Vacuum Forming – podciśnieniowe formowanie elementów

Vacuum Forming – podciśnieniowe formowanie elementów

Potrzebujesz wykonać elementy do swojego robota? Chcesz by wyglądały profesjonalnie, były powtarzalne i idealnie pasowały?

Ten poradnik pomoże Ci spełnić wszystkie te punkty! Opowiem o wykonywaniu elementów metodą zasysania przy użyciu najzwyklejszego odkurzacza (ang. vacuum forming).

Jest to bardzo prosta metoda polegająca na rozgrzaniu arkusza plastiku do temp. plastyczności i zassaniu go tak by przyjął kształt formy na jaką go nałożono.

Budowa stanowiska

Do budowy stanowiska potrzebować będziemy parę materiałów, większość to drewno oraz "własny wysiłek". Poniżej lista materiałów z krótkim opisem.

Odkurzacz. Prawdę mówiąc każdy odkurzacz będzie dobry , ale im większą ma moc tym lepiej. Od mocy odkurzacza zależy wielkość naszego stanowiska do zasysania, a w efekcie wielkość elementów jakie będziemy mogli wykonać.

Stoliczek z ramą do odsysania. Nasze stanowisko to swego rodzaju stół składający się z trzech warstw. Pierwsza to baza - zwyczajna sklejka czy płyta pilśniowa z idealnie wyciętym otworem na wąż odkurzacza. Druga warstwa to pusta przestrzeń, która pozwala na równomierne rozłożenie ciągu na trzeciej warstwie. Trzecia warstwa jest perforowana (po prostu posiada otwory).

Na warstwę z otworami kładziemy naszą formę. Wszystko to jest bardzo łatwe do wykonania, wystarczy wycieczka do Castoramy piła, młotek i parę gwoździ. Wygląda to tak (model w Inventorze do pobrania w załącznikach):

Rama i stolik.

Rama i stolik.

Jak widzimy warstwa z otworami jest mniejsza niż pozostałe dwie warstwy - to po to by rama idealnie nakładała się na stolik i wypychała plastik na zewnątrz. Rama to po prostu dwie kwadratowe płyty z kwadratowymi otworami.

Przykładowy stół z ramą:

Gotowa rama.

Gotowa rama.

Oczywiście nie trzeba od razu porywać się na budowę stołu - idealne do drobnych elementów są małe pojemniki tupperware - za mniej niż 10 zł możemy mieć eleganckie i przenośne stanowisko do Vacuum Formingu.

Pojemnik zamiast powyższego stołu.

Pojemnik zamiast powyższego stołu.

Plastik

Potrzebny jest wytrzymały plastik który można "zmiękczyć" piekarnikiem. Ja kupiłem polistyren na znanym polskim serwisie aukcyjnym - cena 1 arkuszu 200x300mm to tylko 1zł.

Można oczywiście kupować go w różnych grubościach. Polistyren jest o tyle dobry, że już po uformowaniu jest bardzo wytrzymały - nie gnie się. Oczywiście zależnie od zastosowania dobieramy grubość - małe elementy mogą być wykonane z chudszego arkuszu. Ocena potrzebnej grubości przychodzi z czasem.

Forma

Wbrew pozorom to jest najtrudniejsza część formowania bo samo wykonanie dokładnej formy wymaga precyzji. Formę można wykonać z czegokolwiek - drewna, gliny, masy solnej, wygotowanej modeliny.

Poniżej widzimy prosty sześcian wykonany z drewna, przycięty piłą i wyszlifowany papierem ściernym. Jeżeli chcemy wykonać element "zamknięty" musimy wykonać formę jego tylnej i przedniej strony.

Drewniana forma.

Drewniana forma.

Piekarnik

W dzisiejszych czasach chyba każdy takowy posiada w domu - wystarczy by podchodził do 220ºC i zmieścił naszą ramę przytrzymującą plastik.

Stojak do przytrzymania ramy w piekarniku

Podgrzany plastik w piekarniku robi się plastyczny i zaczyna się zapadać - nikt chyba nie chce by przywarł do jedynej blachy i zasmrodził cały dom.

Potrzebny jest więc jakiś dystans czy stojak na ramę - można dodać jej nóżki ale przy wyjmowaniu ramę trzeba obrócić do góry nogami by ułożyć ja na stole, co nie jest fajne, gdy trzymamy gorący (prawie lejący) plastik - warto więc zainwestować w blachę specjalnie do tego celu.

Duże klipsy biurowe

Ze względu na fakt, że są wykonane całkowicie z metalu i posiadają stosunkowo dużą siłę zacisku to nadają się idealnie by przytrzymać dwie połówki ramy, między które wkładamy arkusz naszego plastiku i włożyć je do rozgrzanego piekarnika. Koszt jednego klipsa to zazwyczaj 2-3 zł.

Klipsy do papieru.

Klipsy do papieru.

Podstawka do naszej formy - opcjonalnie

Często odkurzacz nie zassie plastiku idealnie i zostawi zaokrąglone krawędzie. Jeżeli natomiast forma leżeć będzie na podstawce to zaokrąglenia przesuną się o wysokość podstawki, zostawiając dokładnie tyle miejsca ile potrzeba.

Proces formowania

Gdy zbudowaliśmy już stanowisko i mamy wszystkie niezbędne materiały to czas zabrać się za wykonanie pierwszego elementu! Najpierw należy włożyć nasz stojak/dystans do piekarnika, następnie rozgrzewamy piekarnik do wspomnianych 220°C.

Wkładamy wąż od odkurzacza w otwór w stole i izolujemy tak, by zwiększyć ciąg (taśma klejąca czyni cuda). Na płycie z otworami kładziemy formę (z ewentualną podstawką), a do ramki wkładamy warstwę plastiku i zatrzaskujemy ją klipsami.

Następnie do rozgrzanego piekarnika wkładamy ramkę z plastikiem i czekamy aż plastik zmięknie i zapadnie się na 3-4cm (ok. 2min). Zanim jednak plastik opadnie do tych 3 cm, przygotowujemy się do wyciągnięcia ramy - włączamy odkurzacz, zakładamy rękawice kucharskie i wyciągamy ramkę i wkładamy w stolik - tak by wycięcie w ramce nałożyło się na płytę z otworami stolika.

Zasysanie powinno trwać krótko - jeżeli trwa więcej niż 5-10 sekund to plastik był za krótko  w piekarniku. W przypadku gdy potrzebujemy drobnej miejscowej korekty - możemy opalarką dogrzać wybrane miejsca.

Efekt końcowy powinien wyglądać tak:

Formowanie plastiku.

Formowanie plastiku.

Teraz wyciągamy formę z plastiku, możliwe że trzeba będzie użyć trochę siły. I to by było na tyle - wykonałeś element do swojego robota. Wystarczy odciąć nadmiar plastiku mini wiertarką pcb z małą tarczą. Jeżeli źle przyłożyliśmy formę, to mogą się zrobić fałdki/zmarszczki, wystarczy je usunąć papierem ściernym bądź pilnikiem. Efekt naszej pracy:

Wykonany element.

Wykonany element.

Podsumowanie

Mam nadzieję, że dość obszernie opisałem cały proces. Poniżej zamieszczam parę linków, z których można dowiedzieć się więcej o vacuum forming'u. Chciałbym w tym miejscu podziękować kolegom z modretro za zezwolenie na wykorzystanie fragmentów z ich artykułu o vacuum formingu i zdjęć na potrzeby wakacyjnego konkursu portalu Forbot - zachęcam do odwiedzenia ich strony.

Arkusz plastiku po formowaniu.

Arkusz plastiku po formowaniu.

Dodatkowo chcę wspomnieć, że nie jestem odpowiedzialny za żadne szkody powstałe przy wykonywaniu kroków z tego artykułu - wszystko wykonujesz na własną odpowiedzialność. Napominam jednak o zdrowy rozsądek i stosowanie środków ostrożności.

[1] http://forums.modretro.com/viewtopic.php?f=8&t=1952
[2] http://forums.benheck.com
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_forming

Załączniki

Model z Inventora (zip, 231 KB)

Model z Inventora

formowanie, obudowa, odkurzacz, plastik

Trwa ładowanie komentarzy...