фенола, 20 масс. ч. каменно­угольной смолы и 100 масс. ч. формалина (30%-ного).

Ниже приведены данные о прочности при изгибе отвержденной песчаносмоляной смеси:

Продолжительность отверждения... 15 30 45 60

Прочность при изгибе, кгс/сма...................... 5,8 72,4 81,4 87,2

Монолитные формы и стержни [52]

Смеси для изготовления монолитных литейных форм и стержней получают, добавляя к свободному от глины песку 3—7% воды,

2— 3,5% бентонита и 1—3% смолы. Прочность этой смеси в сыром состоянии зависит от содержания воды и бентонита, а окончательная прочность после отверждения — от содержания смолы.

О Прочность смесей, содержащих 2; 4 и 6% смолы, при изгибе в отвержденном состоянии составляет соответственно 65—75, 120— 140 и 175—190 кгс/см2. Сушка литейных стержней в поле токов вы­сокой частоты позволяет значительно снизить продолжительность отверждения при непрерывном способе производства (продолжи­тельность спекания 2—5 мин).

Упрочнение форм и стержней, полученных традиционным способом

На участки поверхности полученной традиционным способом форм или стержней в местах наибольшей концентрации напряже­ний для упрочнения наносят (или напыляют) резол с содержанием сухого остатка 50% и вязкостью 20—25 сПз. Отверждение ведут в потоке горячего воздуха при 200—240 °С, при этом нанесенная смола проникает в толщу изделия. Продолжительность отвер­ждения— из расчета 1,5—2 мин на 1 мм толщины упрочняющего покрытия.

Изготовление оболочковых (корковых) форм и полых стержней

Изготовление отливок по способу Кронинга начинают с по­лучения двух половин моделей. Каждая половина представляет собой отполированную модельную плиту, выполненную из чу­гуна, цветного металла или алюминиевого сплава. На горячую модельную плиту, предварительно смазанную разделительной смазкой, наносят слой сыпучей формовочной смеси. Происходит спекание смеси и образование оболочки. Далее, переворачивая модель, ссыпают неспекшуюся формовочную смесь. Для оболо­чек с толщиной стенок 5—6 мм необходимое время спекания до­ставляет 30 с при 200 °С, 20 с при 280 °С и 10 с при 320 °С. Толщина стенки обычно равна 3—10 мм.

Продолжительность спекания при поточном производстве яв­ляется одним из важных факторов. Оболочковые формы после спе­кания пропускают на ленточном конвейере через печь для отвер­ждения. Размеры печи, пропускная способность и температура определяются требуемыми условиями отверждения. Длительность цикла изготовления оболочковой полуформы складывается, таким образом, из времени спекания и времени отверждения. Температура в печи составляет приблизительно 300—400 °С. Ориентировочное время отверждения (при толщине стенки 5 мм) 4 мин при 300 °С,

2 мин при 400 °С, 0,5 мин при 450 °С. Максимальная прочность до­стигается при 400 °С. При 450—470 °С прочность при растяжении оболочковых форм уже снижается на 10%.

Полые стержни получают засыпкой или вдуванием формовоч­ной смеси в нагретые металлические стержневые ящики. Отвер­жденный слой образуется на внутренней поверхности ящика через несколько секунд.

Для склеивания оболочковых полуформ используют феноль­ную смолу с кислым отвердителем. В клей Добавляют тиксотроп - ный агент до образования пастообразной массы, массу наносят на холодные края одной половины оболочковой формы, тогда как вторая половина должна быть еще горячей с температурой 130—^ 160°С. Отверждение заканчивается через 30—60 с. Толщина клее­вого слоя должна составлять 0,1 мм.

По окончании заливки металла связующая смола должна пол­ностью. деструктироваться. Полная деструкция фенольных смол происходит при 1000 °С, при низких температурах (например, литье алюминия при 700 °С) степень разложения мала. В ряде случаев к новолачно-уротропиновой смеси добавляют ускоритель разложения, в присутствии которого при 600 °С связующее разлагается вдвое быстрее.

Получаемые описанным способом оболочки обладают высокой газопроницаемостью, что приводит к резкому сокращению брака, обусловленного образованием усадочных раковин. Кроме того, оболочки и стержни характеризуются высокой стабильностью

275

Размеров, очень низким водопоглощением, чистои и гладкой по­верхностью, не требующей последующей обработки и не изме­няющейся при длительном хранении.

Способ «горячих ящиков» [53]

Этот способ был впервые применен на практике в 1960 г. в США. В настоящее время до 90% литейных стержней в крупно­серийном производстве отливок для автомобилей изготавливают" по этой технологии [54]. В отличие от способа изготовления обо­лочковых форм, в котором используют порошкообразные сухие* смеси, здесь применяют жидкие связующие — фурановые смолы, новолачные, модифицированные фурфуриловым спиртом ре­золы [55]. Ниже приведены некоторые характеристики применя­емых связующих:

Фенолоформальдегидная Короткое время отверждения, высокая смола + карбамидо - теплостойкость, хорошая сохранность

Формальдегидная смола форм и стержней, незначительное газо-

Выдедение при заливке металлом Фенолоформальдегидная Сочетание хороших свойств предыдущей смола + карбамидо - композиции с очень малой продолжи-

Формальдегидная смо - тельностью отверждения

Ла + фурфуриловый спирт

Фенолоформальдегидная Хорошая теплостойкость, низкое вла го - смола + фурфуриловый поглощение готовых стержней и форм,

Спирт незначительное газовыделение при за­

Ливке металлом

Фенолоформальдегид - Сравнительно короткое время отверж де - ная смола ния, незначительное газовыделение при

Заливке металлам

Основными компонентами связующих для форм и стержнейг изготавливаемых по способу «горячих ящиков», является фенол, формальдегид, фурфуриловый спирт и незначительные коли­чества карбамида [56]. Концентрированный раствор карбамида в формалине конденсируют с фурфуриловым спиртом, парафор - мом и фенолом. Поликонденсация происходит при рН=7,2—10,0 в присутствии соединений основного характера, например ами­нов или аминоспиртов, при 50—110 °С. Готовую смолу исполь­зуют в песчаносмоляных смесях в количествах 1—4%. Отверди- телями служат преимущественно водные растворы солянокислого* анилина с шшоэтанол^ , йкголу-

О л су льфокис л оты~ и ^нейтральные а л кил эфиры п-тблуолсульфо - Кислоты І57Т ~ ~ —

Пластбетоны, пластрастворы относятся к строительным материа­лам, которые представляют собой композиции либо минеральных связующих с полимерами, либо минеральных наполнителей с поли­мерными связующими. В зависимости от типа и содержания орга­нических или минеральных …

Вещества, пригодные для вулканизации каучука, можно разделить на три группы: соединения, отщепляющие серу при вулканизации; соединения, вулканизация которыми протекает с участием радикалов; бифункциональные соединения. Напрашивалась мысль сравнить процесс вулканизации с …

msd.com.ua

Литье в домашних условиях

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 некоторое 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 получить методом литья необходимо количество ее копий.

Инструменты и материалыСпособов 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 «белый металл» или «тритник»), и литье гипса, смешанного с ПВА… Список можно продолжать и далее, но здесь мы будем рассматривать технологию литья смолы в силиконовую форму. Дело в том, что эта технология не требует никаких особых устройств и приспособлений, но в то же время позволяет получать копии очень высокого качества.Мастер-модель для изготовления литьевой формы может быть сделана из любого материала – пластик, металл, дерево, бумага. Главное перед заливкой формы как следует промазать ее разделительным составом. Пористый материал вроде дерева или бумаги предварительно следует пропитать каким-либо составом для заполнения пор: жидким воском, олифой, разбавленным ПВА, или покрасить.

Силикон для изготовления литьевой формы

Существует огромное количество различных силиконов, из которых можно изготовить форму. Все это многообразие можно разделить на две большие группы – заливочные силиконы и обмазочные силиконы. Для получения литьевой формы можно с равным успехом использовать как те, так и другие, а на особенностях применения того или иного вида мы остановимся позднее.Наиболее важными для нас являются такие характеристики силиконов, как КОЭФФИЦИЕНТ УДЛИНЕНИЯ и ВЯЗКОСТЬ.Коэффициент удлинения – характеристика, которая показывает, насколько можно растянуть готовое изделие из этого материала без его физического разрушения (разрыва). Коэффициент удлинения силиконов, пригодных для изготовления литьевых форм, колеблется от 200% до 1300% (может быть, есть и больше, только мне такие не попадались). Вообще-то чем больше коэффициент удлинения, тем большее количество отливок выдержит форма, но на практике вряд ли имеет смысл использовать материал с коэффициентом более 700-800% - правильно изготовленные формы из них спокойно выдерживают от 30 до 80 и более отливок (в зависимости от сложности мастер-модели). Нижнюю границу этой характеристики, пожалуй, можно определить в 400% для разрезных форм и 200-250% - для составных (отличия разрезных форм от составных будут рассмотрены далее).Вязкость – характеристика, показывающая, насколько текуч материал. Чем она выше, тем материал менее текучий. Измеряется в каких-то CPS. Что это такое - не знаю, но с хорошо известными продуктами соотносится примерно так:

0 cps = вода500 cps = подсолнечное или оливковое масло1500 cps = машинное масло10000 cps = мёд100000 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 гораздо меньшее значение, можно выделить рабочее время (время, на протяжении которого они сохраняют заявленную вязкость) и время полимеризации (время, через которое они приобретают заявленный коэффициент удлинения).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 я бы не взялся их давать – выбор достаточно велик, чтобы сравнить какой лучше, а какой хуже потребовалось бы очень много времени, сил и финансов. С ассортиментом можно познакомиться, например, на сайте компании «Лассо» (www.lasso.com.ru) или компании «Пента» (www.penta-junior.ru). Лично я, попробовав несколько различных составов, остановил свой выбор на заливочном компаунде «Пентеласт-708С», что совершенно не означает, что он лучше каких-либо других. В качестве обмазочного силикона очень неплох красный (термостойкий) автогерметик «ABRO».

Материалы для литья

Разнообразие литьевых материалов сейчас, пожалуй, еще больше, чем разнообразие 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 ВРЕМЯ ЖИЗНИ 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.Время жизни – 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 время жизни – 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.Рекомендовать для использования какие-то конкретные материалы я бы не стал, повторюсь, что выбор их очень велик. Большой выбор жидких пластмасс в различной расфасовке предлагает, например, компания «Лассо». Очень качественную полиэфирную смолу предлагает и компания «Пента», но к сожалению только в расфасовке по 18 кг – брать ее для наших целей имеет смысл только объединившись, чтобы потом разделить на несколько человек (дело в том, что срок годности высококачественных литьевых составов всего 6-8 месяцев). В небольших количествах полиэфирную смолу или жидкую пластмассу можно попытаться найти через знакомых, работающих в автосервисе (такие материалы часто используют для тюнинга автомашин) или в фирмах, занимающихся литьем.Если по каким-то причинам не удается найти специальных литьевых материалов, их довольно успешно можно заменить эпоксидной смолой. Источником эпоксидной смолы могут быть магазины для авиамоделистов (там обычно имеется большой выбор смол со временем жизни от 5 до 90 минут), для автолюбителей или просто хозяйственные магазины, в которые продается хорошо известная всем смола ЭДП. Эпоксидные смолы обычно менее текучи, чем полиэфирные. Впрочем, текучесть эпоксидной смолы можно сильно повысить, нагрев ее на водяной бане или под сильной настольной лампой до 40-50°С.ВНИМАНИЕ! Нагрев эпоксидной смолы сильно сокращает время ее жизни, поэтому этот способ рекомендуется использовать только для смол со временем жизни 20 и более минут.

Дополнительные приспособления для литья

Вакуумная установка. Самая главная неприятность, подстерегающая любого, кто решил заняться литьем – пузырьки воздуха. Они везде, они так и норовят попасть в силикон или смолу при смешивании компонентов, а потом вылезти на поверхности отливки в виде шарикообразных приливов на получаемых отливках (от пузырьков, прилипших к поверхности мастер-модели во время приготовления формы), или наоборот в виде каверн (от пузырьков, попавших в смолу при ее приготовлении или заливке).Если вспомнить школьный курс физики, то в голову приходят несколько способов борьбы с этими самыми пузырьками:

  • создать вокруг заливаемого состава область низкого давления (вакуум). Тогда воздух будет стремиться заполнить эту самую область, пузырьки поднимутся на поверхность и лопнут;
  • создать область высокого давления. Тогда заливаемый состав будет уплотняться и вытеснит пузырьки на поверхность, где они опять же полопаются;
  • прокрутить форму с залитым составом на центрифуге. При этом воздух «вытянется» на поверхность под воздействием центробежной силы;
  • подвергнуть форму действию вибрации, в результате чего ослабнет сила поверхностного натяжения пузырьков, что опять же заставит их всплыть.

В принципе, любой из этих способов при определенной смекалке можно применить в домашних условиях. Я для себя остановился на способе вакуумирования, как на самом легко реализуемом. Вся моя вакуумная установка состоит из емкости (стеклянной пол-литровой банки, на половину залитой гипсом для уменьшения внутреннего объема), а так же пластиковой крышки с клапаном и вакуумного насоса, используемых для домашнего консервирования. Опока, залитая силиконом, или форма, в которую залита смола, помещается в банку и закрывается крышкой. Два-три десятка качков вакуумным насосом позволяют создать в банке достаточно глубокий вакуум.

Помимо простейшей вакуумной установки нам понадобятся:

  • Емкость для приготовления силикона. Обычно для формы (если только мы не собираемся отливать целиком корпус или башню) требуется от 30 до 60 см³ силикона. Для смешивания такого его количества хорошо подходит одноразовый пластиковый стаканчик, обрезанный сверху на 1/3-1/2. Такой сосуд легко можно поместить в ту же пол-литровую банку для вакуумирования, а использованный не жалко выбросить.
  • Емкость для приготовления смолы. Для заливки в форму нужно совсем небольшое количество смолы, не более 2-3 см³. Для смешивания такого количества я использую крышки от пластиковых бутылок или, что оказалось еще удобнее, пластиковые баночки от порционных сливок.
  • Разделительная смазка, которой покрывается мастер-модель чтобы упростить ее извлечение из формы. Для этой цели можно использовать вазелин, растительные жиры или специальные разделительные смазки и спреи.
  • Баночка талька или детской присыпки на основе талька для обработки поверхности формы перед заливкой для повышения ее смачиваемости смолой.
  • Одноразовые шприцы объемом 2, 5 и 20 см³ для дозирования компонентов силикона и смолы при их смешивании.
  • Бумажные полотенца или салфетки для своевременной очистки инструментов, рабочих поверхностей и рук при попадании на них используемых смесей.

Изготовление формы

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.

Изготавливаем мастер-модель и закрепляем ее на подставке капелькой супер-клея. В дальнейшем на готовой форме углубление от подставки будет играть роль литника. Обычно я использую подставку, верхняя часть которой сточена под углом – это позволяет уменьшить площадь соприкосновения с ней мастер-модели, а значит и площадь поверхности, которую потом потребуется обтачивать на готовых отливках.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 той же «Пенты») имеются и специальные разделительные составы. Я же, как это ни странно звучит, использую копченую колбасу: помял кусочек пальцами, а потом этими же пальцами потер мастер-модель – вот и все.Закрепляем подставку с мастер-моделью в опоке. Опоку можно сделать из любого материала, от которого потом не очень сложно будет отделить силикон. Она может быть как одноразовая (такую можно даже просто склеить из бумаги), так и многоразовая. 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. Я использую опоку, склеенную из полистирола. Размер ее подобран таким образом, чтобы она без усилий проходила в горлышко банки. Одна из стенок сделана 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 я заполняю неиспользуемый объем брусочком из пластилина. После установки мастер-модели ставим на место съемную сторону опоки и промазываем щели строительным или автогерметиком.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 я использую, 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.Заливаем компаунд в опоку тонкой струей, стараясь лить ближе к краю опоки, чтобы смесь затапливала мастер-модель снизу. Это уменьшит образование пузырьков воздуха на поверхности мастер-модели – они сразу будут «вытягиваться» на поверхность. Помним, что смесь должна покрыть мастер-модель сверху тоже не меньше, чем на 8-10 мм. 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).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.

ВНИМАНИЕ! Производители обычно указывают время вулканизации компаундов при комнатной температуре. При более высоких температурах это время уменьшается (незначительно), при низких – увеличивается, причем очень сильно. Загвоздка в том, что у нас комнатной температурой считается 20°С, в то время как в других европах это - 22°С. У меня однажды при t 20°С один из компаундов застывал трое суток, при  этом так до конца и не приобрел требуемых свойств. Поэтому очень важно обеспечить правильный температурный режим.

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 (не уверен, что в домашних условиях можно получить настолько глубокий вакуум, чтобы «вытащить» воздух из густой смеси).При использовании профессиональных 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.

Разрезные формы очень хороши, если копии предполагается отливать из материала, обладающего небольшой вязкостью. Но найти хороший заливочный материал не всегда представляется возможным. Для копирования деталей из вязких материалов в качестве альтернативы разрезным можно предложить разъемные формы. Кроме того, разъемная форма с успехом может использоваться для литья из «белого металла» или из «тритника».Кроме того, преимуществом разъемной формы является то, что с ее помощью можно не только отливать, но и штамповать детали из густых составов типа эпоксидной смолы с наполнителем, стоматологической пластмассы, гипса с ПВА и т.д. и т.п., а саму форму можно изготовить не из силикона, а из гипса. Гипсовая форма позволяет получить всего несколько качественных отливок, после чего начинает разрушаться, но часто этого бывает вполне достаточно.

Сделать разъемную форму не сложнее, чем разрезную.

Делаем подложку из пластилина, в которую до половины вдавливаем мастер-модель. По краю мастер-модели пластилин аккуратно выравниваем стеком или кончиком ножа. На оставшимся свободным поле подложки делаем полусферические углубления (я обычно выдавливаю их спичечной головкой) – это будут замки, которые позволят избежать смещения половинок формы.Тщательно смазываем выступающую из пластилина часть мастер-модели разделительным составом.Устанавливаем подложку в опоку или просто лепим по периметру бортики из пластилина. Размеры для опоки выбираем так же, как и при изготовлении разрезной формы – от края формы до мастер-модели должно быть 8-10мм.Готовим компаунд, заливаем или обмазываем – в зависимости от используемого материала - форму и производим дегазацию так же, как и для разрезной формы.После окончательной вулканизации половинки формы удаляем пластилиновую подложку, теплым мыльным раствором и жесткой кисточкой или старой зубной щеткой убираем с мастер-модели остатки пластилина. ВНИМАНИЕ! Не нужно извлекать мастер-модель из получившейся силиконовой половинки формы. Если вынуть ее, а потом вставить назад, сложно добиться плотного прилегания, а значит половинки детали в форме могут оказаться смещены. Кроме того мастер-модель, неплотно лежащая в половинке формы, может просто-напросто всплыть на поверхность при заливке второй половинки.Промазываем поверхность половинки формы и выступающую из нее часть мастер-модели разделительным составом, после чего повторяем шаги 3-5.После окончательной вулканизации формы аккуратно разделяем ее половины, извлекаем мастер-модель и острым ножом прорезаем в половинках формы литьевой канал и выпоры для воздуха. Если планируется использовать форму не для заливки, а для формования (штамповки), то вместо литьевого канала и выпоров вырезаем в одной из половинок формы пару-тройку неглубоких полостей для отвода излишков формовочной массы. Такие полости можно получить и в процессе заливки формы, если предварительно приклеить к одной из сторон мастер-модели (по возможности к той, которая будет потом менее заметна, например, для колеса – к его внутренней стороне) два-три штифта.

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 не для заливки, а для 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

Литье в разрезную формуГотовим 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 обработать ее графитовым порошком или тальком.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 я использую одноразовые шприцы объемом 2 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 туда же добавляется катализатор.ВНИМАНИЕ! 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.Тщательно (но быстро – помним про короткое время жизни) 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.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.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. Повторюсь, обычно бывает достаточно трех, максимум – пяти заливок, чтобы почувствовать особенности материала.

Литье и штамповка в разъемную форму

Половинки формы готовим для литья так же, как и разрезную форму: очищаем, сушим, обрабатываем тальком.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.Если используем вязкий состав (эпоксидку с наполнителем, стоматологическую пластмассу и т.п.), 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.Пока добрые люди не помогли мне приобрести хорошую литьевую смолу, я с успехом использовал именно такие составные формы, а в качестве формовочной массы – смолу ЭДП. В качестве наполнителя применял алюминиевую пудру (пока она не пропала из продажи как один из составных элементов взрывчатых веществ), а затем – сухие пигменты, которые можно приобрести в магазине для художников. Кстати, использование наполнителя – не прихоть и не попытка сэкономить смолу, наполнитель улучшает смачиваемость смолой стенок резиновой формы, а значит и повышает качество литья.

Особенности литья без применения вакуумной установкиМожно ли получить хорошую форму и качественные отливки без использования вакуумной установки? В принципе можно, только будет большой процент брака. Для уменьшения числа бракованных отливок можно порекомендовать следующее:

Для литья без вакуумирования использовать только составные формы. Формы при этом лучше делать из обмазочного силикона - в тонких накладываемых слоях проще контролировать процесс образования воздушных пузырей и вовремя их убирать. Можно использовать и заливочный силикон, при этом нужно сначала развести небольшое его количество, кисточкой тщательно обмазать мастер-модель и, когда слой начнет вулканизироваться, залить остальной силикон.При использовании литьевой массы с низкой вязкостью перед соединением половинок литьевой формы обязательно промазывать их тонким слоем литьевой массы. Литьевое отверстие лучше делать конусообразным, диаметром не менее ширины мастер-модели, а высотой как 2-3 и более высоты мастер-модели, чтобы литьевая масса создала внутри формы хотя бы небольшое избыточное давление. Воздух через заливочное отверстие будет выходить плохо, поэтому кроме него надо предусмотреть 2-3 канала для отвода воздуха. При литье без вакуумирования лучше всего применять литьевые массы с большим временем жизни – они дольше сохраняют текучесть, что способствует самопроизвольному выходу воздуха на поверхность.

Источник: www.redkv72.narod.ru

litadv.ru

Мир самоделок - Отливка деталей из эпоксидной смолы

Страница 1 из 2

Радиолюбитель конструирует миниатюрные электронные устройства, и ему нужны, к примеру, миниатюрные штепсели. Что делать? Сделать самому, из смолы. Потерялась пешка или другая шахматная фигура, треснула ручка от газовой плиты, кому-то понравилась визитная карточка с выпуклыми буквами на входных дверях — их также можно сделать, отливая из эпоксидной смолы. Этим методом можно изготовить сколько угодно пуговиц самых разнообразных форм, маленькие вешалки собственной конструкции, рамки для семейных фотографий, украшения, имитирующие янтарь, поплавки для удочек, фигурки солдатиков, модели старинных пушек, автомобилей и еще множество других предметов.

Из той же эпоксидной смолы можно восстановить по имеющемуся образцу недостающие металлические элементы старинной мебели, причем сделать их действующими, а не бутафорию. Отливки из смолы могут помочь при ремонте старинных, богато украшенных рам. Если в старинной мебели имеются какие-то дефекты, а резная декорация частично испорчена, также стоит обратиться к смолам, напоминающим дерево, и из них отлить недостающие детали. Эпоксидная смола является идеальным идеальным исходным материалом для отливки практически любой детали, и это не представляет никакой сложности. Самым лучшим формообразующим материалом оказался обычный гипс.При изготовлении формы необходимо придерживаться следующей технологии. Для начала подбирается подходящая емкость из металла, пластмассы или другого материала — главное, что бы не размокала и не впитывала влагу. Затем она заполняется (с предварительной смазкой внутренней поверхности тонким слоем технического вазелина) до половины гипсовым раствором и в него погружается приблизительно до половины навазелиненую деталь, с которой снимается копия. Не дожидаясь полного отверждения гипса, на его поверхности тонкой металлической лопаткой делаются две-три лунки.После окончательного схватывания гипса поверхность его вновь смазывается вазелином и заливается новая порция гипса, которая должна полностью закрывать деталь-образец. Перед последней заливкой в форму вкладываются пластмассовые вставки, образующие литники и выпоры.Когда гипс затвердеет, форма разбирается, из нее извлекаются образец и пластмассовые вставки. В чистой и сухой посуде эпоксидная смола тщательно перемешивается с отвердителем (в соотношении, указанном в инструкции), и в нее добавляется сухой пигмент необходимого цвета или же нитрокраска. Смола заливается в литник до тех пор, пока она не показывается из выпоров. Через сутки форма разбирается, извлекается из нее деталь-копия. Она получается практически готовой — требуется лишь удалить литники и выпоры да зачистить шов разъема формы.Если деталь имеет внутреннее отверстие, то в процессе подготовки формы это должно быть учтено. Если, например, рукоятка предназначается для отвертки, то при изготовлении отливки в форму вставляется стальной стержень инструмента. Если же внутри необходимо резьбовое отверстие, то в форму укладывается болт, покрытый тонким слоем консистентной смазки, он легко извлекается затем из отливки.

mir-samodelok.ru

Литье из смолы

Инструменты и 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 «белый металл» или «тритник»), и литье гипса, смешанного с ПВА… Список можно продолжать и далее, но здесь мы будем рассматривать технологию литья смолы в силиконовую форму. Дело в том, что эта технология не требует никаких особых устройств и приспособлений, но в то же время позволяет получать копии очень высокого качества.

Мастер-модель для изготовления литьевой формы может быть сделана из любого материала – пластик, металл, дерево, бумага. Главное перед заливкой формы как следует промазать ее разделительным составом. Пористый материал вроде дерева или бумаги предварительно следует пропитать каким-либо составом для заполнения пор: жидким воском, олифой, разбавленным ПВА, или покрасить.

 

Силикон для изготовления литьевой формы

Существует огромное количество различных силиконов, из которых можно изготовить форму. Все это многообразие можно разделить на две большие группы – заливочные силиконы и обмазочные силиконы. Для получения литьевой формы можно с равным успехом использовать как те, так и другие, а на особенностях применения того или иного вида мы остановимся позднее.

Наиболее важными для нас являются такие характеристики силиконов, как КОЭФФИЦИЕНТ УДЛИНЕНИЯ и ВЯЗКОСТЬ.

Коэффициент удлинения – характеристика, которая показывает, насколько можно растянуть готовое изделие из этого материала без его физического разрушения (разрыва). Коэффициент удлинения силиконов, пригодных для изготовления литьевых форм, колеблется от 200% до 1300% (может быть, есть и больше, только мне такие не попадались). Вообще-то чем больше коэффициент удлинения, тем большее количество отливок выдержит форма, но на практике вряд ли имеет смысл использовать материал с коэффициентом более 700-800% - правильно изготовленные формы из них спокойно выдерживают от 30 до 80 и более отливок (в зависимости от сложности мастер-модели). Нижнюю границу этой характеристики, пожалуй, можно определить в 400% для разрезных форм и 200-250% - для составных (отличия разрезных форм от составных будут рассмотрены далее).

Вязкость – характеристика, показывающая, насколько текуч материал. Чем она выше, тем материал менее текучий. Измеряется в каких-то CPS. Что это такое - не знаю, но с хорошо известными продуктами 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 гораздо меньшее значение, можно выделить рабочее время (время, на протяжении которого они сохраняют заявленную вязкость) и время полимеризации (время, через которое они приобретают заявленный коэффициент удлинения).

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 я бы не взялся их давать – выбор достаточно велик, чтобы сравнить какой лучше, а какой хуже потребовалось бы очень много времени, сил и финансов. С ассортиментом можно познакомиться, например, на сайте компании «Лассо» (www.lasso.com.ru) или компании «Пента» (www.penta-junior.ru). Лично я, попробовав несколько различных составов, остановил свой выбор на заливочном компаунде «Пентеласт-708С», что совершенно не означает, что он лучше каких-либо других. В качестве обмазочного силикона очень неплох красный (термостойкий) автогерметик «ABRO».

Материалы для литья

Разнообразие литьевых материалов сейчас, пожалуй, еще больше, чем разнообразие 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 ВРЕМЯ ЖИЗНИ 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.

Время жизни – 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 время жизни – 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.

Рекомендовать для использования какие-то конкретные материалы я бы не стал, повторюсь, что выбор их очень велик. Большой выбор жидких пластмасс в различной расфасовке предлагает, например, компания «Лассо». Очень качественную полиэфирную смолу предлагает и компания «Пента», но к сожалению только в расфасовке по 18 кг – брать ее для наших целей имеет смысл только объединившись, чтобы потом разделить на несколько человек (дело в том, что срок годности высококачественных литьевых составов всего 6-8 месяцев). В небольших количествах полиэфирную смолу или жидкую пластмассу можно попытаться найти через знакомых, работающих в автосервисе (такие материалы часто используют для тюнинга автомашин) или в фирмах, занимающихся литьем.

Если по каким-то причинам не удается найти специальных литьевых материалов, их довольно успешно можно заменить эпоксидной смолой. Источником эпоксидной смолы могут быть магазины для авиамоделистов (там обычно имеется большой выбор смол со временем жизни от 5 до 90 минут), для автолюбителей или просто хозяйственные магазины, в которые продается хорошо известная всем смола ЭДП. Эпоксидные смолы обычно менее текучи, чем полиэфирные. Впрочем, текучесть эпоксидной смолы можно сильно повысить, нагрев ее на водяной бане или под сильной настольной лампой до 40-50оС.

ВНИМАНИЕ! Нагрев эпоксидной смолы сильно сокращает время ее жизни, поэтому этот способ рекомендуется использовать только для смол со временем жизни 20 и более минут.

Дополнительные приспособления для литья

Вакуумная установка

Самая главная неприятность, подстерегающая любого, кто решил заняться литьем – пузырьки воздуха. Они везде, они так и норовят попасть в силикон или смолу при смешивании компонентов, а потом вылезти на поверхности отливки в виде шарикообразных приливов на получаемых отливках (от пузырьков, прилипших к поверхности мастер-модели во время приготовления формы), или наоборот в виде каверн (от пузырьков, попавших в смолу при ее приготовлении или заливке).

Если вспомнить школьный курс физики, то в голову приходят несколько способов борьбы с этими самыми пузырьками:

  • создать вокруг заливаемого состава область низкого давления (вакуум). Тогда воздух будет стремиться заполнить эту самую область, пузырьки поднимутся на поверхность и лопнут;

  • создать область высокого давления. Тогда заливаемый состав будет уплотняться и вытеснит пузырьки на поверхность, где они опять же полопаются;

  • прокрутить форму с залитым составом на центрифуге. При этом воздух «вытянется» на поверхность под воздействием центробежной силы;

  • подвергнуть форму действию вибрации, в результате чего ослабнет сила поверхностного натяжения пузырьков, что опять же заставит их всплыть

В принципе, любой из этих способов при определенной смекалке можно применить в домашних условиях. Я для себя остановился на способе вакуумирования, как на самом легко реализуемом. Вся моя вакуумная установка состоит из емкости (стеклянной пол-литровой банки, на половину залитой гипсом для уменьшения внутреннего объема), а так же пластиковой крышки с клапаном и вакуумного насоса, используемых для домашнего консервирования. Опока, залитая силиконом, или форма, в которую залита смола, помещается в банку и закрывается крышкой. Два-три десятка качков вакуумным насосом позволяют создать в банке достаточно глубокий вакуум.

Помимо простейшей вакуумной установки нам понадобятся:

Емкость для приготовления силикона. Обычно для формы (если только мы не собираемся отливать целиком корпус или башню) требуется от 30 до 60 см3 силикона. Для смешивания такого его количества хорошо подходит одноразовый пластиковый стаканчик, обрезанный сверху на 1/3-1/2. Такой сосуд легко можно поместить в ту же пол-литровую банку для вакуумирования, а использованный не жалко выбросить.

Емкость для приготовления смолы. Для заливки в форму нужно совсем небольшое количество смолы, не более 2-3 см3. Для смешивания такого количества я использую крышки от пластиковых бутылок или, что оказалось еще удобнее, пластиковые баночки от порционных сливок.

Разделительная смазка, которой покрывается мастер-модель чтобы упростить ее извлечение из формы. Для этой цели можно использовать вазелин, растительные жиры или специальные разделительные смазки и спреи.

Баночка талька или детской присыпки на основе талька для обработки поверхности формы перед заливкой для повышения ее смачиваемости смолой.

Одноразовые шприцы объемом 2, 5 и 20 см3 для дозирования компонентов силикона и смолы при их смешивании.

Бумажные полотенца или салфетки для своевременной очистки инструментов, рабочих поверхностей и рук при попадании на них используемых смесей.

 

redkv72.narod.ru



О сайте

Онлайн-журнал "Автобайки" - первое на постсоветском пространстве издание, призванное осветить проблемы радовых автолюбителей с привлечение экспертов в области автомобилестроения, автоюристов, автомехаников. Вопросы и пожелания о работе сайта принимаются по адресу: Онлайн-журнал "Автобайки"