Odlitek z betonu

Odlitky z betonu

V tomto příspěvku se dozvíme o využití silikonových forem pro odlévání z betonu. Příspěvek o výrobě silikonových forem se věnoval výrobě forem za pomocí 3D tisku, které jsou pro tento účel ideální. 3D tisk zanechává, třebaže nepatrné, známky jednotlivých vrstev tisku, kvůli čemu není ani silikonová forma dokonale hladká. Vnější vrstva betonových odlitků, kterým se věnuji, je ještě zdrsněna smirkovým papírem, díky čemuž vyniknou drobné kamínky obsažené v betonové směsi, a proto nedostatky této technologie výroby silikonových forem nejsou problematické.

Betonová směs

Výběr betonové směsi pro odlévání se ukázal jako zásadní. Na internetu je možné nalézt betonové směsi pro umělecké účely, ovšem tyto směsi jsou několikanásobně dražší než "obyčejná" stavební směs. Také bývá jemnější, a proto se hodí především pro hladké odlitky.

Pro první pokusy s odléváním betonu jsem získal vzorek čerpatelného betonu značky HASIT, který se jevil jako ideální. Když jsem ovšem zakoupil celý pytel (pravděpodobně z jiné série), odlitky špatně usychaly, byly drsné, pórovité a při pokusu o extrakci z formy se často rozdrolily.

Špatná betonová směs

Po tomto neúspěchu jsem se rozhodl zkusit běžně dostupnou betonovou směs "Beton B20", která není primárně určena k čerpání. Výhodou této směsi je také fakt, že její cena je přibližně poloviční. Výsledek byl překvapivě dobrý. Na níže uvedené fotografii je vidět porovnání druhé várky původní směsi (odlitek vpředu) a odlitků nové směsi "Beton B20" (odlitek vzadu).

Parametr betonové směsi

Pro účely odlévání jsem věnoval pozornost dvěma parametrům a to doporučené aplikační tloušťce, která se u této směsi pohybuje v rozmezí 10-50 mm, což v případě malých odlitků není problém. Druhým parametrem je zrnitost, která je 0-4 mm. Větší zrnitost (např. 0-8 mm) by mohla způsobit drsnější povrch a také by mohly vznikat větší vzduchově kapsy a prohlubně.

Postup odlévání

Postup odlévání je vcelku jasný a netřeba o něm dlouze psát. Betonovou směs mícháme s vodou v poměru předepsaným výrobcem. V návodu bývá rozmezí množství vody na jednotku hmotnosti, já jsem volil vždy maximální doporučené množství vody z toho důvodu, aby směs byla více řídká a lehce zatekla do všech částí formy.

Při prvním odlévání může být těžké odhadnout vhodné množství směsi. Buď je možné začít s menším množstvím a postupně přimíchávat další nebo rovnou zvolit větší množství a zbytek poté znovu zvážit, aby při příštím odlévání nebyly zbytečné přebytky. Po ověření množství při dalším odlévání jsem si silikonové formy popsal hmotností směsi nutné pro její naplnění.

Při vlévání směsi do formy začínám (stejně jako při odlévání silikonu) v nejnižším místě formy a snažím se tohoto bodu co nejdéle držet. Pokud bych formu vléval ze dvou stran, mohla by v místě, kde se směs "sejde", vzniknout vzduchová kapsa.

Po odlití směsi do formy používám dřevěnou hůlku pro její rovnoměrně rozložení a případné udusání ve formě. Na formu posléze ještě mírně poklepu ze všech stran, aby se uvolnily případné bublinky.

Nemusím snad zdůrazňovat, že směs by ve formách měla schnout na vodorovné podložce. Pro minimální dobu schnutí mám ověřeno 24 hodin, ideální je však alespoň 48 hodin. Po této době snese odlitek i trochu hrubší zacházení a nehrozí jeho poškození.

Silikonová forma

Výroba silikonové formy

Pro sériovou výrobu specifických produktů se výborně hodí silikonové formy. Pochopitelně je rozhodující materiál produktu - musí se jednat o materiál, který je možné odlévat, jako třeba beton nebo pryskyřice.

Každý nový projekt začíná nápadem, který se dál rozvíjí.

Při návrhu modelu, který budeme chtít odlévat, se meze nekladou. Samozřejmě čím jednodušší model, tím snazší bude následná výroba formy. Ovšem i pro složité tvary jsou možnosti, jak formu vyrobit. Například je možné ji rozdělit na dva díly, což si ukážeme dále v článku.

Před realizací nápadu je nezbytný design výsledného produktu.

Prvním krokem výroby formy je tvorba modelu výsledného produktu. Jednoduchým příkladem je betonový svícen, který jsem navrhoval pro přírodní svíčky z včelího vosku pro Včelaříme!

Model produktu

Vytvořením modelu, který budeme chtít odlévat, nám vznikl pozitiv produktu. Silikonová forma bude tvořit jeho negativ. Dalším krokem tedy je vytvoření nádoby, ve které bude model umístěn, a která se následně vylije silikonem. Tato část návrhu je velice složitá v tom, aby výsledné stěny negativu byly dostatečně silné pro dlouhou životnost formy a zároveň musí být i dostatečně tenké na to, aby bylo možné odlitý produkt z formy "vyloupnout". Ve většině případů jsem se snažil o stěnu cca 5 mm. Na modelu dole je vidět i "vsádka" uprostřed formy na odlití silikonu. Ta nám jednak ušetří množství potřebného silikonu a také zajistí, že středovou část formy bude možné zmáčknout a snáze tedy vytáhnout z výsledného produktu.

Model formy pro odlévání silikonu

Dalším funkčním prvkem formy pro odlití silikonu mohou být kanálky pro odvod vzduchu v případě formy, kde by vznikly vzduchové kapsy.

Model formy s odvodem vzduchu

Pro realizaci projektu je třeba naplánovat technologie výroby nového produktu.

Technologie výroby formy je rozhodující pro její kvalitu a následně tedy i kvalitu povrchu výsledného produktu. Pro formy na odlévání z betonu jsem použil tisk na FDM tiskárně. Viditelnost jednotlivých vrstev v tomto případě není překážkou, jelikož povrch produktu jsem plánoval ještě obrousit smirkovým papírem, aby vynikly kamínky obsažené v betonové směsi. Pokud bychom chtěli hladký povrch betonu, případně formu pro odlévání pryskyřice s hladkým povrchem produktu, bylo by třeba použít MSLA tisk a povrch výtisku ještě dále vyhladit vhodnou povrchovou úpravou. V některých případech také hrozí chemická reakce silikonu s pryskyřicí, a proto je toto ošetření nezbytné minimálně primárním nástřikem například akrylové barvy.

Finální fází projektu je jeho fyzická realizace.

Forma na odlití silikonu

Pro tisk formy na odlití negativu ze silikonu byly použity různé vzorky a zbytky filamentů, ať už PET-G nebo PLA, protože silikonová forma se z výtisku po zatuhnutí musí "vyštípat" a není již znovu použitelná. Proto nezáleží na vzhledu. Výška vrstvy tisku byla nastavena na 0,2 mm při průměru trysky 0,4 mm.

Silikonová forma

Pro odlití první silikonové formy jsem vybral dvousložkový silikon pro začátečníky, který nevyžaduje vakuovou vývěvu, ovšem jeho cena je přibližně třikrát vyšší než u "obyčejného" dvousložkového silikonu pro výrobu forem. Pro následnou výrobu dalších silikonových forem jsem již použil "základní" silikon bez vakuové vývěvy. Z toho důvodu se ve formě místy vyskytují malé bublinky, což ovšem není problém při použití pro odlévání z betonu, jehož povrch nemusí být dokonale hladký.

Odlévání silikonu do formy

Silikon namícháme dle návodu výrobce a odlijeme do připravené formy. Při odlévání je třeba začít s nejníže položeným místem a dbát na to, aby silikon zatekl do všech částí formy. Poté je možné ještě s formou potřást, aby silikon skutečně zatekl do všech skulin, což pomůže také uvolnění případných bublinek. V ideálním případě by bylo vhodné následně použít vakuovou vývěvu pro jejich úplnou eliminaci, ale jak už jsem napsal, není to podmínkou.

Pokud je forma pro odlévání silikonu tvořena více částmi, je třeba je do sebe důkladně zafixovat, aby vztlak silikonu "nevyplavil" horní část formy. Při extrakci silikonové formy z výtisku jsem v některých případech použil troubu, aby plast změkl a bylo jednodušší ho odstranit. Jak jsem také uvedl, některé formy jsou tvořeny více částmi. Tento příklad naleznete u formy v následující fotogalerii. Pro tuto dvoudílnou formu jsem také vytiskl podporu pro odlévání betonu, která zabrání převrhnutí formy a zároveň fixuje na pozici vnitřní díl silikonové formy na správném místě (středu) před samotným odlíváním produktu (poslední fotografie).