как сделать силикон для форм
Как изготовить силикон в домашних условиях: технология производства и пошаговая инструкция
Силикон давно стал верным помощником в быту. Бывает, что столь универсального материала нет под рукой тогда, когда он необходим. Специально для таких ситуаций мы приведем несколько простых способов его приготовления. В этой статье расскажем, как изготовить силикон в домашних условиях, используя подручные материалы и вещества, имеющиеся в гараже и даже на кухне.
Группы силиконов и применение
Силиконовые изделия широко применяют в быту – в качестве уплотнителя, герметика, фиксирующего материала. Благодаря своей влагостойкости, силикон популярен для отделки плиточных швов, стыков и щелей. Хозяйки используют силиконовые формы для приготовления еды, коврики для выпечки, увлекаются выполнением поделок из силикона.
Форма из силикона, изготовленного в домашних условиях
Чтобы понять, как изготовить силикон самостоятельно, немного углубимся в тонкости состава. Силикон – полимерное вещество, основу которого составляют молекулы кремния и кислорода.
Выделяют 3 основные группы силиконов:
Они обладают впечатляющим списком достоинств:
Способы изготовления силикона
Промышленное производство предполагает использование дорогостоящего оборудования. В домашних же условиях можно приготовить эластомеры, а также составы для создания влагоустойчивого и диэлектрического покрытий, применяя только имеющиеся в любом хозяйстве предметы и вещества.
Изготавливая самодельный силикон, вы:
Для приготовления требуется определенная сноровка и опыт. Да и результат порадует вас не с первого раза. Также среди минусов домашнего силикона быстрое время высыхания.
Способ #1. Спирт и жидкое стекло
Для изготовления силикона вам пригодится:
Эти составляющие необходимо перемешать, соблюдая пропорцию 1:1. Теперь смесь готова к применению. Но конечный результат зависит от качества спирта и стекла.
Чтобы силикон наверняка получился, некоторые домашние мастера рекомендуют в массу добавлять 10 % силиконового масла, тщательно размешав его с этанолом. А потом вливать стекло. И немного гидрофобизатора.
Способ #2. Растворитель и герметик
Не беда, если под рукой не оказалось жидкого стекла. Необходимую порцию силикона можно сделать и без него.
Разбавляем силиконовый герметик растворителем с добавлением глицерина и краски до однородной массы.
Будьте внимательны, силикон, изготовленный подобным способом, должен быть применен в течение четырех часов!
Способ #3. Глицерин и желатин
Следующие составляющие найдутся в любом доме:
Необходимые ингредиенты смешиваем, смесь нагреваем на пару. Важно не допустить закипания. При необходимости можно увеличить количество компонентов, не нарушая пропорцию 1:1.
Глицерин и желатин для изготовления силикона
Этот силикон быстро твердеет, боится высоких температур. Но его, при необходимости, можно расплавить и заново использовать.
Предложенные варианты изготовления домашнего силикона довольны просты в использовании. Сделав его самостоятельно, вы будете уверены, что он не содержит каких-либо токсичных соединений, что гарантирует его безопасное использование.
Выше описанные способы получения силикона выручат вас, когда это будет необходимо. Следует иметь в виду, что в сделанной вами субстанции отсутствуют вещества, препятствующие быстрому затвердеванию. Поэтому важно все необходимые манипуляции с самодельным силиконом проводить, не теряя времени. Ведь повторно сделать его податливым не получится.
Также рекомендуем посмотреть подобранные видео по нашей теме.
Самодельный литьевой силикон.
Самодельный литьевой силикон из герметика и силиконового масла.
Литье форм из жидкого силикона в домашних условиях
В прошлый раз я описывал разработку набора для фокуса «Растворимая ложка», в котором фигурировала форма из силикона.
Сегодня подробно распишу сам процесс литья таких форм из жидкого силикона на основе платины. Предупреждаю, под катом много фото!
Материалы и оборудование
Двухкомпонентный жидкий силикон
Какой именно и где я покупал жидкий силикон описал в прошлый раз.
Форма для отливки силикона
Форму мне изготавливали на заказ из алюминия, но для простых и домашних задач ее можно сделать своими руками из гипса. Этот процесс я еще не описывал, так что будет тема для очередного поста.
Вот пример гипсовой формы, которую делали сами в самом начале: 
А это уже промышленная форма: 
Емкость для замешивания
Лучше использовать прозрачные емкости с мерными рисками. Но чтобы не портить тару я взял флакон из под шампуня и обрезал верхушку. А так как флакон не прозрачный, понадобились дополнительные стадии для определения уровня наполнения. Но это мелочи.
Палочка для перемешивания
Силикон состоит из двух компонентов которые нужно смешать вместе в равных пропорциях. Для перемешивания отлично подходят китайские палочки для еды, которые можно прихватить по дороге домой в любом фастфуде с роллами.
Воронка
Как правило, формы для отливки имеют небольшое отверстие для заливки в них силикона. Поэтому пригодится воронка, изготовить которую можно из глянцевой бумаги, сверху зафиксировав скотчем.
Перчатки
При работе использовал обычные латексные перчатки. Но подойдут любые, лишь бы в них было удобно.
Обезжириватель
Форму, куда будет заливаться силикон, нужно очистить и обезжирить. В первые разы я этого не сделал и на форме оказались небольшие рытвины от твердого мусора, а в паре мест силикон довольно сильно прилип к форме.
Для очистки я использовал очиститель, купленный на строительном рынке. Фотку его забыл сделать, к сожалению. Но можно спирт или WB использовать.
Что еще может пригодится
Восковая смазка
У поставщика силикона продается специальная восковая смазка в виде спрея. Ее наносят на форму перед заливкой и это гарантирует легкое извлечение готовой силиконовой детали из формы. Но я пока обошелся без нее.
Вакуумная камера
Можно еще использовать центробежную или вакуумную камеры, чтобы удалять пузырьки воздуха из силикона. Но для моей цели это было не так критично, да и пузырьков почти не оказалось.
Процесс изготовления
Установка по уровню
Так как мои формы для отливки имеют форм-фактор ванночки, то их нужно установить горизонтально при помощи уровня. После замера я подложил под низкий край картонки и все готово.
Определение объема формы
Для начала нужно понять сколько понадобится силикона для изготовления конкретной формы. Проще всего использовать воду.
Заполняем форму водой и выливаем ее из формы в мерный стаканчик. В моем случае объем составил 130 мл. Вторая форма почти так же. Итого получилось 260 мл.
Теперь про емкость для замешивания силикона. По сути, нужен мерный стаканчик с двумя метками 130 мл и 260 мл, чтобы по очереди залить два компонента силикона.
Я вышел из положения так: взял одну из двух китайских палочек, поместил ее в емкость и залил внутрь 130 мл воды. В том месте, где оказалась грань между сухой палочкой и мокрой, прочертил линию. Затем добавил в емкость еще 130 мл и прочертил вторую риску.
Приготовление силиконовой смеси
Для приготовления силиконовой смеси нужно смешать два компонента жидкого силикона в равных пропорциях и тщательно перемешать.
Компонтент А
Компонент B:
Очень важно хорошо перемешать, иначе реакция произойдет не равномерно и часть силикона останется жидким и форма будет испорчена.
На все про все есть 15 минут, после силикон станет застывать и его невозможно будет вылить в форму.
Заливка силикона в форму
В первую форму медленно и в одну точку стал лить приготовленную силиконовую смесь. Важно лить в одну точку, чтобы силикон сам распространялся по форме и выгонял воздух. Если начать перемещать струю, то может образоваться полость с воздушным пузырьком, и из-за этого внутри силиконовой формы окажется либо дырка, либо пустое место.
Когда почти вся форма заполнилась силиконом, закрыл ее специально приготовленной крышкой с отверстиями. В одно из них вставил воронку и стал подливать в нее силикон. Вторая дырка нужна для выхода воздуха.
Важно отметить, что крышки нужно плотно прижимать к форме. Я делал это рукой, но было не очень удобно. На будущее изготовлю фиксаторы или защелки.
После того, как формы полностью заполнились силиконом, сверху поставил груз. В таком виде будет находится 24 часа для полного застывания.
Извлечение готовых силиконовых форм
Через сутки силиконовые формы готовы и их можно извлекать из оснастки. Для этого аккуратно плоским предметов (я использовал металлическую линейку) нужно поддеть с краю и медленно приподнять.
Если два компонента жидкого силикона были хорошо перемешены и после заливки прошло 24 часа, то изделие легко отстает от формы. А вот если плохо перемешать смесь, то местами она останется жидкая и деталь будет испорчена.
Дефекты и удаления излишек
Все таки образовались воздушные полости и теперь форма немного с браком. Для моей задачи это вообще не критично, но страдает товарный вид. В следующий раз это учту.
Между крышкой и формой существует небольшой зазор, силикон в него проникает и на форме остаются излишки. А еще в отверстиях для заливки тоже остается силикон и получаются наросты. Их легко удалить при помощи ножниц и канцелярского ножа.
Для чего могут еще пригодится формы из силикона
При выборе силикона для литья основным ограничителем является температура, поэтому заливать что-либо с температурой выше 120°C не получится. Конкретно в эти силиконовые формы будет заливаться галлий, металл с низкой температурой плавления (около 30 градусов), поэтому проблем не будет.
Для чего еще можно использовать формы, отлитые из жидкого силикона:
Прецизионное литьё мягким силиконом в домашних условиях, с помощью 3D-печати
Одни люди страдают от фетишизма, но другие им наслаждаются, как православные фермеры на пасху — похмельем. А почему нет? «С утра выпил — день свободен», — гласит известная поговорка. Вот и автор относится ко второму типу, наслаждаясь инженерным фетишизмом по полной программе. Но во всём нужны мера и здравый смысл.
Данная статья про то, каких успехов можно добиться при использовании «непечатных» материалов, на старенькой «Пруше», без всяких выкрутасов и специальных экструдеров. В качестве use case автор задвинулся на многодисковой системе и решил максимально увеличить плотность установки «шпинделей» с одновременным уменьшением вибраций. В борьбе за миллиметры понадобилась пара дюжин абсолютно одинаковых мелких деталей с допусками 100мкм из очень мягкого и «тянучего» материала. Впрочем, если уважаемый читатель уже забыл про HDD, как про страшный сон, вообще абстрагируйтесь от use case и обратите внимание на нюансы литья, там тоже бывает нескучно.
По мнению автора, потребительские виброгасящие решения имеют скорее психологический эффект, чем метрологический. Почему? Наверное, из-за тугой резины, передающей большую часть энергии пульсаций на корпус. Поэтому для автора было очень важно измерить результаты описанного здесь технологического процесса хоть и любительскими, но объективными средствами. Чудес не произошло, но где-то треть отыграть удалось.
Что касается силикона, его часто ассоциируют с материалом самих форм для отливки, а не отливаемым изделием. Литьё в формы вообще — дело довольно нудное занимательное, но автор в любом случае разбавляет историю инженерным трэшем для развлечения публики.
DISCLAIMER
Этой истории уже год, я мог отстать от реалий. Если кто-то из уважаемых читателей освоил прецизионную 3D-печать очень мягким материалом, милости прошу, делитесь. Наиболее интересные идеи могут воплотиться в виде врезок в статье, и, если вы читаете эту статью за пределами Geektimes, проверьте через пару недель аутентичную ссылку, где будут доступны все обновления и комментарии резидентов клуба. Если же ссылка не открывается, вероятно, не стоит и читать дальше;)
Постановка задачи
Чтобы достичь максимальной плотности размещения «шпинделей», конструкция салазки должна гарантированно удержать вибрирующий корпус диска на чём-то совсем мягком, но строго в миллиметре от твёрдого препятствия. При этом общие зазоры между дисками и стенками корзины всего порядка 4мм, и никто не отменял сами салазки, которые должны ездить строго по направляющим, а не стекать по ним в виде желе.
Традиционные подходы
Несмотря на хрестоматийность человеческого тела, появившиеся в разное время тут и там статьи о мягких материалах как-то черезчур акцентируются на отдельных его частях. Если взять разрекламированный в 2014г. экструдер Discov3ry, то, во-первых, у меня нет данных по мягкости силикона (помогайте). А во-вторых, результат «печати» вызывает лично у меня ассоциации с тюбиком зубной пасты, который художественно выдавили на кусок мыла. Да, такой точности должно хватить на воспроизведение мужского достоинства в масштабе 1:1, но у меня другая задача.
Проблематика: вибрации жёстких дисков
Раз заговорили о мужских достоинствах, перейдём к вибрациям:) Хорошо, когда единственное тело вращается со скоростью 5..7 тысяч оборотов в минуту, тогда вибрация ровная, незаметная. Но если дисков несколько, их высокие обороты слегка «гуляют» друг относительно друга, и появляется низкочастотная модуляция с периодом в одну-две секунды. Добавляем к этому оркестру вентилятор на корзине и получаем противный плавающий гул, на котором сразу же зацикливается наш слуховой аппарат. Чем быстрее вентилятор, тем агрессивнее нота.
Если добавить десяток-другой дисков, к росту акустических шумов «вентиляторной» группы добавляется ещё и ощутимая паразитная вибрация, влияющая как на здоровье самих дисков, так и на комфорт окружающих людей. Производители дисков «для NAS» уже обратили внимание на эту проблему, борясь как с источниками, так и с последствиями вибраций. По крайней мере, на бумаге, ибо в первую очередь производителей волнует объём, а разбрасываться драгоценными миллиметрами радиуса всё-таки дороже, чем вкладываться в маркетинг. Но даже в брошюре речь идёт о 5-дисковых системах.
Корпус компьютера работает как сложный резонатор, подавляя одни частоты и усиливая другие. Поэтому результирующий спектр шумов системы довольно непредсказуем по своему профилю, но одинаково неприятен, и чем больше дисков, тем хуже для всех.
Вот я и решил, что проблему надо купировать в зародыше, создав виброгасящие салазки, но не кондовые из твёрдой резины, а сочетающими жёсткий пластик с очень мягкими, «тянучими» силиконовыми вставками с жёсткостью 25А по Шору. Кстати, самый мягкий термопластичный эластомер для 3D-печати имеет жёсткость по Шору порядка 85А, это так же далеко от силикона, как борцовский мат от пуховой подушки.
UPD: осторожно, отдача
Однако не стоит слишком увлекаться мягким «подвесом». Пользователь MrRIP обратил внимание на тот факт, что прецизионная (в полном смысле этого слова) механика шпиндельного диска не сильно жалует висящий режим из-за отдачи, которая возникает при позиционировании блока головок: попробуйте сами перепрыгнуть из одной лодки в другую. Но, забегая вперёд, скажу: в худшем случае силиконовые вставки добавляют порядка 2% к времени позиционирования головок от края до края, при соседнем перемещении эффект измерить практически не удаётся. Т.е. отдача имеется, но в случае с силиконовыми демпферами она не идёт ни в какое сравнение с подвесом на верёвках, подтяжках или резинках от трусов.
Ещё раз о силиконе
Силикон — удивительный материал в плане физико-химических свойств. Например, его двухкомпонентная версия с катализатором на олове или платине до вулканизации полимеризации (застывания) и по вязкости, и по липкости напоминает свежий мёд. Зато после застывания силикон очень инертен и не имеет адгезии почти ни с чем. Изделия из «платинового» силикона можно совершенно спокойно использовать на кухне, да и в медицине наверняка тоже. Эта беспредельная химическая инертность силикона порой раздражает: чтобы приклеить силиконовую деталь, её сперва надо покрыть специальной грунтовкой, обычный клей силиконы не берёт.
Используемый двухкомпонентный силикон дозируется в соотношении 10:1 с катализатором по массе. Плотности обеих жидкостей близки к единице, поэтому дозировать в нужном соотношении можно и по объёму. Тянуть «мёд» обычным шприцем неудобно, а вот безносым дозатором от жаропонижающего препарата Нувонахрен — в самый раз. Застывание занимает несколько часов, так что смешивать силикон с катализатором можно, не спеша, в небольшой чашке, лучше с круглым дном, но можно и так.
Если инструкция разрешает контакт с кожей, удобнее всего смешивать не палочкой, а собственным мизинцем: мягкие ткани хорошо собирают материал из всех закоулков посуды, для здоровой кожи силикон совершенно безвреден UPD: но работайте в перчатках, от греха подальше. До застывания материал растворяется уайт-спиритом, после — легко удаляется механически, но только с гладких поверхностей (не вытирайте об себя, запаситесь салфетками заранее). Чтобы оценить свойства материала, попробуйте отделить оставшийся на чашке тончайший слой после застывания, он тянется, но почти не рвётся.
Застывание силикона с платиновым катализатором могут ингибировать (нарушать, тормозить) разные материалы, включая сернистые, латексные, некоторые каучуки и даже дерево. Но главное то, что пластики ABS и PLA к ингибирующим застывание материалам не относятся, а значит, можно напечатать литейную форму и получить изделие из очень мягкого и инертного материала с недостижимым ранее допуском. Вот так просто: берём и отливаем дома всё, что угодно. Или не всё?
Форма для отливки мелких деталей
Обычно берут, грубо говоря, ведро силикона и смешивают его миксером с бутылкой катализатора, затем разливают по формам и запускают дегазацию, т.е. удаляют пузыри воздуха. Но чтобы лучше понять процесс заливки силикона в «групповую» литейную форму для мелких деталей, читателю предлагается представить себе загрузку пчелиного мёда обратно в соты. Да, меня так и тянет на гексагональные формы…
Обычная форма может состоять из двух половин, напечатанных ABS и сжимаемых пятью винтами с пресс-шайбами и барашковыми гайками. Если внешняя симметрия формы отличается от внутренней, рекомендуется сделать «ключ» в виде «спиленного» угла, как на процессорном сокете. Иначе можно перепутать ориентацию половин и отлить нечто неожиданное, потратив кучу времени впустую. Соприкасающиеся грани после печати рекомендуется довести до ровного состояния шлифовкой, но не стоит их парить в ацетоне. С утра вскрываем форму и достаём свеженькие демпферы, на некоторых получается тончайший, легко удаляемый «воротник», возникающий из-за неплотного контакта и особенностей дегазации, о которой ниже.
Дело о пузырьках
«Волшебными» пузырьками можно считать те, что в напитках, гидромассажных ваннах или, на худой конец, в стиральных машинах. При отливке вредность пузырьков обратно пропорциональна габаритам детали, т.е. дегазация нужна тем сильнее, чем мельче деталь. Иначе пузырь может запросто уничтожить ключевой элемент типа несущего «хоботка» демпфера толщиной пару миллиметров и длиной пять. Именно поэтому, кстати, при размешивании мизинцем даже, простите, трёхдневный ноготь создаёт пузырьки, как весло в воде. Проверено на практике, лучше остричь в ноль работать в перчатках.
Продавцы силикона на мой вопрос о способе дегазации, не моргнув глазом, рекомендовали использовать вакуумную камеру. Но вот где её взять дома, из микроволновки выпилить? Так что давление придётся использовать нормальное атмосферное, но как тогда удалить пузыри при явной нехватке выталкивающей силы? Она, кстати, пропорциональна гравитации, однако, не лететь же на Юпитер. И тут припомнилась одна история о прототипирующих металлургах, убирающих пузыри из ещё жидкого сплава в… центрифуге. Раз даже металл подчинился в мастерской, с силиконом уж всяко справимся даже в домашних условиях.
Простейшую центрифугу я собрал из цепи и балласта, который во время вращения ориентирует плоскость формы строго перпендикулярно радиусу, создавая однонаправленное кратное доминирование центробежной силы над всеми остальными. Если вращать похожую на кистень форму на метровой цепи в вертикальной плоскости, для преодоления гравитации придётся делать около 30 об/мин, что создаст «пульсирующее» от нуля до 2g ускорение. Это примерно как слетать с Плутона на Юпитер и обратно. Центробежная сила прямо пропорциональна длине цепи и квадрату частоты вращения, поэтому, увеличив цепь до полутора метров и поднатужившись до 60 об/мин, можно получить шестикратный выигрыш, т.е. примерно 1g..7g.
Для начала хватит, но есть нюанс. Когда пузырь вытолкнется, как долить на его место силикон, не разбирая форму? Это легко сделать, если предусмотреть заливные отверстия в верхней части, добавив к ним сверху технологические раковины с запасом материала. Пузырь всплывёт, содержимое раковины утечёт вниз. Но чтобы не разбрызгать силикон при столь энергичном вращении формы, я добавил к ней третий элемент: крышку.
UPD:
Сюда таки заглянули литейщики и труженики вакуума, дали мне несколько идей по вакуумной камере, заодно выписав и за «прецизионное», и за «вулканизацию силикона», и за «пресс-форму», и ещё много за что, но и дали несколько советов.
Усадка
Некоторые материалы усаживаются после застывания, но используемый мною силикон — безусадочный, так написано в инструкции.
Дегазация
Оборудование для дегазации (удаления неволшебных пузырьков) представляет собой вакуумную камеру с насосом, манометром и прочей арматурой. Пользователь hungry_ewok предложил в комментариях целый монумент из деталей пластиковой канализации сечением 300мм, вариант от dlinyj — старая скороварка. Заодно hungry_ewok и kellakilla рекомендуют кондовый ручной насос Комовского (из кабинета физики, можно приводить электромотором), а wormball, MotttoR и dlinyj предлагают использовать компрессор от старого холодильника.
Насосы любят уход и масло, не любят абразивы и агрессивные пары, могут выдавать лёгкую масляную аэровзвесь. Арматура подойдёт сантехническая. Нужная глубина вакуума зависит от вязкости материала, вакуумирование можно делать в два этапа: сперва сам материал в ведре до полного «выкипания», затем — залитая форма.
Для мелких форм достаточно шприца на 50 «кубов»: пузырьки можно убрать прямо в шприце, зажав ему «нос». Но на проливку самой формы это не повлияет, только уберёт эффект «газировки» — Igor_omsk, BigBeaver, Wandy.
ВНИМАНИЕ: В зависимости от своей космической глубины, вакуум может быть травмоопасным. Как минимум, защитные очки обязательны. Сомневаетесь — покупайте камеру для дегазации в магазине, там есть инструкция по безопасности. Будет, с кого спрашивать.
Форма
Ясное дело, что при серийном производстве очень важно оптимизировать литейную форму так, чтобы её не надо было ни крутить в центрифуге, ни трясти на вибростоле. В этом и есть настоящая, профессиональная инженерия. Однако у меня акцент на любительском подходе, для одного прототипа можно и центрифугу снарядить, она просто уберёт некоторые ошибки в форме методом грубой силы. И, кстати, «для центрифугирования имеет смысл делать круглую многоместную форму с литниками от центра». Благодарю vbifkol, rfvnhy, BigBeaver.
Ясное дело, ускорения в 7g мне показалось мало, поэтому версия 2.0 центрифуги использует малую механизацию в виде зажатой в стойке дрели с коромыслом в патроне. На 400 об/мин плечи с формой и грузиком отклоняются перпендикулярно оси вращения, описывая радиус 10см и давая почти «солнечные» 18g, выгоняющие пузыри даже из очень густого мёда.
Если деталей нужно отлить много, хорошо иметь две одинаковых по массе формы, и для дрели это будет не так вредно. Но я брал свою одну-единственной форму и снова посещал магазин крепежа, на этот раз взвешивая на глазах у озадаченных продавцов белый кусок пластика с винтами и «барашками». В итоге даже удалось задействовать грузики, совместимые с версией 1.0. Но читатель может поступить проще, отправившись в продуктовый магазин и выбрав любой твёрдоплодный овощ или фрукт подходящей массы, например, репу или кислое яблоко. Морковь неудобно зажимать болтом, но нет ничего невозможного. Впрочем, см. ниже про технику безопасности, прихватите в супермаркет и форму с крепежом, это проще и законнее, чем тащить весы домой из магазина.
Техника безопасности
Внимательно изучайте документацию по безопасности, выданную отраслевым регулятором.
Даю найденные выдержки ToolDecor 15A для профессионального применения.
Краткая словесная характеристика
Малоопасная по воздействию на организм трудногорючая смесь.
8.2.1 Ограничение и контроль экспозиции на рабочем месте
Общие защитно-гигиенические мероприятия:
При работе не принимать пищу, не пить и не курить. После работы и перед едой мыть руки.
Индивидуальные средства противохимической защиты:
Защита органов дыхания
Не требуется
Защита рук
Рекомендация: Защитные перчатки из бутилкаучука, защитные перчатки с неопреновым слоем, защитные перчатки из ПВХ. Перчатки пригодны для применения до 60 мин. Выбор подходящих перчаток определяется не только материалом, но и другими качественными признаками, которые существенно различаются у разных производителей. При выборе перчаток учитывайте данные проницаемости и времени разрыва, указанные производителем.
Защита глаз
Защитные очки
Не стоит забывать о физической безопасности близких людей и окружающих предметов во время вращения грузов, своя голова и другие части тела вообще бесценны. При использовании цепи 1.0 лучше надеть на голову шлем, удалившись в помещение без окон и зеркал. Окружающих можно предупредить, но вид человека в шлеме с кистенём распугает и так. При использовании механизированной центрифуги 2.0 ни в коем случае не стоит удерживать в руках дрель с несбалансированной принадлежностью, не имея хватку Терминатора. Вообще, дисбаланс и для дрели не полезен, поэтому уравновешивать надо, хотя бы приблизительно. Я прочно крепил дрель в стойке, стойку крепил к столу струбцинами, а во время запусков прятался за экраном из плиты ДСП 16мм, держа собственные чресла поближе к… тискам, в которых зажата эта самая плита. А не то, что подумали некоторые читатели: тиски насквозь не пробить, за ними самое безопасное место.
Сопромат
Подкованный инженер, конечно, возьмёт профессиональную САПР и по жёсткости материала смоделирует оптимальную для заданного «прогибания» форму. Настоящий ниндзя просто вспомнит сопромат и посчитает всё на листке бумажки. Однако частью условий эксперимента было использование бесплатного софта, практическим сопроматом я не владею. Поэтому конкретный вид демпферов пришлось подбирать экспериментально, напечатав пробную форму демпферов разной формы. Затем они поочерёдно крепились на салазке (на этой фазе обошлось без клея, шестигранники отлично себя зарекомендовали). На зажатую в тисках демпферами кверху салазку аккуратно «надевался» дисковый накопитель, придерживаемый пальцами, после чего изучалась реакция на статическую массу. Другими словами, я решил задачку по сопромату методом прямого физического моделирования, простите за невежество, дорогие читатели.
Опытным путём были выбраны те демпферы, что после прогибания оставили один миллиметр запаса до твёрдого пластика. Затем форма корректировалась и печаталась заново. Отлив, наконец, первую партию демпферов, я закрепил их в напечатанных салазках, используя… «моментальный» цианоакрилатный клей. Он, конечно, плохо подходит для гибкого силикона и не очень-то любит нагрев, но специальной грунтовки под рукой не было, ЦА держит хоть как-то.
Измерение эффективности
DISCLAIMER: автор отдаёт себе отчёт в том, что измерял не вибрации корзины, а вибрации кое-как закреплённого на ней смартфона, с ограничениями акселерометра и частичной потерей энергии пульсаций. Во время эксперимента ни одного смартфона не пострадало: носишь аппарат пару лет без всяких проблем, но стоит отдать его «во временное пользование», экран разбивают за неделю гарантированно…
Итак, смартфон выбирался по массе: не новый с экраном лопатой, а лёгкий старенький Samsung S3 Mini, чтобы не глушить колебания. Крышка снималась, чтобы не пружинила. Изрядная возня была с закреплением аппарата на 5-дисковой корзине с помощью алюминиевых полос и пачки резинок для банкнот. Из приложений я остановился на VibSensor: раскладка по осям, регулируемый период осреднения, графический спектр, сохранение результатов — всё, что надо для таких экспериментов. Работать с экраном, зажатым пластиной — отдельное искусство.
Но возникла метрологическая проблема: даже осреднённые на нескольких минутах результаты виброметра гуляли просто неприлично по непонятным причинам. Как вам такой ряд: 36, 35, 31, 28; или, например, 51, 42, 68, 61. Другой бы плюнул и посчитал по какому-нибудь среднему, но я вспомнил про наличие термокалибровки в дисках, которая происходит в самый неожиданный момент, по звуку напоминая интенсивную работу головками. И когда c помощью smartctl удалось заставить всех пятерых участников эксперимента одновременно проходить бесконечный тест поверхности, получились уже 25, 25, 26, 25, 28, 27 или 18, 18, 17, 17, 19, 17, 19. Это достаточно кучно, чтобы можно было хоть о чём-то говорить.
Не буду приводить таблицы, только безразмерные результаты по достаточно пёстрой компании из моделей 5-летней, 10-летней давности и современников. Примем, что диски не расслабляются лёжа плашмя, но трудятся в стойке «на боку», осью вращения шпинделя параллельно горизонту. Каждый такой диск при работе подпрыгивает вверх-вниз и ёрзает взад-вперёд от вращений блинов, а также болтается влево-вправо от перемещения блока головок внутри. При использовании виброгасящих демпферов закреплённый смартфон массой 110г получает в два раза меньше энергии от подпрыгиваний по сравнению с жёсткими салазками, а от ёрзаний и болтаний достаётся ещё меньше примерно по 20%. Почему? Потому что гравитация создаёт более прочный канал передачи энергии пульсаций между телами. Другими словами, при прочих равных выигрыш от коврика на полу получается больше, чем от мягких стен.
Много это или мало? Тактильно на одной лишь корзине этого не понять, но стоит корзину установить в корпус, субъективно разница уже ощущается даже на 5 дисках. Однако я хочу напомнить, что основная моя цель — демонстрация технологического процесса, да и 5 дисками я ограничиваться не собирался;)