Odlievanie zo sadry a výroba foriem: Komplexný sprievodca technológiou

Vitajte v svete odlievania a výroby foriem, technológie, ktorá ponúka široké spektrum možností pre rôzne materiály. Ak ste ešte nenabrali odvahu vyskúšať túto technológiu, tento sprievodca vám postupne predstaví, ako a z čoho robiť formy, a ako a čo do nich odlievať. Odlievať možno rôzne materiály počnúc sádrou a jej ekvivalentami, cez plasty až po kovy.

Na odlievanie potrebujeme formu. Forma musí pokiaľ možno čo najdokonalejšie zachovať tvar a reliéf vzoru a musí odolať hmote, ktorá sa do nej odlieva. Dôležitou vlastnosťou formy (a jej konštrukcie) je možnosť vytiahnuť odliaty predmet bez poškodenia z formy von. Formy sa robia viackrát použiteľné a jednorázové.

Sadrové odlievanie v kovovýrobe: princípy a proces

Sadrový odliatok je podskupinou investičného odlievania. Ide o proces odlievania kovu, ktorý využíva formu na báze sadry. Sadrový odliatok sa bežne označuje aj ako investícia, sadrová forma alebo odliatok do strateného vosku. Odlievanie sadry je proces odlievania kovov, ktorý využíva materiál na báze sadry (zvyčajne parížska omietka zmiešaná s vodou a spevňovacími prísadami) na vytvorenie podrobnej, opakovane použiteľnej formy.

História a aplikácie

Počiatky sadrového odlievania siahajú do 19. storočia, kedy sa objavilo ako zdokonalenie odlievania do piesku pre jemné kovoobrábanie a umelecké aplikácie. Vďaka schopnosti reprodukovať zložité tvary a tenkostenné časti bol na začiatku 20. storočia obzvlášť populárny v oblasti letectva a priemyselného dizajnu. Postupom času pokroky v aditívoch, technikách sušenia a regulácii teploty rozšírili jeho použitie tak, aby zahŕdali komplexné časti z neželezných kovov.

Fázy procesu sadrového odlievania

Proces odlievania sadry začína vytvorením hlavného vzoru. Tento hlavný vzor môže byť vyrezávaný, odlievaný alebo 3D vytlačený.

1. Príprava hlavnej formy: Vytvorte alebo vyberte hlavnú formu vyrobenú z vosku, plastu, dreva alebo peny. Pre výrobu vo veľkom meradle sa voskový vzor zvyčajne odlieva z oceľovej dutiny. V prípade zložitých alebo vlastných geometrií však možno 3D tlač vykonať priamo do vosku alebo expandovaného polystyrénu, čo poskytuje väčšiu voľnosť pri návrhu. Alternatívne môže byť celý hlavný vzor a vtokový systém vytlačený 3D ako jeden celok.
2. Vytvorenie sadrovej formy: Po zostavení sa hlavný vzor potiahne sadrou alebo sadrokartónovou kašou a vloží sa do banky, aby sa vytvorila forma dostatočnej hrúbky a pevnosti.
3. Nalievanie zmesi: Pomaly nalejte sadrovú zmes na hlavnú formu, nechajte ju rovnomerne tiecť a vyplniť všetky detaily.
4. Fáza vypaľovania: Nasleduje fáza vypaľovania, kde sa vytvrdená forma zahrieva v peci, aby sa roztavil a odstránil vosk alebo pena, pričom zostane presná dutina, ktorá dokonale zodpovedá pôvodnému dizajnu.
5. Odlievanie kovu: Roztavený kov (zvyčajne hliník, horčík alebo zinok) sa potom gravitačne naleje do dutiny formy.
6. Post-spracovanie: Po stuhnutí odliatku a odstránení sadrovej formy je zvyčajne potrebných niekoľko krokov po spracovaní. Čistenie a odstraňovanie vodného kameňa: Zvyšky omietky sa odstránia mechanicky alebo otryskaním vodou.

Výhody a obmedzenia sadrového odlievania

Odlievanie sadry premosťuje priepasť medzi prototypovaním a výrobou precíznych kovov. Jeho schopnosť zachytiť jemné povrchové detaily a replikovať zložité geometrie ho robí ideálnym pre malé až stredne veľké výrobné série, ktoré si vyžadujú vysokú rozmerovú presnosť, ale nemôžu si dovoliť cenu kovových nástrojov. Odlievanie sadry funguje najlepšie s kovmi s nízkou teplotou topenia, vrátane hliníka, zinku, medi a zliatin horčíka. Tieto materiály ľahko zatekajú do jemných detailov bez poškodenia omietkovej formy. Sadrové odlievanie sa vo všeobecnosti používa pre malé až stredne veľké komponenty. Je možné vyrobiť väčšie odliatky, ale manipulácia s formou, čas sušenia a riziko praskania sa výrazne zvyšujú s veľkosťou.

Napriek týmto výhodám je dôležité poznamenať, že sadrové formy sú na jedno použitie a po dokončení odlievania ich nemožno znova použiť. Z tohto dôvodu odlievanie sadry nie je ideálne pre výrobu veľkých objemov, pretože formy sa musia pre každý odliatok prerobiť.

Výroba opakovane použiteľných foriem: silikónové kaučuky

Ako materiál pre výrobu foriem je možné využiť napríklad: kaučuky, lukopreny - silikonové kaučuky, silikonové tmely, polyuretan, sádra, piesok, dokonca aj plastelína. Asi najznámejšími materiálmi na výrobu foriem medzi modelármi sú silikónové kaučuky. Vyskytujú sa v mnohých modifikáciách ako zalievacie hmoty pre elektrotechniku, hmota pre odtlačky u dentistov, alebo hmota pre výrobu foriem.

Lukopren N: Dvojzložkový silikónový kaučuk

Silikónové kaučuky môžu byť jednozložkové (zväčša v tubách malé balenie), alebo dvojzložkové. Dlhoročnou stálicou medzi dvojzložkovými je materiál s obchodným názvom Lukopren N. Vyrába sa v štyroch modifikáciách, ktoré sa líšia farbou a hlavne vlastnosťami (viskozita, hustota...). Používa sa napríklad krémový Lukopren N 1522. Dodáva sa v papierovej krabici, ktorá ukrýva silikónovú pastu v tégliku 1kg + 30g katalizátora vo fľaštičke. Cena sa pohybuje okolo cca 500 Sk.

POZOR! Pri kupovaní si treba pozrieť dátum výroby, lebo expiračná doba do spotreby je u katalizátora 6 a u silikonovej pasty 12 mesiacov! Avšak po uplynutí expiračnej doby určite odporúčam urobiť skúšku stuhnutia - ak netuhne, občas stačí pridať viac katalizátora, alebo dokúpiť nový katalizátor. Mimochodom katalizátor, ktorý je na prejdenie expirácie citlivejší, sa dá kúpiť aj samostatne.

Proces výroby silikónovej formy z Lukoprenu

Zaformovať môžeme takmer všetko (drevo, kovy, plasty, keramika, vosk, papier, hlina, kameň). Pri výrobe formy na odlievanie plochých materiálov nám postačuje umiestniť predlohu, ktorú potrebujeme zaformovať na hladkú podložku (napríklad sklenenú kuchynskú dosku) a okolo tohto predmetu urobiť „ohradu“ pre naliatie Lukoprenu (používa sa drevený rámik, alebo ohrada z Lega, či Dupla).

Príprava a miešanie Lukoprenu

1. Separácia predlohy: Predlohu je možné zaformovať aj bez potreby separácie (separácia je nanesenie tenkej vrstvy hmoty s ktorou sa materiál z ktorého vyrábame formu neviaže). S výhodou sa používajú napríklad rozpustené vosky a parafíny, na separáciu sú nevhodné oleje, alebo vazelíny. Aj u porézneho materiálu ako je sádra postačuje jej namočenie do vody. Avšak ak požadujeme vysoký lesk konečného výrobku, separácia sa odporúča.
2. Miešanie: Potom si zarobíme Lukopren. Miešací pomer sa určuje za pomoci váhy, na ktorej si odvážime silikónovú pastu, do ktorej pridáme zodpovedajúci pomer katalizátora - 2% (nové balenia Lukoprenu obsahujú odmernú pipetu). Miešací pomer je veľmi dôležitý, ak dáte málo katalizátora, hmota nestuhne a potom Vás bude čakať ťažká práca čistenia predlohy od lepkavej nezatuhnutej hmoty. Rovnaký zážitok Vás bude čakať aj po zarobení Lukoprenu po záruke. Ak do hmoty pridáte príliš mnoho katalizátora, hmota tuhne veľmi rýchlo, nestihnete ju poriadne aplikovať a hmota po zatuhnutí dlho zapácha. Silikónovú pastu s katalizátorom je potrebné poriadne premiešať, avšak pri miešaní sa musíme snažiť nevniesť do hmoty bublinky - rýchle, či mechanické miešanie je nevhodné.

Nalievanie a vytvrdzovanie

Po zarobení hmoty zalievame predlohu tak, aby nad ňou bola dostatočná vrstva Lukoprenu. Pri plošných doskách typu strecha stačí cca 2 - 3mm, ale členitejšie predmety potrebujú aj 5 -8mm. Formy pre členitejšie predmety sa robia dvoj, alebo viacdielne. Steny formy by však nemali mať viac ako 10mm. Mechanickú odolnosť formy môžeme zvýšiť vložením sieťových tkanín (napríklad gáza). Pamätajte na to, že spodok formy je pri výrobe vrchom. Na odstránenie prípadných bublín v Lukopréne je vhodné mierne potriasť (poklepať) formou, kým je materiál tekutý. Doba spracovania zarobenej zmesi je asi 30 minút v závislosti od množstva pridaného katalizátora. Po cca 1 - 2 hodinách môžeme z už zatuhnutej formy vybrať predlohu a forma je pripravená na odlievanie.

Tipy pre dlhšiu životnosť a recykláciu foriem

Ak odlievame často do Lukoprenovej formy a formu poškodíme, alebo ak nejakú formu zle vyrobíme, môžeme starú formu čiastočne recyklovať. Starú formu pomelieme na mlynčeku na mäso a drvinu použijeme ako plnivo nového Lukoprenu. Najprv oblejeme dokonale predlohu tak, aby na nej bola cca 3mm vrstva Lukoprenu, potom posypeme naliaty Lukopren pomletou drvinou a dolejeme znovu Lukoprenom. Takto môžeme Lukopren ušetriť.

Ak je materiálom, ktorý lejeme do Lukoprenovej formy epoxid, treba formu pred jeho agresívnosťou chrániť, inak nám forma vydrží rádovo 20 krát. Forma sa ochraňuje streknutím farby ako medzivrstva medzi formou a odliatkom (farba ostane prilepená na odliatku).

Príklady sadrových foriem a ich použitie

Pre rôzne kreatívne projekty sú dostupné špecifické formy, ktoré umožňujú vytvárať detailné sadrové odliatky.

Každá zásielka obsahuje návod na výrobu odliatkov!

tags: #sadrovy #odliatok #na #novy #korzet