Forum modelarskie RC , projektowanie CAD

Metoda Traconego Styropianu

Nie jest to ani moja ani nowa metoda. Podobno zaczął to ktoś w Wielkiej Brytanii ale ogólnie uważa się, że rozpropagował te metodę Paul Jannsens z Belgii. Otrzymałem od Paul zgodę na użycie jego materiałów. Niniejszy artykuł jest luźnym tłumaczeniem jego artykułu (z moimi dodatkami) umieszczonego na http://www.pjmodelclassics.be

Paul Janssens – Metoda Traconego Styropianu

Kiedy zacząłem budować modele, to podobnie jak każdy inny początkujący modelarz, chciałem latać modelami Spitfire czy F16. Cale szczęście okazało się, że zbudowanie modeli o skomplikowanych kształtach z tradycyjnych materiałów jak balsa, było dla mnie tak trudne, ze przez kilka pierwszych lat latałem tylko modelami z zestawów.

Kiedy zacząłem projektować moje własne modele PSS zauważyłem, że przydałaby się metoda umożliwiająca łatwiejsze zbudowanie skomplikowanych kształtów. Wtedy to podpatrzyłem jak to Brytyjscy modelarze PSS, po prostu wycinają model ze styropianu, pokrywają włóknem szklanym a na koniec rozpuszczają styropian.

Pięć lat i jakieś 16 modeli później, mogę powiedzieć, że rozwinąłem metodę do tego stopnia, że mogę zbudować kadłub o dowolnym kształcie w ciągu jednego dnia. Metoda ta jest łatwa, tania, szybka i lekka. Ciągle jeszcze używam balsy bo jest to taki przyjemny materiał, ale metoda traconego styropianu oszczędza tyle czasu i pieniędzy, ze po prostu trudno ja zignorować.

Krok Nr 1

Na początek wytniemy kształt kadłuba z kawałka styropianu. Styropian powinien być dosyć ciężki. Ja używam białego o ciężarze około 25kg/m³ lub niebieskiego używanego na izolacje. Biały styropian jest dużo tańszy.

Na kartonie (np. opakowania po produktach spożywczych) narysuj i wytnij górny i boczny kształt kadłuba (szablony) w dwóch egzemplarzach. Przytnij styropian na długość i szerokość kadłuba. Można skleić dwie, lub więcej płyt styropianu aby uzyskać odpowiednia grubość. Ma to dodatkowa zaletę, że automatycznie mamy zaznaczoną oś symetrii kadłuba. Wystarczy skleić je w kilku punktach żywica 5 min ale w takich przez które nie będziemy potem ciąć drutem.

Przymocuj górny i dolny szablon za pomocą szpilek i pamiętaj aby były dokładnie ustawione. Teraz możemy wyciąć styropian używając normalnej wycinarki do skrzydeł. Usuwamy szablony górne i powtarzamy proces używając szablonów bocznych.

Krok Nr 2

Nasz kadłub jest teraz prawidłowo ukształtowany w dwóch wymiarach a trzeci dodamy poprzez szlifowanie. Mimo swej lekkości styropian szlifuje się tak łatwo jak balsa. Otrzymamy tez podobna ilość opiłków ale są one elektrycznie naładowane i będą przyklejać się do ubrania. Warto założyć kombinezon roboczy lub fartuch. Podczas szlifowania zauważymy, że szlifując w jednym kierunku będzie szło łatwo podczas gdy w przeciwnym będą odpadać duże kawałki styropianu. Po prostu trzeba eksperymentować i znaleźć ten dobry kierunek. Na początek używamy papieru 150 a do wykończenia 600. Większość kadłubów jest w jakimś stopniu okrągła i można prace przyspieszyć poprzez odcięcie rogów ostrym nożem. Kadłub wychodzi bardziej prosty gdy podczas szlifowania owiniemy papier ścierny na długiej, prostej listwie (np. 25x25x300 [mm]). Do szlifowania zaokrąglonych kształtów np. przejście kadłub-skrzydło w F16, MiG29 i innych, papier można zawinąć na okrągłym pręcie drewnianym, rurze plastikowej, puszce etc. o odpowiedniej średnicy. Można też nakleić papier ścierny np. na patyk od lodów aby ułatwić wykonanie drobniejszych elementów np. wloty powietrza etc.

Dobrze jest mieć pod ręka fotografie albo jeszcze lepiej model plastikowy samolotu, który robimy. Należy pamiętać, że w tej fazie budowy ukształtujemy ostatecznie kadłub. Rożne “wpadki” można łatwo naprawić poprzez doklejenie styropianowej laty i ponowne szlifowanie.

Krok Nr 3

Po wygładzeniu całego kadłuba należy go pokryć folia do skrzydeł lub brązową taśmą klejącą do paczek (chyba tańsze). Warto użyć żelazka modelarskiego do wygładzenia taśmy zupełnie podobnie jak do folii. Jest kilka powodów dla których używamy pokrycia:

1. Zapobiega ono wsiąkaniu żywicy w styropian czyniąc kadłub lżejszym.
2. Wnętrze kadłuba pozostaje gładkie i łatwo jest zainstalować wręgi i radio.
3. Zapobiega rozpuszczaniu styropianu jeśli używamy żywicy polistyrenowej.

Wybór żywicy zależy tylko od użytkownika. Według moich doświadczeń, żywica polistyrenowa szybciej się utwardza niż epoksydowa, jest mniej szkodliwa dla zdrowia ale gorzej pachnie (dużo gorzej).

Obojętnie jaka żywica, należy zawsze pracować w dobrze przewietrzanym pomieszczeniu. Powinno nosić się rękawiczki i krem ochronny na dłoniach. Niebezpieczne dla zdrowia są opiłki wszelkich włókien szklanych a szczególnie włókna węglowego. Kiedy dostana się one do organizmu poprzez wdychanie lub ranę mogą spowodować raka.

Krok Nr 4

Pokrywamy kadłub pasta rozdzielająca, jakakolwiek pasta do podłóg jest dobra.

Pokrywamy kadłub dwoma warstwami tkaniny szklanej 160 g/m² i jedna 80 g/m². Po około godzinie kładziemy grubą (1-2 [mm]) warstwę microbalonów z żywicą.

Tkanina powinna być jak największa, ale tak aby dala się jeszcze ułożyć bez specjalnych problemów. Poszczególne kawałki lub warstwy powinny być ułożone na zakładkę około 25 [mm]. Należy pamiętać, że wytrzymałość laminatowi daje tkanina a nie żywica. Żywica sama w sobie jest ciężka i krucha i powinno jej być jak najmniej.

Krok Nr 5

Po utwardzeniu (1-2 dni) obcinamy naddatki tkaniny i szlifujemy kadłub aby uzyskać gładką powierzchnię, wpierw papierem 150 a potem 600 z woda. Należy tylko szlifować microbalony, nie schodząc aż do włókna bo osłabi to konstrukcje. Po oszlifowaniu można pokryć jeszcze model szpachlówka samochodowa w spray-u i ponownie oszlifować papierem ściernym 600 na wodę.

Teraz należy nalać aceton aby rozpuścić styropian. W przypadku dolnopłatów można wyciąć otwór na dole kadłuba gdzie będą skrzydła. Szpachlówka może nie być kompatybilna z acetonem, wiec trzeba ostrożnie się z nim obchodzić aby nie zrujnować swej pracy. Po rozpuszczeniu styropianu taśma powinna łatwo dać się usunąć i można kadłub wypłukać wodą. No i co? Nie było to takie trudne.

Malować można w normalny sposób.

Krok Nr 6

W środku kadłuba pozostanie na ogół trochę pasty rozdzielającej, i przed wklejaniem czegokolwiek należy wnętrze przeszlifować papierem ściernym.

Modyfikacje

Każdy modelarz będzie miał wiele pomysłów jak ulepszyć i rozwinąć tą technikę. Po pierwsze, można użyć egzotyczne materiały w miejscach narażonych na silne obciążenia - np. zamocowanie skrzydeł, dol statecznika T etc. Można do tego użyć w drugiej warstwie Kevlaru lub włókna węglowego. Inna możliwość to wtedy, kiedy waga modelu nie jest zbyt istotna, można położyć tkaninę bezpośrednio na styropian. Wybieramy wtedy tylko tyle styropianu ile potrzeba na wyposażenie radio, servo, baterie. Można wtedy pominąć jedną 160g/m² tkaninę.

Zobaczycie, że ta metoda otwiera zupełnie inne możliwości budowy i chyba nie ma kadłuba którego nie dało by się zbudować ta metodą. Prawdopodobnie nie jest to tak przyjemne jak praca z balsa, ale jeśli chcesz zrobić trudny kształt w ciągu krótkiego czasu to trudno będzie znaleźć lepszą metodę.

Załączam też zdjęcia z budowy mojej TS11 Iskra. Ja uważam, że niepotrzebne jest smarowanie taśmy pastą. Zrobiłem ta metoda 4 kadłuby i plastikowa taśma do paczek bardzo łatwo odchodzi od laminatu.

Czołem
Andrzej

Wykonałem kadłub tą metodą, czytając kiedyś ww. opis Opiszę swoje doświadczenie w temacie:

Do wykonania pozytywowej formy użyłem XPS-u (styrodur). Wykonałem 1 rzut z boku który przymocowałem szpilkami do styroduru i wyciąłem gorącym drutem z naddatkiem dwa elementy
Następnie skleiłem je za pomocą kleju poliuretanowego i wyciąłem już po obrysie. Klej poliuretanowy dość długo wiąże styrodur w takim układzie (powyżej 24h) i przez ten czas elementy powinny być dociśnięte. Ale jak klej jest twardy - ciężko się go tnie gorącym drutem. Z tego powodu, po wstępnym wiązaniu kleju (ja odczekałem 2h) wyciąłem elementy uważając aby nie poprzestawiały się względem siebie i docisnąłem do siebie na dalszy czas wiązania
Dosyć ciężko było mi ciąć tak aby wszystko wyszło proste/styczne/idealne (wydrukowałem rzut boczny na papierze ale łatwiej nakleić i wyciąć go na jakimś kartonie (jak w opisie wyżej)). Jeśli nie mamy wycinarki "pionowej" lepiej zrobić dwa rzuty). Powstały więc fałdki które wyrównałem wstępnie papierem ściernym naklejonym do płaskiego kawałka deski. Następnie przymocowałem rzut z góry tak aby zaznaczone miejsca przekrojów zgadzały się ze sobą. Wycięty rzut jest dla płaskiej powierzchni a u mnie naklejałem na krzywiznę. Pojawiła się konieczność rozcinania i wydłużania wykroju
Przed cięciem "z góry" przymocowałem wydruk żebra z miejscami na bagnety i wywierciłem 2 otwory na wiertarce kolumnowej. Nie wyszły na wylot - nie mam tak długiego wiertła. Ale pogłębię je po odcięciu bocznych naddatków.
Poniżej wycięta bryła kadłuba. W środkowej części drut za bardzo zagłębił się w materiał więc nakleiłem na to miejsce odcięty skrawek i wyrównałem go do obrysu (na zdjęciu jeszcze przed tą operacją)
Następnie zaznaczyłem cienkopisem przekroje na styrodurze i wyznaczyłem linię środkową dla bocznego rzutu. W kolejnym kroku mierzyłem odpowiednie odległości do wytrasowania linii cięcia na każdym przekroju. Najpierw wyznaczyłem do ścięcia rogi tak aby był jeszcze 1 [mm] luzu do zakładanego obrysu (środkowy rysunek poniżej). Po narysowaniu 8 linii na styrodurze, wyciąłem naddatek ostrzem nożyka
Górnej części belki ogonowej jeszcze nie obrabiam - zrobię to jak dokleję statecznik
Następnie, jak wyżej, zaznaczam linie cięcia rogów (tym razem 16 linii) na styrodurze tak aby zachować mały odstęp (~1 [mm]) od docelowego przekroju
Obcinam naddatek nożykiem i raz jeszcze delikatnie wszystkie naroża tym razem bez trasowania
Całość szlifuję papierem ściernym (wstępnie 60) zamocowanym na płaskiej desce. Po głównym zebraniu materiału, aby wyrównać łuki, szlifuję długim odcinkiem papieru ściernego trzymanego w rękach za końce. Po wstępnej obróbce wygląda to tak
Następnie wykonałem statecznik pionowy, który zostanie doklejony do kadłuba. Najpierw wydrukowałem jego zarys w rzucie z góry (zaznaczony białą linią na poniższym rysunku). Przyłożyłem do większego arkusza styroduru i dociąłem z góry i z dołu. Robiłem to za pomocą prowadnic z listewek. W kolejnym kroku odciąłem tylną zbędną część
Ze sklejki wykonałem dolny przekrój (profil) który posłuży mi jako wzorzec. Aby wycinanie wyszło lepiej należy wykonać dwa wzorniki - górę i dół z wyjściem ale ja z lenistwa wykonałem jeden i przymocowałem go do bloku styroduru taśmą dwustronną i szpilkami. Następnie wyznaczyłem wartość 'X' (wg rysunku poniżej) i zamocowałem styrodur w takiej samej pozycji na blacie (taśmą dwustronną). W miejscu obrotu "O" przymocowałem nakrętkę w której mogłem oprzeć koniec ramki z drutem oporowym. Nakrętka musi być na takiej wysokości aby drut w tym miejscu był w osi styroduru i wycinanego statecznika. Po upewnieniu się że wszystko jest ok wyciąłem jedną stronę. Obróciłem, wyznaczyłem nowe położenie i drugą stronę. Niestety nie zrobiłem zdjęć podczas wycinania - stąd rysunki
W miejscu krawędzi natarcia wycięło mi się trochę za mało więc postanowiłem poprawić drutem. Ale wypaliło się za dużo więc najlepiej w takiej sytuacji lekko przeszlifować zamiast docinać. Szpachlą wyrównałem do obrysu i przykleiłem do kadłuba. Dokleiłem również brakujący dolny element do kadłuba
Całość wyszlifowałem i uzupełniłem szpachlówką braki
Centropłat - skleiłem ze sobą 2 kawałki styroduru i przymocowałem balsowe żebra przykadłubowe
Ramką z drutem wycinam zarys. Szablon (żebro) musi być przymocowane stabilnie, zwłaszcza w końcowej części
Włożyłem rurki łącznika skrzydeł i nałożyłem wycięty centropłat. Do jednej strony mocuję szablon z papieru z zarysem górnym kadłuba. Ma to na celu ustawienie płata pod odpowiednim kątem w stosunku do kadłuba. Na poniższym zdjęciu widać że kąt zaklinowania jest zbyt duży - tył musi "pójść" wyżej
Szlifuję centropłat od wewnątrz tak aby uzyskać w miarę małe szczeliny przy styku z kadłubem oraz odpowiednią szerokość
Kolejnym etapem - jest przyklejenie rurek łącznika do kadłuba. Jeśli tylko one będą dobrze wklejone - centropłat ze styroduru też będzie równo. Smaruję soudalem 66A same rurki i ustawiam całość łącznie z płatami. Kontroluję odpowiedni kąt oraz prostopadłość względem kadłuba (np. mierzę odległości od końcówek skrzydeł do steru kierunku).
Zostawiam całość do porządnego utwardzenia się kleju i później przyklejam centropłat
Robię płozę tylną. Przejście będzie szlifowane i szpachlowane
Końcowy etap przygotowań kadłuba - szpachlowanie (użyłem akrylowej szpachlo do drewna). Trzeba uważać na kadłub bo łatwo robić wgniecenia/dziurki nawet przy przestawianiu. Dokleiłem i zaszpachlowałem z przodu kawałek styroduru aby zrobić uzyskać dłuższy kadłub i mieć z czego obcinać. Zrobiłem wybranie na wlot powietrza chłodzącego silnik
Dokleiłem też kawałek styroduru do statecznika pionowego. Obetnę później laminat na wymiar. Gdybym zostawił ją jak jest - krawędzie byłyby zaokrąglone w tym miejscu
W centropłacie, przy krawędzi spływu odciąłem styrodur i zastąpiłem balsą. Cienki styrodur zapewne wygiął by się i po laminowaniu byłby problem. A tak spływ przy kadłubie wyjdzie prosto.
Okleiłem kadłub taśmą pakową. Taśma dodatkowo wyrównana żelazkiem na stosunkowo wysokiej temperaturze (uwaga aby nie stopić styro). Balsy nie oklejam - tam ma złapać się żywica. Styroduru pod żebrami też nie okleiłem - obawiałem się trudności przy wyciąganiu (ciężki dostęp) - ale trzeba było okleić. Ciężej się wydłubywało styrodur.
Aby zwiększyć sztywność belki kadłuba i uniknąć jej wykrzywienia - położyłem 1 warstwę tkaniny 50 [g/m²] (owinięta dookoła). Całość owinąłem paskami folii z pociętych woreczków śniadaniowych na czas wiązania, które po związaniu żywicy usunąłem (odwinąłem). Kadłub pod żywicą, przed laminowaniem dwukrotnie pokryłem mleczkiem z woskiem. Podobnie zrobiłem z centropłatem
Położyłem kilka warstw tkanin a poszczególne warstwy punktowo przyłapałem CA (co okazało się złym pomysłem - problemy z przesączaniem i układaniem tkanin)
Przesączyłem tkaniny
Owinąłem dziuro-folią
I wpakowałem do worka podciśnieniowego
Całość wiązała podwieszona za tył i zapewne z tego powodu nastąpiło niewielkie skręcenie statecznika (można go też wzmocnić przed położeniem tkanin). Musiałem później dość dużo szlifować i szpachlować ze względu na zastosowanie CA do przyłapania tkanin - to była zła decyzja, najlepiej tkany przesączać po kolei. Odcinam kabinkę
I wydłubuję oraz rozpuszczam styrodur. Łatwiej mi idzie nitro niż acetonem
Po zainstalowaniu potrzebnych rzeczy, wręg itp. szpachlowanie, szlifowanie i malowanie

Opis super.

Mnie w tej metodzie zawsze zastanawiało jedno, gdzie wylewacie rozpuszczalnik z styrodurem/styropianem?

Do wyciągnięcia / rozpuszczenia styroduru dla tej wielkości kadłuba (≈1,3[m]) poszło około 100 [ml] rozpuszczalnika nitro (potrzeba trochę czasu). Maź która powstała poleżała chwilę na gazecie i poszła do kosza. Lepiej dać nieco mniej i dolać później niż mieć 0,5 litra jakiegoś syfu

Warto zaznaczyć że to metoda doskonała do wykonania pojedynczego modelu. Wadą jest spora ilość pracy i szpachlówki potrzebna do wykończenia modelu no i niestety większa masa w porównaniu z odbitką z formy negatywowej.

_________________
Pozdrawiam Krzysztof
Piłeś- nie pisz!

Kilka dodatkowych uwag:
1. Moja metoda kładzenia tkaniny to:
- Wycinam wszystkie kawałki tkaniny na wszystkie warstwy. Następnie przesączam żywicą kilka kawałków na płaskiej powierzchni i wyciskam nadmiar żywicy używając starej karty kredytowej. Ja robię to w garażu na podłodze używając folii ogrodniczej jako podkładu (potrzeba dużo miejsca). Trzeba delikatnie podnosić przesiąknięta tkaninę bo przypomina mokry papier toaletowy. Ale da sie to zrobić, zmarnowałem chyba tylko 2 kawałki na 4 modelach.
2. Aceton doskonale rozpuszcza biały styropian. Z kadłuba Iskry pozostała maź wielkości piłki do golfa.
3. Podoba mi się metoda molej-a użycia worka próżniowego (dużo mniej szlifowania) ale początkującym kolegom wystarczy normalna metoda.
4. Zachęcam do eksperymentowania.

Dodatkowe zdjęcia pomocnicze:



Czołem
Andrzej