Корпус Arduino Uno, отлитый напрямую из эпоксидной смолы ...

Многоразовая форма для отливки корпуса Arduino Uno

Я разработал рабочий процесс, позволяющий осуществлять прямую заливку эпоксидной смолы в формы, напечатанные PLA FDM. Формы можно собирать из нескольких деталей, что позволяет выполнять подрезку практически в любом направлении без риска повреждения детали во время расформовки.

Формы многоразовые; Я тестировал одну и ту же форму в течение 4-5 циклов литья без заметного ухудшения качества.
Хотя подготовка более сложна, чем для простых форм, она остается значительно менее сложной, чем печать мастера и изготовление из него силиконовой формы.

Самое главное, если вы попытаетесь это сделать: не торопитесь. Убедитесь, что смесь уайт-спирита и воска полностью слита, и дайте ей полностью высохнуть, прежде чем заливать эпоксидную смолу. Добавьте не менее 20% к рекомендуемому времени отверждения эпоксидной смолы, чтобы обеспечить полное отверждение. Использование теплой воды также может помочь облегчить распалубку.

Не ждите, что все получится идеально с первой попытки.
Моя первая попытка вылилась в совершенно неразборный слепок, и мне пришлось все перепечатывать.
Фотографии, представленные выше, сделаны с моей третьей попытки. Он еще далек от совершенства, но для моего шкафа управления достаточно хорош.
Пятый кастинг стал первым с очень хорошими результатами.

Я также загрузил корпус в виде версии, которую можно распечатать непосредственно на любом FDM-принтере — не нужно углубляться в кроличью нору для формования и литья.

Инструкции по безопасности

Помните о рисках при работе с такими химическими веществами, как уайт-спирит, воск, эпоксидная смола и подобные вещества. Всегда используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), чтобы защитить себя от потенциальных опасностей. Даже небольшое количество уайт-спирита, попадающего в глаза, может привести к серьезному и необратимому повреждению глаз. Работайте только в хорошо проветриваемых помещениях или на открытом воздухе, чтобы не вдыхать вредные пары. Стандартные нитриловые перчатки могут не обеспечивать длительную устойчивость к уайт-спириту, поэтому проверяйте химическую совместимость и регулярно заменяйте перчатки.

Описание процесса

Чтобы этот процесс работал, необходима специальная обработка поверхности формы, обеспечивающая равномерное смачивание разделительным составом. После печати деталей из стандартного PLA я удалил все заусенцы с поверхности, обращенной к печатной платформе (были заметные следы слона).

Затем я быстро провел над деталями пропановой горелкой с ярко-синим пламенем. Эта обработка пламенем изменяет молекулярную поверхность 3D-печатных деталей и улучшает смачиваемость (подробности см. ниже).

Сразу после пламенного окисления я собрал форму и погрузил ее в смазочную смесь. Через несколько секунд я вынул форму из ванны, дал ей стечь и дал высохнуть в течение 20 минут. Как только поверхность стала сухой на ощупь, я повторил процесс погружения. Этот цикл выполнялся три раза, создавая тонкий однородный слой разделителя формы на всех поверхностях и обеспечивая водонепроницаемость формы. После нанесения последнего слоя я оставил форму сохнуть примерно на два часа.

Перед отливкой я провел тест на герметичность, наполнив форму водой, нагретой примерно до 40 °C, и оставив ее прим��рно на 10 минут. За это время через швы не протекло никаких видимых капель, что свидетельствует о том, что форма готова к заливке эпоксидной смолы.

Я снова дал ему высохнуть в течение 24 часов, прежде чем заливать эпоксидную смолу в форму.

Эта форма — всего лишь пример, показывающий, на что способен этот метод.

Обработка поверхности и антиадгезионное покрытие

Я инженер-химик, поэтому следующее объяснение подробно описывает механизмы и эффекты этой обработки. Он довольно сложен и предполагает фундаментальное понимание химии или материаловедения. Поскольку эта информация носит чисто дополнительный характер, вам не нужно ее читать, чтобы успешно выполнить рабочий процесс. Всем техническим ботаникам вроде меня, продолжайте читать. ;)

Что такое ПЛА?
Полимерная цепь, состоящая из звеньев -R-COO-R-, которые называются сложноэфирными группами карбоновых кислот.
Правильная номенклатура для этой молекулы — поли(2-гидроксипропановая кислота).
Длины цепочек (количество повторяющихся единиц, как показано на рисунке f).