Domácí výroba odlitků. Díl 3.

Autor: Ondřej Nadrchal <onadr(at)seznam.cz>, Téma: Tipy & triky, Vydáno dne: 27. 11. 2011

V této části seriálu důkladně probereme přípravu modelu (masteru) pro výrobu formy a také celou výrobu jednodílných forem. Hned v úvodu bych chtěl zdůraznit, že všechny příklady návrhů a úpravy forem, jsou vytvořeny pouze pro přetlakové lití, o kterém bude příští část seriálu. Pokud budete chtít do forem, zhotovených podle této části seriálu, odlévat PUR pryskyřici volně, budete pravděpodobně velmi nespokojeni s množstvím bublin a nedolitků. Formy pro volné lití musí mít úplně jinou koncepci a zohledňovat jiné faktory než formy pro přetlakové lití.

uvod 03.jpg
Základní fáze výroby formy.


Příprava modelu k zaformování.
Díl, který budeme chtít zaformovat, musí splňovat několik základních podmínek: 1. Musí být dostatečně kompaktní. Různé jemné a dlouhé výčnělky a části které by komplikovaly vyjímání odlitku, zaformujeme a odlijeme zvlášť, třeba v rámci jednoho bloku (v jednom bloku silikonkaučuku je zalito více sovisejících dílů).
2. Vzhledem k tomu, že bude model vakuován, nesmí být uvnitř něj dutiny (mohlo by dojít v důsledku vnitřního přetlaku k roztržení a nebo tvorbě bublin v silikonkaučuku). Pokud tam jsou, je možné je vyplnit třeba odlévací pryskyřicí.
3. Musí být vyroben z neporézního materiálu. Pro výrobu je ideální plast, rezin, kov.
4. Použitá lepidla musí být dostatečně vytvrzená, jinak může dojít k lokálnímu nevytvrzení silikonkaučuku, tvorbě bublinek a nebo různým deformacím. Také může dojít ke zničení modelu při vyjímání z formy.
5. Musíme zjistit a ošetřit všechny otvory a mezery skrz model. Silikonkaučuk tam totiž udělá uzavřený tvar a model z něj nelze vyjmout. Můžete si to představit, jako byste zalili kroužek. Způsobu ošetření těchto míst se budeme věnovat dále.
6. I když to není nutná podmínka, tak silně doporučuji opatření modelu nástřikem surfaceru (Gunze, Tamyia) nebo alespoň základní barvou (White base). Jednak to vyloučí možnost nechtěné reakce lepidel a materiálů se silikonkaučukem, jednak to umožní zkontrolovat a opravit povrch a detaily ještě před zaformováním. Dojde totiž k okopírování i těch nejmenších škrábanců a propadlinek a budete pak muset opravovat každý odlitek zvlášť.

01.jpg
Zde vidíme model (náhon rychloměru) zhotovený ze zbytků vytvrzeného rezinu. Je lepený černým vteřinovým lepidlem. Z bílého plastu je vytvořen nálitek. Dole je potom tento model opatřen vrstvou surfaceru. Sjednocení povrchu nám umožní kontrolu povrchu i v místech, kde je díky kontrastu barev téměř nemožná.


02.jpg
Model injektorů ASZ po povrchové úpravě surfacerem. Mezi injektory je menší díl, který se bude formovat samostatně a dolepovat na odlitky injektorů. Forma by díky němu byla příliš členitá a vyndání odlitků by bylo velmi problematické. Na modelu zatím nejsou nálitky.


03.jpg
Další příklad rozdělení modelu ventilu parního topení. Zvlášť je třmen (vytvářel by těžko odstranitelnou štěrbinu) a část ovládací páky (příliš dlouhý výčnělek by znemožnil vyjmutí odlitku). Na modelech už jsou nálitky (dole). Vše bylo zaformováno do jednoho bločku silikonkaučuku.


04.jpg
Takto vypadá výsledek po sestavení z jednotlivých odlitků.


Nálitky.
Nálitky slouží jako rezervoár pryskyřice a taky jako místo, za které model přilepíme k základně. Pro nálitek musíme na modelu vybrat a nebo vytvořit místo bez detailů a dobře dostupné (kvůli jeho pozdějšímu odstranění z odlitku) a zároveň takové, aby se rozříznutím formy dal model a následovně odlitky, snadno vyjmout. Tento bod trochu záleží na zkušenostech a není to vždy jednoduché rozhodnutí, kam nálitek umístit. Základní umístění je zřejmé z následujících fotek. Naštěstí nám přetlakové lití odpustí i dost nevhodné umístění z hlediska tvorby bublin. Spíše si tedy zkuste představit, jak budete odlitek dostávat z formy a podle toho nálitek umístěte.  Nálitek může mít různý tvar a konstrukci. Nejjednodušší jsou válcové, zhotovené z plastových profilů, jako na prvních třech obrázcích. Pokud potřebujeme delší štěrbinu, můžeme nálitek slepit z plastové destičky a čtverhranných profilů.

05.jpg
Dlouhý obdélníkový nálitek ze dvou čtverhranných profilů a plastové destičky. Lepeno „Ultra Thin“ lepidlem


Pokud nálitek přilepujeme k modelu až po jeho dokončení (mnohdy je to lepší z hlediska manipulace a finiše povrchu), tak můžeme použít dvě metody. Jedna spočívá v použití vteřinového lepidla a vytvoření jednoho nerozebiratelného celku. Problém zde může nastat, pokud lepíme na vrstvu surfaceru, protože spoj není pevný a snadno dojde k odlomení nálitku a tim i poškození (opravitelnému) modelu. Toto pevné spojení, je vhodné spíše na malé nálitky a je dobré místo kontaktu zbavit vrstvy surfaceru.

06.jpg
Přilepení nálitků k modelu pomoci pružného černého vteřinového lepidla.


Druhá metoda připevnění nálitku umožňuje jeho odtržení bez poškození modelu. To je vhodné u větších nálitků s delším místem přisednutí k modelu. Usnadní nám to hlavně naříznutí formy, protože můžeme odstranit překážející nálitek a máme víc prostoru na provedení řezu. Nevýhoda této metody, je zpravidla delší doba vytvoření spoje.
07.jpg
Na oddělitelné připojení nálitku se mi nejvíce osvědčil tento maskol.


08.jpg
Protože spoj dlouho schne (okolo hodiny, podle množství maskolu) je nutné spolu model a nálitek fixovat. Lze použít aranžérskou lepící hmotu ( UHU a jiné) nebo modelínu a dílky si na ní vzájemně spolohovat. Maskol pak lze nanášet slabým drátkem z boku spoje a nebo díly trochu oddálit, nanést na spoj a opět přitisknout.


09.jpg
Model s nálitkem připevněným pomocí maskolu.


Pokud je styčná plocha nálitku malá a nebo model více hmotný, pomůžeme si třeba malým čepem, na který je nálitek nasazen a zafixován maskolem.
POZOR!! Nezaschnutý maskol reaguje s adičním typem silikonkaučuku. Pokud si nejste jisti, zda je vrstva dobře proschlá, doporučuji opět slabý nástřik surfacerem.

Velikost formy.
Volba vhodné velikosti formy je dost důležitá. Čím menší bude forma, tím méně silikonkaučuku spotřebujeme. Pokud bude zase ale moc malá, bude tloušťka stěny, v místě naříznutí formy, příliš slabá a pryskyřice zde snadno najde cestu ven a vyteče. Pokud bude moc velká, bude se odlitek špatně vyjímat , protože tlustší stěny se hůře natahují a deformují. U malých modelů volím zhruba 1cm přesah oproti modelu na každé straně. Můžeme dát i větší přesah v místě plánovaného řezu, model pak není ve středu formy. Tyto přesahy mám vyzkoušené do rozměru základny formy 5cm x 5cm. U větších kusů už musíme uvažovat, zda nedojde k deformaci a musíme zohlednit i tvar modelu. Lepší situace je forma naddimenzovaná, než opak. Akorát bude dražší o nadbytečné množství silikonkaučuku. Pokud nemáte žádné předchozí zkušenosti, začněte s malými věcmi a postupujte na základě získaných zkušeností.

Výroba ohrádky formy.
Pokud máme model s nálitkem, můžeme vstoupit do další fáze výroby formy. Ta spočívá ve vytvoření ohraničeného prostoru, kde je model a kam budeme lít připravený silikonkaučuk. Používaných způsobů je hodně, ale mě se nejvíce osvědčil následující.

10.jpg
Jako spodek formy a podložku použijeme tvrdý lesklý karton. Získat se dá z obalů (různé čokolády, bonboniery ...) a na menší kousky jsou ideální staré vizitky.


11.jpg
Model přilepíme za nálitek (ideální je malé množství vteřinového lepidla) na střed podložky. Pokud bude modelů více, je dobré si na podložku nakreslit základnu formy a podle té je umístit.


12.jpg
Nalepené modely injektoru ASZ. Každý bude ve zvláštním bloku.


13.jpg
Na výrobu ohrádky budeme zase potřebovat slabý lesklý karton (leskem dáme dovnitř), ostrý nůž, měřítko podle kterého budeme řezat a lepící pásku (Tamyia, kabuki aj.). Práci nám usnadní řezací podložka s pravoúhlou sítí. Uřízneme pásek s šířkou, jakou bude mít forma výšku a délkou jakou bude mít obvod formy. V místě ohybů lehce nařízněte z vnější strany nožem (dbejte na pravoúhlost). Podle nářezů přehněte.


14.jpg
Do uzavřeného tvaru spojte pomocí lepící pásky a zařízněte jí podle hrany.


15.jpg
Pro přilepení ohrádky k podložce používám Chemoprén univerzal. To je sice určeno na jiný typ lepení, ale na tohle se hodí skvěle. Z vnější strany po obvodu nanesu větší množství lepidla a přiložím ohrádku k podložce. Potom párátkem stahuji lepidlo dolů na podložku. Spoj je zaschlý za pár minut. Nezaschlé lepidlo reaguje s adičním typem silikonkaučuku ale naštěstí to v této části formy nevadí.


16.jpg
Pohled shora dá jasnější představu o velikosti bloku vzhledem k velikosti modelu.


Otvory skrz model.
Komplikovaná situace nastane v případě, že má model v sobě otvory, jako např. loukoťové kolo, ovládací kolečko ventilu atd. Co s tím a jak to řešit? Na některé věci už pamatujeme během výroby modelu. Díry neprovrtáme skrz a nebo do nich zalepíme krátký kousek plastového profilu. Někdy se této situaci vyhneme rozdělením na několik dílů (viz případ třmenu na ventilu na třetím a čtvrtém obrázku). Pojďme se podívat co s tím.

17.jpg
Při formování ventilu s ovládacím kolečkem je nutné nejenom model rozdělit na ventil a kolečko, ale musíme se též vypořádat s otvory skrz model.


18.jpg
Pokud jsou otvory menší, můžeme si snadno pomoci Clearfixem od firmy Humbrol. Je snadno dostupný ve většině modelářských obchodů.


19.jpg
Větší otvory maskujeme tak, že dáme malou kapku na konec párátka, smočíme okraje otvoru a přetáhneme slabounkou blánu. Ta po vyschnutí získá dostatečnou pevnost a její odstraňování z odlitku je jednoduché. Tuto činnost doporučuji nejdříve trochu natrénovat nanečisto.


20.jpg
Na menší otvory používám jehlu, tupým koncem zalepenou do kousku špejle. Postup je podobný jako v předchozím případě. Tady se ale musíme vyvarovat přílišné dávky, která by zalila pracně vytvořené detaily. Opět doporučuji tréning.


21.jpg
Tak, a dílky jsou „vymaskovány“.


Pokud je otvor větší, než je možné zvládnout Clearfixem, musíme udělat z tenké fólie nebo slabého papíru výplň a tu potom Clearfixem zafixovat a přetáhnout blankou případné nepřesnosti. Opět dbáme na co nejmenší nános clearfixu na modelu (naštěstí po vyschnutí hodně zmenší objem), protože to velmi usnadní začišťování odlitku.

Zalití forem a jejich vakuování.
Pokud máme hotovou ohrádku kolem modelu a zaschlé lepidlo, můžeme si namíchat a vyvakuovat silikonkaučuk (viz. předchozí díl) a nalít do prostoru formy. Jeho množství si snadno spočítáme z objemu ohrádek tak, že vynásobíme rozměry ohrádky v cm (výška x šířka x hloubka), dostaneme objem v ml. Objem modelu neodečítám kvůli nějaké rezervě (to je vhodné až u větších modelů). Lijeme slabým čůrkem, mimo model a necháváme čas na to, aby mohl silikonkaučuk obklopit model bez zalití vzduchových bublinek.

22.jpg
Silikonkaučuk lijeme maximálně do 3mm od horního okraje, aby v případě uvolnění větší bubliny nedošlo k přetečení.


23.jpg
Po nalití dáme formu na vhodnou podložku a vložíme do vakuové komory.


24.jpg
Po vyčerpání vzduchu z komory vystoupají na povrch bublinky zalité do negativních úkosů modelu.

25.jpg
Po 5-7minutách v komoře vyndáme formy ven a necháme cca 1hod odstát při teplotě do 20°C. Potom můžeme proces tuhnutí urychlit (viz tabulky v minulém díle).


Dokončení formy.

26.jpg
Po vytvrzení silikonkaučuku z formy odstraníme ohrádku.


27.jpg  28.jpg
Nůžkama zastřihneme horní hrany formy.


29.jpg  30.jpg
Spodek formy i s nálitkem, za který byl model přilepený, oddělíme od podložky.


Naříznutí formy.
Proč vlastně formu nařezáváme nebo rozřezáváme? Hlavní smysl tohoto kroku je usnadnit vyjmutí odlitku a omezit možnost poškození formy a tím se vyhnout pracnější výrobě vícedílné formy. Díky tomu, že formu dodatečně nařízneme, si můžeme dovolit daleko menší nálitek, snadno budeme formu plnit, bude méně začišťování a forma déle vydrží. Jak vidět, nejedná se o nějakou samoúčelnou věc a musíme si z tohoto úhlu pohledu potřebné řezy promyslet. Jako vodítko mohou zase posloužit následující fotografie.
 K provedení řezu je dobré použít úplně novou slabou čepel. Pokud budeme muset jet špičkou čepele po modelu, pak velmi jemně. Omezíme tím potřebnou povrchovou opravu před případným dalším formováním. Řez musí být čistý a hladký. Musíme se vyhnout vícenásobnému naříznutí, protože slabé plátky se pak snadno utrhnou a jejich místo se bude plnit PUR pryskyřicí a tak ztěžovat vyjímání a začištění odlitku. Velmi se mi osvědčilo dělat naříznutí formy pod silným světlem a při použití hlavové lupy (umožňuje prostorový odhad).
 Pokud jsme nálitek přilepili pomocí maskolu, můžeme ho v prvním kroku odtrhnout a vyjmout a tak si připravit „operační“ pole.

31.jpg
Pokud je nálitek přilepený neoddělitelně, provedeme nejprve řez a potom vyjmeme model. Zde není forma naříznutá až k okraji a tak není možné aby došlo k pozdějšímu vytékání licí pryskyřice.


32.jpg
Forma se při zmáčknutí takto „rozšklebí“. To nám velmi usnadní plnění formy pryskyřicí a vyjmutí odlitku.


33.jpg
Na vyjmutém odlitku je dobře vidět rovinu řezu. Udělá se v ní slabá blanka, která jde snadno odstranit a odlitek se dá velmi dobře začistit.


34.JPG
Jak je patrné z této fotky, tak forma na náhon rychloměru je rozříznutá jen z jedné strany. Není opravdu účelem rozřezat formu na kousky, ale pouze usnadnit vyjmutí odlitku a nalití pryskyřice.


35.jpg
Kohout a ovládací kolečko v průhledném silikonkaučuku před provedením řezu. Nálitky byly připevněny maskolem, takže je odtrhneme a vyndáme jako první a usnadníme si tak vytvoření řezu.


36.jpg
Naříznutí forem, tentokrát po celé délce bločku. Po nalití pryskyřice do úrovně řezu začneme postupně s dalším plněním formu zavírat. Potom ji ještě chvíli držíme lehce sevřenou. Takovéto malé řezy není třeba fixovat, forma vlivem paměti materiálu a adheze vmáčknuté pryskyřice drží dále sama.


37.jpg
Odlitky kohoutu a kolečka. U kolečka je dobře vidět slabá blanka v místech kde byl na modelu Clearfix. U kohoutu je patrný zbytek blány z řezu formy.


Pokud bude řez formy delší a nebude stačit pouze stisk, ale bude nutné trvalé fixování, lze formu třeba velmi lehce omotat slabou silikonovou nití. Taky můžeme formu dokola přelepit páskou (udělat z ní spojený prstenec). Musíme dbát na to, aby byl stisk dost velký a pryskyřice nezačala vytékat a zároveň aby nedošlo k deformaci formy a posunu rovin řezu, což vede ke znehodnocení odlitku. Jeden kolega používá k fixaci větších forem sponky do sešívačky. Nemám to ověřené, ale vypadá to jako velmi elegantní a univerzální řešení.

O formách by se dala napsat ještě spousta stránek textu a nafotit stovky fotografií, ale už tak má tato část nebývalý rozsah a nelze sem směstnat další informace. Chybí zde tak výroba vícedílných forem a jiných speciálních „špeků“. Nicméně i ten základ, který zde byl uveden, pokrývá víc než 90% všech používaných forem a jako základ je plně dostačující. Pokud byste měli nějaký problém a nebo výrobu formy chtěli konzultovat, napište prosím email a rád Vám poradím. Pokud budu vyrábět další formy, výrobu nafotím (což jsem zatím skoro nedělal) a příležitostně jako inspirační díl seriálu zveřejním.

Příště: Přetlakové odlévání PUR pryskyřice