Авторы:Константин Редькин (Москва), Ростислав Шерстнев (Санкт-Петербург)

Идея написать этот опус зрела достаточно давно, периодически то угасая, то снова возгораясь, и в конце концов реализовалась в нечто, с чем можно ознакомиться здесь http://www.redkv72.narod.ru/articles.htm . После публикации материалов «коллега по цеху» Ростислав Шерстнев решился проверить на практике предложенные мной технологические подходы, где-то спрашивая и уточняя, а где-то корректируя мои предложения. После вполне закономерного этапа «проб и ошибок» мы поняли, что есть целый ряд вопросов, которые не освещены (или недостаточно освещены) в первом варианте статьи. Поэтому возникла мысль подготовить и опубликовать ее в новой редакции. Результат этой совместной работы мы и предлагаем Вашему вниманию.

   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 N-ное 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 методом литья или штамповки получить необходимое количество ее копий.
   
   Итак, решено – начинаем.

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 под общим названием «белый металл»), и литье гипса, смешанного с ПВА… Список можно продолжать и далее, но мы остановимся на технологии литья/штамповки в силиконовую форму. Дело в том, что эта технология не требует никаких особых устройств и приспособлений, сравнительно легко реализуется в домашних условиях, но в то же время позволяет получать копии очень высокого качества.
   

Мастер-модель

   Мастер-модель для изготовления литьевой формы может быть сделана из любого материала – смолы, пластика, металла, воска, дерева, бумаги (фантазия моделиста неиссякаема и непредсказуема). Перед заливкой силиконом мастер-модель желательно обработать разделительным составом, чтобы при ее извлечении не разрушить форму. В качестве разделительного состава могут использоваться различные жиры растительного, животного или химического происхождения, из области бытовой химии – полироли в аэрозольных упаковках. А в последнее время в продаже появились и специальные разделительные составы для литья в силиконовые формы. Если мастер-модель изготовлена из пористого материала вроде дерева или бумаги, перед нанесением разделительного состава ее следует пропитать каким-либо составом для заполнения пор: жидким воском, олифой, разбавленным ПВА, или покрасить.

Силикон для изготовления литьевой формы

   Существует огромное количество различных резиноподобных материалов, из которых можно изготовить форму, но для простоты, не углубляясь в их химический состав, будем все их называть силиконами. 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, но нам 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. Абсолютная вязкость, иногда называемая динамической или простой, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости. Измеряется динамическая вязкость в санитипуазах (cp, cps).Но не будем забивать голову витиеватыми научными терминами и формулами. 
   С хорошо известными продуктами динамическая вязкость 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 меньшее значение, можно выделить рабочее время (время, на протяжении которого они сохраняют заявленную вязкость) и время полимеризации (время, через которое форма полностью застынет и будет готова к использованию).
   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 мы бы не взялись их давать – выбор достаточно велик, чтобы сравнить какой лучше, а какой хуже потребовалось бы очень много времени и сил. Результаты некоторых испытаний мы все же попытались объединить в таблицу, которая приведена в конце статьи и, надеемся, окажет Вам некоторую помощь при выборе материала. 
   Авторы статьи будут благодарны Вам за предоставление информации о материалах, не вошедших в эту таблицу.

Строительные силиконовые герметики

Силиконовые автогерметики ABRO

Заливочные силиконы от "Пенты"

 

Материалы для литья

   Разнообразных литьевых материалов сейчас, пожалуй, даже больше, чем 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 РАБОЧЕЕ ВРЕМЯ 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.
   Рабочее время – 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 рабочее время – 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.
   
   Кратко рассмотрим некоторые из литьевых материалов, которые нам довелось испытать на практике.

Стоматологическая пластмасса «ПРОТАКРИЛ-М» - двухкомпонентная самоотвердевающая пластмасса цвета десен, используемая для изготовления зубных протезов. В комплект стоимостью около 250 рублей входят 160 гр. порошка, 100 гр. отвердителя, 50 гр. разделительного лака. Отвердитель имеет сильный специфический запах, очень ярко напоминающий о последнем походе к стоматологу и недолеченном кариесе. При смешивании компонентов сначала происходит разбухание порошка, и только потом начинается отверждение, поэтому пластмасса может использоваться для получения копий как методом заливки (через 5-10 минут после смешивания компонентов), так и методом штамповки (минут через 20-30 после смешивания). После полного застывания (3-4 часа) приобретает очень высокую прочность, что существенно затрудняет последующую обработку детали. Требуется очень точное соблюдение пропорции смешиваемых компонентов, при ее нарушении пластмасса становится хрупкой.

 

Эпоксидная смола ЭДП – двухкомпонентная смола янтарного цвета, практически без запаха, в упаковках по 250, 500 и 1000 гр. Состоит из вязкой основы и более жидкого отвердителя, которые смешиваются в пропорции 10:1. Легко тонируется добавлением сухих пигментов или готовых красок (масляных, алкидных, нитро). Имеет среднюю вязкость, которую можно значительно уменьшить, нагрев смесь до 40-50 градусов (правда, при этом рабочее время сокращается с 1 часа до 5-10 минут). Тонкие детали при отливке получаются довольно хрупкими, для уменьшения хрупкости можно при смешивании компонентов добавлять в смолу касторовое масло (не более 1-2% от общего объема). Время полного отверждения – 24 часа (если смола перед заливкой нагревалась, то 3-4 часа), после чего готовую отливку можно подвергать механической обработке.

 

Эпоксидные смолы PermaPoxy – линейка двухкомпонентных полупрозрачных и прозрачных смол с рабочим временем от 3 до 90 минут. Состоят из основы и отвердителя в двух соединенных между собой пластиковых шприцах с общим поршнем, что существенно упрощает дозировку (компоненты смешиваются в пропорции 1:1). По своим рабочим свойствам практически не отличаются от ЭДП, разве что время полной полимеризации несколько меньше – от 1 до 6 часов. Эксперименты с тонированием и снижением хрупкости не проводились.

 

Полиэфирная жидкая шпатлевка Sprint Spray F-18 – двухкомпонентный состав серого цвета, состоящий из основы с сильным запахом и не менее пахнущего отвердителя. Вязкость смеси несколько ниже, чем у эпоксидных смол. Рабочее время - около 3 минут, время полной полимеризации – 1 час. Отливки получаются четкие, легко обрабатываются, но прочность их невысока, поэтому состав можно использовать только для копирования деталей, не подвергающихся в дальнейшем нагрузкам.

 

Миллипут – двухкомпонентная эпоксидная паста холодного отверждения. Выпускается четыре вида МИЛЛИПУТА: стандартный желто-серый, терракотовый, серебристо-голубой, супертонкий белый. Каждый вид поставляется в одинаковых упаковках весом 113,4 г. Два компонента, составляющие упаковку Миллипута могут по отдельности храниться около двух лет. При смешивании приблизительно равных объемов компонентов, получается очень липкая и мягкая паста, которая в конце концов застывает. Полное затвердевание при комнатной температуре происходит за 3-4 часа. При нагревании отверждение можно провести за считанные минуты. После частичного или полного застывания Миллипут можно обрабатывать на станке, резать штихелем, сверлить, обрабатывать надфилем или наждачной бумагой, пилить, раскрашивать.

 

Смола Axson PX216 - двухкомпонентная смола, состоящая из основы молочно-белого цвета и темно-янтарного отвердителя, смешиваемых в пропорции 1:1. Практически без запаха, имеет очень малую вязкость (от 70 до 100 cps – в зависимости от времени до окончания срока годности), что позволяет получать высококачественные отливки. Легко обрабатывается абразивами и сверлится. Рабочее время смеси – 4 минуты, время полной полимеризации – 30 минут. Отливки получаются молочно-белого цвета, но их можно тонировать, если перед смешиванием компонентов добавить в основу небольшое количество краски (эксперименты проводились с акрилом Tamiya и эмалью Humbroll).

 

«Белый металл» - общее название сплавов олова и свинца с добавлением незначительного количества других металлов. Как и все металлы при нагревании переходит в жидкое состояние, а при остывании вновь твердеет. Отливки получаются хорошего качества, но тяжеловаты, поэтому «белый металл» нецелесообразно использовать для литья крупных деталей. Для литья мелких деталей (буксирных крюков, шанцевого инструмента, прожекторов и т.п.) в домашних условиях очень хорошо подходят сплавы Розе, д'Арсенваля или Вуда, которые можно приобрести в магазинах для радиолюбителей. Температура их плавления лежит в пределах 60-95 градусов, что позволяет делать отливки как в традиционные для литья металла формы из гипса, так и в резиновые формы, причем совсем не обязательно использовать для этого термостойкие резины.

   Профессионалы, специализирующиеся на литье из смолы, рекомендуют использовать продукцию фирм AXSON F-31 или F-33(Франция) или SYNAIR Пор-а-Каст М-2 (США). Мы обязательно постараемся протестировать эти смолы, а пока приведем их характеристики, указанные в спецификации производителя:
   СМОЛА AXSON F-31 характеризуется коротким временем отвержения (через 20 минут можно вынимать из формы) и является хорошей основой под покраску. Время жизни 1,5 -2 мин. Соотношение компонентов 100:100 (1:1). Цвет – бежевый. Время до полного отвержения – 3 дня.
   СМОЛА AXSON F-33 отвердевает примерно за 30 минут и характеризуется хорошей выемкой тонкостенных деталей из формы. Время жизни – 2 мин. Отвержение до выемки из формы достигается за 30 мин. (можно обрабатывать). Полное отверждение происходит за 3 дня. Цвет – бежевый.
   СМОЛА ПОР-А-КАСТ М-2 (SYNAIR) - 2-х компонентные полиуретановые системы холодной полимеризации для изготовления жестких отливок декоративного и технического назначения. Композиции отличаются очень низкой вязкостью (сравнима с водой), способностью к самодегазации, простотой изъятия из форм. Базовый цвет - белый, Клиа-Каст - оптически прозрачная версия. Отливки могут быть окрашены поверхностно и в массе. Добавлением специальных металлических порошков можно обеспечить имитацию бронзы и меди. Физко-механические свойства материала: Время использования готовой смеси 2 мин, время выдержки отливки в форме - 30 мин., удлинение при разрыве - 15%
   PROTOCAST-85R - белый двухкомпонентный жидкий пластик холодного отверждения. По плотности как натуральная белая кость. Можно наносить акриловые краски, нитро краски. Соотношение компонентов по объему 1:1, рабочее время: 10-15 мин, полная полимеризация достигается за 1 час.

Дополнительные приспособления для литья

   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 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. Так, например, Stephen Brezinski предлагает использовать для этого элементарную центрифугу ( http://www.missing-lynx.com/articles/other/sbmold/sbmold.htm ). Мы для себя остановились на способе вакуумирования, как на легко реализуемом и дающем при этом хорошие результаты. Вся 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 (http://www.istokpkf.narod.ru/tovar/nwk_1.html ). 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.

Изготовление форм

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.

1. Изготавливаем мастер-модель и закрепляем ее на подставке капелькой супер-клея. В дальнейшем на готовой форме углубление от подставки будет играть роль литника. Целесообразно использовать подставку, верхняя часть которой сточена под углом – это позволяет уменьшить площадь соприкосновения с ней мастер-модели, а значит и площадь поверхности, которую потом, после отделения литника, потребуется обтачивать на готовых отливках.

 

2. 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 компании «Пента») имеются и специальные разделительные составы.

 

3. Закрепляем подставку с мастер-моделью в опоке. Опоку можно сделать из любого материала, от которого потом не очень сложно будет отделить силикон. 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.     Нам кажется, что удобно использовать опоку, склеенную из полистирола. Размер ее подбирается таким образом, чтобы она без усилий проходила в горлышко банки. Одна из стенок делается 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, неиспользуемый объем можно заполнить брусочком из пластилина.     После установки мастер-модели ставим на место съемную сторону опоки и промазываем щели строительным или автомобильным герметиком.

 

4. 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 мы используем в 72-м масштабе, 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.

 

5. Заливаем компаунд в опоку тонкой струей, стараясь лить как можно ближе к краю опоки, чтобы смесь затапливала мастер-модель снизу. Это уменьшит образование пузырьков воздуха на мастер-модели – они сразу будут «вытягиваться» на поверхность. Помним, что смесь должна покрыть мастер-модель сверху тоже не меньше, чем на 8-10 мм.    6. 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).

   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 град.С, в то время как в других европах это - 22 град.С.

7. 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.

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 (тем более, что в домашних условиях вряд ли можно получить настолько глубокий вакуум, чтобы «вытащить» воздух из густой обмазочной смеси). 
   При использовании специальных 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, густых материалов в качестве альтернативы разрезным можно предложить разъемные формы. 
   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. Правда, 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.
   1. Делаем подложку из пластилина, в которую до половины вдавливаем мастер-модель. По краю мастер-модели пластилин аккуратно выравниваем стеком или кончиком ножа. На оставшемся свободным поле подложки делаем полусферические углубления (например, выдавливая их при помощи спичечной головкой) – это будут замки, которые позволят избежать смещения половинок формы при их соединении.
   2. Тщательно смазываем выступающую из пластилина часть мастер-модели разделительным составом.
   3. 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.
   4. Готовим компаунд, заливаем или обмазываем – в зависимости от используемого материала - форму и производим дегазацию так же, как и для разрезной формы.
   5. 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 при этом извлекать мастер-модель из получившейся силиконовой половинки формы. Если вынуть ее, а потом вставить назад, сложно добиться плотного прилегания, а значит половинки детали в готовой форме почти наверняка будут смещены друг относительно друга. Кроме того мастер-модель, неплотно лежащая в половинке формы, может просто-напросто всплыть на поверхность при заливке второй половинки.
   6. Промазываем поверхность половинки формы и выступающую из нее часть мастер-модели разделительным составом, после чего повторяем шаги 3-5.
   7. 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 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

   Вот мы и добрались до самого интересного

Литье в разрезную форму.

1. Готовим 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 перед заливкой обработать ее графитовым порошком или тальком.

 

2. 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 удобно использовать одноразовые шприцы объемом 2 или 5 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 добавляется катализатор.    Предварительную 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.

 

3. Тщательно (но быстро – помним про короткое рабочее время) 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 и он «осядет».

 

4. 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.

 

5. 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. Повторимся, обычно бывает достаточно трех, максимум – пяти заливок, чтобы почувствовать особенности материала.

Литье и штамповка в разъемную форму.

   1. Половинки формы готовим для литья так же, как и разрезную форму: очищаем, сушим, обрабатываем тальком.
   2. 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.
   3. Если используем вязкий состав (эпоксидку с наполнителем, стоматологическую 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.

Особенности литья без применения вакуумной установки.

   Можно 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:
   1. Для литья без вакуумирования использовать только составные формы. Сами 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.
   2. 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. 
   3. При литье без вакуумирования лучше всего применять литьевые массы с большим временем жизни – они дольше сохраняют текучесть, что способствует самопроизвольному выходу воздуха на поверхность.

Некоторые комментарии к изложенному, возникшие у Ростислава в ходе освоения им технологии литья.

   
   ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ФОРМ.
   Первоначально дозирование проводил с помощью шприцов, однако быстро понял, что в случае с основой силикона это не удобно. Пришлось срезать насадку для иглы и расширить входное отверстие. 
   Как позже понял, гораздо удобнее сделать мерный стаканчик. Для этого на одноразовый пластиковый стаканчик нанес риски (с градацией 20-40-60-80-100-120), постепенно наполняя стакан силиконом из шприца. Скопировал риски еще на несколько стаканчиков (про запас). Теперь можно быстро налить нужное количество силикона прямо из банки, без шприца.
   Дозировку отвердителя лучше производить маленьким шприцем.
   Необходимо очень тщательно соблюдать пропорции! Убедился в этом на собственном опыте. Один раз перелил отвердителя - силикон отвердел буквально на глазах, в банке при вакуумировании. Масса успела вспениться, и застыла, напоминая губку 
   Если все сделано правильно, то часов через 8 можно уже снимать опоку.
   Иногда изготовитель может намудрить с концентрацией разбавителя. Мне не повезло и при соблюдении пропорции для «Пента 708С», указанной в инструкции часть форм так и не застыла до конца. Поэтому после покупки новой порции силикона сначала сделайте пробную маленькую форму. Если застывание пройдет успешно, можно без опасений лить следующие. 
   Проводите двойное вакуумирование: после смешения силикона с отвердителем и после заливки его в форму. Это позволит полностью избежать образования пузырей в формах.
   Скупой платит дважды. Не стремитесь сделать одну форму на 10 деталей. В последствии это существенно затруднит процесс извлечения отливок. Чем меньше деталей на одной форме, тем удобнее будет Вам и тем дольше прослужит форма.
   Помните – срок жизни формы ограничен. И напрямую связан с качеством силикона (его коэффициентом растяжения и ценой) и ее обслуживанием. Тщательно наносите тальк или смазку перед заливкой смолы, тщательно очищайте форму после каждого использования - это позволит Вам избежать брака при последующей заливке.
   
   ПО ЛИТЬЮ СМОЛЫ ЭДП.
   Чисто эстетический момент – смола липкая и Вы можете испачкаться и перепачкать ей все вокруг – будьте аккуратны. На всякий случай у меня рядом всегда лежит ватный тампончик, смоченный Уайт-спиритом. Не скажу что такой способ единственный, но мне иногда помогает.
   Смола более текуча, чем силикон, и поступала в шприц совершенно без усилий. Использую 2 шприца. Один (побольше) для смолы. Другой (инсулиновый) – для отвердителя. После смешивания смолы с отвердителем, один из них служит для закачивания смеси в форму.
   Нагрев смолы увеличивает ее текучесть (что полезно при заполнении формы), но уменьшает время застывания после смешения с отвердителем. Поэтому к нагреву нужно подходить очень взвешенно. Чем более текуча смола, тем лучше она заполнит все уголки Вашей формы, да и пузырей будет меньше. Однако желательно не нагревать ее слишком сильно. Идеально, наверное, до 30-40 градусов.
   Использование сухого художественного пигмента в качестве красителя и наполнителя позволит Вам получить непрозрачную, матовую отливку, которая будет более эстетично смотреться, чем после добавления краски. Использование пигмента, как мне показалось, также способствует скорейшему застыванию смолы. Поэтому его доля не должна превышать 10% от общей массы состава. Не забывайте, что добавлять пигмент в смолу следует до смешения ее с отвердителем. Очень тщательно перемешивайте состав. Иначе на выходе получите не равномерную окраску, а хлопья пигмента по всей отливке. Пигмент можно приобрести в магазине для художников. Его производит отечественная промышленность. Стоит он приемлемо (около 100 руб. за банку). Лично я видел в продаже белый, зеленый и песочный цвета. 
   Не заполняйте форму смолой до краев литьевого канала. Смола, залитая в форму до краев при вакуумировании стремиться вылезти из формы и пузырясь, растекается по ней и по банке. После снятия крышки она резко уходит назад в форму, которая из-за подобного “бурного наводнения” оказывается полупустой. Выхода 2. Во-первых, необходимо соблюдать меру в выкачивании воздуха. Не нужно пытаться качать, пока насос еще дает Вам делать это. Стекло банки вполне позволяет визуально отследить процесс выхода воздуха. Во-вторых, особо рьяные начинающие литейщики могут поставить импровизированную преграду для растекания смолы (например, сделав бортик из изоленты, наполовину выступающий над верхней плоскостью формы). 
   Заметил, что если правильно подловить момент и аккуратно вынуть отливку, когда она еще сохраняет легкую эластичность, можно легким деформированием придать разнообразие вашим копиям. Определить момент можно на ощупь. Потрогайте литник, когда изделие еще находиться в форме. Идеальное время для воплощения указанной деформации наступает, когда смола уже не липнет к рукам, и литник сминается с большим усилием.
   Помните - овладение процессом и победа над воздухом будет даваться не легко. Наберитесь терпения и не гонитесь за быстрым результатом. Только длительная практика и Ваша настойчивость приведут к положительному результату. Не бойтесь экспериментировать. Советую также начинать с копирования простых деталей. Лучше сделать одну деталь на одной форме. Обкатать процесс, доведя количество брака до минимума. И только после того, как добьетесь устойчивых положительных результатов, переходите к копированию того, что Вам действительно нужно.
   
   И главный совет. Не торопитесь и не сдавайтесь. Этот процесс требует большой выдержки. 
   

Сравнительные характеристики некоторых материалов для изготовления литьевой формы.

Сравнительные характеристики некоторых заливочных материалов.

На ряд материалов из этих таблиц не удалось найти точных значений коэффициента растяжения, вязкости и рабочего времени, поэтому они приведены «по ощущениям».

Некоторые полезные ссылки по теме

   http://www.lasso.com.ru - компания "Лассо": поставщик силиконов и пластмасс, большой выбор ювелирных инструментов.
   http://www.penta-junior.ru - компания "Пента-Юниор": поставщик разнообразнейших силиконов 
   http://www.forum.jportal.ru - форум "Город мастеров". Особенно много информации по литью - в подразделе "Все для скульпторов"
   http://www.chen-la.com/forum/index.php - форум сайта "Военно-историческая литература своими руками". Есть отдельный подфорум по литью.
   http://www.dishmodels.ru/gshow.htm?p=1702 - очень полезная и очень подробная статья по литью из "белого металла"

   Хочется поблагодарить специалистов компаний Prop&Jet, Vector, Penta, Lasso, а также коллег по хобби Андрея Новожилова, Виктора Крестинина, Сергея Голикова и многих-многих других за рекомендации и практические советы по освоению технологии.

Источник