Литье эпоксидных смол в силиконовые формы

Материалы

Эпоксидка
Виксинт или другой силиконовый компаунд

	Авторские права.
Автор: wow-philip

Подготовка формы

Рисунок 1. Шестерня

За основу взята металическая шестерня (рисунок 1).
Параметры:

• 23 зуба
• внешний диаметр - 24.85мм
• диаметр под ось - 5.9мм

Выбор обусловлен дальнейшими тестами на механический срез зубов у отлитых шестерёнок.

Изготавливать форму будем при помощи виксинта 710A (ориентировочная стоимость за 1 кг. - 300 руб. [сентябрь 2007 года]) С вопросами приобритения постарайтесь разобраться сами, материал не из разряда "труднодоставаемых", так же для формования можно использовать материал - "эластосил", но я с ним ещё не работал, по свойствам они схожи с виксинтом, но есть и небольшие различия.
Виксинт достаточно капризен к неточностям пропорций. Обычно смешивают в соотношении 100/3 частям катализатора, максимум 100/5. Методом тестов я опредилил пропорцию для своей партии виксинта, она составляет пропорцию 100/3.

Рисунок 2. Оборудование.

Для смешивания я использую тарированные одноразовые стаканчики для виксинта и шпритц на 2,5мл. для катализатора (рисунок 2).

Рисунок 3. Емкость для формы.

Емкость для будующей формы изготовлена из обрезка из под флакона силикона (рисунок 3).

Рисунок 4. Готовим емкость.

Уплотнять нижнюю кромку формы будем с помощью пластилина. Раскатываем как в детстве колобок в колбаску (рисунок 4).

Рисунок 5. Способ крепления шестерни к дну.

Рисунок 6. Шестерня готова к креплению.

Пластиковые шестерни лучше крепить к основанию, часто бывает что они смещаются от центра или всплывают (рисунки 5 и 6). В нашем случае шестерня металлическая. Необходимости в таком креплении для нее нет, но все же налепим.

Рисунок 7. Спрей.

Перед помещением шестерни в будущую форму наносим разделительный слой масла, для лучшего извлечения шестерни из полимеризовавшегося виксинта, я обычно просто "пшикаю" из спрея (рисунок 7) со всех сторон и даю излишкам стечь, потом помещаю заготовку в форму.

Рисунок 8. Емкость в сборе.

За основу использован внешний кожух от FFD. Закрепляем все компоненты.

Рисунок 9. Отмеряем компоненты.

Чтобы отлить форму нам потребуется 30мл. виксинта.
Далее процесс "шаманства", потому как часто бывает, что после вливания катализатора и тщательного перемешивания, виксинт при заливке в форму уже начинает полимеризоваться, в итоге - непроливы, рытвины, но брак на данном этапе сразу заметен, выглядит всё примерно так:

Рисунок 10. Брак: верхняя часть неровная, в структуре наблюдаются пустоты.

Рисунок 11. Брак: часть зубов не пролита.

Рисунок 12. Брак: При срезе видны внутренние пузыри, которые не успели выйти и зстыли в структуре материала.

Думаю, хватит вас пугать. Такое редко случается. Главное всё точно отмерить, а вот с перемешиванием катализатора мешкать не стоит. Обычно я быстро вливаю катализатор из шприца(в идеале это делает помошник, а вы в это время уже перемешиваете) и перемешиваю не более 45 секунд, не забывая уделять вниманте стенкам. Перемешиваю обычно бамбуковой шпажкой (150 штук - 24руб. в магазине).
В общем быстро перемешиваем и выливаем в форму, далее если всё удачно, наблюдаем как выходят пузырики воздуха. Пузырики довольно резво выходят примерно в течении 3-4 минут.

Рисунок 13. Пузырьки.

Рисунок 14. Пузырьки.

Сложные модели обычно промазывают кисточкой виксинтом и окунают в форму уже заполненую виксинтом.

Рисунок 15. Печка.

Далее для ускорения процесса сушки ставим в печь с тенами минуты на три. В моей печи нет датчика температуры, так что вам придёться поэкспириментировать, температура в печи примерно 50-55 градусов. Оставляем форму в тёплом месте примерно на 6-8 часов.
Поверить готовность можно акуратно потыкав зубочисткой. Обычно верхняя часть формы немного липкая и создаётся впечатление что форма не застыла, можно слегка надавить подушечкой пальца и по тактильным ощущениям определить полимеризавался виксинт или нет.
Практически идеальная заливка. Верх формы имеет глянцевый вид и ровное заполнение (рисунок 16). Качество проливки нижней части тоже не вызывает нареканий (рисунки 17 и 18).

Рисунок 16. Верх формы.

Рисунок 17. Низ формы.

Рисунок 18. Низ формы крупным планом.

Рисунок 19. Отрезаем.

Вооружаемся ножом и аккуратно вырезаем лишнее.

Рисунок 20. Извлекаем шестерню.

Акуратно извлекаем шестерню из формы.

Рисунок 21. Проверка качества.

Проверяем качество формы. Качество формы хорошее, дефектов не выявлено.

Рисунок 22. Итог работы.

Немного "облагородим" внешний вид. Подрезаем лишнее.
Этап формования закончен.

Отливка шестеренок

Рисунок 23. Опять спрей.

Перед заливкой эпоксидки "пшикнем" маслом внутрь формы и дадим излишкам стечь.
Эпоксидка неплохо отделяется от виксинта, но бывали случаи что и прихватывалась, да так, что форму приходилось переделывать. Поэтому не забываем про разделительный слой из масла!

Рисунок 24. Опять спрей.

Для смешивания эпоксидки я использую электронные весы (530руб.) и это не мажорство. С приобретением весов качество и прогнозируемость результатов повысилась. Всё же "на глаз" иногда и не получалось: то закипит, то не застынет до конца. Эпоксидку развожу в соотношении 100/12.
Доливаем отвердителя (1.7гр.)

Рисунок 25. Вылили эпоксидку в форму.

Далее снова "шаманство": после перемешивания смолы с отвердителем я помещаю смесь (~40гр.) в СВЧ-печь примерно на 6-12 секунд (но от объёма то же многое зависит). Тут главное не перегреть выше 40 градусов. Обычно я грею 4сек. и вынимаю на визуальный и тактильный контроль температуры. Эпоксидка должна стать текучей как сироп, но не дымится. Если задымилась, лучше вылить и заново начать.
После этого выливаем в форму.
На начальном этапе я, пользуясь зубочисткой, акуратно закапываю смолу от центра формы (так меньше вероятность появления непроливов). Далее заливаю до заполнения.

Рисунок 26. Контроль.

Далее контроль.
Если заметили пузырьки, аккуратно зубочисткой их удаляем.

Рисунок 26. Контроль.

Далее контроль.
Если заметили пузырьки, аккуратно зубочисткой их удаляем.

Рисунок 27. Заливка окончена.

Этап заливки окончен.

Рисунок 28. В печку!

Помещаем в гриль на три минуты.

Результат литья

Рисунок 29. Результат копирования шестерни.

Примерно через три часа можно извлекать отливку из формы.

Рисунок 30. Результат копирования шестерни - крупный план.

Качество поверхности отливки соответствует оригиналу. Местами конечно есть микропузырики, но без вакуматора их трудно побороть.

Дополнение

Рисунок 31. Стекловолокно.

Для теста на прочность было принято решение ввести в смолу наполнитель из стекловолокна. Волокно было извлечено из витой пары и нарзано на отрезки 2-4мм.
Смола была перемешанна с волокном и залита в форму. Замеченные недостатки - волокно не заполнило полностью зубья, в основном в зубья залилась эпоксидка, так что без тестов пока не берусь дать заключение по эфективности армирования.
Армированная шестерня помеченна.
Визуальных различий нет, разве что при зашкуривании видна неоднородность структуры (стекловолокно).

Рисунок 32. Армированная и неармированная шестерни.

Рисунок 33. Армированная и неармированная шестерни - вид снизу.

Результат

См. также

Всё о работе с эпоксидной смолой, о марках и свойствах.