Производство тротуарной плитки, сувенирного мыла, ювелирных изделий и бижутерии, кулинария и косметология, пищевая промышленность и строительство – и это неполный список возможного применения силиконовой резины. Прежде чем перейти к рецептам самостоятельного получения аналога выпускаемых производителями эластичных полимеров, вспомним их качества.
Формовочные полимеры
Универсальный материал получают путем растворения измельченного кварца азотной кислотой. При смешивании с одним из катализаторов он чем-то напоминает резину. Вещество не токсично, устойчиво к воздействию щелочей и кислот. В готовом виде обладает эластичностью, ударопрочностью, водостойкостью и неограниченным сроком службы. За изделиями из него очень легко ухаживать, их просто хранить.
По назначению двухкомпонентные компаунды, состоящие из пасты и отвердителя, разделяют на заливочные, обмазочные, а также силикон для изготовления форм. Своими руками можно сделать из этих смесей не только заготовки для сувенирного мыла, но и крепкие шаблоны для заливки тротуарной плитки, получения декоративных камней и гипсовой лепнины.
Для придания веществу твердого состояния его перед применением смешивают с оловянным или платиновым катализатором, который прилагается в комплекте. От вида затвердителя зависят некоторые качества эластичной резины:
- прозрачность или матовость;
- прочность на раздир или разрыв;
- сохранение размеров и термостойкость;
- твердость;
- время окончательного застывания;
- долговечность и тиражеустойчивость.
К примеру, смеси с оловянными катализаторами применяются в промышленности и строительстве. Для производства искусственного камня или крепких пластиковых изделий нужны самые прочные материалы. Пищевой силикон для изготовления форм, в которые заливают шоколад и карамель, выпускают на основе платиновых затвердителей. Мягкость и эластичность данных компаундов более подходит для «сладких» производств и выпечки.
Где применяют самодельный полимер
Несмотря на разнообразие компаундов в продаже, некоторые умельцы предпочитают делать все самостоятельно. Обычно это оправдано экономией денежных средств и творческим подходом к делу.
Изготовление силикона для форм своими руками возможно несколькими способами. Следует пояснить, что полученное вещество отличается по характеристикам от промышленных смесей. И не всегда эти различия положительны. Если фирменный жидкий силикон для изготовления форм используют для создания больших и маленьких изделий, то самодельную резину делают только для домашнего творчества.
Как создать матрицу для отливки: несколько советов
Начиная изготовление силикона для форм своими руками, ставят контейнер, коробку или ящик для основной работы. Его делают из картона (если образец мелкий), дерева или пластика. Он может быть разборным или цельным. Из первого легче высвобождать застывшую заготовку. Между деталями контейнера не должно быть щелей, так как все виды эластиков имеют текучесть.
Прежде чем положить «модель» в контейнер, ее покрывают разделителем. Эта смазка должна быть восковой, жировой или мыльной. Чтобы получить матрицу для вертикального сувенира, его крепят за подставку ко дну контейнера на кусочек пластилина, чтобы не всплывал. Затем тонкой струйкой наливают вокруг модели заранее замешанный компаунд. Заполнение емкости начинают с углов, полностью покрывая установленную внутрь фигурку.
Рецепт №1: предварительная подготовка
Если необходимо небольшое количество эластичной резины для какого-то маленького изделия, можно воспользоваться одним из приведенных ниже вариантов. Изготовление силикона для форм в домашних условиях начинают с подготовки посудины, лопаточки для помешивания, составляющих компонентов, основной емкости для заливки и небольшого сувенира, так называемой мастер-фигурки, слепок которой планируется получить для «клонирования».
Для первого способа берут в равных количествах глицерин и желатин и помещают в небольшую емкость. Состав плавят на водяной бане при постоянном помешивании, не допуская закипания. Нагревание длится 10–12 минут.
Подробности рецепта №1
Дно подготовленного лотка из картона или дерева равномерно покрывают полученной смесью. Затем сувенир окунают в самодельный силикон и быстренько помещают в эту коробочку. Приклеившуюся фигурку сразу же заливают горячим составом, наполняя лоток до краев.
Жидкий силикон для изготовления форм, полученный таким незатейливым способом, твердеет за несколько минут, практически на глазах. После полного остывания массы полученный брусок извлекают из коробки, делают разрез с нижней стороны и аккуратно достают сувенир.
Образовавшуюся фигурную полость можно заливать только эпоксидной смолой. Изготовление силикона для форм своими руками по данному рецепту имеет несколько минусов:
- готовое мастер-изделие впитывает воду, поэтому нельзя использовать его для получения гипсовых отливок;
- масса плавится при попытке заполнения горячим веществом, поэтому не подходит для создания дизайнерского мыла.
- после нескольких использований внутренняя поверхность формы портится, теряет лоск и качество.
Плюсом считается способность к многократной переплавке отслуживших свое штампов.
Рецепт №2: подготовка
Изготовление силикона для форм своими руками требует определенных усилий. Мастера, работающие с пластичной глиной, делают таким способом шаблоны и молды, чтобы воплотить свои идеи. Итак, потребуется один из видов устойчивого к высоким температурам строительного герметика и обычный пищевой крахмал или тальк. Желательно работать в резиновых перчатках. Так как схватывание герметика происходит в течение 10 минут, необходимо заранее положить рядом предмет, с которого будет готовиться слепок: ракушку, плоскую с одной стороны фигурку, что-то другое. Формочка получится твердой, с вогнутым углублением, поэтому подходит для производства только односторонних сувениров.
Рецепт №2: подробности
- На поверхность стола насыпают немного талька или крахмала (чтобы не прилипло).
- В центр посыпки выдавливают из тубы кучку герметика.
- Сверху добавляют крахмал и все перемешивают.
- Полученное «тесто» должно взять столько крахмала, чтобы не липло к рукам и к столу.
- Из массы делают толстую лепешку, соответствующую размерам будущего сувенира.
- Быстро и аккуратно, с силой вдавливают в эту заготовку выбранный образец.
- Силикон для изготовления форм оставляют сушиться на сутки.
- После извлечения фигурки полость шаблона смазывают тальком при помощи кисточки и плотно набивают пластичной глиной.
- Такую основу можно поместить в духовку для просушки вместе с заполнителем, она не боится высокой температуры.
Что хорошего в таком способе
Первым из плюсов можно назвать многоразовость использования полученного шаблона. Материал сохраняет все свои качества. В молды, сделанные из крахмала и строительного герметика, можно заливать горячую мыльную основу, предварительно сбрызнув спиртом из распылителя. Силикон для изготовления форм, своими руками произведенный, выдерживает температурные нагрузки наравне с промышленными составами.
Среди минусов называют резкий уксусный запах герметиков и быстрое застывание «теста». Зато мастер может приготовить такое количество вещества, которое необходимо именно в данный момент времени для конкретной работы.
Как сделать силикон своими руками и, что для этого надо?
Не сложно изготовить силикон, он же силиконовый каучук, полидиэтилсилоксан, своими руками. Из него делали небольшие декоративные украшения для панно в кухне.
Для этого нужны всего жидкое стекло и этиловый спирт. Приготовленный силикон быстро застывает от соприкосновения с воздухом и влагой, поэтому готовить небольшими порциями. В равных пропорциях смешивается жидкое стекло и этиловый спирт, на этом этапе в состав можно добавить немного красителя, чтобы получить силикон нужного цвета. Быстро перемешать деревянной палочкой и поместить в шприц с насадками или сразу залить в подготовленную форму, или своими руками из него вылепить нужную фигурку, отлить формочку.
Изготовить силикон в домашних условиях совсем не сложно, тут не нужны особые знания в области химии.
Нам понадобятся всего два ингредиента, это этиловый спирт и "жидкое стекло".
Далее готовим посуду под раствор (объём тары зависит от того сколько силикона Вы собираетесь произвести).
Теперь одеваем на руки резиновые перчатки (смесь довольно едкая получится) берём в руки деревянную палку (не обязательно палку, можно и ложку, но её придётся выкинуть) и начинаем перемешивать
Этиловый спирт и "жидкое стекло" разводим 1 к 1, другими словами в равных частях.
Перемешиваемая смесь очень скоро начнёт затвердевать, получится нечто белое и по консистенции напоминающее обычный пластилин.
Ещё спустя некоторое время эта масса превратится в подобие резины.
Если силикон нужен для изготовления какой-то формы, то мнём его руками (перчатки не снимаем) на первой стадии затвердевания.
Работать придётся быстро, смесь застывает не долго, лучше заранее приготовиться к дальнейшим действиям (приготовить форму и всё такое)..
Многие из тех, кто печатает на 3D-принтере сталкиваются или с необходимостью получить партию моделей в короткие сроки, или скопировать удачно получившуюся деталь, или получить изделия с прочностными характеристиками, превосходящими таковые у пластиков для домашней 3d-печати.
3D-принтер далеко не всегда способен выполнить такие задачи, но отлично подойдет для создания единственного образца, или мастер-модели. А дальше на помощь нам приходят материалы производства компании Smooth-On, наверное, самого популярного производителя материалов холодного отверждения.
В этом обзоре мы сравним самые основные и популярные силиконы, полиуретаны и добавки к ним, кратко посмотрим на основные способы создания форм и изделий, подумаем, где это может найти применение и, наконец, создадим свою силиконовую форму и модель.
Перед написанием этого поста мы прошли трехдневный тренинг у официального дилера Smooth-On в России, чтобы разобраться во всех тонкостях литья в силикон.
Процесс создания изделий методом литья практически всегда одинаков: создаем модель, с её помощью создаем силиконовую форму, заливаем в нее материал, получаем изделие. Но в зависимости от модели, необходимых свойств, количества отливок, каждый этап может кардинально меняться. Существует несколько способов как создания формы, так и готового изделия.
Пару слов о подготовке моделей, напечатанных на 3D-принтере. Компания Smooth-On обратила своё внимание на эту технологию и выпустила специальный лак под названием XTC-3D. Он прекрасно сглаживает характерные для напечатанных моделей огрехи, видимые слои, которые обязательно перейдут на силиконовую форму, и придает поверхности гладкость и глянцевый вид.
Подробный обзор XTC 3D Вы можете прочитать здесь.
Методы создания форм
Самый простой способ: модель помещается в опалубку (специальную герметичную емкость из обычного оргстекла, пластика или другого материала), фиксируется в ней и заливается силиконом. Хорошо подходит для простых двухмерных моделей, рельефов, сувенирной и брендинговой продукции.
Аналогичен предыдущему, только модель размещается с учетом того, что форма будет разрезаться полностью или частично для облегчения съема. Модель может быть подвешена с помощью проволоки или размещена на тонкой опоре. Способ предназначен для более сложной геометрии, технических изделий, сложных фигур.
Это один из самых сложных способов. Заключается в помещении модели на глиняную или пластилиновую основу, которая делит силиконовую форму пополам.
На основе размещаются специальные замки, которые будут обеспечивать точное совмещение двух форм и отсутствие смещений. Вокруг основы собирается опалубка, герметизируется горячим клеем или пластилином, и в неё заливается первая половина формы. Затем, после отверждения силикона, форма переворачивается, глина или пластилин счищаются, силикон покрывается разделительным составом, и заливается вторая половина формы.
• Метод «в намазку»
Этим методом создаются так называемые «чулочные» формы, когда силикон точно повторяет форму объекта и имеет толщину от 3 мм до нескольких сантиметров. Для создания формы «в намазку» необходим достаточно вязкий силикон, который бы не стекал с модели.
Можно использовать как специально предназначенные для этого силиконы, называемые тиксотропными, так и обычные, но модифицированные с помощью загустителей.
Силикон наносится кисточкой или шпателем в несколько слоёв, в которых чередуется вязкость и скорость отвердевания, чтобы форма была максимально детализированной и прочной. После того, как все слои готовы, с помощью специального состава создается жесткая внешняя оболочка, которая будет держать форму.
Методы заливки пластиков
Самый простой метод заключается в обычной заливке пластика в форму, он подходит для домашнего использования и позволяет достичь приемлемого качества. Но, по необходимости, для более качественного результата возможно использование установок высокого давления, что позволит практически полностью убрать пузырьки воздуха.
Для этого форма вместе с залитым пластиком помещается в камеру, в которой создается повышенное до 4 атмосфер давление. Форма должна оставаться в камере все время отвердевания полиуретана. При таком давлении пузыри уменьшаются до почти невидимых глазу размеров, что значительно повышает качество изделия.
Еще один метод, так называемая заливка «в обкатку», используется для создания полых изделий. В форму заливается небольшое количество пластика, около 10% от общего объема, отверстие для заливки закрывается, и начинается вращение формы по всех плоскостях, вручную или на специальной ротационной машине. При этом пластик отвердевает на стенках формы, создавая полую модель, что позволяет существенно снизить вес изделия и экономить материал.
• Серия Mold Star 15, 16, 30
Силиконы для создания форм на основе платины. Застывают при комнатной температуре, образуют прочную, гибкую и очень детализированную форму. Предназначены для литья силикона, полиуретана, смол, полиэстера, воска и других материалов. Химически чувствительны и не способны работать с латексом, серой и некоторыми другими соединениями.
Самые базовые и основные силиконы, способные решать большинство задач. Цифра в названии отражает твердость по шкале Шор А. Обладает низкой вязкостью, что позволяет в большинстве случаев работать без оборудования для дегазации. Материал двухкомпонентный, части смешиваются в удобном соотношении 1:1 по объему. В основном предназначены для создания форм методом сплошной заливки.
• Серия Rebound 25, 40
Серия силиконов для создания форм методом «в намазку», который состоит в том, чтобы наносить силикон кистью или шпателем на поверхность модели. Обладает высокой вязкостью, возможностью модификации свойств с помощью загустителей и ускорителей для создания качественной многослойной формы. Двухкомпонентный, смешивается в соотношении 1:1 по объему.
• Серия Equinox 35, 38, 40
Силиконовые пасты с временем жизни 1, 4 и 30 минут. Предназначены для ручного смешивания, по консистенции напоминают густое тесто. Цифры соответствуют твердости по Шору А. Обладает крайне высокой прочностью на разрыв и долговечностью. В отвержденном состоянии является безопасным для заливки шоколада, карамели и других ингридиентов.
• Серия SortaClear 18, 37, 40
Серия полупрозрачных силиконов. Такая особенность, как оптическая прозрачность, используется для создания сложных разрезных форм — изделие прекрасно просматривается, что позволяет сделать точный разрез. Как и серия Equinox, является безопасным при контакте с пищевыми продуктами.
Также к силиконам существует большое количество добавок, обладающих самыми разными эффектами. Accel-T и Plat-Cat являются ускорителями отверждения, Slo-jo — увеличивает время жизни силикона, Thi-Vex увеличивает вязкость силикона и позволяет намазывать его кистью или шпателем на модель, Silc-Pig — это концентрированные пигменты для окрашивания.
• Серия Smooth-Cast
Самая основная и популярная серия полиуретанов для создания конечных изделий. Линейка включает в себя более 10 наименований различных пластиков с самыми разными свойствами, позволяющими подобрать материал именно для Вашего проекта. Например, Smooth-Cast 300 обладает коротким временем жизни в 3 минуты и временем отверждения в 10 минут, что позволяет быстро воспроизводить большие партии деталей. Smooth-Cast 305 аналогичен предыдущему, но «живет» уже 7 минут, что позволяет провести дегазацию смешанных компонентов и получить еще более качественное изделие. ONYX обладает глубоким черным цветом, которого не достичь с помощью красителей, 65D ROTO предназначен для создания полых моделей с помощью метода «в обкатку», 325 незаменим для точного воспроизведения цвета, 385 отверждается практически без усадки и максимально точно копирует изделие.
• Серия TASK
Серия полиуретанов специального назначения. Разработана для промышленного применения и обладает специфическими свойствами для конкретных задач.
Для Вашего удобства мы сформировали специальные фильтры по сферам применения:
• Пищевые:
Smooth-Sil 940, серия Sorta Clear, серия Equinox, TASK 11.
• Архитектурные, заливка бетона и других абразивных материалов:
Серия VytaFlex, серия Brush-On, серия Ez-Spray, серия PMC.
• Медицинские: симуляция тканей и органов
Серия Dragon Skin, добавки Slacker, Ecoflex 0030, Ecoflex Gel, Body Double.
• Прототипирование:
Практически любые полиуретаны и силиконы, в зависимости от задач и требований. Серии Mold Max, Mold Star, Smooth-Cast, TASK.
• Спецэффекты и грим:
Skin Tite, Body Double, Dragon Skin, Alja-Safe, Ecoflex, Soma Foama, Rubber Glass, Encapso K.
Стоит отметить, что это деление все же условное, и дано, чтобы примерно представить возможности широкого ассортимента компании Smooth-On.
Мы будем использовать только те материалы и оборудование, которые можно применить в домашних условиях. Мы попробуем создать самую сложную в изготовлении двухсоставную форму.
Нам понадобятся:
• Платиновый силикон Mold Star 30
• Заливочный полиуретан Smooth-Cast 300
• Лак для 3D-моделей XTC-3D
• Упаковка виниловых перчаток
• Несколько одноразовых пластиковых стаканчиков
• Емкости для смешивания
• Термоклеевой пистолет
• Материал для опалубки (пластиковые панели)
• Скульптурная глина
• Несколько малярных кистей
В роли мастер-модели выступит модель довольно популярного среди печатников тестового болта. Мы распечатали его черным PLA пластиком на Picaso 3D Designer с толщиной слоя 100 микрон. Сделали мы это специально для того, чтобы продемонстрировать эффект XTC 3D, поскольку далеко не каждый 3D принтер может печатать с качеством 50 микрон.
Далее — обработка, чтобы отлитая модель не переняла слоистость напечатанного объекта. Обрабатываем болт лаком XTC-3D (подробнее об этом процесс можно прочитать тут), а затем шкурим, чтобы получить гладкую матовую поверхность.
Теперь модель готова к заливке силиконом. Помещаем её на глиняную основу, с помощью которой мы создадим силиконовую форму из двух частей.
Модель должна быть погружена в глину ровно наполовину, так что начинаем процесс выравнивания глины. Края должны быть максимально ровными и полностью прилегать к модели, от этого зависит качество разделения силиконовых половинок. Убираем лишнюю глину и заключаем модель в пластиковую опалубку.
Все стыки пластика обрабатываем термоклеевым пистолетом и закрываем опалубку, окончательно обрабатываем глиняную основу, делаем в ней выемки для замков.
Все готово к заливке силикона. Поскольку двухкомпонентные силиконы и полиуретаны склонны к разделению на фракции, перед каждым использованием их необходимо тщательно перемешивать в емкости.
После перемешивания отмеряем равное количество двух компонентов по объему и приступаем к смешиванию.
Для данной марки силикона дегазация в вакуумной камере необязательна, что очень удобно: исключены появления пузырьков, которые могут испортить нашу форму. Медленно заливаем силикон в опалубку, в самую нижнюю её точку.
И оставляем застывать. Время застывания для этой марки силикона составляет 6 часов. По истечении этого времени освобождаем модель от опалубки.
Затем убираем глину, тщательно очищаем модель от её остатков, смазываем силикон разделительным составом. В случае его отсутствия, можно использовать и обычный вазелин, но качество будет немного хуже.
И дальше полностью повторяем процесс, заливая вторую половину силиконовой формы.
Спустя еще 6 часов силиконовая форма готова. С помощью лезвия аккуратно разъединяем половинки, вынимаем деталь и оцениваем, что у нас получилось.
Хорошо видны замки, закладывавшиеся в глиняной основе, хорошая детализация, несмотря на то, что разделительная линия проходила по довольно сложным местам, вроде вдавленных букв.
На самом деле, для данной модели это не самый оптимальный способ создания формы. Но нам было интересно протестировать именно этот метод, несмотря на сложности.
Итак, все готово к заливке полиуретана. Соединяем две половинки формы, используя элементы опалубки для жесткости, скрепляем с помощью резинок, скотча или другим способом, и приступаем к подготовке полиуретана.
Хорошо перемешиваем оба компонента, встряхивая их в течение 5-10 минут. После этого даем немного отстояться, чтобы вышли образовавшиеся пузыри. Все остальное точно так же, как и с силиконом: отмеряем равное количество по объему и смешиваем их. А дальше действовать нужно быстро: время жизни этого полиуретана составляет всего 3 минуты, а время начинает идти сразу, как вы смешали два компонента вместе. Так что мешаем быстро, но аккуратно, чтобы не создавать лишних пузырьков, и сразу заливаем в форму.
Примерно через 3 минуты, в зависимости от объема материала, произойдет быстрое схватывание пластика, а через 10 минут деталь готова к извлечению.
Модель готова. Переданы абсолютно все детали оригинала.
Хочется отметить, что поистине огромные возможности использование материалов Smooth-On открывает в совокупности с 3D-печатью.
Теперь Вы можете получать изделия из огромного количества материалов с самыми различными свойствами, а не ограничиваться лишь классическими PLA и ABS. К тому же, доступным станет мелкосерийное производство: распечатав всего один экземпляр и должным образом его обработав, Вы сможете в довольно короткие сроки создать необходимое Вам количество копий в домашних условиях. Для достижения приемлемого результата вовсе не обязательно использование дорогостоящего оборудования.
В случае если Вам необходимы услуги мелкосерийного производства Top 3D Shop к вашим услугам.
