Вакуумная формовка пластика своими руками бизнес идеи

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Как произвести вакуумную формовку в домашних условиях

Как произвести вакуумную формовку в домашних условиях

Приветствую, мозгочины! Как и многие самодельщики, я всегда мечтал иметь у себя дома свой собственный аппарат вакуумной формовки. О реализации этой мозгомечты и пойдет речь в этом руководстве.

Несмотря на то, что в мастерской я чувствую себя как дома, в реальности собственной мастерской дома у меня. Поэтому я искал способ создать своими руками с помощью подручных инструментов аппарат для вакуумного формования, который можно использовать в домашних условиях. Найденное мной решение этой мозгозадачи не требует труднодоступных материалов и электроинструментов, поэтому подходит для самодельщиков не имеющих доступа к профессиональному электрооборудованию и специализированным мастерским, чтобы создать подобный вакуумный аппарат.

Нам потребуется (по минимуму):

— этюдник художника или ящик-органайзер — 2шт.
— дрель и сверла
— силиконовый герметик
— столярный клей
— зажимы или стопка книг в качестве пресса
— круглый напильник
— защитный экран на для пластиковых окон (по размерам вашего этюдника или ящика)
— металлические уголки для рамки — 8шт.
— ножовка по металлу
— уплотнитель на клеевой основе (той же ширины, что и профиль защитного экрана)
— большие канцелярские зажимы — 4шт.
— пылесос со шлангом
— линейка и карандаш

Дополнительно (но не обязательно):

— белый уксус
— бумажные полотенца
— монтировка, молоток или прочная плоская отвертка
— кольцевая пила или бита Форстнера (диаметром со шлаг пылесоса)
— стусло
— замазка

Для самого процесса формования необходимы:

— термопластик для формовки (например 0.03-й стирол)
— плита с духовкой
— кухонные варежки или прихватки
— алюминиевая фольга
— тальк

Шаг 1: Короб основания

От другого проекта у меня остался этюдник, и, как оказалось, из него легко сделать основание для мозгоподелки без необходимости собирать его из брусков и досок. Но те, у кого имеются и условия, и оборудование могут собрать основание с нуля и сразу перейти к Шагу 8: Создание рамки.

Шаг 2: Удаление перегородок

Ящики-органайзеры как правило имеют секционные перегородки. И их первым делом необходимо аккуратно удалить — в идеале просто вытаскиваем, если они снимаются, а если же они приклеены, то пропитываем бумажные полотенца уксусом, прикладываем их к клеевым швам и оставляем на ночь.

Уксус размягчает клей и, следовательно, ослабляет клеевое соединение, поэтому перегородки возможно сразу поддадутся, или же их придется поддеть монтировкой или плоской отверткой. Может быть даже придется выдержать их в уксусе еще раз.

Так как это уксусное «волшебство» требует времени, то планируйте этот мозгошаг заранее.

Шаг 3: Высверливание отверстий

На внешней стороне одного из ящиков расчерчиваем сетку, размеры которой должны соответствовать вашей крепежной рамке. Шаг сетки в 10мм вполне функционален.

Для данного шага нужно заранее определиться каких размеров будет ваша крепежная рамка, которая удерживает лист термопластика. По площади она должна соответствовать площади ящика основания, либо быть чуть меньше.

Итак, расчерчиваем сетку и в пересечении линий высверливаем отверстия сверлом небольшого диаметра, я использовал сверло 2.4мм.

Шаг 4: Герметизация внутренних стыков

Для герметичности основания поделки все стыки изнутри промазываем герметиком, при этом следуем инструкциям производителя и в соответствии с ними даем ему время на высыхание.

Шаг 5: Склеивание ящиков

По верхнему периметру ящиков наносим столярный клей и прикладываем их друг к другу для склеивания. Зажимаем и оставляем для высыхания как минимум на час. Если зажимов у вас нет, то ставим на конструкцию из ящиков стопку тяжелых книг, чтобы тем самым создать давление необходимое для склеивания.

Шаг 6: Высверливание отверстия для шланга пылесоса

Измеряем диаметр шланга вашего пылесоса и на одной из боковых сторон, по середине, размечаем окружность того же диаметра.

Далее сверлом Форстнера или кольцевой пилой высверливаем намеченное отверстие. Если же подобных мозгоприспособлений у вас нет, то по всей площади этого отверстия насверлите мелких отверстий, срежьте получившиеся перемычки с помощью небольшой стамески, и дремелем с шлифовальной насадкой или круглым напильником сровняйте неровности окружности. Во время этой процедуры примеряйте шланг и продолжайте шлифовать до его плотного прилегания.

Шаг 7: Герметизация шва по внешнему краю

По шву склеивающему два ящика мозгооснования накладываем слой герметика.

Шаг 8: Создание рамки

Из защитного экрана для пластиковых окон делаем рамку в которой будет крепиться лист термопластика.

Шаг 9: Удаление сетки защитного экрана

Профиль защитного экрана это две защелкивающиеся половинки, между которыми располагается сетка. С небольшими усилиями раскрываем эти мозгополовинки и отделяем их друг от друга, далее вынимаем защитную сетку, она должна легко податься.

Шаг 10: Нарезка профиля по размеру

Разбираем защитный экран по частям, профиль должен легко выниматься из скрепляющих его уголков.
Добытый таким образом алюминиевый профиль нарезаем по размерам рамки, которая, кстати, должна быть одинаковой по размерам с основанием, либо чуть меньше его. При резке для получения ровного среза используйте стусло и ножовку по металлу.

Далее собираем обе половинки крепежной рамки, используем для этого металлические уголки, а не пластиковые, которыми скреплялся защитный экран.

Шаг 11: Наклеивание уплотнителя

На одну из половинок рамки наклеиваем по ее периметру уплотнитель, при этом необходимо убедиться, что он охватывает весь мозгоконтур и создает герметичное соединение.

Шаг 12: Поделка в действии!

Эта самая интересная часть процесса.

Шаг 13: Подготовка к формованию

1. Обрезка листа термопластика по размеру:

Для формования я выбрал 0.03-й стирол, который можно легко приобрести, он также легко режется (даже обычными ножницами) и шлифуется. Обрезаем лист по размеру вашей рамки.

2. Подготовка духовки:

Из духовки вынимаем все решетки, кроме одной. Дно духовки устилаем фольгой, фольгой также обертываем два кирпича или небольших кухонных горшочка, и устанавливаем их на решетку духовки, они послужат опорой для рамки с пластиком, которая должна располагаться на несколько сантиметров ниже нагревателя. На открытую дверку духовки расстилаем фольгу и поверх нее ставим основание мозгоподелки.

3. Подсоединение пылесоса:

Рядом с духовкой, в пределах досягаемости шланга, ставим пылесос и вставляем его шланг в отверстие сбоку основания. Для дополнительной герметичности обмазываем соединение замазкой.

4. Крепление листа в рамке:

Между половинками рамки помещаем обрезанный лист и скрепляем все канцелярскими зажимами, и лучше чтобы их желобки располагались за уплотнителем. Затем рамку устанавливаем на кирпичи в духовку, при этом уплотнитель должен располагаться снизу, по другую сторону от нагревателя, а мозгопластик может свободно провисать.

5. Установка молда:

По центру основания устанавливаем то, что будет шаблоном для формования. Этот шаблон полезно сверху присыпать тальком, чтобы в последствие было проще отделить пластик.

Поблизости с духовкой кладем кухонные рукавицы или прихватки, и убеждаемся, что достаем до кнопки включения пылесоса. Суть в том, чтобы быстро вынуть рамку из духовки, поместить её по центру основания поверх молда, включить пылесос и открыть окно, так как пластик немного чадит.

Примечание: пользуйтесь данной поделкой ТОЛЬКО при достаточной вентиляции, надевайте респиратор, духовку устилайте фольгой, а после окончания всего процесса очищайте духовку. Если у вас возникают какие-либо вопросы по нагреванию пластика в домашних условиях, то осуществляйте формование только если вы осознаете все риски. Часто весь этот процесс производить не рекомендуется.

7. Нагревание пластика:

Включаем нагрев, если температура вашего нагревателя регулируется, то оптимальная температура 193 градуса Цельсия, пр которой минимально количества дыма и испарений.

8. Разогрев до провисания пластика:

На данной стадии тщательно наблюдаем за пластиком, а потом действуем очень быстро. Сначала пластик будет слегка колебаться от нагревания, затем он снова станет ровным, а уже потом начнет провисать. После этого включаем пылесос и надеваем рукавицы (или берем прихватки). Суть в том, чтобы позволить пластику провиснуть более чем на половину высоты вашего молда.

Шаг 14: Окончание процесса формования

Когда пластик будет достаточно разогрет, осторожно берем рамку, аккуратно вынимаем её и быстро помещаем по центру мозгооснования поверх молда, при уплотнитель должен соприкасаться с поверхностью основания, а пылесос быть включенным . К самому пластику не прикасаемся вообще! Если герметичность не нарушена пластик сразу же примет нужную форму, после этого через несколько секунд выключаем пылесос. Пару минут даем рамке и пластику на остывание, а потом вынимаем пластик из рамки и отставляем его в сторону.

Пользуйтесь, НО СОБЛЮДАЙТЕ БЕЗОПАСНОСТЬ! Как вы могли заметить, данный проект рассчитан больше на взрослых, опытных мозгосамодельщиков, детям он не рекомендуется.

На этом все, надеюсь было полезно!

( Специально для МозгоЧинов #Vacuum-Former-at-Home

Источник

Изготовление корпуса для робота при ограниченном бюджете. Вакуумная формовка

Как показать инвесторам красивый робот? Разработать красивый корпус. Как это сделать, пока нет инвестиций? Я постарался кратко описать свой путь. Мы разрабатываем робота для сбора мячей для гольфа на driving range. Без красивого корпуса очень сложно объяснить как робот будет выглядеть. В этой статье я расскажу как за 24000 руб. получить корпус 1000мм x 800мм x 250мм, а так же о том какие грабли мы собрали по дороге. Возможно, это поможет Вам избежать наших ошибок.

Введение

Первый вариант корпуса мы изготовили из стекломата и эпоксидной смолы, это дало возможность оценить общие габариты и внешний вид в натуре. После внесения правок в модель мы начали поиск возможных бюджетных технологий изготовления корпуса.

Корпус можно изготовить литьем под давлением, но стоимость изготовления пресс-форм является огромным барьером для стартапа. Поэтому для изготовления верхней части было принято решение использовать термо-вакуумную формовку.
Вакуумная формовка изделий возможна на недорогом оборудовании и требуется небольших первоначальных вложений.

Подготовка модели. Первая ошибка

В модели должны отсутствовать отрицательные углы, т.е. все скосы и торцы должны иметь углы более 90 градусов. Боковые поверхности должны иметь хотя-бы минимальный уклон в 2-3 градуса, чтобы модель легко снималась с матрицы. Матрицу необходимо делать выше, т.к. в углах примыкания к столу воздух до конца невозможно убрать, это даст плавный загиб к столу. Нижнюю часть лучше срезать. На сколько делать выше зависит от толщины листа, мощности оборудования и того насколько сильно Вы будете разогревать полимерный материал.

Фрезеровка матрицы. Вторая ошибка

Первым делом, когда у Вас есть модель необходимо подготовить матрицу. На форумах я читал об использовании ДСП, но на практике чаще всего используют МДФ. Формы, которые требуют большую точность и рассчитаны на получение большего количества копий изготавливают из алюминия.

Наша вторая ошибка была в выборе подрядчика для фрезерования модели. Так как наша модель 1000мм x 800мм x 250мм., необходимо было сразу искать подрядчика с соответствующим рабочим полем станка ЧПУ. Мы же поверили в то, что можно без проблем собрать матрицу из 12 частей.

Потеряв время и деньги мы нашли другого подрядчика, который сделал матрицу из двух частей.

После фрезеровки МДФ полученные части необходимо склеить, отшкурить и покрыть слоем эпоксидной смолы для создания защитного слоя.

Вакуумная формовка. Третья, четвертая ошибка

Когда у Вас готова матрица можно приступать к процессу формовки. Мы решили сами сделать формовочный стол. Казалось бы, ничего сложного: стол необходимого размера с технологическими отверстиями для отведения воздуха, вакуумный насос, инфракрасные лампы. Под размеры модели заранее была сделана рама.

Фото нашего «станка» не сделали, но выглядело это примерно так. Сказалось отсутствие опыта. Качественного изделия не получилось.

Наша четвертая ошибка была в том, что мы слишком рано купили листы АБС-пластика. Пока мы ждали модель, пластик абсорбировал влагу из воздуха. Из-за этого при формовании появились артефакты в виде пузырей, пришлось купить новые листы АБС.

И как иногда бывает, под конец наших мучений мы нашли знакомых, которые оказывают полный цикл услуг по подготовке модели и термо-вакуумной формовке. Находятся они в Нижнем Новгороде, но предложили помочь за очень адекватные деньги. В итоге процесс формовки мы полностью отдали на аутсорс.

Основной процесс формовки:

• Фиксация матрицы на вакуумном столе;
• Фиксация листа материала в раме. Важна фиксация листа по периметру, чтобы избежать деформации при нагреве;
• Нагрев полимерного материала. Важен равномерный прогрев всего листа, обычно используются инфракрасные излучатели или кварцевые лампы;
• Предварительная растяжка листа. Либо под собственным весом, либо воздухом;
• Вдавливание листа на матрицу;
• Откачка воздуха между листом и заготовкой;
• Охлаждение материала; Очень важный этап для избежания деформации изделия.
• Извлечение матрицы;
• Доработка изделия.

Видео процесса

Результат

Основные формируемые материалы

Мы выбрали лист АБС 4мм толщиной из-за доступности, это дает при вытягивании боковые стенки в 2мм, что вполне нам подходит. Вообще же есть огромное количество материалов.

Информация из Википедии

Полимерный материал	Обозначение по ISO
Стандартный полистирол	PS
Ударопрочный полистирол	SB, HIPS
Блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол	SBS
Лист из ориентированного полистирола	OPS, BOPS
Лист из вспененного полистирола	EPS, XPS
Сополимер стирола с акрилонитрилом	SAN
Сополимер акрилонитрила, полибутадиена и стирола (АБС-пластик)	ABS
Сополимер акрилового эфира, стирола и акрилонитрила	ASA
Непластифицированный поливинилхлорид	PVC-U
Пластифицированный поливинилхлорид	PVC-P
Лист из вспененного поливинилхлорида	EPVC
Полиэтилен высокой плотности	HDPE
Полиэтилен низкой плотности	LDPE
Лист из вспененного полиэтилена	EPE
Полипропилен	PP
Лист из вспененного полипропилена	EPP
Полиметилметакрилат	PMMA
Полиоксиметилен, полиацеталь	POM
Поликарбонат	PC
Лист из вспененного поликарбоната	EPC
Полиэфиркарбонат	PEC
Полифениленовый эфир	PPE
Полиамид	PA
Полиэтилентерефталат	PET
ПЭТ, практически некристаллический
ПЭТ, аморфный
ПЭТ, частично кристаллический (с нуклеацией) лист из ориентированного полиэтилентерефталата	(OPET)
Лист из вспененного полиэтилентерефталата	EPET
Полисульфон	PSU
Полиэфирсульфон	PES
Полифениленсульфид	PPS
Сополимер акрилонитрила/метакрилата/бутадиена	A/MMA/B
Ацетат целлюлозы	CA
Ацетобутират целлюлозы	CAB
Диацетат целлюлозы	(CdA)
Полиэфиримид	PEI
Термопластичные эластомеры (термоэластопласты)	TPE
Термопластичный полиолефиновый эластомер	TPO

Видео, которого явно недостаточно для презентации проекта. Нужен MVP с реальным корпусом

Вывод

Термо-вакуумная формовка это отличный способ изготовления корпуса для прототипов, MVP и мелкой серии. После тестирования нового корпуса скорее всего в постараемся в существующую матрицу внести необходимые изменения и ее же использовать для изготовления мелкой серии.

Источник