Изготовление корпусов приборов

При разработке штучных и экспериментальных образцов оборудования, наступает время, когда приходится задумываться над корпусом прибора. Именно от внешнего вида представленного изделия зависит первое впечатление у потенциального заказчика. Заказ единичного или мелкосерийного корпуса по индивидуальным чертежам чреват большими денежными затратами, и не каждый может себе это позволить. А использование стандартного корпуса - это шаблонный подход, и он не позволяет как-то выделить свое изделие на фоне «самоделок».

Предлагаемая ниже технология позволяет изготовить приличные корпуса для штучного или мелкосерийного производства.

Для изготовления корпуса, понадобится вакуумная установка - ее придется изготовить. Для этого вам понадобится старый компрессор от холодильной техники, либо воздушный. Если используется воздушный компрессор, то необходимо заменить пружины на впускных клапанах на более слабые, для снижения путевых потерь. При использовании любого компрессора в качестве вакуумного насоса, нужно организовать сбор капель масла, которые неизбежно и в большом количестве будут выбрасываться через нагнетание. В авторском варианте это стальная емкость 1л, забитая плетеной сеточкой для мытья посуды в которую заведен «выхлоп» компрессора. Нижняя часть этой емкости соединена металлопластиковой трубой с картером компрессора для стока осевшего масла обратно в компрессор. Для выхода откачанного воздуха в верхней части этой емкости необходимо предусмотреть отверстие d16 мм со штуцером, на который надевается шланг и выводится за пределы помещения. Если у вас есть форвакуумный насос, то все эти изыски, понятно, ни к чему, поскольку каждый будет исходить из имеющихся материалов и воможностей. Далее будет описан авторский вариант вакуумной установки.

Следующей частью установки является вакуумный колпак – это емкость, в которой собственно и происходит процесс вакуумной пропитки и формовки. У нас он изготовлен из нижней части газоновского вакуумного усилителя, корпуса пылесоса «Вытязь» и стеклянной вставки от стиральной машины горизонтальной загрузки.

В нижней части колпака выполнен сальниковый ввод для подвода прозрачной трубки d6 мм, по которой внутрь колпака будет подаваться эпоксидная смола. В качестве сальника использована кран-букса от отечественного водопроводного крана, в качестве уплотнения кран-буксы используется кусочек резинового шланга подходящего диаметра.

После того, как трубка вставлена, уплотнительная гайка затягивается ключом, резинка сжимается и уплотняет трубку.

Откачивание воздуха из-под колпака производится через штатный патрубок нижней части вакуумного усилителя, который через переходную емкость (баллон от огнетушителя ОУ-2) соединен с входом вакуумного насоса. Промежуточная емкость необходима на случай протечки эпоксидной смолы из формы, чтобы вакуумный насос не был залит смолой.

Верхний колпак образован верхней частью пылесоса, к которому на аквариумном герметике приклеено стекло от дверки стиральной машины. Прозрачный верх необходим для визуального контроля процесса формовки.

В качестве регулятора скорости подачи эпоксидной смолы служат ручные тисы, которыми пережимается трубка подачи эпоксидки. Основанием для вакуумной установки служит корпус стиральной машины «Рига».

Внутри корпуса смонтирован вакуумный насос и промежуточная емкость, а таже два крана.

Верхний кран на фото служит для подключения колпака к промежуточной емкости, а нижний, игольчатый, включен между входом и выходом вакуумного насоса и служит для регулировки разрежения. Сверху на вакуумном столе установлен вакуумметр для контроля разрежения. На боковой стенке корпуса смонтирован выносной индикатор уровня масла в насосе, изготовленный из стекла прожекторной галогеновой лампы.

Будем считать что с вакуумной установкой разобрались.

Для изготовления формы вакуумного формования, нам необходимо изготовить мастер-модель. Лучше всего использовать готовый полуфабрикат, в нашем случае подошел судок.

Судок был расчерчен согласно видению будущего корпуса, а из средины были приклеены двухсторонним скотчем пенопластовые бобышки под крепеж передней панели и каналы подачи эпоксидной смолы в разные точки формы (важно! каналы необходимы, без них эпоксидка не успевает распределиться по всему объему формы). Также нужно учесть все углы на бобышках, чтобы будущий корпус можно было вытащить из формы. Для экономии эпоксидной смолы для формы из ДСП был вырезан вкладыш внутрь судка, и изготовлена наружная образующая из того же материала. Нижней частью матрицы служит кусок стеклотекстолита. Блоки ДСП были стянуты шурупами, щели на будущей матрице были замазаны пластилином, a мастер-модель покрыта разделительным слоем вазелина. Далее в образующую матрицы была залита эпоксидка с серебрянкой, в качестве наполнителя. В эту ванную была аккуратно опущена мастер-модель (судок). Внутрь судка была также залита эпоксидка с наполнителем, в которую была опущена внутренняя часть образующей из ДСП. Все это хозяйство прижимается грузом до полимеризации эпоксидки. После затвердевания (не полного, а часов через 12), в деревянные части формы заворачиваются шурупы для вытаскивания, и форма греется до 50С. После чего форма разнимается, и остатки мастер-модели извлекаются, форма обрабатывается и изъяны шпаклюются, после чего становится похожа на такую:

В центре пуансона сверлится сквозное отверстие для подачи сжатого воздуха при извлечении готовой детали. При отливке, его изнутри замазывают пластилином. Поверхности пуансона и матрицы деталей матуют мелкой шкуркой, и покрывают в три слоя пчелиным воском, разведенным в бензине (лучше в «галоше» Б-70), для создания разделительного слоя.

В нижней части матрицы находится штуцер на резьбе, для подачи эпоксидной смолы внутрь формы.

После высыхания разделительного слоя, можно переходить к следующему этапу.

Стеклоткань нарезается на лоскуты прямоугольной формы, с таким расчетом, чтобы перекрыть всю поверхность пуансона. В центре каждого лоскута вырезается отверстие для подвода эпоксидной смолы (из штуцера). После этого, стеклоткань отжигают для удаления парафина, которым она пропитывается при изготовлении. Резать стеклоткань после отжига не стоит, и теребить тоже (с нее отрываются мелкие ворсинки стекла и поднимаются в воздух). Дальнейшие действия необходимо выполнять в респираторе. Пуансон ложится рабочей частью вверх и на него укладываются в три-четыре слоя лоскутов из стеклоткани отверстиями посредине, а под них узкие лоскутки по углам пуансона. После этого наверх одевается матрица, и сильно прижимается. Вворачивается штуцер, и на него одевается трубка подачи эпоксидной смолы. На этом подготовительные операции закончены - можно помещать форму в вакуумную установку.

Трубка пропускается через сальниковое уплотнение, через ручные тисы, и через отверстие в деревянной планке опускается на дно металлической емкости для эпоксидной смолы. Емкость должна быть металлическая с широким дном, иначе смола вследствие малой теплопроводности саморазогревается и через 20 минут мы имеем дымящийся кусок полимеризовавшиейся перегретой смолы прямо в этой емкости. Плохой вариант - баночка из под маслин, обрезок пластиковой бутылки и т.д. Колпак установки закрывается, ручными тисами зажимают трубочку подачи эпоксидки и включают установку.

Устанавливают по вакуумметру разрежение -0.8 атм, ниже нельзя, иначе смола будет вскипать, а при большем давлении можно не уложится во время заливки формы - смола минут через 40 загустеет и не пойдет в форму.

После того, как давление установилось, начинаем открывать подачу эпоксидки, и устанавливаем скорость течения ее по трубке примерно 1 см/сек (при трубке d4,5 мм) по микропузырькам воздуха.

Теперь присматриваем за уровнем в емкости с эпоксидной смолой, и не допускаем засасывания воздуха в трубку. После того, как эпоксидная смола равномерно показалась из формы под колпаком, трубку подачи смолы пережимают, и установку выключают. Разрежение сбрасывают, колпак вскрывают, придавливают пуансон грузом 10 кг, и оставляют на 12 часов для затвердевания. Затем форму помещают вот в такую печку:

Это медицинский воздушный стерилизатор, очень рекомендую, но можно использовать и другую печку. Форму греют до 70 С, воск разделительного слоя становится жидким, после чего выворачивают штуцер подачи эпоксидки, и в это отверстие подают сжатый воздух от компрессора 0,6-0,8 МПа. При этом форма должна разъединиться. Ту же операцию проделывают и с пуансоном, подавая воздух через специальное отверстие (см. выше). Пластилин, которым оно было залеплено при такой температуре, становится жидким, и не является препятствием для воздуха. Если же он не прогрелся, то можно проткнуть пластилиновую пробку прутком.

В результате этих операций имеем готовую отливку корпуса с бобышками:

На фото показана заготовка, уже обрезанная от бахромы стеклоткани и лишнего стеклопластка. Теперь необходимо сформировать второе дно для батарейного отсека. Нижняя часть корпуса отрезается (это будет крышка). Теперь придется первым экземпляром корпуса пожертвовать для изготовления формы отливки второго дна. Отрезанную крышку моем от остатков воска и пластилина, шкурим. Далее вырезаем из ДСП вкладыш по внутреннему размеру крышки, укладываем его внутрь, и заливаем эпоксидкой (вкладыш необходимо придерживать возле дна упорами из тонкой проволоки, иначе он всплывет).

Всю эту процедуру необходимо производить на горизонтальной поверхности, выверенной уровнем. Эпоксидной смолы наливают ниже краев крышки на 4-5мм. Когда смола застывает, поверхность эпоксидки матуют и покрывают разделительным слоем из воска. Эту конструкцию вставляют с усилием внутрь судка–прототипа, лишние части судка обрезают.

Теперь изготавливаем еще один корпус по описанной выше технологии, отрезаем дно, все моем, чистим и шкурим. После этого, плотно вставляем верхнюю часть корпуса в данное приспособление. Устанавливаем на горизонтальную поверхность и заливаем внутрь 100 г эпоксидки. Для придания большей прочности перегородке, топим несколько лоскутов отожженной стеклоткани таким образом, чтобы они касались боковых поверхностей корпуса.

После отвердевания эпоксидки, греем и извлекаем верхнюю часть корпуса со сформированным дном батарейного отсека.

Крышка и корпус совмещаются, и наружные поверхности обрабатываются виброшлифмашинкой.

Для сокрытия микродефектов и придания фактуры наружной поверхности корпуса, используется автомобильная «боди», которая распыляется из специального пистолета.

После покрытия «боди», корпус сушат, сглаживают острые углы покрытия мелкой шкуркой (шкурить обязательно, иначе будет похоже на покраску с песком) и красят из пульверизатора нитрокраской НЦ-32. В батарейный отсек монтируют контейнеры для батареек и элементы крепления крышки.

Корпус в сборе.

На этих фотографиях хорошо видно фактуру корпуса:

А вот так выглядит собранный прибор:

Все операции с эпоксидной смолой производятся под вытяжкой.

Выхлоп вакуумного насоса также необходимо завести под вытяжку или за пределы помещения.

 

Jurakez, 2010 г.