Jak na lisování v domácích podmínkách?

Nejmenší z třídových plachetnic Footy skoro svádí, kromě zatím zdlouhavého vytištění na 3D tiskárně, k upečení v troubě - do obvyklého rozměru 500 x 370 se forma v pohodě vejde. Technologie, výborně popsaná ing. Jalovcem v ročence časopisu Modelář z r. 1989, je poměrně hojně používaná v mnoha odvětvích průmyslu, jakož i modelářských firem. V čísle 9/1964 časopisu Modelář je velice kvalitně problematika zpracována, technologie je tedy poměrně stará a základ se nezměnil. Odolnost výlisků je při vhodné vnitřní konstrukci a rozumné teplotě okolí dosti značná.

V podstatě jde o přisátí teplem změklé desky plastu k povrchu formy podtlakem, a následné ochlazení - materiál si pak zachová tvar formy. Oproti přetažení ohřáté desky plastu přes kopyto těsným rámečkem kopírujícím základnu kopyta širším o tloušťku desky lze s výhodou vytáhnout i podmodelované, konkávní tvary. Je možné táhnout i do negativních forem, to ale klade vysoké nároky na kvalitu povrchu (všechny nerovnosti se otisknou), tažení na pozitivní formu z tlustšího materiálu leccos zamaskuje.

Po vytažení, ochlazení a sejmutí z formy (kopyta) následuje odstranění tzv. soklů (zvýšený základ pozitivní formy) a běžné opracování. Zde se používají běžné nástroje, pokud máme formy bez soklu, je ideální např. nůž Tescoma Presto se zubatou čepelí, list pilky na železo, žiletkové pilky, brusné papíry a všelijaká udělátka, ale v průmyslové výrobě je obvyklejší vysekávání, odfrézování v jedné rovině rotující frézou (starší technologie Modela, fréza se montuje zuby opačně vzhledem k smyslu otáčení!), vodním paprskem nebo v současnosti robotem ve 3D podle složitosti dělicích rovin, často v různých přípravcích k upnutí výlisku. Shodná výška soklů forem (kopyt) pak umožní i ořezávání pásovou pilou naležato, nebo odtavení napnutým odporovým drátem. Pro výrobu několika kusů vyhoví nástroje na ruční pohon.

Dál popíšu minilis, nebo spíš přípravek, který používá na ohřev obyčejnou horkovzdušnou pistoli. Vhodnější je pistole s regulací teploty a jako zdroj podtlaku vysavač.

Hodí se na výrobu opakujících se detailů a doplňků a dílů z materiálů Durofol (čiré PVC) a rázuvzdorný polystyren PSH v tloušťkách cca od 0,2 do 1,5 mm (např. různé výstražné tabulky - popis je ale nutno odbrousit, jinak vystoupí na povrch). Omezení je dáno hlavně velikostí podtlaku, který je schopen dodat vysavač.

Pro větší modely, což je i případ Footy, je potřeba lis větší, na větší „formát”, cca se základnou 0,5 x 0,35, co se ještě vejde do prostoru pečicí trouby. Vyhoví přípravek podobné konstrukce.

Pro ještě větší formáty je už potřeba řešit ohřev topným tělesem. Pro dostatečný ohřev Durofolu je potřeba cca 10 kW/m², pro PSH do tl. 2 mm stačí cca 6 kW/m² při ohřevu shora, délka ohřevu se pak pohybuje okolo několika minut. Rámy a kostru je již potřeba řešit svařením z jeklů a podobně. Profesionální lisy používají výkony ještě vyšší a ohřev je pak i v řádu vteřin, zdroj podtlaku je řešen vývěvou a velikost podtlaku může být regulovatelná podle potřeby, celý postup lze s výhodou zautomatizovat, a to poměrně levně s použitím výprodejních časových relé, nebo přes vhodný interface zaměstnat odložené PC, notebook a nebo i Arduino. To ale nebude případ pro několik výlisků.

Minilis vznikl narychlo z několika věcí, které neměly původně nic společného.

Základ tvoří deska z dvířek s povrchem lamino, držáky pro přenášení a vodicí lišty jsou ze starého kancelářského stolu. Rámeček z bukového dřeva pro upevnění plastové desky pochází z historické tenisové rakety po dědečkovi, která tragicky zahynula při mých tenisových pokusech. Důležité je jednoznačně označit polohu, pokud se zjistí, že je obráceně až když nejde domáčknout na spodní rám, ohřátá deska je v podstatě ztracena a můžeme ji použít leda na lepidlo.

Děrovaný plech s otvory cca 1,5 mm byl uloven na šrotišti. Úhelníky pocházejí z rozebraného překližkového obalu. Větráček, použitý k chlazení po vytažení, má původ ve vyhozeném serveru u popelnic, ale poslouží i jiný podobných rozměrů, s výhodou na 12 Voltů - při občasném použití lze napájet i z 3S Lipolky, případně i stolní ventilátor. Závitová tyč M5, zkrácená, tvoří podpěru vodicích lišt a časem (snad) bude držet malé topné tělísko z grilu cca 600 W.

No, a ještě pár šroubů M5 a lišt cca 20 x 30 mm a kus trubky průměru asi 12 mm. Víc napoví celkový pohled na pekelný stroj. V drážkách vodicích lišt je rámeček veden hlavami šroubů inbus M6.

Desku plastu je potřeba upevnit mezi dva rámečky pevně, k spodnímu navíc vzduchotěsně a tak, aby ohřátý plast nevyklouzl (jinak ho pak lze použít jen na výrobu lepidla) z rámečku během lisování. Stažení lze provést pomocí šroubů, nebo pantů na jedné a rychloupínače na druhé straně.

Na spodní rámeček, který při lisování dolehne vzduchotěsně na základnu lisu, nalepíme těsnící šedou pěnovou polyuretanovou pásku používanou na spojení podlahy a sádrokartonových stěn, v nouzi pásku na těsnění oken.

Vysavač zachrání drobné netěsnosti, pokud ale použijete vývěvu bez recipientu (nádrže), je nutné těsnění vyřešit mnohem precizněji nejlépe odlitím ze silikonu, spolu s mechanickým přitažením rámečku k základně a použitím manometru pro kontrolu.

Deska na základnu by měla přesahovat o několik centimetrů rámeček z vnější strany. Z lišt o stejném průřezu, jako lišty rámečku, bude vytvořen vnitřní rám, který cca s milimetrovou vůlí zapadne do vnitřní části spodního rámečku. Vnitřní rám bude připevněn několika vruty k základové desce s nanesenou vrstvou lepidla Chemoprén nebo silikonem apod. Po obvodu na základové desce pod plochou lišty spodního rámečku bude dokola rovněž pás samolepicí pěnové pásky. Na povrch vnitřního rámu bude připevněna několika vruty deska z hustě děrovaného plechu s otvory max. 1,5 mm. Vyhoví i hliníková z dílů klimatizace - železná má ale výhodu, protože můžeme do forem vlepit magnety a fixovat tak jejich polohu podle potřeby. V ploše bude podepřena v pravidelných rozestupech cca 5cm špalíky ze zbytků lišt rámečku, přilepenými např. vteřinovým lepidlem. V některém rohu bude vlepen kousek trubky pro připojení zdroje podtlaku - postačí průměr cca 12 mm, tak, aby při práci nepřekážela, spíše tedy k zadní hraně rámečku.

K lepení použijeme s výhodou pětiminutový epoxid, trubka bude namáhaná při nasouvání hadice. Lepený konec trubky zdrsníme a odmastíme acetonem, tetrachlorem apod. Na dva úhelníky v ose rámu (vně rámu) budou připevněna vodítka z inbus šroubů M6, umožňující rychlé nasazení rámečku s ohřátým plastem. Na spodní stranu základové desky, opět třeba ze zbytků lišt rámečku, přilepíme 4 nožky, které (pokud nenechávají stopy) nám mohou zachránit život, pokud pracujeme v nestřeženém okamžiku na běžném kuchyňském stole.

Adaptér do hadice vysavače zhotovíme z kousku polyuretanové pěny z obalů elektroniky, nebo korku, gumy apod. tak, aby dobře těsnila. Vlastní minilis je připojen hadicí menšího průměru, vnitřní cca 10mm, musí být tuhá, aby se nezploštila pod tlakem.

Na horním konci vodících lišt jsou přilepeny dva silné magnety ze zahynulých sluchátek. Suplují třetí ruku - rámeček je veden v lištách hlavami šroubů, které se pro ohřev desky „přilepí” k magnetům a drží rámeček v horní poloze šikmo, aby bylo možné kontrolovat pohledem prověšení desky.

Lisování

Před vlastním ohřevem na základnu z děrovaného plechu rozmístíme formy. Pokud možno rovnoměrně, tak, aby nejvyšší části byly nejvíce ve středu základny a od okraje vnitřní části rámu vzdáleny alespoň na výšku formy. Formy mírně ohřejeme pistolí na cca 40 °C (vlažné).

Následuje ohřev pistolí seshora i zdola za stálého pohybu pistole (nesmí se zastavit, aby bylo prohřátí rovnoměrné).

Po prohřátí, které bude trvat několik minut (projeví se mírným prověšením desky a na opatrný dotyk je měkká v celé ploše spustíme (třeba nohou) vysavač nastavený na max. výkon, odložíme na předem připravené bezpečné místo (třeba pekáč) vypnutou pistoli a s rámečkem okamžitě sjedeme k základně a domáčkneme. Je potřeba pracovat rychle a předem kroky nacvičit - plast velmi rychle chladne!

Následuje odsátí a vytažení výlisku. Spustíme větrák a vysavač přestavíme na asi polovinu výkonu. Po asi půlminutě vysavač vypneme a výlisek dochladíme, rámeček nadzvedneme asi o 1 cm a na výlisek v nejvyšším místě mírně zatlačíme shora nebo v místě, kde forma svírá ostřejší úhel se základnou rukou, až se uvolní z formy.

Chyby vzniklé nedostatečným prohřátím desky plastu:

… a nebo přehřátím po pokusu o záchranu místním neopatrným ohřevem pistolí (černá díra temene hlavy vpravo nahoře).

Vzhledem k průběhu tlakové charakteristiky je výhodnější vysavač zapnout ještě před skončením ohřevu nebo vyjmutím rámečku z trouby. Pro tažení z tenké folie může být ale výhodnější vysavač spustit až po domáčknutí rámečku - nutno vyzkoušet.

Zatímco folie Durofol se nesmršťuje (a lze ji tedy použít jako ochranný obal na formy), a jde „dolu” z forem snadno, PSH polystyren se smrští cca o 2 - 4 mm na metr délky a je potřeba mu s citem „pomoct”. Pro příklad dvojice krytek serv do křídla. Průhlednou krytku lze dobře použít i při kontrole montáže, případně ji pak z vnitřní strany nastříkat barvou.

Je nutné dodržet úkosy forem cca 2°, aby se výlisek po ochlazení „nezamkl” na formě, jinak dojde nutně k poškození jednoho či druhého. Formy bez úkosu kde by úkos vadil, na snímku koncovky křídla větroně, se dobývají z výlisku velice obtížně. Nejsnazší je v tom případě výlisek opatrně naříznout a uvolnit a po sejmutí znovu slepit.

Formy lze vytvořit ze dřeva (ideálně lípa - jinak trochu vystoupí léta), tvrdší balsy, moduritu, MDF desek, překližky, sádry (vhodná je modelářská sádra), lehkých kovů (lze snadno vyleštit), epoxidových nebo polyesterových pryskyřic s vhodným plnivem (suchá sádra, cement, zinková nebo titanová běloba, hliníkový nebo bronzový prach) nebo Dentacryl. Na rovné díly vyhoví i cuprextit, reliéfy lze na něm vytvořit třeba cínem. Na víc kusů lze použit i odlitek z olova nebo cínu do sádrové nebo lukoprénové formy.

Pro větší modely vyhoví i skelný laminát v tlusté vrstvě vyztužený žebry a vyplněný sádrou. Například u trupu plachetnice Jane, délka cca 750 mm, šířka a hloubka dna asi 150 mm, byla forma laminována do dělené negativní formy (sejmuté z prototypu) v tlouštce cca 5 mm z ChS 104 a asi deset výztužných žeber a sokl z překližky 10mm.

Materiály lze kombinovat, je ale dobře zvážit jejich chování za tepla - deska má po ohřevu teplotu okolo 180 °C. Nelze použít nátěr běžnými laky. Dřevo vyhoví bez povrchové úpravy. Sádrové formy lze impregnovat epoxidovým nebo vteřinovým lepidlem a nebo polyesterovou pryskyřicí ChS 109 pro vyšší teploty - po vsáknutí, ještě než začne gelovat, je nutné setřít přebytečnou pryskyřici hadrem namočeným v ředidle C6000. Je také možné sádru míchat se směsí vody, a asi 10% polyvinylacetátového pojidla Sokrat a vytvrzení urychlit špetkou soli.

Jako separátor lze pro odlitky ze sádry použít rozvařené jádrové mýdlo nebo v benzinu rozpuštěný včelí vosk nebo pastu na parkety. Sádrové formy je možné odlít i do forem z plastelíny, vytvořených otiskem předlohy (obličeje apod.).

Již při návrhu formy je potřeba vědět, z jakého materiálu se bude táhnout: Durofol (PVC) se prakticky nesmrští, PSH se ale smrští cca o 2 - 4 mm podle tloušťky na metr délky.

Běžný postup pro tažení více kusů je první tah na dřevěný nebo sádrový model, tento tah se, pokud je schopný, použije na odlití formy z pryskyřice, druhý tah se použije zpravidla na funkční zkoušky. Pokud se konečná forma odlije z naplněných epoxidových pryskyřic, tyto se nesmrští, pokud ale použijeme pryskyřice na bázi polyesteru, během vytvrzování (polymerace) je nutné je chladit a i tak dojde ke smrštění, cca jako u PSH 2 - 4 mm na metr délky. Další smrštění samozřejmě nastane při tažení na tuto formu z PES pryskyřice. S tím je potřeba počítat už při návrhu prototypu, anebo se prostě smířit s tím, že konečný výlisek bude vlivem smrštění menší. Problém může nastat s díly, které do sebe zapadají a tomu je potřeba zase přizpůsobit tvar a průběh dělicích rovin.

Po vytvrzení formy v konkávních profilech (podmodelovaných) je nutné vyvrtat cca 1mm otvory pro odsátí vzduchu - folie během tažení místa uzavře a výsledek by byl nedotažený výlisek. Viz originální forma zádové opěrky pilota modelu Rarach, překližka a balsa napuštěná polyesterovou pryskyřicí, stáří 25 let.

Pro lepení PSH se ukázalo vhodné lepidlo vzniklé rozpuštění odřezků (nejlépe tzv. přírodního PSH) v ředidle C6000 nebo toluenu, případně v metylacetátu (rychle schne), nebo lepidel na kity, příp. UHU Hart. Nanášejte jen tenkou vrstvu, jinak vytvoří po čase propadliny. Na tenké výlisky je nejlépe použít kvalitní vteřinové lepidlo - nutno vyzkoušet, modelářská od Pecka Modelář, Pelikán, Hořejší model i HVP model fungovala všechna velmi dobře. V tomto případě propadliny nehrozí.

Epoxid na PSH nedrží, odprýskne při namáhání, po ztuhnutí je tedy potřeba spoj opatrně odloupnout a znovu přilepit řídkým vteřinovým lepidlem (typicky vlepení kovové trubky hřídele do výlisku z PSH - přechod, vytvořený epoxy, dobře drží na kovu, ale ne na plastu)

Lze také použít i tavné lepidlo - výlisek je ale nutné odmastit saponátem a předehřát na cca 60 °C, kovové díly rovněž. Lepený díl je nutné z vnější strany chladit např. mokrým hadrem.

Díky tomu, že na PSH nedrží epoxidové pryskyřice, lze výlisky z PSH dobře použít také na výrobu negativních forem pro odlévání a laminování epoxidovými pryskyřicemi s minimální vrstvou separátoru (polyvinylalkohol v lihu). Polyesterové pryskyřice ale formy narušují a dokáží se velmi dobře s formou slepit!

Výlisky z Durofolu lze lepit vteřinovým lepidlem (husté nebo gelové a s použitím aktivátoru), Chemoprénem, UHU Por, a to i k výliskům z PSH. Lepidlo na PSH z rozpuštěných odřezků nelze použít.

Pilot společnosti Crash s.r.o. z 5 dílů

Větroň Dáreček, rozpětí 2000 mm, váha 680 g, dvě serva. Trupová gondola vytažena z 1mm PSH (tři díly, vypěněno polyuretanovou stavební pěnou a dodlabáno), kabina Durofol 0,5 mm.

Hlavy ze dvou půlek, taženo na formu z moduritu, hlava s kšiltovkou ze tří. Tělo pilota se s výhodou barví zevnitř (lesklý povrch) i z vnějšku (podle barvy i matný). Po dokonalém odmaštění (do lakování se již povrchu nedotýkejte) použijeme barvy Humbrol, nebo Unicol, tempery, fixy, na stíny i měkkou tužku, podle vlastní zkušenosti.

Výlisek s „žebrem”, po přehřátí desky, zde nevadí. Vznik žeber lze většinou omezit nebo i vyloučit přesunem forem, nebo umístěním drobnějších forem navíc na plochu tak, aby byla folie vytahována pokud možno rovnoměrně. Pokud vznikne žebro na využité části, nejprve ho z vnitřní strany podlepíme vteřinovým lepidlem (aby se spoj po čase nedeformoval) materiálem stejné tloušťky, pak žebro z vnějšku odřízneme, zabrousíme do roviny a zatmelíme buď tmelem na kity, nebo polyesterovým dvousložkovým autotmelem (jemným) a po vytvrzení a zabroušení postupně až 600 papírem Watterprof (pod vodou) a vysušením lehce přetřeme silně naředěným lepidlem z rozpuštěného plastu. Pokud jde ale o žebro na výlisku kabiny, výlisek použijeme na ochranný obal formy a pokus opakujeme - jakákoliv oprava průhledného dílu bude pravděpodobně ohavná.

Vysavač s nejmenším „rozumným” výkonem (lépe vyhoví nějaký starší ETA, ještě rozumně bytelně dimenzovaný bez tepelné ochrany), po minutě se přehřeje. Současné čínské hračky navržené často „na doraz” nejsou příliš vhodné. Rozhodující je velikost podtlaku a výdrž. Při lisování více dílů je vhodné vysavač chladit chodem naprázdno třeba na půl výkonu.

Některé starší vysavače umožňují pečlivým seřízením sací jednoty (přesnější vymezení vůlí) zvýšit dosahovaný podtlak.

Není úplně od věci používat nějaké pracovní rukavice, které snáší vyšší teploty - uchopit omylem horkovzdušnou pistoli za horkou výstupní trysku by vedlo na pekelně popálenou ruku, nespěchejte proto, všechno je potřeba precizně připravit, odstranit hořlavé předměty a látky z okolí akce a řádně větrat. Během ohřevu a vlastního tažení je ale nutné vyloučit průvan nebo jiný přísun chladného vzduchu.

Výlisek je i tak mnohem rychleji hotov než třeba laminováním.

Kde se dozvíte víc?

Formy, laminování, konstrukce - ABC lodního modelářství, m.s. Jiří Baitler a kol., 1965

Lití plastických hmot pro modeláře, ing. Vlast. Boublík, 1966

Co a jak s polyesterovými skelnými lamináty, M. Rejman, 1974

Časopis Modelář 9/1964

Modelář, ročenka, 1989

Časopis RC Modely a RC Revue poslední ročníky

Starší knihy jsou občas dostupné na Aukro.cz, modelářských bazarech, prodejně RC modely a antikvariátech - v průběhu času nic moc okolo vakuování v česku nevyšlo.

Folie Durofol, PSH nebo i ABS bývá k dostání v prodejnách Domácí kutil, nebo prodejen pro řemeslníky Řempo a podobně, použít lze i různé podložky pro modelování (nutno vyzkoušet), nebo u většího výrobce výlisků bývá možné se dohodnout a využít odřezky: lisy mívají unikátní formát, desky ale bývají třeba 1 x 1,5 nebo 2 m a na formát se obvykle ořezávají až podle lisu ve firmě, tzn. A4 formát může být i jako odpad.

Pro MoNaKo Mirek Filip