18. Изготовление литой ванны из искусственного камня.

Особенности и секреты изготовления литьевых изделий «ВАННА». Типы ванн, технические решения в оснастке, получение качетвенных изделий при оптимальных затратах.

1.6

Косенков Андрей Владимирович

www.мастерфорум.композиты.рф

         Если в поисковике сделать запрос: «ванна из искусственного камня», то мы увидим, как велико смешение понятий по этому термину. Здесь и стеклопластиковые ванны покрытые белым гелькоутом, или смесью декоративных гранул, и ванны, залитые по технологии двустороннего глянца, и даже акриловые гидромассажные ванны, усиленные стеклопластиком. Не буду сейчас распространяться, насколько это «не каменные ванны».  Здесь налицо стремление выдать дешевый товар за что-то «стоящее», и получить суперприбыль с валовой продажи «ширпотреба».

Другая крайность – это ванны, вырезанные из цельного природного монолита. Не стоит, наверное, упоминать, что это далеко не «товары народного потребления», такая роскошь доступна крайне немногим, и остается для большинства из нас всего лишь красивыми картинками в интернете. К слову, в ваннах из натурального камня, цельноточенных из единого куска мрамора, гранита и прочего, далеко не все сплошь натуральный камень. Где вы видели кусок скалы размером 2 кубических метра без трещин? Конечно, при выборе монолита для раритетной ванны, которая будет продана за многие миллионы, а то и украсит навсегда собой какой – нибудь выставочный зал, или магазин по причине своей непокупабельности, стараются найти кусок поцелее. Но это практически невозможно. Всегда присутствуют трещины, включения других минералов (зачастую менее прочных), пустоты. И что же делать, когда на ванну отмотаны многие моточасы станка ЧПУ, изношены килограммы алмазных режущих инструментов, а монолит вдруг взял, да и распался на куски, или показал дырки в неподобающих местах? Тогда, или правильнее сказать – всегда, готовится смесь из того же молотого камня и эпоксидной смолы. И ею все пустоты и трещины тщательно заполняются, потом зашлифовываются.

Наверное, не нужно Вам объяснять, что такая ванна уже не так экологична, как это стараются показать? Все зависит от того, насколько безопасным эпоксидным связующим пользовался изготовитель. А может стоит упомянуть, что скрытые и не полностью сшитые эпоксидкой трещины в камне в любой момент эксплуатации от перепадов температур могут разъединить это сокровище на более мелкие аккуратные фрагменты? Видимо поэтому такие ванны дизайнеры любят вырубать из куска, так и оставляя снаружи толстенные стенки, бесформенные сколы и наросты. Дело тут не столько в дороговизне обработки лишней площади: кто заплатил за ванну миллион-другой, заплатит и еще, ради красоты, чего мелочиться то …? — И не всегда в «задумке художника» … Нет, у такой ванны стенки придется делать толщиной не более 70-100 мм, иначе она будет выглядеть слишком громоздко. А при этой толщине, камень, быстрее чем неотесанный монолит, треснет после некоторого количества циклов наливания горячей воды.

А еще, такая ванна весит от двух до семи тонн… в квартиру не установишь. Так что, ванну из натурального камня не только адекватной по цене, но и практичной назвать сложно.

 

В этой статье, хочу описать технологию изготовления настоящих литых ванн из искусственного камня. Литьевая смесь для таких ванн может состоять из мраморной крошки/микрокальцита, или кварцевых материалов, или тригидрата алюминия и полиэфирной смолы. Если первый наполнитель дает нам мраморную ванну, а второй – кварцевую/гранитную, то тригидрат алюминия является по сути молотым сапфиром, отсюда много полезных свойств, которые он придает отлитому изделию. Причем, натурального наполнителя в такой смеси 80-85%, и совсем немного связующего. Это приятный по органолептическим ощущениям «теплый» материал, не сравнимый с жестью, чугуном, или акрилом. Несмотря на то, что литье ванн во многом похоже на литье умывальников, кухонных моек, душевых поддонов, эта технология имеет и много существенных отличий, объекты эти большие, тяжелые, имеют гораздо более сложные формы.

В действительности, каждая ванна – это своя технология. Техники изготовления ванн на металлических опорах, отдельностоящих ванн с вертикальными стенками, отдельностоящих чашеобразных, ванн с фартуками, пристенных, ванн со всторенным переливом, ванн сложной формы «под старину», очень отличаются друг от друга.

С важными особенностями изготовления этих видов ванн я и постараюсь Вас ознакомить в этой небольшой статье.

Итак, …

 

Обратите внимание: «кликнув» на одно из изображений, Вы сможете просматривать их в большом размере.

1) Пожалуй, самая простая в изготовлении — ванна на металлических опорах, декоративных, как эти, или совсем уж утилитарных, как здесь. В последнем случае, весь «непристой» обычно закрывают стеклопластиковым съемным экраном (фартуком). В первом случае это шикарная, так называемая «античная ванна» (хотя уже и порядком поднадоевшая модель), во втором – самый дешевый вариант каменной ванны, небольшого веса (70-90 кг), небольших размеров. Такие ванны наиболее похожи в изготовлении на кухонные мойки. Форма для их производства состоит из лицевой части и крышки. Литьевой материал подается через отверстие в крышке в районе слива ванны, или это отверстие – весь низ ванны.

 



 

2) Вторая по сложности изготовления, это отдельностоящая ванна с вертикальными (условно) стенками. Смотрится шикарно, достаточно много весит (100-140 кг). Для того, чтобы отлить такое изделие в форме, и потом вытащить его из нее, форма должна быть разделена как минимум на 3 части: лицевая часть, крышка и донце.

Все элементы технологии отливки ванн отрабатывались нами не один год, этот процесс начался еще в 2014 году. На начальных этапах разработки технологии, были попытки ввести особые направляющие для безопасного опускания крышки ванны на лицевую форму, Вы их можете видеть на этих фотографиях. Однако позже от этого нововведения пришлось отказаться, как от неэффективного. Также Вы можете видеть, что форма донца вывешена на четырех мощных опорах. Позже мы придумали более удобные варианты его крепления. В это же время была придумана система металлических каркасов для частей формы и система вибродвигателя. Они с некоторыми модификациями используются нами и по сей день.

Как видите, форма ванны в сборе достаточно массивна, чтобы помещать ее на какой-либо вибростол. Поэтому мы крепим вибродвигатель непосредственно к ванне, колеса формы служат ему своеобразными амортизаторами при работе. Поэтому колеса должны быть надежными, рассчитанными на вес 400-500 кг, согласно их маркировке.

На фотографиях ниже, Вы можете видеть процесс «превращения» модели, выточенной на ЧПУ в форму крышки.

 


 

3) Третьей по сложности, можно назвать отдельностоящую чашеобразную ванну. Несмотря на кажущуюся простоту, она имеет очень серьезное ограничение, которое нужно преодолеть: из-за очень большого скоса бортов у такой ванны, в области донца получается массивная отливка. Вы поймете, о чем я говорю, когда посмотрите на этот схематический рисунок. Уменьшить массивность этой отливки, можно за счет приближения ее дна к полу. Но стандартная сливная гарнитура позволяет оставить зазор не менее 15 см. В противном случае нужно использовать не производимую массово гарнитуру, которая может разместиться в 9 см, или нужно долбить пол при установке ванны. Все это неудобства, снижающие «покупабельность» ванны, которых хотелось бы избежать.

Для этого было разработано разборное донце. Такой вариант позволяет «обмануть» обратный уклон, мешающий сделать низ ванны менее массивным. Как все это выглядит, Вы можете видеть на фото ниже.

В настоящее время на подобных ваннах, мы используем еще одно конструкторское решение, когда ванна отливается по первому описанному здесь варианту: только лицо и крышка, а внешняя стенка изготавливается из стеклопластика, и «приливается» к ванне уже отвержденной, образуя с ней единое целое. Такое решение позволяет существенно снизить вес ванны.

 

 

4) Еще более сложный в изготовлении вид литых ванн – «под старину» со сложными формами.

Здесь приходится разделять крышку на две части. Это на изделии образует дополнительную линию разъема, которую при доводке приходится зашлифовывать и делать ручную финишную обработку.

Как видите, все части форм массивные, поэтому для работы с ними приходится использовать тельфер.

 


 

5) Для того, чтобы иметь красивые формы ванн, но облегчить работу с ними, был изобретен (не нами) еще один вид – ванны на подставке. И мы его с успехом применяем. Идея в том, чтобы отливать нижнюю часть ванны отдельно, как постамент. Готовое изделие скрепляется воедино при помощи резьбовых втулок, вживленных в тело ванны (как это делается я расскажу далее), или склеивается прочным силиконом.

 


 

6) Ванны-трансформеры: идея заключается в том, чтобы использовать разные вставки в форму базовой модели. Благодаря этому из одной и той же формы, мы получаем несколько визуально различных моделей ванн.

 

 

7) Встроенный перелив. С точки зрения практичности и простоты обслуживания, лучшим является стандартный перелив в виде пластиковой трубы, крепящийся на ванну снаружи. Но, мода диктует свои законы. Техническое решение для устройства встроенного перелива – это изготовление отдельного полого закладного элемента. После нанесения гелькоута, он устанавливается на лицевую форму ванны, на сырой слой, как показано на рисунке. Когда гелькоут отвердеет, этот закладной элемент оказывается надежно закреплен на форме. В таком состоянии лицевую форму соединяют с остальными частями. После заливки и отверждения, изделие достают из формы. Теперь достаточно профрезеровать узкий паз в заранее отмеченном месте, и просверлить отверстие слива. И в ванне откроется заложенный туда встроенный перелив.

 


 

8) Некоторые особенности изготовления ванн.

В процессе работы по изготовлению ванн, необходимо учитывать некоторые особенности.

  • Например, литую ванну можно изготовить как с декоративным слоем, так и без него. Такое изделие как ванна, является достаточно массивным, а, следовательно, усадка материала при отверждении проявляется здесь особенно сильно. На рисунке видно, как укорачивается изделие в форме. Если ванна изготавливается с декоративным слоем, то его края при сборке формы, оказываются зажатыми между соединительными фланцами (отбортовками). Усадка изделия отрывает часть декоративного слоя в этих местах, и изделие требует, в последствии, продолжительного ремонта. Для того, чтобы этого не происходило, нужно отслеживать момент, когда смесь уже зажелировалась, но еще не началась усадка материала. Это короткий промежуток в 3-5 минут, поэтому его достаточно трудно «поймать». В это время нужно снять прижимные струбцины/открутить болты, соединяющие крышку с лицевой формой. Если – же мы льем ванну из смеси тригидрата алюминия и полиэфирной смолы, то окрашивание ванны в нужный цвет происходит путем добавления красящего пигмента в смесь. Помимо того, что такая литьевая смесь обладает повышенными противопожарными, антиусадочными, и прочностными свойствами, мы получаем еще и выигрыш в указанном моменте: нет зажатого фланцами облоя, не нужно отслеживать момент желирования.
  • В ходе экспериментов, было установлено, что вертикальное расположение оси вращения вибродвигателя является более благоприятным, чем традиционное. При этом вибрации происходят в горизонтальной плоскости что ведет к меньшей сепарации наполнителя в смеси, более быстрому уплотнению и выдавливанию пузырьков воздуха, меньшему износу формы и ее обвеса.
  • Ванны и оснастка для них имеют большой вес и площадь поверхности, по сравнению с другими литьевыми изделиями. Для эффективной работы с ними, нужен коллектив, состоящий не менее чем из 4-6 человек.

 

 

9) Детальная проработка оснастки

Создание оснастки (формы) для литьевой ванны, это материалоемкое и трудоемкое мероприятие. Модели из МДФ (прессованного картона) для каждой из частей ванны весят по 400-500 кг, вытачивание на станке ЧПУ моделей для создания полного комплекта форм новой ванны, при заказе у сторонних организаций, обходится от 450 000 до 1 900 000 руб. Очень нежелательно в процессе допустить ошибки, которые потом придется устранять на физической модели, или форме.

Поэтому, перед началом работ, мы всегда производим анализ и полную прорисовку всех элементов ванны и будущей оснастки. Как на этой пристенной ванне с литым экраном (фартуком).

 



 

В начале рисуется виртуальная модель самой ванны, с учетом всех уклонов и толщин, дополнительных элементов (перелив, опорные ножки, и т.п.). Затем из нее создаются, разнесенные на отдельные тела, модели частей формы, которые будут вытачиваться на ЧПУ. Финальным шагом перед началом изготовления физических моделей на ЧПУ, является их сведение в среде моделирования, с функцией «оставить общее». Тогда пересечение тел моделей дает нам ванну. Это производится для проверки правильности всех выполненных построений.

Обратите внимание, как на этой ванне выполнен встроенный перелив. В отличие от описанного выше, он изготавливается не замкнутым телом, а половинкой. Которая крепится в установленном месте на уже отлитую ванну. Перелив приклеивается при помощи полиэфирной склеивающей пасты, или силикона. Затем фрезеруется щелевое отверстие перелива и сверлится отверстие в сливе. Такая конструкция позволяет устанавливать встроенный перелив как на ванну с декоративным слоем, так и на ванну из окрашенного тригидрата алюминия. При необходимости его легко заменить другим таким же отформованным переливом. Кроме того, такой перелив является опциональным: его можно вообще не устанавливать, а заменить стандартным трубчатым переливом. Для этого вместо фрезеровки щелевого отверстия, сверлится круглое отверстие в соответствующем месте.

Для перелива мы изготавливаем отдельную модель. Поэтому всего в комплекте ванны их будет четыре.

Обратите внимание на дизайнерское решение этой ванны: нам хотелось иметь литой фартук, но с минимумом дополнительного веса. На рисунке видно, как это достигнуто путем объединения элементов и задания оригинального направления съема донца.

Как видим, ванна опирается на металлическую раму (каркас) с регулируемыми ножками. Такое крепление наиболее удобно в установке и надежно в эксплуатации. Для присоединения каркаса к литой ванне, в теле ванны имеются закладные резьбовые втулки. Чтобы их туда поместить, перед заливкой ванны, в специальные втулки, расположенные в форме донца, вставляем болты, и навинчиваем на них эти закладные элементы для ванны. Когда форма наполняется смесью, они оказываются надежно заделаны в тело ванны. Чтобы достать ванну из формы, сначала откручиваем болты.

Отформованные на моделях формы для ванны будут выглядеть так, как показано в галерее выше.

Самая сложная часть – форма донца будет сниматься с модели и с готовой ванны, как показано на рисунке.

Кроме построения моделей для вытачивания на ЧПУ, мы также строим виртуальные формы, на которых располагаем все элементы обвеса. Это позволяет иметь все эти элементы в оцифрованном виде, получить их чертежи для изготовления, при помощи рулетки определить на форме место установки любого из них.

 

 

На рисунках представлены все три части формы ванны в сборе. Здесь Вы можете видеть:

  • Ребра жесткости, выполненные из фанеры ФСФ 20 мм, вклеенные методом «мокрого угольника» на плоские участки формы. Дело в том, что при построении мы знаем участки, имеющие некоторый радиус, и абсолютно плоские. Радиусные участки имеют природное усиление благодаря своей форме, плоские же участки нуждаются в дополнительном усилении. В противном случае форма в этих местах будет слегка изгибаться при наполнении смесью и от деформаций отверждения в ней изделий, а литая ванна будет набирать «лишние килограммы» за счет этих искривлений. Лучший материал для установки усилений на стеклопластиковую форму – фанера ФСФ. Она прекрасно клеится полиэфирным ламинатом, имеет схожий со стеклопластиком коэффициент температурного расширения. Поэтому усиления из фанеры никогда не образуют деформаций на поверхности формы
  • Краевую жесткость формы обеспечивает металлический каркас из профильной трубы 40х20х2 мм. Он располагается на технической части формы, — так называемых отбортовках, поэтому не может вызвать деформации лицевой части, которые бы передались изделию. Применение металла в этих частях формы обусловлено тем, что он имеет повышенную прочность, и к нему удобно крепить все другие элементы сваркой
  • Например, именно так на него установлены опорные площадки для струбцин. Каждая площадка имеет «антипода» точно напротив себя на смежной части формы. Каждая площадка изготовлена из распиленной на квадраты металлической полосы толщиной 4 мм. Площадка сварена из двух таких квадратов, верхний из которых имеет отверстие, а нижний — сплошной. Эта конструкция приварена к профильной трубе в установленных местах. Такой способ их изготовления гораздо дешевле фрезерования, достаточно точен и прост
  • Опорные площадки служат для крепления специальных струбцин. В процессе совершенствования технологии, мы определили, что покупные струбцины не отвечают нашим требованиям качества. Поэтому мы изготавливаем их из профильной трубы 20х20х2 мм, болтов М12 разной длины, и соответствующих гаек. Такая конструкция не сползает и не ослабляется при вибрации, когда мы заливаем форму смесью. Благодаря выше описанным опорным площадкам, струбцины всегда находятся на своих местах. А болтовая головка позволяет быстро поставить и снять струбцины при помощи аккумуляторного гайковерта. На комплект таких струбцин для одной формы, прилагаются еще 4 струбцины с опорными пятками и перекладиной для ручной затяжки. Они служат как «аварийные»: при случайном протекании смеси, случившемся при заливке формы, их ставят в проблемные места, и течь прекращается. После завершения отливки ванны, причины течи выясняют и устраняют. Дальнейшие заливки происходят в штатном режиме, без применения «аварийных струбцин»
  • На форме донца Вы можете видеть большой металлический обруч. Это закладной элемент для крепления отрезка пластиковой стандартной канализационной трубы диаметром 160 мм. Через него ванну заливают смесью. Когда смесь начнет желироваться, трубу приподнимают, а столбик смеси, пребывающий в этот момент в резиноподобном состоянии, перерезают стальным тросиком с двумя ручками-перекладинами на концах. Трубу с излишком смеси удаляют
  • Технические части формы, называемые отбортовками имеют направляющие бобышки, при помощи которых осуществляется точное позиционирование частей формы между собой. Внешние края отбортовок на глубину 40 мм имеют технологический отгиб. Угол между отгибами смежных отбортовок составляет 7 градусов. Это позволяет легко размыкать части формы при съеме с изделия, с помощью пластиковых клиньев. При наличии такого отгиба, ни края формы, ни клинья не ломаются, когда мы работаем с формой.

 

   Мы уже много лет работаем в сфере поставки композитных материалов и изготовления оснастки на заказ.

Наша фирма УМС Композит имеет несколько производственных площадок, на которых мы выпускаем продукцию, отрабатываем различные техники, тестируем материалы, которые продаем. Наши специалисты накопили богатый опыт в работе с композитными материалами. И мы готовы делиться с Вами свежими техническими решениями. Мы осуществляем сопровождение наших материалов. Это значит, что Вы всегда можете получить помощь и участие ведущих специалистов УМС Композит.

Екатерина Антанович

Руководитель филиала

ООО «УМС Композит»

+375  29  147-73-25

skype: katerina.1308

e-mail: e.antanovich@by.umspolyester.com

http://www.umscomposite.by

 

Поучаствовать в обсуждении статьи, или прочитать отзывы Вы можете на нашем форуме. Для перехода на него, «кликните» по картинке

SMK

Процветания Вам и Вашему делу!