Как заняться литьем по выплавляемым моделям (с небольшим количеством 3D-печати)

Я всегда думал, что с металлом можно делать три вещи: резать, согнуть и соединить. Конечно, я знал, что его можно расплавить, но такое всегда случалось на больших литейных заводах: вы проектируете что-то и отправляете это для отливки в какое-то большое угловатое здание, выпускающее дым. В конце концов, расплавить большинство металлов сложно. Серебро плавится при температуре 1763 °F. Медь при температуре 1983 °F. Вам нужно не только создать среду, способную противостоять таким температурам, но и построить ее из материалов, способных их выдержать.

Оказывается, плавить металл не так уж и плохо. Удивительно, но я обнаружил, что самая сложная часть процесса для такого инженера, как я, по крайней мере, — это создание рисунка, который можно воспроизвести в металле. Эта часть — чистое искусство, но, к счастью, я узнал, что мы можем использовать технологии, чтобы немного схитрить.

Когда в начале этого года я решил заняться кастингом, я почти ничего об этом не знал. Прежде чем мы углубимся в детали, давайте проведем краткое изложение, чтобы избавить вас от первого дня, который я потратил на исследование процесса. По сути, вот этапы литья по выплавляемым моделям или литья по выплавляемым моделям:

Я вынашивал идею попробовать это с прошлой осени, но не знал, с чего начать. Похоже, для этого потребовалось много оборудования, а я не скульптор, поэтому знал, что создание выкроек будет непростой задачей. Я слышал, что восковые модели можно печатать на 3D-принтере вместо того, чтобы вырезать их вручную, но лучшая машина для этой работы — принтер SLA, который непомерно дорог, по крайней мере, я так думал.

Это восприятие изменилось, когда мой брат Сэм купил 3D-принтер Elegoo Mars. Я был удивлен тем, что вы можете приобрести аппарат SLA стоимостью менее 300 долларов, и был совершенно поражен качеством производимых им отпечатков. Мне удалось взять смолу для принтера, предназначенную для литья по выплавляемым моделям, и напечатать свой первый шаблон — двух крошечных Пикачу и ладью.

В качестве смолы для печати я использую PowerResins WAX. Он дорогой, но печатает очень хорошо и сгорает чисто. У него есть проблемы с прилипанием к сборочной платформе, но их можно обойти, загрунтовав пластину. Некоторые люди рекомендуют рисовать на нескольких пластах смолы и сушить их ультрафиолетом перед печатью. Я следую совету, который нашел в этом видео на YouTube, и просто добавляю в свой отпечаток несколько слоев грунтовки. Это может показаться немного расточительным, но если это не позволит одному отпечатку оторваться от пластины, оно того стоит.

Конечно, мы можем пойти по классическому пути и вместо этого сделать выкройки вручную. Я попробовал это сделать и добился успеха в создании простых вещей, таких как кольцо, которое я вырезал из воска, но я бы потерялся в более сложных конструкциях. Как я уже сказал, я не скульптор, но вырезать узор вручную — это весело. Воск доступен во многих формах — листах, блоках, кольцевых заготовках и других. Сейчас у меня есть несколько действительно хороших инструментов для резьбы, но мое первое кольцо было сделано с помощью карманного ножа, напильника и дисковой шлифовальной машины. Дело не только в удалении материала: поскольку воск легко плавится, детали обычно сплавляют вместе, чтобы получить готовое изделие.

Некоторым нравится либо брать свою восковую модель, либо что-то еще целиком и делать из нее силиконовую форму, прежде чем приступить к процессу. Это позволяет им вводить горячий воск (процесс, называемый литьем под давлением) в силикон, чтобы создать узор, что позволяет им сохранить оригинал. Я никогда не пробовал этот процесс, но это отличный способ сделать несколько копий произведения.

Как только у нас появится что-то, что можно воспроизвести в металле, пришло время сделать дерево. Дерево представляет собой восковую конструкцию, в которой удерживаются все кусочки воска, которые мы только что сделали, и после того, как воск выгорает из формы, он становится проводником для расплавленного металла при его заливке. Ветви дерева часто называют литниками, а сам процесс - ветвями. Чтобы сформировать дерево, мы начинаем с центрального воскового стержня и прикрепляем к нему восковые проволоки меньшего размера с помощью липкого воска и восковой ручки, которая нагревает воск, чтобы расплавить его. (Чувак, это много воска.) Затем мы можем прикрепить сделанные детали к этим проводам. Дерево установлено на резиновом литнике, который образует чашу в верхней части формы, называемую кнопкой. Теперь, когда у нас есть готовая выкройка, пришло время сделать форму.