02 июля 2014

Изготовление деталей из карбона в домашних условиях

При увлечении микровертолетами иногда возникает необходимость изготовить небольшие плоские детали из карбона. Мне приходится делать их вручную, так как до собственного фрезерного станка еще нужно созреть. Основная проблема при этом - максимально точно перенести рисунок детали на карбоновую пластину. Например, сейчас я занимаюсь изготовлением крепления бесколлекторного двигателя к раме вертолета WLToys V933, он же HiSky HCP80. Точность изготовления детали должна быть очень высокой. Попробую рассказать, как этого достичь в домашних условиях без какого-либо специального инструмента.

Сначала создаю макет детали в векторном редакторе Inkscape. Можно это делать в любом редакторе, поддерживающем векторную графику, главное чтобы размеры нарисованной детали соответствовали размерам реальной.


Затем я привожу макет к печатному виду. Отмечаю центры отверстий, заливаю необходимые области и размножаю макет. Несколько копий нужно для того, чтобы не переводить бумагу, на которой будет выполняться печать, так как в моем случае ее приходится добывать.


Для печати используется специальная бумага - подложка от различных самоклеящихся пленок. Например, от обложек учебников, пленок для оклейки мебели. Печатать надо на лазерном принтере. Бумага очень гладкая, принтер ее по своей воле не будет протягивать, поэтому нужно подложить под бумагу лист обычной офисной и загнуть кромку.


Печать нужно выполнять в максимальном разрешении, на которое способен принтер. После печати лучше не трогать рисунок, чтобы на нем не оставалось жирных пятен от пальцев рук.


Следующий этап - подготовка фольгированного одностороннего текстолита, из которого и получается шаблон. По нему будет вырезана деталь из карбона. Зачем такие сложности? Текстолит твердый, рисунок не поведет, центры отверстий будут на месте и необходимая точность будет достигнута. Я использую тонкий текстолит толщиной 0.5мм.

Отрезаю заготовку необходимого размера. Такой тонкий текстолит можно резать ножницами. Затем нужно подготовить фольгированную поверхность для переноса на нее рисунка. Для этого беру обычную губку, которой жена моет посуду, смачиваю ее моющим средством и натираю до блеска заготовку. Это позволит обезжирить поверхность и убрать окислы. Смываю моющее средство, аккуратно промокаю остатки воды сухой салфеткой. Стараюсь не трогать руками подготовленную поверхность, чтобы не осталось жирных пятен от пальцев рук.

Осталось наложить рисунок на текстолит и обрезать лишнюю бумагу.  Для фиксации рисунка я использую обычную фольгу. Достаточно один раз обернуть заготовку с рисунком. При нагреве фольга позволит более равномерно распределить тепло так, чтобы заготовка прогрелась одинаково хорошо во всех местах.


Нужно расположить заготовку на ровной твердой поверхности и сверху накрыть листом обычной бумаги, чтобы не портить поверхность утюга. Осталось прогреть бутерброд так, чтобы рисунок из тонера прилип к поверхности фольгированного текстолита.

Для обычного домашнего утюга я выставляю температуру в центре ползунка, между шерстью и шелком. Грею примерно минуту, умеренно надавливая и немного двигая утюг. Сильно давить не надо, от этого тонер расплющится и будет не тот результат, который ожидается. Затем даю бутерброду спокойно остыть. Разворачиваю фольгу и аккуратно начинаю отделять бумагу от заготовки. Если все в порядке, то перехожу к следующему этапу. Если нет - то просто стираю тонер с заготовки ацетоном и пробую все сделать по новой. Если есть небольшие огрехи в отпечатке, например где-то в некритичном месте тонер не прилип к заготовке, то это можно исправить тонким несмываемым маркером.

Нужно вытравить лишнюю медь с заготовки, чтобы образовались ощутимые края детали. Для этого я использую раствор хлорного железа. Раствор не сильный. Сильным раствором может испортить края шаблона, а они тут - самое важное. При вытравливании я слегка помешиваю раствор, чтобы медь с шаблона убиралась равномерно. По окончании травления промываю все от остатков раствора. Затем убираю тонер с заготовки с помощью ацетона. Все, заготовка почти готова.

Дальше можно поступить по разному. Можно сразу разместить шаблон на карбоне и обрабатывать все вместе, а можно сначала полностью обработать шаблон и примерить его по месту установки. И если все в порядке, то приступать к изготовлению детали из карбона. Я предпочитаю второй вариант.

Сначала с помощью дремеля вырезаю шаблон, но до краев оставляю небольшой зазор на обработку. Заканчиваю обработку с помощью надфилей. Почему сразу не сделать все дремелем? Когда нужно получить высокую точность, то при работе надфилем я слышу и чувствую, когда он начинает царапать медь шаблона, а при работе дремелем - нет.


После примерки шаблона, если все в порядке, то настало время изготовить уже настоящую деталь из карбона. Закрепить шаблон на заготовке можно с помощью суперклея. Шаблон приклеивается в нескольких точках. Нет смысла наносить клей на всю поверхность.


Дальше деталь так же вырезается дремелем с небольшим запасом и доводится вручную надфилями. По шаблону сделать это легко.

Как же теперь разъединить готовую деталь и шаблон? Самый простой и эффективный способ - замочить в ацетоне. Но поскольку ацетон сейчас купить практически нереально, то приходится искать более доступные средства. Суперклей растворяется жидкостью с названием "Димексид", которая продается в аптеках. Замачивать в ней надо долго. После разделения детали и шаблона, деталь нужно еще подержать в растворителе, чтобы полностью удалить остатки суперклея.


В результате поверхность детали не пострадает и будет такой же блестящей, как и была. Вот и результат:


Установка детали не требует никакой подгонки, если расчет шаблона был верным.


Способ довольно трудоемкий, но при определенном навыке деталь можно изготовить за пару вечеров.