Копирование деталей — Copy-paste для моделиста

Желание освоить технологию копирования деталей появилось у меня давно. Но только в последнее время, когда я начал работу над довольно сложной самоделкой, и передо мной замаячила ужасная перспектива изготовления с нуля множества одинаковых деталей – нудной рутины, гасящей вдохновение, поглощающей драгоценное время, необходимое для настоящей, творческой работы — я понял, что пришло время научиться пользоваться силиконом и смолой. Не отчаявшись после неудачных опытов, испробовав несколько способов и материалов, я в конце концов добился вполне приемлемого результата, используя сравнительно простую технологию. Предлагаемая вашему вниманию статья — подробное описание этой технологии.

В качестве примера рассмотрим копирование самодельной мотогондолы. Эту деталь мы отольем из эпоксидной смолы в разъемную силиконовую форму, состоящую из двух частей.

Материалы

Для применения описываемой технологии нам понадобятся следующие материалы:

Силикон

Это материал, из которого будет сделана форма для литья. Хотя для этой цели вполне подойдет распространенный и недорогой силиконовый герметик, гораздо проще и удобнее воспользоваться двухкомпонентным силиконом, специально предназначенным для изготовления форм. В приведенном ниже примере мы будем использовать именно такой силикон фирмы Elliott Products.

Эпоксидная смола

Таких смол на рынке великое множество, и скорее всего многие из них подойдут для нашей цели. Главное требование к смоле – время полимеризации не должно быть слишком коротким. Я, в частности, остановился на продукте под названием Finishing Resin фирмы Great Planes. Эта смола после полимеризации довольно эластична, и по физическим свойствам напоминает полиуретановую смолу.

Разделительный состав

Если в качестве материала форм выступит двухкомпонентный силикон, разделительный слой понадобится только для разделения половин формы. Существует много продуктов, специально предназначенные для этой цели, как правило в виде аэрозоли, но нам вполне подойдет обычный вазелин.

Пластилин

Он послужит нам в качестве основного строительного материала.

Перед тем как приступать к изготовлению формы, стоит проверить выбранные материалы на соответствие друг другу. Если пренебречь этим этапом, можно не только не получить копию, но и лишиться оригинала. Во первых, убедитесь, что выбранный силикон после отверждения легко снимается с поверхности, сделанной из того же материала, что и копируемая деталь. Если это не так, копируемую деталь придется покрыть разделительным слоем, или использовать другой силикон. Во-вторых, убедитесь, что застывшая эпоксидная смола хорошо отделяется от силикона и что физические свойства затвердевшей смолы вас удовлетворяют.

Изготовление формы

Для начала на плоскую твердую основу (я использую для этой цели компакт-диск) нанесем ровный слой пластилина и несильно вдавим в него копируемую деталь.

Если деталь сравнительно плоская, ее можно вдавить в пластилин до того уровня, где пройдет граница половины будущей формы. В случае более объемной детали, вместо того, чтобы вдавливать деталь на всю глубину, нанесем еще один слой пластилина по периметру детали.

После этого необходимо пройтись по периметру детали и придавить пластилин к ее стенке, формируя таким образом четкую границу. Для этого я применяю импровизированные приспособления, сделанные из спичек и зубочисток, покрытых силиконовым герметиком. Поскольку пластилин абсолютно не приклеивается к силикону, его очень удобно обрабатывать именно этим материалом. Обратите внимание, что на будущей отливке на том месте, где пройдет стык половин формы образуется небольшой шов, так что расположение границы нужно выбирать таким образом, чтобы этот шов можно было удалить, не повредив деталей вокруг него.

Важно убедиться, что пластилин везде плотно прилегает к копируемой детали, так чтобы силикон не мог подтечь под него при отливке формы.

Теперь сделаем стенки будущей емкости, для чего проще всего использовать тот же пластилин. Расстояние между стенкой и деталью должно составлять 5–7 мм, и на столько же стенка должна превышать самую высокую точку копируемой детали. Стык стенки с полом емкости выравнивается с помощью все тех же приспособлений, покрытых силиконом.

После этого стоит проделать несколько небольших углублений в полу нашей емкости. Они послужат в качестве замков для предотвращения смещения половин будущей формы.

Итак, емкость готова к заливке силикона

Силикон, с которым я работаю, состоит из двух компонентов – густой белой массы, напоминающей по консистенции сгущенное молоко, и жидкого катализатора темно-синего цвета, которые нужно смешать в пропорции 10:1 (в инструкции не указано, по весу или объему; я использую для дозировки весы). Яркий цвет катализатора помогает добиться полного смешивания компонентов – готовая смесь должна иметь абсолютно однородный голубой цвет. Избегайте попадания силикона и особенно катализатора на кожу. Желательно работать в перчатках (это, кстати, относится и к эпоксидной смоле).

Зальем полученную смесь в пластилиновую емкость с копируемой деталью. Делать это нужно медленно, тонкой струйкой, причем стараться заливать силикон в дальний угол емкости, а не на деталь, так, чтобы силикон обтекал ее постепенно, снизу, не образуя пустот. Торопиться некуда – силикон сохраняет текучесть почти в течении часа. По окончании заливки емкость следует оставить в покое до полного отверждения силикона.

После того как силикон затвердел, удалим весь пластилин. Делать это надо очень осторожно, так чтобы копируемая деталь осталась в силиконе, от которого она очень охотно отделяется (если это произошло – нужно начинать все с начала). Сначала аккуратно снимем боковые стенки, затем удалим пол.

В результате у нас есть готовая первая половина формы с копируемой деталью в ней. Если на форме или детали остались следы пластилина, их надо аккуратно удалить, опять же не допуская отделения детали от силикона.

Поместим готовую половину на все тот же диск и выстроим вокруг нее стенки из пластилина, по высоте превышающие самую высокую точку детали на 5 мм.

Пользуясь вышеописанным методом и инструментами добьемся более-менее герметичного стыка между формой и пластилиновыми стенками (это не так просто, потому что пластилин неохотно прилипает к силиконовой форме, но абсолютная герметичность тут не так важна).

Обязательно покроем поверхность первой половины формы разделительным слоем из вазелина, для того, чтобы предотвратить склеивание половин формы (силикон приклеивается сам к себе намертво). Для этого можно использовать кисточку, накладывая вазелин очень тонким слоем, причем только на силикон, а не на копируемую деталь.

Емкость для второй половины формы готова. Приготовление и заливка силикона производится также, как и для первой половины. Остается набраться терпения.

После отверждения силикона снимем форму с диска и удалим пластилиновые стенки.

Теперь нам предстоит разделить две половины готовой силиконовой формы. Несмотря на разделительный слой, половинки могут оказаться склеенными в некоторых точках, так что для их разделения понадобится приложить некоторое усилие. При этом важно не повредить копируемую деталь, находящуюся внутри.

Итак, форма готова!

Отливка детали

Для начала подготовим смолу. Компоненты эпоксидной смолы как правило смешивается в пропорции 1:1, и желательно как можно точнее придерживаться этого соотношения. Для смолы, по крайней мере той, которой пользуюсь я, весы не подойдут – компоненты имеют разную плотность, так что лучше использовать специальные мерные стаканчики. В последнее время я добавляю в смолу еще и третий ингредиент: маленькую капельку специального красящего пигмента (смесь черного и белого). При этом отливка получается не полупрозрачной, а имеет более привычный серый цвет.

Смешивать смолу следует тщательно, не только в центре, но и по краям емкости, но в то же время аккуратно, стараясь вносить как можно меньше пузырьков воздуха. Увы, образование этих пузырьков практически неизбежно, в то время как мириться с ними нельзя – там, где пузырек окажется близко к поверхности детали, образуется дыра. Есть несколько способов борьбы с пузырьками при помощи вакуума и высокого давления, но мы воспользуемся более простым методом. Смолу, уже смешанную в резервуаре, следует нагреть, для чего подойдет обыкновенный фен. Нагрев смолу, ее следует оставить на пару минут, за это время большая часть пузырьков выйдет. Обратите внимание на следующие фотографии. На первой смола сразу после нагрева – пузырьки бурно поднимаются на поверхность. На второй – большая часть пузырьков вышла.

Разумеется, этот метод применим только для смолы с длительным временем полимеризации. «Пятиминутная» смола скорее всего затвердеет раньше, чем мы успеем закончить все эти манипуляции, особенно учитывая, что нагрев ускоряет полимеризацию.

Теперь нанесем смолу на обе половины силиконовой формы. Для этого я обычно использую зубочистку или спичку. Смола выкладывается на силиконовую поверхность тонким слоем, при этом опять же нужно стараться не вносить пузыри и не создавать пустоты.

Смола наносится на каждую половину формы с небольшим избытком – «с горбом». На этом этапе можно еще раз нагреть смолу, уже в форме, заставив выйти большую часть оставшихся пузырьков и сделав ее жиже, что уменьшит толщину будущего облоя.

Сложим половинки формы вместе. При этом излишки смолы просто выдавятся наружу. Иногда рекомендуют предусмотреть в форме каналы или полости для отвода излишков смолы, но я не заметил особых их преимуществ и в конце концов перестал их делать.

Половины формы имеет смысл крепко прижать друг к другу, например, зажать между двух твердых пластин, скрепленных резиновыми кольцами, или поставить под груз. Это важно, так как при неплотном прилегании половин формы облой получится более толстым, не говоря уже о том, что смола может просто вытечь. С другой стороны, слишком усердствовать тоже не следует, так как форма эластична, и сильное сжатие может деформировать ее и будущую отливку.

При выборе положения, в котором мы оставим форму с жидкой смолой внутри имеет смысл принять во внимание следующее соображение. Несмотря на наши усилия по борьбе с пузырьками воздуха, один-два самых упорных пузыря с большой вероятностью все-таки останутся в смоле. Что будет с ними дальше? Скорее всего, они поднимутся вверх и останутся на поверхности, образовав крошечные дырочки в готовой отливке. А вот где у отливки будет «верх» — зависит от нас. Форму имеет смысл расположить так, чтобы сверху оказалась та часть, на которой пузырьки будут менее заметны, или где их будет легче заделать.

Теперь остается только ждать. По выдавившейся наружу смоле можно судить о готовности отливки. Не торопитесь! Если смола еще не затвердела окончательно, отливка может быть повреждена при отделении от формы. В моем случае, я не трогаю форму со смолой в течении суток. По прошествии этого времени половинки формы можно аккуратно разнять и извлечь отливку.

Облой аккуратно удаляется спичкой или зубочисткой, после чего оставшийся незначительный шов можно обработать мелкой шкуркой.

Вот, собственно и все. Наша отливка, абсолютно идентичная оригиналу, готова.

Просто, не правда ли?..

Источник