как плавить пластик для заливки форм

Литье пластмасс в силикон — доступное мелкосерийное производство в домашних условиях

Многие из тех, кто печатает на 3D-принтере сталкиваются или с необходимостью получить партию моделей в короткие сроки, или скопировать удачно получившуюся деталь, или получить изделия с прочностными характеристиками, превосходящими таковые у пластиков для домашней 3d-печати.

3D-принтер далеко не всегда способен выполнить такие задачи, но отлично подойдет для создания единственного образца, или мастер-модели. А дальше на помощь нам приходят материалы производства компании Smooth-On, наверное, самого популярного производителя материалов холодного отверждения.

В этом обзоре мы сравним самые основные и популярные силиконы, полиуретаны и добавки к ним, кратко посмотрим на основные способы создания форм и изделий, подумаем, где это может найти применение и, наконец, создадим свою силиконовую форму и модель.
Перед написанием этого поста мы прошли трехдневный тренинг у официального дилера Smooth-On в России, чтобы разобраться во всех тонкостях литья в силикон.

Процесс создания изделий методом литья практически всегда одинаков: создаем модель, с её помощью создаем силиконовую форму, заливаем в нее материал, получаем изделие. Но в зависимости от модели, необходимых свойств, количества отливок, каждый этап может кардинально меняться. Существует несколько способов как создания формы, так и готового изделия.

Пару слов о подготовке моделей, напечатанных на 3D-принтере. Компания Smooth-On обратила своё внимание на эту технологию и выпустила специальный лак под названием XTC-3D. Он прекрасно сглаживает характерные для напечатанных моделей огрехи, видимые слои, которые обязательно перейдут на силиконовую форму, и придает поверхности гладкость и глянцевый вид.
Подробный обзор XTC 3D Вы можете прочитать здесь.

Методы создания форм

Самый простой способ: модель помещается в опалубку (специальную герметичную емкость из обычного оргстекла, пластика или другого материала), фиксируется в ней и заливается силиконом. Хорошо подходит для простых двухмерных моделей, рельефов, сувенирной и брендинговой продукции.

Аналогичен предыдущему, только модель размещается с учетом того, что форма будет разрезаться полностью или частично для облегчения съема. Модель может быть подвешена с помощью проволоки или размещена на тонкой опоре. Способ предназначен для более сложной геометрии, технических изделий, сложных фигур.

Это один из самых сложных способов. Заключается в помещении модели на глиняную или пластилиновую основу, которая делит силиконовую форму пополам.

На основе размещаются специальные замки, которые будут обеспечивать точное совмещение двух форм и отсутствие смещений. Вокруг основы собирается опалубка, герметизируется горячим клеем или пластилином, и в неё заливается первая половина формы. Затем, после отверждения силикона, форма переворачивается, глина или пластилин счищаются, силикон покрывается разделительным составом, и заливается вторая половина формы.

Этим методом создаются так называемые «чулочные» формы, когда силикон точно повторяет форму объекта и имеет толщину от 3 мм до нескольких сантиметров. Для создания формы «в намазку» необходим достаточно вязкий силикон, который бы не стекал с модели.
Можно использовать как специально предназначенные для этого силиконы, называемые тиксотропными, так и обычные, но модифицированные с помощью загустителей.

Силикон наносится кисточкой или шпателем в несколько слоёв, в которых чередуется вязкость и скорость отвердевания, чтобы форма была максимально детализированной и прочной. После того, как все слои готовы, с помощью специального состава создается жесткая внешняя оболочка, которая будет держать форму.

Методы заливки пластиков

Самый простой метод заключается в обычной заливке пластика в форму, он подходит для домашнего использования и позволяет достичь приемлемого качества. Но, по необходимости, для более качественного результата возможно использование установок высокого давления, что позволит практически полностью убрать пузырьки воздуха.

Для этого форма вместе с залитым пластиком помещается в камеру, в которой создается повышенное до 4 атмосфер давление. Форма должна оставаться в камере все время отвердевания полиуретана. При таком давлении пузыри уменьшаются до почти невидимых глазу размеров, что значительно повышает качество изделия.

Еще один метод, так называемая заливка «в обкатку», используется для создания полых изделий. В форму заливается небольшое количество пластика, около 10% от общего объема, отверстие для заливки закрывается, и начинается вращение формы по всех плоскостях, вручную или на специальной ротационной машине. При этом пластик отвердевает на стенках формы, создавая полую модель, что позволяет существенно снизить вес изделия и экономить материал.

• Серия Mold Star 15, 16, 30
Силиконы для создания форм на основе платины. Застывают при комнатной температуре, образуют прочную, гибкую и очень детализированную форму. Предназначены для литья силикона, полиуретана, смол, полиэстера, воска и других материалов. Химически чувствительны и не способны работать с латексом, серой и некоторыми другими соединениями.
Самые базовые и основные силиконы, способные решать большинство задач. Цифра в названии отражает твердость по шкале Шор А. Обладает низкой вязкостью, что позволяет в большинстве случаев работать без оборудования для дегазации. Материал двухкомпонентный, части смешиваются в удобном соотношении 1:1 по объему. В основном предназначены для создания форм методом сплошной заливки.

• Серия Rebound 25, 40
Серия силиконов для создания форм методом «в намазку», который состоит в том, чтобы наносить силикон кистью или шпателем на поверхность модели. Обладает высокой вязкостью, возможностью модификации свойств с помощью загустителей и ускорителей для создания качественной многослойной формы. Двухкомпонентный, смешивается в соотношении 1:1 по объему.

• Серия Equinox 35, 38, 40
Силиконовые пасты с временем жизни 1, 4 и 30 минут. Предназначены для ручного смешивания, по консистенции напоминают густое тесто. Цифры соответствуют твердости по Шору А. Обладает крайне высокой прочностью на разрыв и долговечностью. В отвержденном состоянии является безопасным для заливки шоколада, карамели и других ингридиентов.

• Серия SortaClear 18, 37, 40
Серия полупрозрачных силиконов. Такая особенность, как оптическая прозрачность, используется для создания сложных разрезных форм — изделие прекрасно просматривается, что позволяет сделать точный разрез. Как и серия Equinox, является безопасным при контакте с пищевыми продуктами.
Также к силиконам существует большое количество добавок, обладающих самыми разными эффектами. Accel-T и Plat-Cat являются ускорителями отверждения, Slo-jo — увеличивает время жизни силикона, Thi-Vex увеличивает вязкость силикона и позволяет намазывать его кистью или шпателем на модель, Silc-Pig — это концентрированные пигменты для окрашивания.

• Серия Smooth-Cast
Самая основная и популярная серия полиуретанов для создания конечных изделий. Линейка включает в себя более 10 наименований различных пластиков с самыми разными свойствами, позволяющими подобрать материал именно для Вашего проекта. Например, Smooth-Cast 300 обладает коротким временем жизни в 3 минуты и временем отверждения в 10 минут, что позволяет быстро воспроизводить большие партии деталей. Smooth-Cast 305 аналогичен предыдущему, но «живет» уже 7 минут, что позволяет провести дегазацию смешанных компонентов и получить еще более качественное изделие. ONYX обладает глубоким черным цветом, которого не достичь с помощью красителей, 65D ROTO предназначен для создания полых моделей с помощью метода «в обкатку», 325 незаменим для точного воспроизведения цвета, 385 отверждается практически без усадки и максимально точно копирует изделие.

• Серия TASK
Серия полиуретанов специального назначения. Разработана для промышленного применения и обладает специфическими свойствами для конкретных задач.
Для Вашего удобства мы сформировали специальные фильтры по сферам применения:

• Пищевые:
Smooth-Sil 940, серия Sorta Clear, серия Equinox, TASK 11.

• Архитектурные, заливка бетона и других абразивных материалов:
Серия VytaFlex, серия Brush-On, серия Ez-Spray, серия PMC.

• Медицинские: симуляция тканей и органов
Серия Dragon Skin, добавки Slacker, Ecoflex 0030, Ecoflex Gel, Body Double.

• Прототипирование:
Практически любые полиуретаны и силиконы, в зависимости от задач и требований. Серии Mold Max, Mold Star, Smooth-Cast, TASK.

• Спецэффекты и грим:
Skin Tite, Body Double, Dragon Skin, Alja-Safe, Ecoflex, Soma Foama, Rubber Glass, Encapso K.
Стоит отметить, что это деление все же условное, и дано, чтобы примерно представить возможности широкого ассортимента компании Smooth-On.

Мы будем использовать только те материалы и оборудование, которые можно применить в домашних условиях. Мы попробуем создать самую сложную в изготовлении двухсоставную форму.

В роли мастер-модели выступит модель довольно популярного среди печатников тестового болта. Мы распечатали его черным PLA пластиком на Picaso 3D Designer с толщиной слоя 100 микрон. Сделали мы это специально для того, чтобы продемонстрировать эффект XTC 3D, поскольку далеко не каждый 3D принтер может печатать с качеством 50 микрон.

Далее — обработка, чтобы отлитая модель не переняла слоистость напечатанного объекта. Обрабатываем болт лаком XTC-3D (подробнее об этом процесс можно прочитать тут), а затем шкурим, чтобы получить гладкую матовую поверхность.

Теперь модель готова к заливке силиконом. Помещаем её на глиняную основу, с помощью которой мы создадим силиконовую форму из двух частей.

Модель должна быть погружена в глину ровно наполовину, так что начинаем процесс выравнивания глины. Края должны быть максимально ровными и полностью прилегать к модели, от этого зависит качество разделения силиконовых половинок. Убираем лишнюю глину и заключаем модель в пластиковую опалубку.

Все стыки пластика обрабатываем термоклеевым пистолетом и закрываем опалубку, окончательно обрабатываем глиняную основу, делаем в ней выемки для замков.

Все готово к заливке силикона. Поскольку двухкомпонентные силиконы и полиуретаны склонны к разделению на фракции, перед каждым использованием их необходимо тщательно перемешивать в емкости.
После перемешивания отмеряем равное количество двух компонентов по объему и приступаем к смешиванию.

Для данной марки силикона дегазация в вакуумной камере необязательна, что очень удобно: исключены появления пузырьков, которые могут испортить нашу форму. Медленно заливаем силикон в опалубку, в самую нижнюю её точку.

И оставляем застывать. Время застывания для этой марки силикона составляет 6 часов. По истечении этого времени освобождаем модель от опалубки.

Затем убираем глину, тщательно очищаем модель от её остатков, смазываем силикон разделительным составом. В случае его отсутствия, можно использовать и обычный вазелин, но качество будет немного хуже.

И дальше полностью повторяем процесс, заливая вторую половину силиконовой формы.

Спустя еще 6 часов силиконовая форма готова. С помощью лезвия аккуратно разъединяем половинки, вынимаем деталь и оцениваем, что у нас получилось.

Хорошо видны замки, закладывавшиеся в глиняной основе, хорошая детализация, несмотря на то, что разделительная линия проходила по довольно сложным местам, вроде вдавленных букв.

На самом деле, для данной модели это не самый оптимальный способ создания формы. Но нам было интересно протестировать именно этот метод, несмотря на сложности.

Итак, все готово к заливке полиуретана. Соединяем две половинки формы, используя элементы опалубки для жесткости, скрепляем с помощью резинок, скотча или другим способом, и приступаем к подготовке полиуретана.

Хорошо перемешиваем оба компонента, встряхивая их в течение 5-10 минут. После этого даем немного отстояться, чтобы вышли образовавшиеся пузыри. Все остальное точно так же, как и с силиконом: отмеряем равное количество по объему и смешиваем их. А дальше действовать нужно быстро: время жизни этого полиуретана составляет всего 3 минуты, а время начинает идти сразу, как вы смешали два компонента вместе. Так что мешаем быстро, но аккуратно, чтобы не создавать лишних пузырьков, и сразу заливаем в форму.

Примерно через 3 минуты, в зависимости от объема материала, произойдет быстрое схватывание пластика, а через 10 минут деталь готова к извлечению.

Модель готова. Переданы абсолютно все детали оригинала.

Хочется отметить, что поистине огромные возможности использование материалов Smooth-On открывает в совокупности с 3D-печатью.
Теперь Вы можете получать изделия из огромного количества материалов с самыми различными свойствами, а не ограничиваться лишь классическими PLA и ABS. К тому же, доступным станет мелкосерийное производство: распечатав всего один экземпляр и должным образом его обработав, Вы сможете в довольно короткие сроки создать необходимое Вам количество копий в домашних условиях. Для достижения приемлемого результата вовсе не обязательно использование дорогостоящего оборудования.

В случае если Вам необходимы услуги мелкосерийного производства Top 3D Shop к вашим услугам.

Источник

Переплавка пластиковых бутылок в домашних условиях — как расплавить пластмассу и зачем

В этом руководстве я расскажу вам, как плавить пластмассу в домашних условиях. Переплавка пластиковых бутылок из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и изготовление из них блоков, которые можно использовать разными способами.

Каждый день мы используем и выбрасываем много пластиковых бутылок… Давайте изменим это!

Дэйв Хаккенс удивительный парень, который сделал много видео об утилизации пластика. Он показывает, как собирать, расплавлять и обрабатывать пластиковые предметы, чтобы создавать новые вещи. Однако, если вы хотите просто попробовать переработать несколько бутылок, следуйте этому краткому руководству.

Шаг 1: Материалы и инструменты

Шаг 2: Форма

Нет необходимости делать очень сложную форму для плавки пластика.

Поскольку мы собираемся расплавить пластик и получить обычный блок, нам нужна простая коробка. Чем точнее и аккуратнее будет собрана коробка, тем точнее и аккуратнее будет блок.

Как вы можете видеть из приведенных выше рисунков, я использовал деревянные доски, которые лежали в моей мастерской, так же я накрыл каждую внутреннюю поверхность коробки бумагой для выпечки. Это будет важно позднее, когда будем извлекать блок из формы. Древесина — пористый материал, а расплавленный пластик — очень липкий, так что не стоит им соприкасаться.

Шаг 3: Как разрезать бутылки

Прежде всего, HDPE, что это такое? Как можно отличить его от всех других видов пластика?

HDPE — полиэтилен высокой плотности. Это довольно распространенный материал, используемый специально для производства пластиковых бутылок и коррозионностойких трубопроводов.

Как вы можете видеть на рисунке №1, его легко отличить от другого типа пластика благодаря цифре «2» в качестве идентификационного кода смолы.

Обычно я начинаю с ножа, отрезаю горлышко (фото № 2), которое является более жесткой частью, затем отрезаю основание и, наконец, ручку.

После этого вы можете использовать ножницы, чтобы сделать из больших кусков более мелкие (фото № 4).

Шаг 4: Плавление

Каждый тип пластика имеет разную температуру плавления.

Дэйв Хаккенс отлично изучил каждый тип, чтобы индивидуализировать правильную точку плавления (здесь вы можете увидеть его работу).

Я узнал, что в моей печи HDPE обычно плавится при температуре около 180°C.

В то время пока нагревается духовка, положите кусок бумаги для выпечки на противень и расположите на ней кусочки пластика. Наконец поместите противень в духовку и проверяйте его каждые 10 минут.

Шаг 5: Эффект мрамора

Первый раскрас, который я покажу вам, мой любимый: эффект мрамора.

Через 10/15 минут, если вы видите, что пластик выглядит липким, вы можете вытащить его из духовки. Оденьте жаростойкие перчатки и скрутите пластик (фото № 2/3).

Действуйте быстро (пластик остывает), но имейте ввиду, что он очень горячий и липкий.

Как только у вас получится что-то вроде того, что вы можете увидеть на фото №4, вы можете положить обратно в духовку.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Используйте перчатки! Если пластик попал на вашу кожу, немедленно промойте пораженное место холодной водой, чтобы уменьшить боль.

Шаг 6: Закрепляем форму

Через 10 минут извлеките пластик из духовки и положите его в форму. Зажмите его так сильно, как можете, и каждые 5 минут, затягивайте зажимы сильнее. HDPE сжимается, когда он остывает, поэтому, чтобы получить плоский блок, вы должны часто затягивать зажимы.

Шаг 7: Мраморный блок

Это результат после 2 часов охлаждения.

Как видно из фото, благодаря технике крутильно-вращательного движения, которую мы использовали, получился прекрасный эффект мрамора. Мне очень нравится этот метод, потому что вы можете видеть все используемые цвета.

Шаг 8: Эффект «Камуфляжа»

Вот еще один раскрас. Я называю его эффектом камуфляжа.

Это проще и безопаснее, чем эффект мрамора, потому что нет нужды касаться пластика руками. Как и в Шаге 5, после 10/15 минут, если вы видите, что пластик выглядит липким, вы можете извлечь его из духовки.

На этот раз мы будем использовать технику складывания. Очень аккуратно (и всегда используйте перчатки), поднимите бумагу для выпечки с одной стороны и сложите пластик на себя (фото № 2).

Повторите тоже самое с другой стороны и положите обратно в духовку.

Шаг 9: Закрепляем форму

После 10 минут плавления выньте пластик из духовки, сложите в последний раз, сделав что-то вроде яичного рулета (фото № 1) и поместите его в форму.

Как и на шаге 6, зажмите его так сильно, как можете, и возвращайтесь каждые 5 минут, чтобы затянуть зажимы. Затем оставьте его остывать на пару часов.

Шаг 10: Камуфляжный блок

Вот результат. Выглядит действительно как камуфляж.

Шаг 11: Что можно сделать из блоков?

Эти блоки невероятно прочные, простые и тяжелые. Вы можете использовать их по-разному.

Шаг 12: Самодельная юла

Вот пример того, что вы можете сделать с помощью единственной бутылки из-под моющего средства.

Прежде всего, я удалил этикетку, и я очень хорошо промыл бутылку, избавляясь от всех мыльных остатков. Затем я расплавил пластик в тонкий блок (по методу, показанному на предыдущих этапах), и я сплющил его до толщины 5 мм (фото № 2).

Я нарисовал юлу, состоящую из 3-х частей и приклеил шаблон к блоку. Затем, разрезал все фигуры по линиям с помощью лобзика и отшлифовал вручную все края.

Спустя 2 часа, после того как я сделал блок из бутылки, и двадцати минут работы над блоком, у меня получилась эта классная юла.

Надеюсь, вам понравилось, и вы попытаетесь переработать несколько пластиковых бутылок, сделав из них что-нибудь интересное.

Спасибо, что прочитали мое руководство!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник