模具可以由多種複合材料構建,如矽膠、鋼、粘土、黃銅、木材、塑料、鉛等等,甚至沙子製成,可以用它們來鑄造從幾十米青銅佛像到微觀細胞結構的物體。
本文重點介紹使用矽膠倒模並鑄造小物件的過程,這是一個可靠的技術,適用於生活、娛樂和雕塑,以及珠寶等行業。
原則上,矽膠模具製作是一個簡單的過程,但注意您想要複製的每個對象,都可能會出現一系列新的陷阱、創新和解決方案,規範操作是非常重要的,因為錯誤代價是昂貴的。
為什麼採用兩件式澆口模具?
兩件式模具可以處理比單件模具更多的形狀,這些矽膠模具僅適用於簡單,完全凸起的物體。傾斜的布置,可以最大限度地減少樹脂中氣泡的問題。
澆注意味著您將樹脂倒入注膠口,從該進氣口彎曲以從下方填充模腔,而不是簡單地從頂部倒入。同時,頂部較小的通風口允許擠出的空氣逸出。當您倒入時,樹脂濺落形成氣泡,氣泡可能留在模腔中並破壞鑄件表面,這些氣泡也傾向於聚集在最難以處理的細節區域。
澆注不足的好處是它可以產生更少的氣泡,並讓它們上升到出氣口,在那裡它們不會造成麻煩。頂澆模具有時是可以接受的,但從下面澆注得到的效果,往往是令人滿意的,這是值得你額外付出的。
注意事項
許多模具材料都是時間敏感的,因此在每一步之後,都要預先列出您接下來需要的所有東西。製作矽膠模具,常常因耐心不夠而被摧毀,如:不花費額外的幾分鐘混合矽膠,可能會浪費掉幾天的前期工作。某些材料,如增稠填料,也是有毒的,所以戴上護目鏡、手套、工作服或圍裙是有必要的,並在通風良好的區域內工作。最後,無論你多麼小心,都要做好最壞的打算,直到你有更多的經驗為止。模具設計
模具設計的第一步是將你的對象上下顛倒並由內到外顯示。想像一下,它是一個充滿樹脂的空腔,樹脂將如何流動,以及沿途會發生什麼?氣泡會在哪裡形成?主通風口應該在哪裡?如何定位物體?(可能顛倒了,所以大多數清理都發生在底部)最難清理的部分是什麼?這件作品應該作為一個部件鑄造,還是分成幾個部分來完成?
當你清理鑄件時,思考這些問題會讓以後的事情變得更容易,這意味著切斷和打磨通風孔和接縫中多餘的樹脂,並填充任何氣泡。一個好的鑄件應有很少的氣泡,並容易清理,這都是從良好的模具設計開始的。砂除材料總是比填滿空隙更容易。
舉個例子,我們將鑄造一個天使雕像。經過斟酌,決定將她的手臂取下並分開,因為它們看起來很麻煩,它們遠離她的身體,手上細節也很精緻;寬而薄的部件也難以鑄造,因此要拆下翅膀,並將其更換為在真空機上單獨製造的新零件,這非常適合生產扁平形狀的零件。
模具製造
第1步:固定天使雕像,並建立澆注和排氣口。
在取下天使雕像的手臂和翅膀後,將身體倒置;它的腳底是扁平的,所以它們是倒入樹脂的理想點。用底漆塗刷天使雕像表面,以便在切割的時候觀察更直觀。
使用塑料半球構成澆口,並用電樞線製作主出氣口。為了使清理更容易,模腔和出氣口之間的接觸應儘可能小些;把電線打磨到觸及天使頭部的地方。然後,可以在她的裙子和袖子的褶皺處添加更小的排氣口,這樣看起來更容易冒泡,最後使用高粘膠水將所有東西粘結在一起。
第2步:標記分型線位置
標識線應該延伸穿過基座本身並一直圍繞模型,沿著存在的任何角落,或沿著高點和開放空間來定義接縫。矽膠模具分離時產生的飛邊(多餘材料)會沿著這個縫隙形成,所以你應該把它定位在易於打磨和填充的地方。
第3步:建造模箱
在不切割的情況下,對泡沫芯材進行刻痕和摺疊,大致遵循物體的形狀。在模型和模具外部之間至少保留3/4空間。更薄,矽膠模具可能在澆注的樹脂時受熱變形;更厚,這是在浪費矽膠,這部分也將很難切割。
第4步:模盒縫隙密封
使用熱膠槍將盒子固定到底座上,並粘上盒子接縫。仔細檢查整個膠縫,確保它能容納液體矽膠,而矽膠會有從最小的孔中漏出的可能。
第5步:倒入矽膠並固化
1.根據盒子的體積,計算出你需要多少矽膠。
記住,體積=長度×寬度×高度。矽膠(密度1.03)與水的比重相當,因此這與您需要的矽膠重量大致相同。
2.配製矽膠並充分混合
確保你使用的混合棒足夠堅固,並且刮擦側面和底部,這是最難以獲得良好混合的地方。通常通過將攪拌棒向下推到桶的兩側,並將其拖過底部,隨意轉動鏟鬥,進行多次攪拌。
初學者經常犯的錯誤--混合不充分,一個好的建議是,直到你認為已經可以了,然後繼續再混合3分鐘。
如果因混合不充分,而報廢模具,沒有比這更糟糕的了。
3.細流澆注矽膠,不要隨便倒。
有一個很可靠的方法,就是倒在一個地方,讓矽膠慢慢填充周圍的空隙。儘可能地倒一條細流,大約和鉛筆芯一樣細,這可以去除在混合過程中形成的一些微小的、看不見的氣泡。
如果你發現矽膠從盒子的小孔洩漏,可用溼紙巾或者更好的是一小塊水性粘土來阻止它。水有助於矽樹脂凝結,而此時用熱膠修補這個洞,則會使它變寬。
4.抽真空脫氣排泡
放入抽空器(真空室)中脫氣,氣泡會上升到表面並排除。
5.等待矽膠完全固化
對於大多數沒有加速劑的RTV有機矽膠,這可能需要等待24小時。
第6步:釋放矽膠模具
1.剝離盒子底部熱熔密封膠
將刀片從底部附近的熱膠縫上方插入一個角度,從模具底座上取下盒子。這樣可以釋放矽膠模具,並幾乎可以保持整個盒子的完整性。
2.將盒子與底座分離
猛拉盒子,把它從底部分開。會有一些矽膠粘性,可能會撕開粘在一起的澆口,但這不要緊。釋放底座後,將對齊鍵切割在盒子邊緣和新暴露的模具頂部。這是一個標記凹口,可以讓您準確把矽膠模具裝入盒子。當盒子不完全對稱時(不完全對稱),對齊這個鍵可以防止鑄件變形。
3.切開盒子對接縫隙
通過垂直於泡沫芯材的對接接頭,插入刀片並向下切割來切開接縫。儘量不要損壞盒子,因為它會在鑄造過程中還會用到--支撐矽膠模具。
4.現在矽膠模具已經完成了,是釋放內部物體的時候了。
在矽膠塊上,找到從您在底座上繪製的分型墨水線。使用彎曲的刀片,從內向外開始切割此線,從不超過3-4毫米,沿著物體上畫的線,慢慢切到外部的邊緣。
當您將刀穿過矽膠時,用手指尖將彎曲的刀片左右扭轉。這種扭曲動作創造了定義珠寶商切割的山丘和山谷。切割第一條曲線後,用手指撬開儘可能寬的切片(或使用模具吊具,類似反向鉗子的工具),並在剛剛創建的溝槽底部進行另一次扭曲切割。這就是彎曲刀片派上用場的地方:一個直刀片,遇到前一個切口的凹凸,將直接穿過它,而彎曲的刀片圍繞它移動!
一些指示:使你的山丘和山谷深,但總不超過3-4毫米。模型最接近塊邊緣的區域,具有最大的洩漏危險,因此您希望模型和塊邊緣之間至少有2次完整的山丘和山谷通道。
把切口錯開。不要把你的山丘一分為二,因為這樣會讓模具的兩部分沿著一個相對的軸滑動。如果你的模具能移動,我保證它會滑動。總是從裡到外切,慢慢走!這真的是個技術活!
這需要練習;我不會騙你。需要一段時間來感受它,並且塗抹矽膠也是一項艱苦的工作。但是在這裡,仔細的注意會使準備上漆的鑄件和需要一天打磨及填充的鑄件有所不同。
繼續切割,直到您可以完全分開兩半並移除物體。
天使雕像鑄件製作
第1步:清潔矽膠模具內壁
取下原零件、通風口和澆口,用玉米澱粉或滑石粉輕輕擦拭模具內壁。可將粉末放入一個小的布袋中,用橡皮筋固定,均勻塗抹,這不會結塊。矽膠表面很滑,因為矽橡膠會逐漸滲出。
這意味著矽酮模具,通常不需要額外的脫模材料(不排除特定需求),因為矽酮本身可以防止粘住。但是,輕輕的撣灰仍然有助於兩半完全對齊,還可以像海綿一樣吸附到樹脂上,將其拉入模具的細部,並抑制可能在高點聚集的小氣泡。
第2步:合攏矽膠模具
將矽膠模具合併,將它們裝入原包裝盒中,並用橡皮筋將其外固定,並將其倒立放置。
第3步:調配澆注樹脂
按照比例正確混合澆注樹脂,混合的時候小心地刮擦側面和底部,注意凝膠時間,留出充足的灌注和排泡時間。
第4步:倒入澆注樹脂
半球形澆口為澆注樹脂提供防溢屏障(想像試圖準確地倒入一個小孔的難度),當你看到樹脂從通風口出來時,這已經完成了。
第5步:等待樹脂凝固並釋放天使澆注件
要從通風口內部去除多餘的樹脂,用鉗子將它們打破,然後將表面打磨光滑。在這個天使雕像身上,對衣服和肩膀上的通風口設置還是很精確的,這個位置根本不需要再清理。
對於她的手臂,另製作了一個過渡澆注的矽膠模具(上圖),並在澆注樹脂後釋放氣泡並取出。然後將手臂粘在上面,安裝新的翅膀,並用底漆刷塗了表面。
第6步:上色塗裝
根據設計的需求,對天使雕像不同部位進行塗裝,以滿足視覺的需求。
最後,另一個有用的提示:將部件從矽膠模具中拉出後,稱重並在泡沫芯材上標記克數,這可以讓您確切知道下次需要的準確澆注樹脂用量。