La publicación de hoy estará dedicada al trabajo con fotopolímeros calcinables. Durante el proceso, imprimiremos un modelo en una impresora 3D y luego lo transformaremos en un objeto de metal. Fundiremos plata, bronce y latón. Veremos cuán importante es el modo del ciclo de calcinación y a qué puede llevar su incumplimiento. El fotopolímero calcinable resultó ser bastante específico, a diferencia de la cera de inyección, lo que requiere comprender muchos de los procesos que tienen lugar allí.
La marca específica del fotopolímero calcinable es GORKY LIQUID CASTABLE LSD. El color de la resina es amarillo transparente, el fabricante afirma que es excelente para la fabricación de modelos de implantes dentales y joyas. En una de las publicaciones anteriores analizamos las particularidades y matices de la impresión con diferentes fotopolímeros; cada resina resultó ser única a su manera, por lo que recomiendo verla a quienes no la hayan visto.
La tarea de hoy será fundir un llavero con la forma de un signo de riesgo radiológico, tomado del recurso Thingiverse. El modelo tiene dimensiones bastante grandes inicialmente, lo que requerirá una mayor cantidad de plata. En el programa, reducimos las dimensiones del artículo en un 30% y enviamos el archivo a imprimir. La altura de la capa aquí es de 50 micrones, el tiempo de impresión es de aproximadamente una hora en la impresora fotopolimérica CREALITY HALOT-SKY. Lo lavamos en un baño ultrasónico y vemos el resultado.
En la etapa inicial de preparación para la fundición, es necesario instalar bebederos de cera de inyección en las piezas. El caso es que este fotopolímero no se funde, sino que al contacto con la punta del soldador se convierte inmediatamente en un ligero humo, saltándose la fase líquida. Hacer bebederos de cera es bastante sencillo, basta con vulcanizar un par de varillas del diámetro necesario. La ejecución específica es bastante tosca, pero no afectará el resultado de las fundiciones.
En un par de horas, se acumuló un puñado de modelos en la mesa, listos para el trabajo y la defensa. Toda la operación se llevó a cabo mientras veía la serie «Stranger Things» en compañía de un buen té verde francés. Paralelamente, se están preparando otras piezas de cera para la fundición de objetos históricos a petición de unos conocidos.
Quizás esta fue la fundición más grande en la historia del canal, con la preparación de varias ediciones por adelantado. Paralelamente a la impresión del fotopolímero calcinable, se intentó vulcanizar el modelo para obtener un molde preciso, pero, lamentablemente, los restos de la goma de joyería estaban caducados y todo el trabajo se fue al traste.
Bajo los videos antiguos, a menudo preguntan por los planos y el esquema eléctrico del vulcanizador. Aquí está el archivo con los archivos necesarios. El esquema de control está construido sobre la base del microcontrolador Attiny2313 y el sensor digital de temperatura DS18B20. Este mismo esquema se utiliza como automatización en el proceso de rectificación de alcohol etílico en condiciones domésticas.
Antes de verter, el crisol debe ser envuelto con cinta adhesiva, de lo contrario, la composición de moldeo se escapará por completo durante el vacío. El modelo, ya fijado en plastilina, se cubre con un trozo de tubería y se rellena con la mezcla de moldeo. A menudo veo comentarios: «¿Qué tipo de yeso estoy usando?» No es yeso, sino una mezcla especial de joyería Prestige ORO, con una proporción de agua y polvo de 1 : 2.5. La composición está seleccionada específicamente para una contracción mínima durante el proceso de calcinación. Vertemos el polvo en el agua, luego mezclamos todo rápida y cuidadosamente; los grumos son inaceptables aquí.
El tiempo de vida de este cóctel es de ocho minutos. En este tiempo, hay que mezclar todo, aspirar la mezcla durante unos minutos para eliminar el exceso de burbujas, verterlo todo en los crisoles y volver a aspirar todo este «barro». Anticipo que este procedimiento elimina por completo las «bolitas» en las fundiciones. Antes, sin este equipo, tenía problemas con esto.
Preparación de los crisoles antes de la fundición. Retiramos la cinta, ya que no la necesitaremos más. Los bebederos en forma de clavos son más fáciles de quitar si se sumergen previamente en cera, y el calentamiento externo permitirá extraer el metal sin dañar los canales. Con una broca, hacemos un pequeño avellanado en los orificios. Es importante que no entre suciedad. Los crisoles deben ser etiquetados. Si no se hace este procedimiento, luego es imposible saber qué hay dónde; una vez me equivoqué en esta etapa.
Ciclo de calcinación. El termopar tipo K es algo extremadamente engañoso: los finos se rompen constantemente después del calentamiento y requieren reparación, mientras que los gruesos, para colmo, tienen una inercia colosal y pérdidas de calor a través de los contactos metálicos que sobresalen del exterior de la carcasa.
Esto llevó a que, en lugar de los 700 grados establecidos, el horno alcanzara los 830. Un caos total. A veces, abrir la puerta del horno te incineraba como a Sarah Connor durante un apocalipsis nuclear. Este régimen de calcinación no es adecuado, ya que la mezcla de moldeo puede agrietarse y provocar rebabas en las fundiciones. Ni hablar de la quema de cables a temperaturas críticas; los contactos deben colocarse lo más lejos posible del punto de calentamiento.
Un simple ejemplo de cómo miente un termopar grueso. Una diferencia de más de 20 grados en el primer nivel de calcinación. Hubo que ajustar las temperaturas experimentalmente. Cada vez me acuerdo de Timofey de la fundición ARIMF cuando enciendo la calcinación en este horno. El termocontrolador es su creación, que se ha ganado la reputación en muchas fundiciones. Recientemente ha publicado un nuevo vídeo en su canal, ¡lo recomiendo a todos!
Después de ajustar las temperaturas, los 740 grados necesarios se alcanzan a 655. Las mediciones coincidieron tanto con un termómetro independiente con termopar como con un pirómetro.
Junto a cada mezcla de moldeo, el fabricante adjunta instrucciones con el ciclo de calcinación. Aquí hay un ejemplo sencillo para nuestra composición. Aquí se ven niveles de temperatura específicos en un tiempo determinado. Todo el proceso lleva 15 horas. El gráfico azul para fotopolímeros me sorprendió mucho, ya que, en teoría, con un calentamiento instantáneo a 500 grados, el crisol debería romperse en pedazos debido a la enorme cantidad de humedad en su interior. Y en las instrucciones del fotopolímero Gorky Liquid, el ciclo difiere de lo que declara el fabricante de la mezcla de moldeo Prestige ORO. Y uno no sabe a quién creer. Procederemos, como siempre, por vía experimental.
Para empezar, es necesario determinar a qué temperatura se quema el fotopolímero. Para ello, en el horno de fusión de metales, aumentaremos gradualmente las revoluciones y observaremos cuándo el anillo de joyería comienza a evaporarse. El cambio de color del modelo comenzó a los 350 grados. Además, esto parecía extremadamente místico: el anillo se oscurecía gradualmente, manteniendo su forma original hasta que se convirtió en un montón de carbón que ya no se quemaba.
¿Cómo es posible? En la publicación anterior mostré que esta resina se quema sin dejar el más mínimo rastro, y aquí sucede esto. No entremos en pánico. Repetí el experimento colocando el anillo en el horno ya caliente. La pieza desapareció en un par de horas, dejando solo una mancha negra en el fondo del crisol. Parece que el fotopolímero, al calentarse lentamente, se aniquila en presencia de oxígeno. Tuve que abrir el horno muchas veces durante el primer experimento y eso convirtió la pieza en carbón.
Imprimimos modelos adicionales para experimentos. Tomaremos un broche de estilo vikingo y lo colocaremos para verterlo junto con un modelo de cera normal. Una lata de aceitunas actuará como crisol. Se probaron diferentes ciclos de calcinación y, en consecuencia, simplemente no tuve tiempo de encontrar latas de metal en los basureros locales.
Todo el proceso debe realizarse en un lugar bien ventilado, de lo contrario, el olor que emana de las rendijas del horno apestará todo. Por eso, la calcinación se realiza con aire acondicionado. No hace falta que la caja se sobrecaliente. Esto es solo un tercio de los crisoles que se preparaban para la fundición, por así decirlo, producción en masa…
Tenemos tres crisoles. El último tiene menos grietas, y esto no es casualidad; vamos a entender por qué. Primera muestra. La lata de aceitunas cruje en las manos como papas fritas durante un partido de fútbol. El acero se ha convertido en polvo. Rompemos el «plato» resultante por la mitad y vemos qué hay dentro.
Este ciclo de calcinación duró 7 horas y fue antes de la corrección de la temperatura del horno. La superficie de la masa de moldeo aquí se parece al blanqueado de un techo en una bodega; todo está agrietado. Ahora lo más interesante. Al llegar a la pieza de cera inyectada, se presentó una imagen completamente diferente. No le afectó en absoluto la interrupción del ciclo de calcinación; la superficie es lisa y no tiene defectos visibles.
Abrimos el segundo crisol, tiempo de calcinación 8 horas, la temperatura se eligió al azar. ¿Qué de interesante había dentro? Un mismo crucifijo de cera inyectada sobre una base común mostró un resultado impredecible, una superficie perfecta y la otra cubierta de caspa. Además, uno de los crucifijos se agrietó.
Abrimos la última lata de maíz. Este ciclo duró 10 horas y estuvo cerca de las recomendaciones del fabricante. Esta muestra explica mejor por qué el fotopolímero destruye la superficie interna. La cuestión es que, si el crisol no se seca lo suficiente, queda una pequeña cantidad de humedad en la composición. Al quemarse la resina y entrar en contacto con el agua, la superficie de la mezcla se rompe en forma de «salchicha».
Por lo tanto, la conclusión es que las etapas iniciales de secado deben prolongarse al menos un par de horas más allá de lo recomendado por las instrucciones, esto es especialmente relevante para crisoles grandes.
El coeficiente de metal para cera de joyería y plata es de 1 a 11. Es decir, si la pieza de cera pesa 1.56 gramos, se multiplica ese número por 11, se añaden un par de gramos para el bebedero y se obtiene la cantidad de plata necesaria para la futura pieza. Para el fotopolímero, esta relación es de 1 a 7.5, ya que es significativamente más denso que la cera.
Bueno, procedamos con el oficio de la fundición. Recomiendo adquirir guantes resistentes al calor para estas tareas, ya que la radiación infrarroja del horno de mufla puede quemar las manos hasta el estado de brocheta en un par de segundos, y en el aire se percibe un claro aroma a pelo quemado.
Para evitar que el metal se oxide durante la fusión, lo espolvoreamos con bórax; al calentarse, este se expande como palomitas de maíz y se dispersa por los alrededores. Si la cantidad de metal es grande, se calienta con dos sopletes. Y luego, como siempre, el clásico proceso con la taza y la fundición centrífuga.
La primera vez es la más difícil. Subllenado debido a un cálculo incorrecto de los coeficientes de plata y fotopolímero. O fui tacaño con la plata, ya no recuerdo. Segundo intento y también subllenado, esta vez la plata perforó el fondo del crisol y se derramó parcialmente en la taza. No llené lo suficiente la mezcla de moldeo.
Para fundir metal se utiliza gas MAPP, que proporciona una temperatura máxima de llama de aproximadamente 1900 grados. Honestamente, no noté tales temperaturas, pero calienta bien en comparación con un soplete de butano común.
Esta vez, puse plata de sobra. Espolvoreo el contenido con bórax para que el metal no se oxide en la llama del soplete y lo caliento durante unos minutos para que tenga una reserva de temperatura. El momento más emocionante. Como no era el primer intento de fundición, en mi mano derecha empezaron a formarse callos, y mi esposa ahora está de viaje).
Los procedimientos con agua demostraron que una nueva pieza había aparecido; hay que extraerla y lavarla con agua. Sorprendentemente, el modelo se llenó completamente al tercer intento, lo cual es muy satisfactorio.
Luego usé restos de bronce antiguo, que se utilizó en una de las películas anteriores donde fundimos un celta de bronce. No preguntes cómo conseguir ese bronce; es una historia larga y hay mucho de qué hablar aquí.
Fundimos el bronce con dos sopletes de gas, rociando el contenido con bórax y vertiendo todo en una lingotera de grafito. No sé el coeficiente de bronce y fotopolímero, la cantidad de metal la tomé a ojo. Movemos la taza. Una vez, vi a mi vecino por la ventana, observando este proceso desde la casa de al lado. Claramente no entendía lo que pasaba, pero me miraba fijamente. ¡No hay que mirar por las ventanas ajenas!
La fundición, sorprendentemente, salió al segundo intento; en el primero me olvidé de encender la grabación de vídeo en la cámara, pero allí todo fue un desastre, no calenté el metal lo suficiente.
También intentaremos fundirlo en latón. El latón de fundición se puede obtener de accesorios de fontanería; en este caso concreto, se trata de un tapón de tubería. Tras calentarlo durante un par de minutos, la pieza empezó a ceder y a gotear hasta el fondo del crisol. Desde niño soñaba con domar el metal y convertirlo en algo inusual.
Al fundir el latón, me vino a la mente una discoteca escolar de los años 2000, donde sonaban canciones del grupo «Ruki Vverh», había un generador de humo y un estroboscopio que parpadeaba hacia la multitud de adolescentes drogados que no entendían el sentido de su existencia sin sentido. A menudo me pregunto: ¿Qué quedará de todo esto dentro de mil millones de años? Claramente, nada bueno. Con ese pensamiento me despierto cada mañana.
El latón aparentemente se fundió y dejó en la superficie unas coloridas manchas de color amarillo brillante. Respirar zinc es muy saludable, ¡así que no recomiendo realizar esta terapia regularmente! Enfriamos el crisol en agua fría. A primera vista, todo es excelente. Se ve el signo de peligro radiológico. Pero, de hecho, nos espera una decepción. Parece que el metal se solidificó en el crisol justo mientras se movía la taza. Todo se fundió excepto la parte superior, claramente el metal no se calentó lo suficiente.
Como resultado, se ha reunido una colección de piezas tan maravillosas y variadas. Algunas irán a refundición, y otras se someterán a un procesamiento posterior. Cocemos las piezas en ácido cítrico. Al inspeccionar el metal en detalle, los bordes de las piezas llaman la atención. En la plata, son afilados, correctos. En el bronce, los ángulos son débiles, suavizados. La fluidez de la plata es claramente superior.
Procesamiento de piezas. Se utiliza la artillería pesada en forma de limas y limatones. Es necesario eliminar los restos del sistema de bebederos y nivelar todas las superficies. Durante una inspección detallada, se encontró una cavidad en el metal en la parte posterior de la pieza. La rellenaremos con soldadura para soldar con un contenido del tres por ciento de plata. El color del metal será diferente, pero no es crítico. Con una punta de diamante, eliminamos las rebabas en los valles del relieve. Las superficies planas se alisan con papel de lija. Al principio, usamos grano grueso, y luego fino en orden decreciente.
Al final, se utilizó una piedra de agua de grano fino; la superficie quedó satinada con pequeños arañazos. Este método de procesamiento se aplica a menudo a las hojas de cuchillos. Todo el polvo de plata generado durante el procesamiento del metal no se desecha, sino que se recoge en una bolsa separada para su posterior refundición. Como resultado, de esta «basura» se obtuvo una gota de un par de gramos. Los residuos se convierten en ingresos, como se dice.
Paralelamente, se pule la superficie de la pieza de bronce con papel de lija. Esta vez, la superficie se hará mate utilizando ácido nítrico al 30%. Diez minutos y listo. Así quedaron las piezas. Una de plata y la otra de bronce que estuvo miles de años bajo tierra.
Pasemos al capítulo más interesante de la narración. La transformación de una pieza en un artefacto. Para ello, necesitamos polvo que brille en la oscuridad. Se puede conseguir en relojes soviéticos antiguos o interruptores. Recogemos la masa luminiscente de acción permanente a base de radio 226 en una bolsa separada y… ¡Es broma! Este pigmento luminiscente se vende en AliExpress.
Lo mezclamos con resina epoxi y, con la ayuda de una jeringa, vertemos la mezcla en el hueco del llavero. La epoxi es bastante líquida y se extenderá por todo el dibujo por sí misma. Al cabo de un día, obtenemos dos artefactos luminosos. Un par de minutos de trabajo y los llaveros se pueden colgar en las llaves. Es sorprendente cómo un modelo simple impreso en una impresora 3D casera puede convertirse en un objeto de metal.
Mientras cargaba el luminóforo con una linterna ultravioleta, noté que la mezcla de moldeo en el fondo comenzaba a fluorescer con un hermoso color amarillo. Los lugares donde se encontraban los modelos de cera brillan significativamente menos. Curiosamente, la mezcla de moldeo fresca no posee propiedades similares; estas se manifiestan solo después de la calcinación y en esta toma se ve claramente.
Para su información. La filmación de este episodio duró poco más de un mes. Tuve que repetir 3 ciclos completos de calcinación de crisoles para entender por qué la superficie del fotopolímero calcinable se descascara. La plataforma donde se realizó la calcinación, después de todos los experimentos, se desintegró en polvo; el metal se parecía a una torta seca que se rompía fácilmente con las manos. El llavero resultante es completamente seguro; su radiación no excede los campos de radiación en Chernóbil.
Paralelamente, se llevó a cabo la filmación de la fundición de piezas para futuros proyectos. En total, se utilizaron más de cien gramos de plata antigua. Durante el proceso, sufrí un par de quemaduras con el soplete. En el futuro, se planea modernizar el equipo de fundición, se construirá un inyector de cera con calentamiento y una copa de fundición al vacío para fundición al vacío.
