Отливка деталей из алюминия на основе печатных 3D моделей
Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!
В данной статье автор YouTube канала «Brian Oltrogge» расскажет Вам, как отлить из алюминия деталь, используя образец, напечатанный на 3D-принтере. Также рассказано про особенности проектирования моделей.
В качестве примера взят настенный крючок.
Материалы, необходимые для самоделки.
— Филамент для 3D печати
— Листовая фанера, оргстекло
— Тальк, песок, силикатный клей
— Цианоакрилатный секундный клей, акриловый лак, наждачная бумага
— Алмазные абразивные пасты.
Инструменты, использованные автором.
— 3D принтер
— Шуруповерт
— Горн, тигель
— Набор надфилей
— Пружинные зажимы.
Процесс изготовления.
Автор уже смоделировал будущую деталь, по которой будет производиться отливка из алюминия, или другого легкоплавкого металла.
Важным моментом является то, что одна из частей изделия должна сужаться со всех сторон, приобретая конусовидную форму. Более подробно об этом будет рассказано далее.
Вся отливка будет производиться в двухъярусной разборной форме.
Используя классический 3D принтер с послойной технологией наплавления слоев, он распечатал модель.
Первая задача — убрать мелкие, но видимые слои, и сделать поверхность ровной.
Дальнейшая обработка может сильно отличаться в зависимости от типа используемого филамента для 3D печати.
Если примененный тип пластика легко подвергается обработке сольвентом — то можно обойтись без нудной шлифовки.
В данном случае мастер грубо сглаживает поверхности при помощи напильника, надфилей и 120-й наждачной бумаги.
После сглаживания дефектов 3D-печати, поверхности готового образца покрывается слоем секундного клея. Это прихватит мельчайшие остатки пыли, и придаст детали дополнительную прочность.
После полимеризации клея, поверхность проходит вторичную обработку мелкозернистым абразивом.
В завершении макет вскрывается полиуретановым лаком.
Вот так получилась полноценное изделие, по виду которого очень сложно сказать, что оно было напечатано.
Далее автор предлагает технологию получения металлической копии изделия, без его повреждений.
Чтобы объяснить нюансы проектирования, мастеру пришлось сделать тестовый стенд.
Для создания центральной секции он вырезал полосу из фанеры.
При помощи ленточной пилы детали придается П-образная форма.
Из толстого листового акрила вырезаны две полосы такого же размера — это будут стенки стенда.
Теперь собирается форма, и ее элементы фиксируются пружинными зажимами.
Мастер специально распечатал несколько моделей, имеющих различную форму.
Замешав песчаный состав (о нем далее), им заполняется форма наполовину.
В верхней части формы устанавливаются детали, а песчаная смесь вокруг них утрамбовывается. Через некоторое время состав затвердеет, и можно провести эксперимент.
Итак, при моделировании следует создавать такую модель, чтобы она легко вытаскивалась из формы.
Первый образец имеет форму трапеции. Такой элемент нельзя вытащить, не повредив целостности литьевой формы.
Следующий макет, при том, что он имеет форму параллелепипеда, потребовал для своего извлечения из песка некоторых усилий.
И вот, наконец, третий образец в виде перевернутой трапеции достаточно легко вынимается из литьевой формы. Как показывает практика, даже сложные формы высвобождаются легко, если они спроектированы с учётом правильной осадки.
Перед Вами два вида сечений той самой модели настенного крючка в перспективе литьевой формы. Они расширяются к верхней части, вдоль оси извлечения.
Для создания литьевой формы автор пользуется смесью строительного песка и силикатного клея (натриевого) в пропорции 4:3.
Автор выбирает этот метод, чтобы обойтись без прокаливания формы в печи.
Отвердевший песок более напоминает кубик сахара-рафинада.
Мастер покрывает образец тальком, способствующим лёгкому высвобождению заготовки из литьевой формы. Эта хитрость упрощает обработку поверхности.
Также тальк наносится и на основание опалубки.
Итак, начинаем выкладывать слои. Нет необходимости приминать песок, поскольку мы как раз собираемся воспользоваться его пористостью.
Деталь устанавливается на дно опалубки, и выполняется засыпка состава.
Недалеко от детали вставляется литник. В данном случае — это простая трубка.
Поверхность литьевой формы выравнивается. После переворачивания формы она сохранит ровные плоские очертания. Силикатный клей отвердевает под воздействием углекислого газа. Желательно оставить форму на пару часов на открытом воздухе. Литник нужно вытащить.
Когда смесь застынет, литьевую форму следует перевернуть, чтобы дать возможность отвердеть другой стороне.
Порошок талька наносится сверху первой части — он воспрепятствует слипанию влажного песка на линиях раздела форм.
На отверстие литника одевается колпачок, чтобы песок не мог просыпаться внутрь. Оставшаяся полость будет служить своеобразной камерой, улучшающей равномерность заполнения формы жидким металлом.
Сверху ставится вторая рамка опалубки, и насыпается песчаный состав.
На следующее утро автор разнимает литьевой форму и, слегка постукивая по заготовкам, вытаскивает образцы. Они отлично отделились, оставив после себя идеальные очертания под заливку.
Чтобы вытащить деталь, в нее можно вкрутить саморез с тыльной стороны.
Теперь мастер прорезает небольшую канавку от отверстия литника до полости, оставленной моделью. Не стоит делать её слишком большой. Довольно того, чтобы она пропускала через себя мало-мальски приличный поток расплавленного металла. И хотя кратчайшее расстояние между двумя точками, как известно, — это прямая, несколько более длинная искривлённая канавка поспособствует очищению расплавленного металла.
Далее крышка литьевой формы возвращается на прежнее место, и сверху литника устанавливается воронка.
После чего идёт разогрев плавильного горна. Для этой плавки будет использоваться только пропан. Хотя горелка, созданная мастером, может работать и на дизельном топливе, керосине и даже на растительном и техническом масле.
Когда горн достаточно разогрелся, можно вкладывать в него слитки алюминия. Желательно всегда иметь материал с некоторым запасом. В случае чего, его всегда можно переплавить.
Когда алюминий дегазировался, с него следует снять всплывший шлак.
После того, как алюминий достиг нужной температуры, автор извлекает плавильный тигель из горна щипцами, и заливает раскалённую жидкость в литник. В таком виде литьевую форму оставляют остывать до утра.
Трудным моментом является само извлечение элементов из песочной массы. Она весьма твердая, и разбить ее достаточно сложно.
К счастью, такой состав легко разрушается в воде.
Так выглядит только что вынутая литая деталь.
С неё срезается литник и литейный желобок.
Сначала поверхность детали обрабатывается напильником.
Далее идет шлифовка 240-й наждачной бумагой.
После этого изделие проходит мокрую шлифовку на 320 грит.
Финишная полировка выполняется при помощи алмазных абразивных паст.
Все эти операции можно сильно облегчить, выполняя их с помощью дремеля.
Далее делается алюминиевая пластина с отверстиями для креплений. Бумажные шаблоны заметно облегчают проектирование.
Алюминиевая пластина приклеивается к детали на двухкомпонентный эпоксидный клей.
Остается высверлить отверстия в стене, и повесить крючок на свое место.
Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!
Подписывайтесь на телеграм-канал сайта, чтобы не пропустить новые статьи.
Авторское видео можно посмотреть здесь.
