CC BY
211
УДК 678
Р. Р. Яманова
СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМ И ОТЛИВОК ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СУВЕНИРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Ключевые слова: полиуретановые и силиконовые материалы.
Целью исследования данной статьи являются современные материалы для изготовления эластичных полимерных форм и материалы для изготовления жестких отливок из полимеров с целью получения высокой точности и заданного качества отливок.
Keyword: polyurethane and silicone materials.
The purpose of the study this article are modern materials for the manufacture of flexible plastic molds and materials for the production of hard polymer castings for high precision and quality of castings.
Введение
Прогресс, как стремление к совершенствованию, требует поиска и внедрения новых технологий, а так же технологических процессов, позволяющих достичь максимально эффективного использования в той или иной сфере, удовлетворяющих требования общества и производства. Современное формообразование отливок, прежде всего, ставит своей целью ознакомление с материалами для изготовления более качественных форм и отливок.
Материалы для изготовления эластичных форм. Существует большая гамма современных силиконовых и полиуретановых двухкомпонентных материалов холодной полимеризации, позволяющих изготовить высококачественные формы с любых моделей, требующих при этом минимальных трудозатрат. Материалы адаптированы для работы без специальных навыков и оборудования. Низкая вязкость позволяет точно передавать мельчайшие детали модели, а практически отсутствующая усадка - повторить ее геометрию. Диапазон твердости от 12 до 60 ед. Шор А.
Безопасность силиконовых компаундов для моделей подтверждена опытом Эрмитажа и Русского музея. Предназначены для изготовления отливок из различных материалов: гипса, воска, твердых полиуретанов и смол.
Преимущества - возможность быстрого повторения достаточно сложных моделей с высоким качеством. Силиконовые формы выдерживают температуру до 220 ° и не требуют использования специальных смазок при формовании, поэтому отливка может быть легко окрашена. Использование специальной силиконовой композиции Нед-А-Молд с вязкостью пластилина, позволяет снимать формы со сложных моделей без их демонтажа. При работе не требуются специальные меры предосторожности.
Материалы для литья в эластичные формы. Двухкомпонентные полиуретановые композиции холодной полимеризации для получения твердых отливок декоративного и технического назначения. Широкий ассортимент материалов позволяет получать пластмассовые изделия идентичные по свойствам основным классам термопластов - от полипропилена до
полиамидов. Низкие вязкость и усадка позволяют получать отливки любой степени сложности. Твердость от 60 ед Шор А до 84 ед Шор Д, модуль упругости до 4500 МПа.
Предназначены для изготовления в эластичных формах отливок с заданными свойствами.
Преимущества - возможность в кратчайшие сроки получать пластмассовые изделия без металлической оснастки. Материалы с высокими декоративными свойствами и возможностью введения различных наполнителей для изготовления мелкой пластики [1].
Современные материалы для изготовления эластичных форм и жестких отливок
Силиконовые СилМолд и полиуретановые Пор-А-Молд двухкомпонентные композиции для снятия форм с моделей из гипса, глины, воска и других материалов признаны во всем мире и считаются одними из лучших эластичных формовочных материалов.
1. СилМолд и Пор-А-Молд формы:
- не требует нагрева и не разогревается при отверждении;
- обеспечивают идеальную передачу рельефа оригинала и не дают усадки;
- позволяют получать формы любой степени сложности твердостью от 12 до 50 единиц по Шору, А;
- не требуют специальных навыков и оборудования;
- обладают низкой токсичностью;
- предназначены для литья разнообразных материалов, в том числе гипса, воска, бетонов и полиуретанов;
- формы из силиконовых материалов работоспособны до температуры 220° С;
2. Пор-А-Каст:
- широкая гамма быстротвердеющих полиуретановых композиций, предназначенных для получения мелкой серии жестких изделий декоративного и технического назначения методом литья в эластичные формы;
- низкая вязкость материалов обеспечивает повторение мельчайших деталей формы, а добавки различных наполнителей позволяют имитировать
разнообразную фактуру, в том числе медь, бронзу, камень.
3. КлиаКаст - прозрачная версия материала Пор-А-каста.
4. СилКаст и ФлексКаст - двухкомпонентные полиуретановые системы холодного отверждения -универсальный материал для изготовления форм, отливок и нанесения покрытий с твердостью от 50 до 90 ед. Шор А. Отличается высокой стойкостью к абразивному износу, воздействию ударных нагрузок и агрессивных сред [2].
Характеристики материалов для форм (зарубежный опыт)
Полиуретановые материалы:
1. Наименование РОЯ-А-МОШ Б 2020. Твердость, Шор - 20 А.
Основные характеристики: полупрозрачный, высокая эластичность.
Назначение форм: для производства гипсовых изделий со сложными поверхностями и большими поднутрениями.
2. Наименование РОЯ-А-МОШ Б 2030 (РАМБ2868). Твердость, Шор - 30 А.
Основные характеристики: полупрозрачный, удлинение до900%.
Назначение форм: идеальный материал для литья гипсовых изделий большим тиражом, сочетание эластичности и прочности.
3. Наименование: РОЯ-А-МОШ Б 555 Твердость, Шор - 50 А.
Основные характеристики: прочный материал, хорошо держит форму, точная передача деталей. Назначение форм: формы используются для литья гипса и полиуретана.
Таблица 1 - Характеристики материалов для изготовления эластичных форм
4. Наименование CILCAST 100. Твердость, Шор - 0 - 80 А.
Основные характеристики: высокая прочность, устойчивость к абразивному износу, химическая стойкость.
Назначение форм: формы для жестких и эластичных
полиуретанов.
Силиконовые материалы:
1. Наименование: SIL-MOLD SI-12. Твердость, Шор - 12 А.
Основные характеристики: исключительная эластичность позволяет извлекать изделия сложной формы.
Назначение форм: литье гипса, жестких полиуретанов.
2. Наименование: SIL-MOLD SI-25. Твердость, Шор - 25 А.
Основные характеристики: универсальный материал с высокой эластичностью и прочностью. Назначение форм: литье жестких полиуретанов.
3. SIL-MOLD CLEAR. Твердость, Шор - 45 А.
Основные характеристики: прозрачный материал с высокой точностью.
Назначение форм: формы для литья технических компонентов, где необходимы точность геометрических размеров и возможность визуального контроля процесса.
4. KNEAD-A-MOLD SP-35. Твердость, Шор - 35 А.
Основные характеристики: неотвержденный материал имеет консистенцию пластилина, очень удобен для снятия форм со сложных моделей без их демонтажа [3].
Назначения форм: литье гипса, полиуретанов.
Материалы Характеристики полиуретаны силиконы
Пор-А-Молд СилМолд Нед-А-Молд
С-2030 С-555 Си-12 Си-25 Клиа СП-25 СП-35
Твердость, Шор А 30 А 50 А-12 А 25 А 43 А 25 А 35
Плотность отвержденной массы, г/см3 1.05 1.21 1.11 1.11 1,32 1,32
Относительное удлинение, % 900 250 500 450 - 550 375
Предел прочности, кг/см2 45 30 80/70000 28 28
Вязкость, Отвердитель / преполимер, Спз 750/185 0 3600/8100 80/50000 - Паста Паста
Соотношение компонентов, Отвердитель / преполимер: 1 : 10
- по весу 1 : 10 1 : 10 1 : 10 1 : 1 1 : 1
- по объему 1 : 1 1 : 1 - - -
Время «жизни» смеси, мин* 20-30 20-30 До 60 До 60 До 90 20 20
Время отверждения при 22° С, час* 24 24 24 24 24 3,5 3,5
*) Примечания приведены для массы образца 100 г и температуры отверждения 22° С, при изменении этих параметров возможно изменение характеристик; *) зависит от пропорции смешивания компонентов.
Таблица 2 - Характеристики полиуретановых материалов для отливок
Наименование Твердость, Шор Основные характеристики: Назначение отливок
РОЯ-А-KAST M2 72 D Белый, низкая вязкость Pot-Life - 2-3 мин Demould time - 30 мин Нехрупкий, хорошая обрабатываемость изделия Декоративные, изделия, детали технического назначения, модели, сувениры, отливки для таксидермии
РОЯ-А-KASTMS 72D То же, что и РОЯ-А-KAST M2, с увеличенным до 3-4 мин Pot-Life Декоративные, изделия, детали технического назначения, модели, сувениры, отливки для таксидермии
РОЯ-А-KAST M15 80D Белый, низкая вязкость Pot-Life - 2-15 мин Demould time - 1-3 часа Изделия технического назначения. Высокая прочность - 60 МПа и достаточно большое удлинение - 10 %, гарантируют работоспособность изделия в различных условиях.
CLEARCAST 84 D Оптически прозрачный, Высокая УФ - стойкость Pot-Life - 16 мин Demould time - 12-24 часа Прозрачные детали технического и декоративного назначения.
CILCAST 100 60 - 80 A Черный, Pot-Life - 15 мин Demould time - 30-45 мин Низкая вязкость, возможность нанесения кистью и валиком Высокие прочностные характеристики, стойкость к износу, атмосферным воздействиям и химическим агентам. Прототипы резиновых изделий, изоляция, капсулирование.
FLEX CAST 90 A Бежевый, Pot-Life - 15 мин Demould time - 30-45 мин Низкая вязкость, возможность нанесения кистью и валиком Сочетание твердости и высокие прочностные характеристики позволяют решать различные задачи.
Традиционный способ изготовления формы из формопласта для литья из полимерных материалов
Эластичные формы из формопласта широко вошли в обиход скульптурных мастерских, они выдерживают сотни гипсовых отливок из полимеров.
Формопласт - полимерный материал, в который входят полихлорвиниловая смола (20 %), стеарит кальция (2%), служащее пластифиикатором касторовое масло (2%) и дибутилфталат (76 %). Формопластовые формы по эластичности и прочности значительно отличаются от клеевых. Прочность формопласта на растяжение - 2 кг/см2, относительное удлинение - 150 %.
Работа с формопластом. Приготовляя формопласт к заливке, его режут на небольшие куски (2-3 см) и кладут их в эмалированную, луженую или алюминиевую посуду (расплавлять формопласт в железной посуде не рекомендуется). Плавление производят на масляной бане, применяя машинное смазочное масло или технический глицерин. Плавить формопласт следует под вентиляционным зонтом или в вытяжном шкафу. Температура нагрева масляной бани - 125 - 130°.
Указанный температурный режим масляной бани строго поддерживается в указанных пределах, так как перегрев вызывает разложение формопласта. Температура нагрева контролируется термометром, опущенным в масляную баню [4].
Современный способ изготовления форм из полимера компаунда - «Виксинт» (отечественный опыт)
Полимер компаунд - «Виксинт производится на ОАО «Казанским заводом синтетического каучука». Для форм применяется компаунд СДС м. В или компаунд - «Виксинт» К -18. Объемная форма, из которой нужно сделать отливку производится путем двухразового подхода: одну половинку обливают сантиметровым слоем компаунда и после полимеризации погружают в состав из гипса, который покрывает только часть, залитую компаундом, т. е. половинку. Аналогично промазав только стыковочную часть компаунда и гипса, заливаем вторую часть оригинала компаундом сантиметровым слоем и опускаем в гипс для образования второй половины гипсовой рубашки. При затвердении гипсовой рубашки снимаем две ее половинки. Далее снимаем формы
компаунда - «Виксинт» и вкладываем их в соответствующие ложи гипсовых рубашек. Совместим две половинки и, обвязав сверху, заливаем гипс в отверстие сверху. При затвердении заливки гипса делаем разъем: снимаем две половинки гипсовых рубашек, а потом снимаем компаундные формы. Отливка копии с оригинала готова [5].
Заключение
Как показал обзор существующих материалов, для изготовления форм и отливок последнего столетия: клеевых, формопластовых, полиуретановых, силиконовых; величайший прогресс науки обращен в сторону продвижения научного поиска в материалах форм и отливок, а также современных и инновационных технологий их производства.
Сегодня, благодаря современным методикам, можно получать полимерные формы и отливки с точно заданными эстетическими свойствами. Однако, несмотря на разнообразие материалов, и технологий производства сувенирной продукции, основные требованиями к формам и отливочным процессам являются:
- надежность в эксплуатации;
- износостойкость в различных средах;
- высокое эстетическое качество изделий.
Поэтому проблема разработки технологий получения качественной сувенирной продукции, а
© Р. Р. Яманова - доц. каф. «Дизайн» КНИТУ, г-уатаН@у.га.
также поиск оптимальных материалов для их изготовления, сегодня, является актуальной задачей в области народных и художественных промыслов России.
Литература
1. Коршунова О.Н., Салимгареев М.В. Инновационные подходы к преподаванию гуманитарных дисциплин в контексте реализации перспективного направления «Химия и технология полимерных и композиционных материалов» / Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - №9. - с. 847.
2. Зарайченко И.А. Перспективные модели инновационно-проводящих сетей создания новых полимерных и композиционных материалов. / Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - №9. - с. 759 -762.
3. Галявиева Н.А., Муртазина С.А. Использование полимерных материалов при организации творческой деятельности бакалавров дизайна. / Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - №9. - с. 120 -122.
4. Исаева С.В., Слепнева Е. В. Применение полимерных материалов в бутафории декорационного искусства. / Вестник Казанского технологического университета. -2013. - №9. - с. 127 - 130.
5. Тухбатуллина Л.М., Сафина Л.А. Роль творческого компонента в деятельности бакалавров и магистров полимерного профиля. Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - №9. - с. 348 -350.
© R. R. Yаmanоvа - docent, department "Design", Kazan national research technological university, r-yamali@y.ru.
