Как сделать мастер модель из пластилина

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 04.10.2024

Доброго времени суток.

Сразу скажу, знаю, что тема может и не нова, но в поиске ответы на свои вопросы полностью не нашел.

Озаботился изготовлением копии авто (масштаба 1:10, размеры грубо 400*200*150), соответственно первый шаг - изготовление болвана - выбрал пластилин, который застывает в духовке. Просто очень часто видел как автопроизводители перед тем как создать настоящую модель, делали макет из пластилина, правда там для других целей - чтоб обдуть в аэротрубе, а здесь чтоб сделать матрицы и т.д., но всё-же.
Вобщем интересует сам процесс переноса чертежа в модель, как добиваются симметрии, какие сечения или направляющие используются чтоб были точные размеры и т.д., ну и немного про сам материал. Может кто сам делал, расскажет, или вдруг ссылка есть какая, с картинками.
В основном как я понял здесь судомоделисты такими вещами занимаются, многие их ссылки я поглядел, но все-таки в авто чуток будет отличий наверно.
Я лет 10 назад делал уже аналигичную копию, можно даже сказать что удачно, но идти тем путем сейчас не хочу - тогда делал кучу связанных сечений (из листа пластика 1мм) и заливал-засовывал между ними гипс, потом придавал форму с помощью скребков (может они стеки называются) нужной формы из того же пластика - вобщем долго всё это и геморно.

Сейчас у меня есть 3Д модель в Rhino, но навряд ли это чем поможет, кроме точных чертежей, сечений и т.д., ведь на 3D-принтере такой объем печатать наверняка в копеечку влетит 😃

Константин Редькин aka colonel

Итак, решено – начинаем.

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).

Строительные силиконовые герметики

Силиконовые автогерметики ABRO

Заливочные силиконы от "Пенты"

Материалы для литья

Кратко рассмотрим некоторые из литьевых материалов, которые нам довелось испытать на практике.

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).

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

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.

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.

Изготовление разъемной (составной) формы.

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.

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.

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.

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.

Набрасываем гипс на модель.Поначалу он еще жидкий и легко льется и стекает с фигуры. подбираем его вверх при помощи резинового шпателя. Когда гипс уже становится вязким - нужно сформировать толщину. Стараться, чтобы форма снаружи соответствовала модели(хотя ее уже и не видно) для того, чтобы толщина стенки формы была приблизительно одинаковая.

За пределы пластилинового барьера не заходить. После того как гипс застынет, снимаем весь пластилин с обратной стороны. Это легко сделать в тот момент. когда застывающий гипс нагреется - пластилин сам отходит. Теперь нужно тщательно смазать гипсовые края вазелином, либо другой густой смазкой(подойдет даже литол) Если этого не сделать - то форма не раскроется на две части.

Смазали? Прекрасно. Разводим снова гипс и повторяем прооцедуру с этой стороны. Опять же стараемся не переходить на лицевую сторону, чтобы гипс не замкнул форму с другой стороны.

Получаем сплошной гипсовый кокон. После того как он полностью застынет и остынет, берем молоток и очень аккуратно постукиваем с торцов и снизу по форме. По границе, где был пластилин, проходит трещинка. В нее нужно засунуть тонкий нож из твердой стали, либо широкую отвертку, и сверху чуть-чуть постучать молотком, чтобы трещина расширилась.

После чего аккуратно раздвигаем форму и достаем модель.

Полученные две половинки отмываем при помощи щетки от остатков глины и ставим на батарею для просушки. Сушить надо несколько дней, чтобы форма была готова к работе.

Полученная форма не пригодна для литья, а только для формовки методом отминки, когда изнутри формы вминается глина, слоем в полсантиметра, а дно приклеивается отдельно на шликер. . Но это самая простая и быстрая версия, для получения небольшого тиража одинаковых фигурок. Если есть вопросы - с удовольствием отвечу. Если нужно - могу отдельный пост сделать про отминку. Удачи!

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

Всем привет! На связи Артём Родин aka Articoon и в этой статье я поделюсь с вами опытом одного заказа на печать и постобработку. Так как в последнее время пишу довольно редко, кейс, на мой взгляд, выделяется сложностью среди прочих наших работ. Речь идет о создании мастер-модели из пластика по технологии FDM под литье гипсом.

Данный проект выполнен совместно с творческой мастерской ХНУМ. Печать проводилась в Студии 3D-печати RODINLABS.

Однако с первого раза выполнить задуманное не получилось и речь пойдет как раз о том, как мы вышли из ситуации.

В нашу мастерскую поступил запрос на изготовление бюста Нефертити для украшения частного дома.

Для большей тактильной схожести с оригиналом, заказчиком было принято решение исполнить бюст из гипса. И мы принялись за печать мастер-модели.

Поскольку проект состоял из нескольких технологических операций, мы совместно искали способы снизить конечную стоимость, так как бюджет на проект ограничен.

Материал - PLA, слой 0.25 мм, сопло 1 мм, время печати ~ 42 часа, объем пластика ~ 1800 см3.

Результат первой печати оказался удовлетворительным для нас, но не удовлетворительным для мастерской, поскольку слоистость, швы и артекфакты от слайсера искажали реальные дефекты подлинника. Другими словами, сложно было отличить - где оригинальный дефект бюста, а где их добавил 3D-принтер. Первый блин - комом отправляется в мусорку.

Свою ошибку поняли после увиденного результата - бюст печатался оболочкой с 0% заполнением и очень высокой скоростью. Не первый взгляд не хватило жесткости стенок и на большой высоте они просто потеряли устойчивость. Хотя в данной ситуации на результат больше всего повлияла спешка.

На данном этапе, решили поменять и оборудование и материал для изготовления. Тогда было принято решение напечатать бюст из угленаполненого пластика (ForMAX), который практически не оставил следов печати на модели. Принтер выбрали PICASO Designer XL, поскольку модель проходила по габаритам, и как говорит "человек с зелеными волосами": принтер печатает долго, дорого, офигенно!)

Впрочем, результат можете оценить сами:

Печать заняла по времени больше 100 часов. Материал - Formax, принтер - PICASO Designer XL, Слой 0.25 мм, на этот раз заполнение выбрали порядка 10% (чтобы наверняка).

Следующий этап – литье.

Напечатанную мастер-модель из ForMAX довели до гладкого состояния (обработка данного пластика является одним из преимуществ) и сделали по ней форму. Далее Бюст уже отлили из гипса с сохранением всех точеных оригинальных дефектов.

На фото - отливка по мастер-модели из ForMAX.

Финал. Художники воссоздали образ Нефертити при помощи покраски:

*** Друг, если статья была интересна для тебя - ставь 'палец вверх' и подписывайся на меня в социальных сетях. Буду рад любому комментарию :)

Читайте также: