Öntőforma készítése 3D nyomtatással – Szükséges anyagok az öntőforma készítéséhez

A forma létrehozásához két részből álló, kondenzációs keménységű szilikon gumit használunk. Esetünkben a Lukopren N Super nevű, helyi cseh gyártmányú terméket, ám sok hasonló termék valószínűleg megtalálható világszerte, például Smooth-on, ACC Silicones, RTV stb.

A Lukopren az A részből (magából szilikonból) és a B részből (keményítő) áll, és szobahőmérsékleten kb. 24 órán belül megszilárdul. A kikeményedési időt az edzőszer mennyisége és a környezeti hőmérséklet befolyásolja.

A kapott formának stabil alakja van, kémiailag ellenálló és hőálló. Használhatja számos anyag öntésére, beleértve poliuretánt, epoxidot, poliésztert, vakolatot, betont, cementet, viaszt, alacsony olvadáspontú ötvözeteket vagy szappant. Ez a forma egyaránt alkalmas kis, részletes öntésekhez és nagy tárgyakhoz (azaz szobrokhoz). A kiváló folyóképesség és alacsony viszkozitás miatt nincs szükség vákuumszivattyúra. A szilikon gumira is önthetünk, vagy ecsettel is felvehetjük (sűrítőt adva a keverékhez), bár vannak jobb kefekezelési lehetőségek, mint például a fent említett Smooth-on.

A fémöntést részletesen ismertetjük a következő cikkben, amely ékszerkészítésre is alkalmas és fogászati ​​alkalmazásokra összpontosít.

A modell

Minőségi öntvény megszerzéséhez mindenekelőtt egy minőségi mestermodellre van szükségünk, hogy elkészítsük az öntőformát.

Egy ilyen modell megtervezése unalmas lehet, türelmet és a részletekre való figyelmet igényelhet, különösen, ha új 3D-s modellező alkalmazást használunk. Ezt a részt teljesen kihagyhatja, ha egyszerűen letöltünk egy kész modellt egy internetes adatbázisból, például a www.prusaprinters.org.

Vigyázzon az úgynevezett túlnyúlásokra – a modell körvonalai élesebbek, mint a derékszög (90 °) a formaválasztó síkhoz képest. Más szavakkal, ha egyenesen felülről néz egy formába, akkor látnia kell az egész belső felületet, anélkül, hogy “sarok mögött” rejtve maradna. Ezek a túlnyúlások később okozhatják a fő modell vagy a végső öntvény beragadását az öntőformába. Szerencsére a szilikongumi egyik legnagyobb előnye a rugalmassága – könnyebben kivehető, ha meghajlítjuk és elfordítjuk, hogy kivegyük a kész öntvényt. Ez azt jelenti, hogy megengedhetünk magunknak bizonyos mértékű túllépést. A megfelelően öntött modellnek szinte spontán módon ki kell jönnie, miután a szerszámmal enyhén megnyomta.

Ha úgynevezett elvesztett viaszgyantaöntést alkalmazunk, természetesen egyáltalán nem kell aggódnunk a túlnyúlások miatt, mert mi nem vesszük ki a modellt, az a forma belsejében megsemmisül.

A szilikon gumi forma készítéséhez bármilyen nem porózus anyag alkalmas a mestermodellre. Ez azt jelenti, hogy 3D-s nyomatokat is használhat izzóspirálból vagy gyantából. A nyomtatási rétegek nem jelentenek problémát (a forma eltávolításával kapcsolatban), ám természetesen a végső öntvényen is láthatóak lesznek. Ez azt jelenti, hogy a gyantából történő nyomtatás megfelelőbb – az eredeti Prusa SL1 nyomtatót használtam.

Az elveszített viaszöntéshez speciális öntőgyanták állnak rendelkezésre, amelyeket teljesen megolvaszthatnak vagy kiégethetnek a formából. További információ erről a módszerről a következő cikkben is található.

A 3D-s nyomtatott mester sokkal költségesebb, mint a kézzel készített. A legrosszabb esetben, ha az első formagyártási kísérlet során valamilyen módon megrongálódik, akkor mindig újból kinyomtathatjuk.
Alaposan ellenőrizze a modell fő felületét, mielőtt azt öntőforma készítésre használja. Keressen apró foltokat, karcolásokat, tartócsonkokat vagy akár ujjlenyomatokat! Ellenkező esetben ezeket a felületi hibák megmaradnak a végső öntésnél!

Az öntőforma utolsó előkészítése

A végső kétrészes forma elkészítése előtt le kell fednie annak elválasztó síkját. Az öntőcsatornát és a szellőzőnyílásokat később kivágjuk a formába, mielőtt maga az öntés megtörténik.

Az elválasztó síkot az alábbiak szerint hozzuk létre: toljuk a mester modellt a modellező agyagba a tervezett elválasztó sík szintjéig (ennek természetesen nem kell szigorúan vízszintesnek lennie).

Annak érdekében, hogy később mindkét forma felét megfelelően össze lehessen igazítani, hozzon létre úgynevezett regisztrációs kulcsokat.

Ezek lehetnek egyszerű lyukak, amelyek ecset végével készülnek, faragott hornyok – bármi, ami megzavarja a sima felületet, ami a forma felületének csúszását okozhatja.

Készítsünk egy külső réteget is, amely a folyékony szilikont belül tartja, és megakadályozza, hogy az egész asztalra kerüljön. Néhány zsákutcát feltárva Lego téglákkal vagy ragasztópisztollyal összeállított különféle blokkokkal, megtaláltunk egy egyszerű, tiszta, de nem túl nyilvánvaló megoldást – 3D-ben kinyomtattuk az eredeti Prusa i3 MK3S-re. A kerület négy fala eléggé erőssé tette a héjat.

Az egész belső teret, azaz a héj belső falát, a modellező agyag felületét és a mestermodellt le kell fedni egy formakioldó szerrel, különben később nem tudjuk eltávolítani a mestermodellt a formából.

Készítsük el az alsó forma felét. Öntse a szilikon keveréket hozzáadott keményítővel/aktivátorral (az utasítások szerint) a forma sarkába megfelelő magasságból (legalább 10 cm /4 ”). Hagyja, hogy a szilikon elterjedjen, és magától töltsön be minden szöget és furatokat.

Hagyja, hogy a szilikon megfelelően megszilárduljon, majd távolítsa el az alsó forma felét a rétegtől, és óvatosan tisztítsa meg az összes modellező agyagot.

Amikor a forma és a fő modell teljesen tiszta, fújja le őket újra egy leválasztószerrel, hogy a felső forma felülete ne tapadjon az alsóhoz. Még egyszer öntsük be a szilikon keveréket, és készítsük el a forma többi részét.

Most a forma kész, és eltávolíthatjuk a mestermodellt, és félretehetjük.

Az öntőanyagot egy öntőcsatornán keresztül öntik az öntőformába. Mérete döntő fontosságú az öntés minőségéhez (kivéve ha centrifugális öntési módszert használunk). A fém kivételével a legtöbb anyagnak legalább 3-5 cm hosszúnak kell lennie. Rosszabb folyóképességű anyagok, például vakolat, beton vagy viasz esetében a csatorna legalább 3 cm (1,2 ”) széles legyen, egyébként 1 cm (0,5”) szélességnek kell elegendőnek lennie.

Legalább egy levegőnyílást le kell vágnia az öntőforma készítése során, hogy a levegő gyorsabban kiszivárogjon az öntőformából. Az ilyen szellőzőnyílásokat mindig azon pont felett kell elhelyezni, ahol az öntőcsatorna megfelel a modell üregének, és minden olyan helyen, ahol bármilyen légzseb kialakulhat. A megfelelő öntési eljárás jellemző, hogy az összes szellőzőnyílás is teljesen öntött (öntött anyaggal tele).

Öntési folyamat

Van egy komplett forma, amely öntőcsatornát és szellőzőnyílásokat tartalmaz. Vegye figyelembe, hogy az öntőformát többször is fel lehet használni, akár 30-50 öntvényt is kaphat, attól függően, hogy mennyire részletesek a körvonalak.

Itt az ideje magának a folyamatnak. A kioldószert ismét a forma belső felületének lefedésére használjuk – ellenőrizze, hogy valóban alapos-e, különben az öntvény megtapadhat a forma számára. A szappan és viasz öntése.

A szappanöntéshez az anyagot először meg kell folyékonyítani, felmelegíteni. Használhat egy normál mikrohullámú sütőt maximális beállításokkal, körülbelül egy percig (a mikrohullámú teljesítménytől és a használt szappan anyagától függően). A biztonság szempontjából javasoljuk, hogy 30 másodpercenként ellenőrizze a helyzetet.

A két forma felét szorosan ragassza össze. Öntsük a forró anyagot lassan az öntőformába.

Körülbelül 1-3 órán belül megszilárdul, a környezeti hőmérséklettől függően (hűtőbe teheti, hogy felgyorsítsa a szilárdulást).

Ugyanezt az eljárást lehet használni a gyertyaviasz öntésére is, az egyetlen hozzáadott lépés egy horony kivágása a gyertyakemencéhez, az öntőcsatorna másik oldalán.

Helyezze be a kanócot, és öntse a viaszt (ismét mikrohullámmal megolvasztva) az öntőformába.

A viasz gyorsabban megszilárdul, mint a szappan, és készen áll arra, hogy kb. 30–60 perc alatt kihúzza a formából (a környezeti hőmérséklettől függően). Feltétlenül töltse fel az öntőcsatornát teljesen, mivel a viasz lehűlés közben hajlamos a zsugorodásra.

Öntőforma készítése 3D nyomtatással –  Következtetés

Az öntőforma készítése nem nehéz folyamat, lehetővé teszi a 3D-s nyomatók egyszerű szaporítását, különféle anyagok felhasználásával. Még egy rövid távú gyártósort is elindíthat!

Sok szerencsét a hobbijához, és mint mindig, kellemes nyomtatást!

Az alábbi linken a cikkhez tartozó Prusa videót láthatjátok, valamint a rendelkezésre álló agyagokat tekinthetitek meg a leendő öntőformáitokhoz: