Поделки из силиконового герметика. Разборная форма из силикона для литья своими руками Силикон в домашних условиях из жидкого стекла

24.10.2023

Формочки из силикона в последнее время довольно-таки популярны. Это объясняется простотой их изготовления и сроком службы. Такую форму можно изготовить своими силами. Это несложно. Однако нужно иметь представление о том, из какого материала необходимо ее изготавливать, чтобы срок ее службы был максимальным.

Естественно, при приобретении вещества для изготовления силикона необходимо уделять особое внимание его свойствам. Виды силикона:

заливочный;
обмазочный.

Для первичного макета подойдёт модель из дерева, пластика, картона и бумаги.

Нетрудно догадаться, что обмазочный наносится на макет кистью. Этот вид силикона отличается вязкостью.

Заливочный же характеризуется тем , что в его основу входят следующие компоненты:

основа;
твердитель.

Макет сначала помещается в опоку, затем на него наносят жидкий силикон. Перед заливкой компоненты следует тщательно перемешать и поместить в вакуумную камеру, где жидкость будет избавлена от пузырьков.

Характеристики

На какие же основные свойства товара необходимо обратить внимание в первую очередь? Особенно важным параметром, наверное, можно назвать коэффициент удлинения . Этот параметр поможет понять какого качества жидкий силикон. Данный показатель варьируется от 200% до 1300%.

Чем выше этот параметр, тем сильнее способен растягиваться силикон, когда он затвердеет. Этот показатель важен потому, что от него напрямую зависит количество отливок изготовленной формы. Таким образом, чем ниже показатель, тем меньшее количество отливок можно будет произвести.

Чтобы сделать форму, подойдёт одно- или двухкомпонентный жидкий силикон , коэффициент удлинения которого 700-800%. Новые формы из такого вещества могут вынести примерно до 80 заливок, что является приличным результатом.

Ещё одним важным показателем качества выступает такая характеристика, как вязкость. Она рассчитывается в CPS. Как правило, у заливочных веществ вязкость равна 3000 CPS.

Следующий показатель, от которого зависит качество,- это рабочее время . Чем больше данный показатель, тем больше прослужит изготовленная форма. Помимо этого, при приобретинии силикона необходимо узнать и время полимеризации. Данный показатель влияет на время, в течение которого форма наберёт свой коэффициент удлинения.

Двухкомпонентный силикон относят к явным преимуществам, поскольку он жидкий и твердеет дольше вязкого.

Как используется

Этапы изготовления силиконовой формы:

Полученная форма способна застыть в течение 5-6 часов. Полимеризация происходит по истечении нескольких суток. Форма вынимается из опоки и на две части разрезается. А после этого изымается макет.

При использовании вязкого вещества необходимость применения опоки отпадает. Макет просто обмазывается в несколько слоёв с переменной просушкой на 2-3 часа.

Изготовление форм своими руками

Для изготовления в домашних условиях силикона для форм, необходимо приобрести в магазине этиловый спирт и жидкое стекло. Потребуется пластиковая бутылка и деревянная палочка.

Этапы изготовления формочек своими руками дома:

Если подобная формочка используется кулинарными мастерицами, акой силикон необходимо приготовить иначе:

в небольшой стаканчик насыпать несколько ложек крахмала картофельного;
в этом же составе налить силиконовый герметик;
всё перемешать на протяжении 10 минут.

Для воспроизведения силиконовых товаров чаще всего применяется жидкий силикон. Из простого можно изготовить различные красивые изделия. Ну а формы из крахмала используют для выпечки.

Таким образом, ничего сложного в самостоятельном изготовлении формы из силикона нет, потребуется лишь желание и необходимые знания в этой области.

Силикон выпускается в различных видах и для разных целей. К преимуществам товара можно отнести не только лёгкое изготовление форм, но и достаточно простое приобретение . Его цена доступна для каждого и варьируется от 450 до 750 рублей.

Силиконовые формы в последнее время стали пользоваться просто огромной популярностью. Изготавливаются они очень просто. При желании их можно сделать даже и своими руками. Срок службы же у них очень велик по сравнению, например, с гипсовыми. Однако, разумеется, качественную форму можно изготовить только из материала с хорошими рабочими характеристиками. Какими же качествами должен обладать жидкий силикон для форм и на что следует обратить внимание при его покупке?

Виды силикона и мастер-модели

Разумеется, при покупке материала для изготовления форм в первую очередь следует обращать внимание на его технические характеристики. Сегодня выпускается всего две основных разновидности силикона: обмазочный и заливочный.

И для того, и для другого материала при изготовлении форм могут использоваться мастер-модели как из металла и дерева, так и из пластика, картона или даже просто бумаги.

Обмазочный силикон

Данная разновидность для изготовления форм подходит очень неплохо. Это очень вязкий силикон, наносимый на мастер-модель специальной кистью. В качестве примера такого материала можно привести термостойкий автогерметик ABRO

Заливочный силикон

Это также неплохо подходящий для изготовления форм материал. При его использовании мастер-модель устанавливается в опоку и заливается сверху. Состоит жидкий силикон для форм этой разновидности из двух компонентов: отвердителя и основы. Перед заливкой их тщательно перемешивают, а затем помещают в вакуумную камеру для удаления пузырьков воздуха. Очень популярным материалом этого типа является, к примеру, «Пентеласт-708С».

Коэффициент удлинения

Какие же характеристики могут считаться самыми важными при выборе такого материала, как жидкий силикон? Для изготовления форм, в принципе, подходят практически любые его разновидности. Однако обратить внимание на некоторые показатели при покупке все же стоит. Самым важным параметром, характеризующим качество силикона, является коэффициент удлинения. У современных материалов этот показатель колеблется в пределах порядка 200-1300%. Чем больше эта цифра, тем сильнее может растягиваться затвердевший силикон и тем большее количество отливок выдерживает изготовленная из него форма.

На практике обычно используется 700-800-процентный одно- или двухкомпонентный жидкий силикон. Для производства форм он обычно подходит просто идеально. Изделия, изготовленные из материала с таким коэффициентом удлинения, легко выдерживают до 80 отливок. Этот показатель может быть меньшим или большим, в зависимости от сложности конфигурации мастер-модели.

Вязкость силикона

Это также важный показатель, оказывающий огромное влияние на качество готовой формы. Заливочный жидкий силикон для форм имеет очень низкую вязкость. В процессе работы он легко заполняет мельчайшие углубления мастер-модели. А поэтому его целесообразно использовать для изготовления форм очень сложной конфигурации.

Измеряется вязкость в CPS. У заливочных материалов этот показатель обычно не превышает 3000 CPS. Для сравнения: вода имеет вязкость 0 CPS, подсолнечное масло — 500, мед - 10000.

Другие показатели

Помимо вязкости и коэффициента удлинения, при выборе силикона следует обращать внимание на:

Рабочее время. Чем больше этот показатель, тем дольше материал сохраняет свою вязкость.

Время полимеризации. Эта характеристика также достаточно важна. Она показывает, за какой промежуток времени залитая форма набирает заявленный коэффициент удлинения.

Двухкомпонентный жидкий силикон для производства форм обычно затвердевает и полимеризируется дольше вязкого. Это можно отнести к преимуществам материала. Ведь при работе с ним мастеру не нужно никуда торопиться.

Как применяется

Используют жидкий силикон для изготовления форм следующим образом.

Мастер-модель закрепляется на подставке с помощью капельки суперклея и обмазывается специальным разделительным составом. В домашних условиях это может быть, к примеру, вазелин или машинное масло.

Подставка с моделью закрепляется в опоке. Последнюю можно сделать практически из любого материала: дерева, пластилина, пластмассы и т. п. Одноразовые опоки изготавливают из бумаги. Высота ее должна быть в два раза больше, чем у будущей формы. Дело в том, что в процессе вакуумизации силикон очень сильно пенится. Одна из стенок опоки должна быть съемной.

Вакуумированный компаунд заливается в опоку тонкой струйкой. Это необходимо для того, чтобы в жидкий материал попадало как можно меньше воздуха.

Опока помещается в вакуумную установку на 1-2 мин. Повторная обработка необходима для того, чтобы удалить из силикона абсолютно весь воздух, попавший в него при заливке.

Застывает форма в течение около 5-6 часов. Окончательная же полимеризация происходит через сутки-трое. На заключительном этапе форма вынимается из опоки и разрезается напополам. После этого из нее вынимается мастер-модель.

Формы из вязкого силикона

В этом случае применяется несколько другая технология. Опоку при изготовлении формы из силикона не используют. Мастер-модель просто обмазывается материалом с использованием специальной кисточки в несколько слоев (по 2-3 мм) с промежуточной сушкой в течение 2-3 часов.

Жидкий силикон для форм: цена

К преимуществам этого материала можно отнести не только простоту изготовления форм. Большую популярность он заслужил в том числе и за свою невысокую стоимость. Цена на качественный силикон может колебаться всего в пределах 450-750 рублей.

В специализированных магазинах или в интернете следует искать силикон, предназначенный именно для изготовления форм. Дело в том, что сегодня выпускаются самые разные виды этого материала. К примеру, продается силикон жидкий рыболовный. Его используют для смазывания плетеных нитей на снастях, что продлевает срок их службы и увеличивает дальность заброса. Для изготовления форм такой силикон, конечно же, не подходит.

Как изготовить в домашних условиях

Для того чтобы сделать жидкий силикон для форм своими руками, нужно купить этиловый спирт и жидкое стекло. Также понадобятся пластиковая бутылка и деревянная палочка. Поскольку составляющие силикона являются довольно-таки едкими материалами, на руки следует надеть толстые резиновые перчатки. Сама процедура изготовления выглядит следующим образом:

В пластиковую бутылку в равных частях наливают жидкое стекло и этиловый спирт.

Смесь тщательно перемешивают деревянной палочкой.

После того как она загустеет, ее нужно вынуть из бутылки и тщательно размять руками.

Силикон, приготовленный таким образом, напоминает пластичную липкую резину и из него можно изготовить любую форму.

Силиконовые формы для духовки

Разумеется, для изготовления подобных отливок использовать экологически небезопасные материалы нельзя. В этом случае жидкий силикон для форм изготавливают немного по-другому:

В стаканчик из-под йогурта засыпают три столовые ложки картофельного крахмала.

Наливают туда же силиконовый герметик в том же количестве.

Перемешивают все в течение десяти минут.

Из приготовленного таким образом силикона легко можно слепить простую форму для выпечки. Перед заливкой теста ее в обязательном порядке промазывают растительным маслом.

Использование силиконовых форм

Итак, для изготовления форм часто используется жидкий силикон. Применение изделий, вылепленных из «крахмального» материала, позволяет выпекать оригинальные пирожные, торты и т. д. А каким же образом используются формы из обычного силикона? Чаще всех их применяют для изготовления красивых изделий из разного рода двухкомпонентных заливок. Какие-либо крупные предметы с использованием силиконовых форм обычно не изготавливают. Поэтому для перемешивания компонентов заливок в домашних условиях применяют обычные медицинские шприцы. Далее их подкрашивают капелькой красителя и заливают в форму через растянутое распоркой литьевое отверстие.

Сегодня мы будем создавать сложную форму из силикона для многоразовых отливок.

Для этого придется погрузиться в некоторые интересные тонкости. Снятия слепков открывает огромные возможности для самоделок разного рода. Обычно, чтобы сделать слепок с какой-либо фигуры, требуется сделать две половинки. Одну половину покрывают скульптурным пластилином, а вторую заливают силиконом.

Потом снимают пластилин и снова заливают силикон в освободившуюся половину. Таким образом можно сделать слепки отличного качества.

Но что делать если фигура вся сделана из скульптурного пластилина.

Нет это не дерево, не гриб и даже не брокколи. Это модель атомного взрыва от самой огромной бомбы в истории человечества АН602.

Автор постарался слепить этот макет более-менее похожим по форме на тот самый взрыв. Будем делать с него слепок. Чтобы потом отлить его из эпоксидки.

Все любят взрывы и приятно иметь у себя на столе такой маленький светящийся атомный взрыв.

Материалы и инструменты:
1. Силикон
2. Вазелин
3. Пара досок
4. Шуруповерт и саморезы
5. Нож
6. Пассатижи
7. Пластиковые колпачки
8. Скульптурный пластилин

При снятии слепка очень важно продумать то, как будет располагаться модель, чтобы не получилось так, что при заливке силикона, он не может заполнить какие-то участки. Либо в будущем когда будете заливать в форму пластик, эпоксидку, гипс, воск или что-нибудь еще, то так же не должно оказаться такое место где могут появиться воздушные полости, в которые состав просто не сможет попасть.

Для этой цели автор прикупил ведерочко дешманского китайского силикона и, наверное, это самый дешевый силикон из, всех которые существуют. Твердость тридцатка. То есть вроде как средней жесткости. Для разборных форм то что нужно.

Слой силикона вокруг фигуры должен быть не менее двух с половиной сантиметров.

Придется колотить ящик подходящего размера.

Все швы нужно замазать пластилином, иначе протечет.

Силикон не сильно протечет, но все равно неприятно. В верхней части модель значительно уже чем у основания. Оставлять так нельзя, иначе уйдет целый килограмм драгоценного силикона. Поэтому из брусков пришлось сделать заполнение. Неиспользуемые углы и закоулочки тоже можно замазать пластилином в целях экономии.

Чтобы легче было отдирать силикон от дерева, все стены нужно тщательно обработать вазелином. Куда же без него.

Для того чтобы закрепить модель внутри опалубки будем использовать саморезы. Пластилин
скульптурный, не сильно мягкий и хорошо держит форму. Так что в принципе должно прокатить. Чтобы знать до какой высоты заливать и не гадать потом много залил или мало, необходимо примерно обозначить желаем уровень карандашом.

А вот теперь силикон. Он бывает с оловянным отвердителем, а бывает с платиновым. Оловянный естественно дешевле и неприхотливей.

Ходят слухи, что силикон плохо взаимодействует с пластилином и может не полимеризоваться. При этом пластилин начинает плавиться и модель после этого можно выкинуть. Чтобы сберечь себе нервы и не волноваться по этому поводу, достаточно просто залить немного силикона в формочку из того же пластилина, что и ваша модель. Спустя какое-то время посмотреть, что будет. Скорее всего все будет отлично и никаких косяков не будет.

Если же силикон не хочет застывать, то нужно покрыть пластилин слоем вазелина. Или, как вариант, приобрести специальные аэрозольные разделители. Продаются они там же где и силикон.

Прикинув необходимый объем силикона, с учетом того, что он еще и по таре размажется при размешивании, автор решил приготовить полтора кило. При смешивании с отвердителем нужно очень аккуратно, вручную перемешивать, чтоб не нагнать пузырей в силикон. Обычно даже если пузыри появились, то они в принципе хорошо выходят из смеси. Но не в нашем случае. Китайский силикон хапает воздух прямо как перед смертью. Даже при легком помешивании внутри оказывается куча пузырей. Автор попытался сделать дегазацию с помощью небольшого вакуумного насоса.

Процесс шел, пузыри выходили. Но этот объем слишком велик для такого насоса, а силикон нельзя держать долго без дела. Нужно лить. Лить нужно медленно, аккуратно, так чтобы не касаться струей модели. Иначе придется срезать с нее лишний силикон перед заливкой второй половины.

Теперь необходимо сделать замки. Форма ведь будет разборная, значит она должна четко стыковаться. Автор предлагает использовать вот такие пластиковые колпачки.

Пластик легче чем силикон, но ненамного. Перед заливкой нужно поэкспериментировать. Намешать немножко силикона и подобрать что-нибудь подходящее, что не будет до конца тонуть и будет легко выниматься. Внутри колпачков запрессуем пластилин, чтобы их утяжелить.

Но не настолько, чтобы они утонули полностью, а, чтобы они слегка торчали из силикона. Разместить такие замки нужно как можно чаще. Лишних не будет - это точно.

После того как силикон полностью затвердел, можно выдернуть колпачки и срезать выступающие заусенцы.

При заливке второй половины, в получившиеся углубления зальется силикон и получатся замки, которые помогут точно стыковать две половины.

Далее смазываем вазелином поверхность силикона, чтобы следующий слой к нему не прилип. Окончательно закрываем опалубку последний доской. Затем наливаем силикон до отметки, которую ранее наметили карандашом.

Чтобы силикон лучше смочил модель и выпустил газы, его можно слегка провибрировать ложкой.

Теперь нужно ждать, когда полностью застынет вторая половина. На это должно уйти около 16 часов при комнатной температуре. Вообще конкретно вот этот силикон схватывается уже через час, но полную твёрдость набирает почти через сутки.

Силикон, оставшийся в контейнере, полимеризовался, но не до конца. Как обычно у дна и в углах хорошо перемешать силикон с отвердителем не получается. Он так и остается навсегда липкой бякой.

Поэтому лучше для замеса использовать одноразовую посуду. Или ту которую не жалко. Но если вас угораздило замешивать силикон в любимой чашки своей мамки, жены, или не дай бог тещи, то отмывать ее точно придется. В принципе, как и руки. Обычное мыло, честно говоря, хреново справляется. Точнее силикон с рук оно вообще не смывает. Большую часть силикона с посуды и рук можно вытереть тряпками. А с оставшимся силиконом хорошо справляется чистящая паста для рук.

Вот эта паста - это что-то вроде концентрированного мыло в перемешку с мелким абразивом. Он соскребает весь силикон и не дает ему прилипнуть снова. После протирания чистящий пастой, достаточно просто смыть водой весь силикон. И не нужны никакие растворители или еще какие-то чистящие средства.

Ну что ж, можно разбирать эту чудо шкатулку. Всякие лишние торчащие куски, сразу срезаем. Видно, как силикон протек через небольшую щель.

Даже после смазывания вазелином деревяшки не хотят отлипать. Приходится прилагать усилия чтобы отделить силикон. Половинки достаточно сильно слиплись, но все равно подаются. Пластилин даже без обработки вазелином вообще не прилипает к силикону. Модель оказалась абсолютно не поврежденной. За исключением небольших механических заминов, которые легко исправить. Такой способ снятия копий оказался очень щадящим.

Очередная моя форма, на этот раз из вот такого строительного силикона. , но она в основном была задумана как одноразовая, так как клон нужен был всего лишь один. При желании конечно можно выжать из неё пару копий, защищая гипс всякими пропитками и используя разнообразные разделяющие смазки. Но и с этими мерами, уже после первого использования она начала у меня разрушаться.

На этот раз нужно получить около 70-ти копий снарядов, опять таки к этому танку Тигр , поэтому пришлось отказаться от формы из гипса и попробовать использовать строительный силикон. В инэте пишут что строительный силикон может выдержать около 5-8 отливок из Эпоксидной смолы (ЭДП), затем он начинает разрушаться. Поэтому советуют применять заливной, который способен давать в несколько раз больше копий. Но что то смущает цена на заливные силиконы, поэтому для пробы решил купить самый дешёвый обмазочный силикон и как бы прозондировать сам процесс создания формочек из силикона, а там уже видно будет, в какую сторону копать дальше.

Для начала сделал ложе для самого силикона, чтобы силикон держал нужную форму при заливке в него эпоксидной смолы. Действовал практически по той же схеме что и при создании формы для этого радиатора . Под размер снарядов идеально подошла обычная зажигалка, поэтому вокруг неё и возвёл опалубку из пластика.

Лепил на скорую руку, поэтому при заливке выявилось много протечек.

Собственно одна половинка уже готова. Немного перелил гипса, из-за этого радиусы формы уходят в "минус" и не отпускают зажигалку, поэтому пришлось разобрать опалубку и сточить всё лишнее чтобы извлечь зажигалку.

Проковырял канавки для замков, заново всё пересобрал, обильно смазал солидолом, чтобы не пришлось ничего отколачивать как в первый раз, да к тому же здесь не требуется качество отпечатка.

Залил алебастр.

На этот раз половинки формочки разъединились как по маслу, стучать по ним даже не потребовалось.

Сточил заусенцы, обмазал половинки клеем ПВА и отправил их сушиться на батарею.

Затем для верности покрыл их парафином.

В качестве разделяющей смазки, наилучшие результаты показал обычный крем для обуви, видимо из-за того что в его составе есть тот же воск.

Слегка смазал этим гуталином прототипы снарядов, чтобы сам силикон не приклеился к снарядам.

Хорошенько обмазал силиконом снаряды, чтобы не было воздушных пузырей на них. Так же наполнил силиконом обе половинки ложа, затем вложил снаряды в половинку и закрыл крышкой, выдавливая при этом лишний силикон. Всё это проделывал сухими руками, в инэте пишут что руки лучше смочить, но я не стал этого делать, так как не хотелось ещё и от капелек воды избавляться потом. Кстати запах при этом стоит неописуемый ибо силикон кислотный, такое ощущение что пролил бутыль уксуса. Так что лучше делайте формы из силикона при открытой форточке или вообще на улице.

Стянул блок резинками и оставил сушиться на пару дней.

Через два дня решил разобрать форму и посмотреть что получилось. На первый взгляд всё вроде нормально, смутил только резкий кислотный запах при извлечении силиконовой формы из гипса.

Не терпелось сделать вскрытие, поэтому вооружился колюще-режущими инструментами и принялся за операцию. Как оказалось, вонь от формы была не спроста, где то в глубине нож стал пачкаться об не высохший силикон. Поэтому операцию пришлось отложить ещё на пару суток. Но на этот раз форму вложил в ложе, но крышкой не стал закрывать, чтобы лучше обветривалась и быстрее сохла. Так что если будете делать очень толстую форму, то смело сушите её неделю.

Ещё через два дня уже удалось вырезать снаряды. Резать решил не посередине, а ближе к краю, чтобы образовалась как бы чаша с крышкой, через которую затем наполнять форму смолой. Здесь на фото плохо видно, но силикон очень здорово прилип к снарядам в нескольких местах. Поэтому при извлечении силикон рвался и оставался на снарядах мелкими катышками.

Так что разделяющую смазку надо искать другую или мазать больше обувного крема. Но здесь палка о двух концах, много намажешь смазки, потеряешь детализацию детали, к тому же на смазку будет тяжело наносить сам силикон, так как он густой и будет липнуть куда угодно, но только не на деталь.

Смазал ложе и заодно форму, намешал смолы, подготовил пару гвоздей для более солидного веса снарядов на выходе. В теории, от ложа из гипса можно вообще отказаться ибо это лишний геморрой. Если конечно изначально создавать силиконовую форму на чём то ровном, чтобы не получить бананы на выходе. Правда есть вероятность что без плотного прилегания, эпоксидка вытечет сквозь разрез в силиконовой форме.

Положил форму под небольшим углом, чтобы смола самотёком заполняла форму, вложил гвозди и постепенно наполнил форму эпоксидной смолой. По мере наполнения смолой, форму закрывал, но так чтобы внутри не остались воздушные пузыри.

После заполнения, закрыл крышкой и бросил на батарею. Через 2-3 часа смола уже застыла. После чего вытащил снаряды из формы, на первый взгляд всё получилось замечательно. Немножко пройтись наждачкой и можно красить.

Как оказалось, радовался я рано, с каждой последующей отливкой, снаряды всё тяжелее извлекались из формы. Эпоксидка приклеивалась всё сильнее, в плоть до того что, форма начинала рваться при извлечении снаряда. Так же тяжело с каждым разом становилось очищать саму форму от потёков смолы. В общем ближе к седьмому подходу, форма перестала плотно закрываться, из-за чего брака на деталях становилось всё больше. Так что если вам нужно несколько копий чего либо, то этим способом можно воспользоваться, в противном случае, ищите разделитель или лейте что то менее агрессивное (Гипс).

Похоже нужна другая разделяющая смазка, не имея таковой, процесс клонирования боекомплекта эти способом был приостановлен. Спустя какое то время, сделал вот такую составную формочку из эпоксидной смолы и уже с её помощью наотливал гипсовых копий снарядов.

Послесловие 1

Недавно наткнулся на интересный способ изготовления псевдосиликона из подручных средств (желатин, глицерин). Так что, если вам нужно по быстрому снять слепок с какой нибудь маленькой детальки и отлить её копию из эпоксидной смолы. То вот . Массивные детали в неё стрёмно лить, так как форма боится нагрева (если вдруг пойдёт чрезмерная реакция в эпоксидной смоле), а вот отливать мелочёвку, в самый раз.

Одни люди страдают от фетишизма, но другие им наслаждаются, как православные фермеры на пасху - похмельем. А почему нет? «С утра выпил - день свободен», - гласит известная поговорка. Вот и автор относится ко второму типу, наслаждаясь инженерным фетишизмом по полной программе. Но во всём нужны мера и здравый смысл.

Данная статья про то, каких успехов можно добиться при использовании «непечатных» материалов, на старенькой «Пруше», без всяких выкрутасов и специальных экструдеров. В качестве use case автор задвинулся на многодисковой системе и решил максимально увеличить плотность установки «шпинделей» с одновременным уменьшением вибраций. В борьбе за миллиметры понадобилась пара дюжин абсолютно одинаковых мелких деталей с допусками 100мкм из очень мягкого и «тянучего» материала. Впрочем, если уважаемый читатель уже забыл про HDD, как про страшный сон, вообще абстрагируйтесь от use case и обратите внимание на нюансы литья, там тоже бывает нескучно.

По мнению автора, потребительские виброгасящие решения имеют скорее психологический эффект, чем метрологический. Почему? Наверное, из-за тугой резины, передающей большую часть энергии пульсаций на корпус. Поэтому для автора было очень важно измерить результаты описанного здесь технологического процесса хоть и любительскими, но объективными средствами. Чудес не произошло, но где-то треть отыграть удалось.

Что касается силикона, его часто ассоциируют с материалом самих форм для отливки, а не отливаемым изделием. Литьё в формы вообще - дело довольно нудное занимательное, но автор в любом случае разбавляет историю инженерным трэшем для развлечения публики.

Корзина 3x3.5"" из двух 5.25""

На фото каркас 3-дисковой корзины Evercool HD-AR . Предусмотрен вентилятор 80мм. Четыре демпфера на этой корзине работают уже после интерференции (сложения) вибраций от дисков, поэтому на НЧ-модуляцию не влияют. Если честно, не представляю, на что вообще можно повлиять такой тугой резиной.

Корзина 5x3.5"" из трёх 5.25""

Слева: 5-дисковая корзина noname , на фото лежит на боку. Даёт максимальную из возможных плотность размещения накопителей 3.5", используя стандартные отсеки 5.25" в обычных корпусах «башенного» типа, с зазорами порядка 4мм с каждой стороны. Производитель не выпендривается, предлагая жёсткие пластиковые салазки, чуть-чуть подпружиненные с боков. Предусмотрен вентилятор 120мм.
Справа: «пустые» салазки, напечатанные из ABS. Ничего особенного, кроме гексагональных отверстий для вставки демпферов различной формы.

Корпус компьютера работает как сложный резонатор, подавляя одни частоты и усиливая другие. Поэтому результирующий спектр шумов системы довольно непредсказуем по своему профилю, но одинаково неприятен, и чем больше дисков, тем хуже для всех.

Вот я и решил, что проблему надо купировать в зародыше, создав виброгасящие салазки, но не кондовые из твёрдой резины, а сочетающими жёсткий пластик с очень мягкими, «тянучими» силиконовыми вставками с жёсткостью 25А по Шору. Кстати, самый мягкий термопластичный эластомер для 3D-печати имеет жёсткость по Шору порядка 85А, это так же далеко от силикона, как борцовский мат от пуховой подушки.

UPD: осторожно, отдача
Однако не стоит слишком увлекаться мягким «подвесом». Пользователь MrRIP обратил внимание на тот факт, что прецизионная (в полном смысле этого слова) механика шпиндельного диска не сильно жалует висящий режим из-за отдачи, которая возникает при позиционировании блока головок: попробуйте сами перепрыгнуть из одной лодки в другую. Но, забегая вперёд, скажу: в худшем случае силиконовые вставки добавляют порядка 2% к времени позиционирования головок от края до края, при соседнем перемещении эффект измерить практически не удаётся. Т.е. отдача имеется, но в случае с силиконовыми демпферами она не идёт ни в какое сравнение с подвесом на верёвках, подтяжках или резинках от трусов.

Ещё раз о силиконе

Силикон - удивительный материал в плане физико-химических свойств. Например, его двухкомпонентная версия с катализатором на олове или платине до вулканизации полимеризации (застывания) и по вязкости, и по липкости напоминает свежий мёд. Зато после застывания силикон очень инертен и не имеет адгезии почти ни с чем. Изделия из «платинового» силикона можно совершенно спокойно использовать на кухне, да и в медицине наверняка тоже. Эта беспредельная химическая инертность силикона порой раздражает: чтобы приклеить силиконовую деталь, её сперва надо покрыть специальной грунтовкой, обычный клей силиконы не берёт.

Используемый двухкомпонентный силикон дозируется в соотношении 10:1 с катализатором по массе. Плотности обеих жидкостей близки к единице, поэтому дозировать в нужном соотношении можно и по объёму. Тянуть «мёд» обычным шприцем неудобно, а вот безносым дозатором от жаропонижающего препарата Нувонахрен - в самый раз. Застывание занимает несколько часов, так что смешивать силикон с катализатором можно, не спеша, в небольшой чашке, лучше с круглым дном, но можно и так.

Если инструкция разрешает контакт с кожей, удобнее всего смешивать не палочкой, а собственным мизинцем: мягкие ткани хорошо собирают материал из всех закоулков посуды, для здоровой кожи силикон совершенно безвреден UPD: но работайте в перчатках, от греха подальше. До застывания материал растворяется уайт-спиритом , после - легко удаляется механически, но только с гладких поверхностей (не вытирайте об себя, запаситесь салфетками заранее). Чтобы оценить свойства материала, попробуйте отделить оставшийся на чашке тончайший слой после застывания, он тянется, но почти не рвётся.
Застывание силикона с платиновым катализатором могут ингибировать (нарушать, тормозить) разные материалы, включая сернистые, латексные, некоторые каучуки и даже дерево. Но главное то, что пластики ABS и PLA к ингибирующим застывание материалам не относятся , а значит, можно напечатать литейную форму и получить изделие из очень мягкого и инертного материала с недостижимым ранее допуском . Вот так просто: берём и отливаем дома всё, что угодно. Или не всё?

Форма для отливки мелких деталей

Обычно берут, грубо говоря, ведро силикона и смешивают его миксером с бутылкой катализатора, затем разливают по формам и запускают дегазацию , т.е. удаляют пузыри воздуха. Но чтобы лучше понять процесс заливки силикона в «групповую» литейную форму для мелких деталей, читателю предлагается представить себе загрузку пчелиного мёда обратно в соты. Да, меня так и тянет на гексагональные формы…

Обычная форма может состоять из двух половин, напечатанных ABS и сжимаемых пятью винтами с пресс-шайбами и барашковыми гайками. Если внешняя симметрия формы отличается от внутренней, рекомендуется сделать «ключ» в виде «спиленного» угла, как на процессорном сокете. Иначе можно перепутать ориентацию половин и отлить нечто неожиданное, потратив кучу времени впустую. Соприкасающиеся грани после печати рекомендуется довести до ровного состояния шлифовкой, но не стоит их парить в ацетоне. С утра вскрываем форму и достаём свеженькие демпферы, на некоторых получается тончайший, легко удаляемый «воротник», возникающий из-за неплотного контакта и особенностей дегазации, о которой ниже.

Дело о пузырьках

«Волшебными» пузырьками можно считать те, что в напитках, гидромассажных ваннах или, на худой конец, в стиральных машинах. При отливке вредность пузырьков обратно пропорциональна габаритам детали, т.е. дегазация нужна тем сильнее, чем мельче деталь. Иначе пузырь может запросто уничтожить ключевой элемент типа несущего «хоботка» демпфера толщиной пару миллиметров и длиной пять. Именно поэтому, кстати, при размешивании мизинцем даже, простите, трёхдневный ноготь создаёт пузырьки, как весло в воде. Проверено на практике, лучше остричь в ноль работать в перчатках.

Продавцы силикона на мой вопрос о способе дегазации, не моргнув глазом, рекомендовали использовать вакуумную камеру . Но вот где её взять дома, из микроволновки выпилить? Так что давление придётся использовать нормальное атмосферное, но как тогда удалить пузыри при явной нехватке выталкивающей силы? Она, кстати, пропорциональна гравитации, однако, не лететь же на Юпитер. И тут припомнилась одна история о прототипирующих металлургах, убирающих пузыри из ещё жидкого сплава в… центрифуге. Раз даже металл подчинился в мастерской, с силиконом уж всяко справимся даже в домашних условиях.

Простейшую центрифугу я собрал из цепи и балласта, который во время вращения ориентирует плоскость формы строго перпендикулярно радиусу, создавая однонаправленное кратное доминирование центробежной силы над всеми остальными. Если вращать похожую на кистень форму на метровой цепи в вертикальной плоскости, для преодоления гравитации придётся делать около 30 об/мин, что создаст «пульсирующее» от нуля до 2g ускорение. Это примерно как слетать с Плутона на Юпитер и обратно. Центробежная сила прямо пропорциональна длине цепи и квадрату частоты вращения, поэтому, увеличив цепь до полутора метров и поднатужившись до 60 об/мин, можно получить шестикратный выигрыш, т.е. примерно 1g..7g.

Для начала хватит, но есть нюанс. Когда пузырь вытолкнется, как долить на его место силикон, не разбирая форму? Это легко сделать, если предусмотреть заливные отверстия в верхней части, добавив к ним сверху технологические раковины с запасом материала. Пузырь всплывёт, содержимое раковины утечёт вниз. Но чтобы не разбрызгать силикон при столь энергичном вращении формы, я добавил к ней третий элемент: крышку.

UPD:
Сюда таки заглянули литейщики и труженики вакуума, дали мне несколько идей по вакуумной камере, заодно выписав и за «прецизионное», и за «вулканизацию силикона», и за «пресс-форму», и ещё много за что, но и дали несколько советов.
Усадка
Некоторые материалы усаживаются после застывания, но используемый мною силикон - безусадочный, так написано в инструкции.
Дегазация
Оборудование для дегазации (удаления неволшебных пузырьков) представляет собой вакуумную камеру с насосом, манометром и прочей арматурой. Пользователь hungry_ewok предложил в комментариях целый монумент из деталей пластиковой канализации сечением 300мм, вариант от dlinyj - старая скороварка. Заодно hungry_ewok и kellakilla рекомендуют кондовый ручной насос Комовского (из кабинета физики, можно приводить электромотором), а wormball , MotttoR и dlinyj предлагают использовать компрессор от старого холодильника.
Насосы любят уход и масло, не любят абразивы и агрессивные пары, могут выдавать лёгкую масляную аэровзвесь. Арматура подойдёт сантехническая. Нужная глубина вакуума зависит от вязкости материала, вакуумирование можно делать в два этапа: сперва сам материал в ведре до полного «выкипания», затем - залитая форма.
Для мелких форм достаточно шприца на 50 «кубов»: пузырьки можно убрать прямо в шприце, зажав ему «нос». Но на проливку самой формы это не повлияет, только уберёт эффект «газировки» - Igor_omsk , BigBeaver , Wandy .
ВНИМАНИЕ: В зависимости от своей космической глубины, вакуум может быть травмоопасным. Как минимум, защитные очки обязательны. Сомневаетесь - покупайте камеру для дегазации в магазине, там есть инструкция по безопасности. Будет, с кого спрашивать.
Форма
Ясное дело, что при серийном производстве очень важно оптимизировать литейную форму так, чтобы её не надо было ни крутить в центрифуге, ни трясти на вибростоле. В этом и есть настоящая, профессиональная инженерия. Однако у меня акцент на любительском подходе, для одного прототипа можно и центрифугу снарядить, она просто уберёт некоторые ошибки в форме методом грубой силы. И, кстати, «для центрифугирования имеет смысл делать круглую многоместную форму с литниками от центра». Благодарю vbifkol , rfvnhy , BigBeaver .

Ясное дело, ускорения в 7g мне показалось мало, поэтому версия 2.0 центрифуги использует малую механизацию в виде зажатой в стойке дрели с коромыслом в патроне. На 400 об/мин плечи с формой и грузиком отклоняются перпендикулярно оси вращения, описывая радиус 10см и давая почти «солнечные» 18g, выгоняющие пузыри даже из очень густого мёда.

Если деталей нужно отлить много, хорошо иметь две одинаковых по массе формы, и для дрели это будет не так вредно. Но я брал свою одну-единственной форму и снова посещал магазин крепежа, на этот раз взвешивая на глазах у озадаченных продавцов белый кусок пластика с винтами и «барашками». В итоге даже удалось задействовать грузики, совместимые с версией 1.0. Но читатель может поступить проще, отправившись в продуктовый магазин и выбрав любой твёрдоплодный овощ или фрукт подходящей массы, например, репу или кислое яблоко. Морковь неудобно зажимать болтом, но нет ничего невозможного. Впрочем, см. ниже про технику безопасности, прихватите в супермаркет и форму с крепежом, это проще и законнее, чем тащить весы домой из магазина.

Техника безопасности

Если печатать и монтировать крышку для формы лень, подумайте о том, как забрызгаете окружающую среду безвредными, но липкими каплями. Если форма маленькая, можно воспользоваться салатником соответсвующего размера, опуская в него форму прямо на стойке, тогда отдирать придётся только салатник, но лучше после застывания. Но всё-таки крышка как-то технологичнее. Я попробовал и так, и эдак.

UPD:
Внимательно изучайте документацию по безопасности, выданную отраслевым регулятором.
Даю найденные выдержки ToolDecor 15A для профессионального применения.
Краткая словесная характеристика
Малоопасная по воздействию на организм трудногорючая смесь.
8.2.1 Ограничение и контроль экспозиции на рабочем месте
Общие защитно-гигиенические мероприятия:
При работе не принимать пищу, не пить и не курить. После работы и перед едой мыть руки.
Индивидуальные средства противохимической защиты:
Защита органов дыхания
Не требуется
Защита рук
Рекомендация: Защитные перчатки из бутилкаучука, защитные перчатки с неопреновым слоем, защитные перчатки из ПВХ. Перчатки пригодны для применения до 60 мин. Выбор подходящих перчаток определяется не только материалом, но и другими качественными признаками, которые существенно различаются у разных производителей. При выборе перчаток учитывайте данные проницаемости и времени разрыва, указанные производителем.
Защита глаз
Защитные очки

Не стоит забывать о физической безопасности близких людей и окружающих предметов во время вращения грузов, своя голова и другие части тела вообще бесценны. При использовании цепи 1.0 лучше надеть на голову шлем, удалившись в помещение без окон и зеркал. Окружающих можно предупредить, но вид человека в шлеме с кистенём распугает и так. При использовании механизированной центрифуги 2.0 ни в коем случае не стоит удерживать в руках дрель с несбалансированной принадлежностью, не имея хватку Терминатора. Вообще, дисбаланс и для дрели не полезен, поэтому уравновешивать надо, хотя бы приблизительно. Я прочно крепил дрель в стойке, стойку крепил к столу струбцинами, а во время запусков прятался за экраном из плиты ДСП 16мм, держа собственные чресла поближе к… тискам, в которых зажата эта самая плита. А не то, что подумали некоторые читатели: тиски насквозь не пробить, за ними самое безопасное место.

Если уважаемый читатель когда-нибудь менял патрон на дрели, то наверняка обращал внимание на болт с левой резьбой. К счастью, я вовремя вспомнил про данную особенность, и самопроизвольное отделение вращающегося коромысла удалось предотвратить. К тому моменту болт с правой резьбой от «прямого» хода дрели уже достаточно ослаб, чтобы центрифуга начала подозрительно игнорировать команды увеличения оборотов. Экран не пригодился, но, случись чего, был бы очень к месту. Если зажимаете в патроне болт с правой резьбой и крепите на нём что-либо гайкой, реверсный режим дрели обязателен, иначе гайка отвернётся, груз сорвётся и улетит куда-нибудь. Берегите болты , дорогие друзья;)

Сопромат

Подкованный инженер, конечно, возьмёт профессиональную САПР и по жёсткости материала смоделирует оптимальную для заданного «прогибания» форму. Настоящий ниндзя просто вспомнит сопромат и посчитает всё на листке бумажки. Однако частью условий эксперимента было использование бесплатного софта, практическим сопроматом я не владею. Поэтому конкретный вид демпферов пришлось подбирать экспериментально, напечатав пробную форму демпферов разной формы. Затем они поочерёдно крепились на салазке (на этой фазе обошлось без клея, шестигранники отлично себя зарекомендовали). На зажатую в тисках демпферами кверху салазку аккуратно «надевался» дисковый накопитель, придерживаемый пальцами, после чего изучалась реакция на статическую массу. Другими словами, я решил задачку по сопромату методом прямого физического моделирования , простите за невежество, дорогие читатели.

Как это было

Опытным путём были выбраны те демпферы, что после прогибания оставили один миллиметр запаса до твёрдого пластика. Затем форма корректировалась и печаталась заново. Отлив, наконец, первую партию демпферов, я закрепил их в напечатанных салазках, используя… «моментальный» цианоакрилатный клей. Он, конечно, плохо подходит для гибкого силикона и не очень-то любит нагрев, но специальной грунтовки под рукой не было, ЦА держит хоть как-то.

Измерение эффективности

DISCLAIMER: автор отдаёт себе отчёт в том, что измерял не вибрации корзины, а вибрации кое-как закреплённого на ней смартфона, с ограничениями акселерометра и частичной потерей энергии пульсаций. Во время эксперимента ни одного смартфона не пострадало: носишь аппарат пару лет без всяких проблем, но стоит отдать его «во временное пользование», экран разбивают за неделю гарантированно…

Итак, смартфон выбирался по массе: не новый с экраном лопатой, а лёгкий старенький Samsung S3 Mini, чтобы не глушить колебания. Крышка снималась, чтобы не пружинила. Изрядная возня была с закреплением аппарата на 5-дисковой корзине с помощью алюминиевых полос и пачки резинок для банкнот. Из приложений я остановился на VibSensor : раскладка по осям, регулируемый период осреднения, графический спектр, сохранение результатов - всё, что надо для таких экспериментов. Работать с экраном, зажатым пластиной - отдельное искусство.

Но возникла метрологическая проблема: даже осреднённые на нескольких минутах результаты виброметра гуляли просто неприлично по непонятным причинам. Как вам такой ряд: 36, 35, 31, 28; или, например, 51, 42, 68, 61. Другой бы плюнул и посчитал по какому-нибудь среднему, но я вспомнил про наличие термокалибровки в дисках, которая происходит в самый неожиданный момент, по звуку напоминая интенсивную работу головками. И когда c помощью smartctl удалось заставить всех пятерых участников эксперимента одновременно проходить бесконечный тест поверхности, получились уже 25, 25, 26, 25, 28, 27 или 18, 18, 17, 17, 19, 17, 19. Это достаточно кучно, чтобы можно было хоть о чём-то говорить.

Не буду приводить таблицы, только безразмерные результаты по достаточно пёстрой компании из моделей 5-летней, 10-летней давности и современников. Примем, что диски не расслабляются лёжа плашмя, но трудятся в стойке «на боку», осью вращения шпинделя параллельно горизонту. Каждый такой диск при работе подпрыгивает вверх-вниз и ёрзает взад-вперёд от вращений блинов, а также болтается влево-вправо от перемещения блока головок внутри. При использовании виброгасящих демпферов закреплённый смартфон массой 110г получает в два раза меньше энергии от подпрыгиваний по сравнению с жёсткими салазками, а от ёрзаний и болтаний достаётся ещё меньше примерно по 20%. Почему? Потому что гравитация создаёт более прочный канал передачи энергии пульсаций между телами. Другими словами, при прочих равных выигрыш от коврика на полу получается больше, чем от мягких стен.

Много это или мало? Тактильно на одной лишь корзине этого не понять, но стоит корзину установить в корпус, субъективно разница уже ощущается даже на 5 дисках. Однако я хочу напомнить, что основная моя цель - демонстрация технологического процесса, да и 5 дисками я ограничиваться не собирался;)

Выводы

«Напечатать» непечатаемое - отличная гимнастика для инженерной смекалки.
Эффективность виброгасящих решений должна подтверждаться объективными измерениями, а не базироваться только на субъективных оценках «хуже/лучше».
Для дегазации вместо вакуумной камеры можно использовать центрифугу, «проливающую» мелкие и сложные элементы деталей.
Описанный технологический процесс весьма доступен и применим не только к сочетанию силикона и ABS-пластика.
Ограничивающим фактором, помимо трудоёмкости, являются габариты печати.
Сочетание инертности силикона и точности 3D-принтера открывает новые ниши в таких областях, как телемедицина и прототипирование сложных изделий.