[image(left)=http://unicorn.e-nk.ru/uploads/articles/mini/tech_silicon1.jpg]http://unicorn.e-nk.ru/uploads/articles/tech_silicon1.jpg[/image]

Вот и дошли руки к написанию реферата по изготовлению эластичных резиновых форм для литья легкоплавких металлов и сплавов, а так же полимерных смол. (Во как завернул.)
Об этом меня просили комментаторы моих статей по литью.

Эластичные резиновые формы.

Формы из резины на силиконовой основе могут выдерживать температуры около 350С и могут быть использованы для заливки пьютера и легкосплавов. При отливке множества изделий из латуни, стерлингового серебра или золота для каждого изделия должна быть изготовлена литейная форма из формовочной смеси. Такие формы являются одноразовыми, так как разрушаются при извлечении отливки. При отливке этих металлов резиновые формы используются для изготовления восковых моделей, которые затем формуют, выжигают и заливают металл.

Материал для изготовления форм.

Жидкие двухкомпонентные резины бывают силиконовые и полиуретановые. Это жидкие резины, которые смешиваются либо по весу, либо по объему 10:1, 1:1. Как правило, требуют дегазации (откачивание воздуха), так как при смешивании образуются
пузыри.

Силикон для форм.

Силиконовый компаунд
бывает однокомпонентный, двухкомпонентный
и многокомпонентный.

Однокомпонентные
компаунды — это в основном строительные
герметики для изоляции швов. Они
затвердевают только при небольшой
толщине слоя и не используются для форм.

Достоинства: дешевизна, высокая распространённость
(их легко достать в любом магазине
торгующем стройматериалами).

Недостатки:сложность изготовления форм, низкая
текучесть, он больше похож на очень
липкие сопли. Агрессивность к некоторым
материалам модели.

Для изготовления форм
предназначены двухкомпонентные
материалы: силиконовый компаунд (основной
состав) + катализатор.

Силикон для форм
застывает при комнатной температуре
при смешивании с катализатором. Этот
материал легко смешивается, допускает
отклонение в дозировке компонентов.
При смешивании не выделяет токсических
веществ. Хорошо снимается с материала
модели, не дает практически усадки, не
требует дополнительных смазок, допускает
заливку в широком диапазоне температур.

Используем: строительный
силикон Silirub бельгийской фирмы Soudal.
Желательно прозрачный или чёрный,
KimTec Silicon 101E. Может что-то еще, что упустил,
качество проверяется экспериментально.

Достоинства: отличительными особенностями силиконовых
заливочных материалов являются
термостойкость (до 200 °С и выше градусов),
стойкость к многим агрессивным средам,
простота в работе и нетоксичность
(силиконы широко используются в медицине),
высокая точность слепка.

Недостатком является
умеренная прочность, сравнимая с
прочностью формопласта, но уступающая
прочности полиуретана.

Используем: Среди
наиболее популярных смотрите ПЕНТЭЛАСТ®,
Эластоформ, Elastosil M, Виксинт (например
Виксинт К-68, держит температуру до 300 0С
), силиконовые материалы для изготовления
форм от Dow Corning.

Полиуретан для форм.

Самый дорогой и прочный
состав — заливочный полиуретан.

Это двухкомпонентные
или многокомпонентные материалы.

Полиуретаны для форм
имеют довольно высокую цену, так на
рынке СНГ представлены только американские
и европейские полиуретановые продукты.
В Украине и России еще не освоено
производство полиуретановых заливочных
компаундов для изготовления форм.

Также как и силиконовый
компаунд, полиуретан для форм затвердевает
при комнатной температуре при смешивании
всех имеющихся в наборе компонентов.

Необходимо четко
придерживаться инструкций по заливке
при смешивании: должно соблюдаться
соотношение всех компонентов при
смешивании. При неправильном соотношении
будет понижена прочность и долговечность,
потому что непрореагировавшие компоненты
вызывают разрушение формы.

При открывании
определенного количества упаковки, все
количество сырья необходимо использовать
сразу же, то есть нельзя его делить на
разные порции, так как полиуретановые
компоненты начинают взаимодействовать
с воздухом и влагой и портятся — изменяют
свои свойства.

Сложность работы
заключается еще и в том, что полиуретан
сильно прилипает ко всем материалам,
из которых снимается форма. Требуется
большое количество смазки, нужно
тщательно проводить смазывание модели.

Компоненты полиуретана
ядовитые и боятся контакта с воздухом
и влагой. Основные марки полиуретана
не стойки к таким материалам как гипс,
цемент, полимерные смолы, поэтому нужно
быть внимательным к рекомендациям
производителя.

Под каждый материал
надо выбирать конкретную марку
полиуретана. Формы из полиуретана в
основном предназначены для материалов,
заливаемых при температуре до 70 °С.

Достоинства: высокие
прочностные характеристики, большая
гибкость, малая усадка.

Недостатки: высокая
цена, токсичность, сложность в работе,
требуется повышенная и тщательная
смазка, достаточно густой вязкий материал
— сложно заливать.

Здесь не рассматриваю
другие материалы, как например, тиоколовые
составы или формопласт. Из за их
дороговизны, сложности работы с ними
или ядовитости.

Изготовление формы

Как уже говорилось для изготовления
форм профессионалы используют
исключительно двухкомпонентные резины,
с ними явно меньше проблем.

Жидкие двухкомпонентные
резины.

Жидкие двухкомпонентные
резины бывают силиконовые и полиуретановые.
Это жидкие резины, которые смешиваются
либо по весу, либо по объему 10:1, 1:1. Как
правило, требуют дегазации (откачивание
воздуха), так как при смешивании образуются
пузыри.

Преимущества: не
требуется специального оборудования;
не требуется ни давление, ни нагревание,
поэтому можно использовать почти любые
модели; минимальная усадка (0,1-0,2%).

Изготовление формы из
двухкомпонентной резины холодного
отверждения.

1. Изготовьте модели.

2. Подведите к модели
литники.

3. Нанесите на модель
и литники разделяющую смесь, например,
силиконовый спрей. Вместо него можно
использовать разведённый в керосине
воск или вазелин.

4. Установите модель
в контейнер для изготовления формы.

5. Смешайте оба
компонента смеси в одноразовой посуде
одноразовым инструментом. Чтобы
обеспечить успешный результат, точно
отмеряйте пропорции на весах. Очень
важно, чтобы оба компонента были тщательно
перемешаны. Пользуйтесь металлическим
шпателем и перемешивайте в течение
нескольких минут, в противном случае
внутри формы будут не затвердевшие
липкие участки.

6. На этой стадии
некоторые мастера удаляют пузыри
вакуумированием, но не для всех резин
это обязательно. Если резина достаточно
жидкая можно смесь поставить на
вибростолик, всплывающие пузыри
прокалывать иголкой. Либо от пузырей
можно избавиться если поставить уже
залитую резиной модель в камеру давления
на время застывания резины при 2-3 атм.
Этот способ используют когда хотят
отлить точную модель из пластика, заливая
пластик в резиновую форму и ставят в
камеру давления. Вместо использования
вибростолика, можно просто постукивать
по поверхности на которой стоит форма.

7. Залейте модель
приготовленной смесью, стараясь избежать
образования новых пузырьков. Если модель
сильно изогнута, то лучше слой смеси
нанести кистью или шпателем.

Изготовление формы из
однокомпонентной резины холодного
отверждения

Так как в наших условиях всё же гораздо
легче достать обычный силиконовый
герметик, более подробно остановлюсь
на изготовлении формы из него. Сначала,
какие бывают виды герметиков:

Исходя из того, что силиконовые
герметики обязательно содержат
вулканизующий компонент, они дополнительно
подразделяются еще на два типа: кислые
(«уксусные» — во время вулканизации
им присущ запах уксуса) и нейтральные
(аминные, оксимные, амидные, спиртовые).

Силиконовые герметики с определенным
типом вулканизующего компонента имеют
свои преимущества и недостатки. Так,
«кислые» герметики дешевле, чем
«нейтральные», однако наличие
уксусной кислоты может пагубно сказаться
на материале модели. В результате
воздействия на металлы образуются
уксуснокислые соли, что портит внешний
вид. Так же вредное воздействие на
парафин, пластилин, воск и другие
модельные составы. В этом отношении
«нейтральные» герметики являются
более универсальными, т.к. этого
ограничения у них нет, но при этом они
более дорогие. При выборе еще желательно
смотреть на такой показатель как
термостойкость. Он очень важен при литье
металлов.

Для литья миниатюр из металла
классической является разборная
двухчастевая форма – гипсовая или
силиконовая. Опыт работы с такого типа
формами позволяет перечислить и ее
недостатки: относительно большое
количество силикона требуется на
изготовление каждой из двух половинок,
время на вулканизацию силикона 8-12 часов
для каждого слоя силикона при комнатной
температуре, а когда таких слоев три,
то изготовление двух половинок силиконовой
формы занимает двое суток. И главный
недостаток – облой – металл, попадающий
в промежуток между двумя половинками
формы. Кто лил, тот знает, насколько
трудно порой бывает получить отливку,
на которой незаметна и точно совпадает
линия облоя. Этот метод, позволяет
успешно преодолеть все три трудности
и позволяет в домашних условиях получить
качественные формы и, следовательно,
качественные фигурки.

Подготовка модели.

Перед началом изготовления формы надо
подготовить саму модель. Во первых,
необходимо изготовить литник и выпор.
Для этого подойдут и пластилин и воск,
можно воспользоваться старыми литниками
или выточить их из твердого материала
и приклеить их к модели гринстафом или
на худой конец жидкой сваркой —
двухкомпонентными составами на основе
эпоксидной смолы, жутко липнут к рукам
и требуют сноровки при использовании.
Далее всю конструкцию желательно
приклеить на картонную подставку, это
обеспечит в дальнейшем удобство работы
и ровную поверхность со стороны литника.
Дополнительные выпоры можно сделать и
потом, прожигая раскаленной проволочкой
дыры в уже готовой силиконовой форме.
В дальнейшем необходимо покрыть модель
разделительным составом, я обычно
покрывал тефлоновой смазкой или
силиконовым маслом, но в одной статье
прочитал о возможности использования
нитроэмали или акрилового металика.
Краска металик не плохо стирается с
модели и это обеспечивает отделение
силикона. Есть ещё вариант нанесения в
качестве разделительного состава
графитового порошка. Это только в том
случае, если не жалко модель. Рекомендуют
нанести на модель фломастером будущую
линию разреза формы, весьма дельная
мысль — это очень поможет впоследствии
сделать точный разрез силиконовой
оболочки.

Силиконовый
кокон.

И так, начнём накладывать силикон слой
за слоем. Первый слой требует большого
внимания и терпения. Задача – внести
силикон во все щели, щелочки и углубления.
Силикон – материал довольно капризный
и по своей воле туда не полезет, поэтому
я беру маленькую капельку силикона и
углубление за углублением вношу его
туда. Когда силикон немного схватится,
фрму можно немножко обжать, делается
это влажным пальцам. Предпочтительно
работать с прозрачным силиконом еще и
по той причине, что можно видеть, не
образуются ли пузырьки воздуха под
слоем силикона.

Советую силикон наносить в несколько
слоёв, просушивая каждый из них. Время
высыхания может быть разным у разных
видов силиконов, но в большинстве случаев
следующий слой силикона можно накладывать
часов через восемь. Другими словами —
если вы делаете форму по вечерам, в
зависимости от количества слоёв силикона,
на одну модель уйдёт до недели, благо
можно готовить сразу несколько. Поэтому
я предпочитаю накладывать все слои
сразу, не дожидаясь пока просохнут
предыдущие. Есть способ ускорить
высыхание формы, можно засунуть её в
сушилку с температурой 50 — 700С, запах
по всей квартире вам обеспечен, зато
время просушивая сокращается до часа.
Слой кокона должен быть сопоставим с
размером модели и при этом не как не
меньше 5мм.

Гипсовый гроб.

Пак назвали обливку из гипса для
увеличения твёрдости формы и ещё, с
такой формой удобнее работать. Делаем
опалубку, я обычно делаю её из пластилина,
кто-то предпочитает делать из кубиков
лего, надо как нибудь попробовать, можно
взять картон от пакетов из под сока,
тоже очень удобно. Дальше разводим гипс
до консистенции сметаны, в воду
предварительно можно добавить немного
соли, сахора — по вкусу. На самом деле
эти вещества способствуют лучшему
схватыванию гипса, можно ещё добавить
немного клея ПВА, только не переборщите
с добавками, их кладут чуть-чуть. Для
увеличения прочности и термостойкости
можно добавить известковое молочко, в
результате гипс будет схватываться
чуть медленнее но при этом со временем,
когда изёстка начнёт поглощать из
воздуха углекислый газ, гипс приобретёт
каменную прочность.

Гипс наливаем до половины и вдавливаем
туда наш кокон, опять же до середины.
После чего даём гипсу подсохнуть, он
при этом нагреется и станет относительно
твёрдым. Смажем гипсовую поверхность
жидким мылом или моющим средством для
посуды. Не советуют смазывать маслом,
я и не пробовал этого делать ибо во всех
справочниках говорят использовать
мыльный раствор. На мой взгляд это
связано с тем, что когда форма высохнет,
масло в неё впитается. После чего заливаем
форму до конца. Надо следить чтобы литник
и выпор вплотную прилегали к стенке
опалубки, их можно на этом этапе нарастить
пластилином.

Гипс лучше всего разводить в мягкой
резиновой посуде, в крайнем случае в
посуде которая хорошё гнётся. Это
позволит вам эффективно отчищать её от
застывших остатков. Для этой цели можно
использовать половинку мячика.

Как разрезать резиновую
форму.

Инструменты:

• Скальпель прямой и
  изогнутый.

• Разжимка ручная.

• «Третья рука» — зажим
  и струбцина, тиски.

Как уже говорилось,
удобнее разрезать резину если она
прозрачная. Видно сложные участи у
модели и можно выбрать место, где лучше
разрезать. Желательно следить за
нанесённой контурной линией, она помогает
ориентироваться.

Разрезайте форму острым
скальпелем. Начните от литниковой
воронки, сделав вдоль нижней грани формы
до самого угла разрез глубиной около
2,5 см, затем повторите его с другой
стороны. Сделайте такие же разрезы по
бокам формы, затем соедините их разрезом
вдоль верхней грани. Разрежьте форму
снизу на глубину литника и отсюда режьте
вдоль поверхности модели. Продолжайте
следовать по контуру модели, пока форма
не будет разрезана пополам. Дорезать
форму до конца, не только не обязательно,
но и не желательно. Достаточно чтобы
модель вынималась из формы легко. В этом
главный секрет. Сам сначала делал
полностью разьёмные формы, но так
оказалось лучше. Совмещение модели
более полно происходит.

При ручной резке,
особенно у новичков, разрезы обычно
достаточно неровные для того, чтобы их
неправильные контуры обеспечили точное
совмещение обеих половин форм.

Неплохой замок будет,
если первые надрезы будут зигзагообразными.

Дополнительные надрезы
вокруг изделия.

Такие надрезы увеличивают
гибкость резины, их особенно полезно
сделать вокруг тонких участков изделия
с мелкой деталировкой.

В некоторых случаях
бывает недостаточно разрезать форму
на две части, и приходится вырезать
третью часть. Это могут быть центральные,
отверстия и т.д.

Литьё

Перед литьем внутренние поверхности
формы надо как следует обработать
графитным порошком (в качестве источника
графита иногда используют внутренности
батареек, хотя это может быть и графитный
стержень карандаша, я использую старые
токосъёмные щётки), сдуть излишки графита
и снова собрать всю форму. Форма полностью
готова к литью. Зажим прост и удобен до
ужаса – две палочки и две резинки.

Обычно первая отливка получается не
очень качественной, первый блин комом.
Это связано скорее всего с тем что из
силикона под воздействием температуры
выпариваются остатки наполнителя-катализатора.

Силы тяжести часто недостаточно для
получения четкого рельефа отливки. Для
этого необходимо дополнительное
давление. Как правило, для этой цели
используют центрифугу, или крутят модель
как пращу. Но и первое, и второе в домашних
условиях может быть небезопасным. Однако
давление можно создать гораздо проще
– надавив в литник поршнем.

Для этого в качестве поршня используется
подходящая по диаметру палочка, возможно
карандаш.

Правила безопастности.

Лейте на столе с импровизированными
бортами, а лучше — на металлическом
подносе или противне из духовки. Защищайте
руки, ноги и область живота от ожогов.
Для удержания тигля, ковшика или чайника
с горячим металлом исползуйте льняную
прихватку или свернутое в несколько
раз льняное полотенце. Хлопок хорошо
горит и не подходит для этой цели. Кроме
того, если пол у Вас на кухне (или там,
где Вы будете лить) покрыт линолеумом
или паркетом — его тоже будет разумно
защитить старыми (а можно и свежими)
газетами.

Спасибо за науку DrLutz, Gefreiter и другим,
кого сейчас на вспомнил.