Сборные пластиковые модели — это целый мир точной инженерии и производственных технологий. В этой статье мы подробно разберем как изготавливают пластмассовые модели, какие этапы производства существуют, и какие технологии используют ведущие производители. Вы узнаете все о процессе создания любимых моделей автомобилей, самолетов, кораблей и фигурок.
Если вы любите масштабные модели, то наверняка задумывались о том, как их делают. В разных компаниях по-разному, но обычно пластиковые модели производятся с помощью процесса, называемого литьем под давлением. На это уходит гораздо больше средств, чем можно было бы предположить. Речь идет о большом количестве денег, исследований, инженерных разработок и времени. От задумки до производства новой масштабной модели может пройти до целого года.
Так давайте же узнаем, как создаются пластиковые наборы моделей для сборки!
Что такое литье под давлением для игрушек и сборных моделей
Литье под давлением — это производственный процесс, используемый для изготовления разноплановых изделий – от игрушек и чехлов для мобильных телефонов до автомобильных деталей. При помощи специальных машин для литья под давлением можно создавать большое количество одинаковых изделий со строгими геометрическими параметрами. Гибкость формы и размера, достижимая при использовании данной технологии, постоянно расширяет границы в производстве сложных и высокоточных, ответственных деталей и компонентов оборудования, двигателей, автомобилей и других агрегатов.
Литье под давлением — это производственный процесс изготовления определенных деталей или изделий путем впрыска расплавленного материала в форму. Затем расплавленный материал охлаждается, застывает в форме и извлекается. Литье под давлением не ограничивается только индустрией игрушек и хобби. Этот метод производства используется в различных промышленных сферах. Если говорить о том, как изготавливаются пластиковые наборы для моделей, то процесс примерно такой же.
Конструкция оборудования для литья под давлением состоит из основных частей:
- раздаточную печь;
- заливщик металлической смеси;
- смазчик пресс-формы;
- смазчик пресс-поршня;
- роботизированный съемщик отливки;
- пресс-обрубщик;
- термостатическая установка;
- охладители (чиллеры).
Проектирование и разработка модели
Создание концепта
- Изучение исторических прототипов (для масштабных моделей)
- 3D-сканирование реальных объектов
- Разработка дизайна в CAD-программах (AutoCAD, SolidWorks)
Первый шаг в создании пластиковых наборов моделей — это тщательное исследование. Это включает в себя различные фотографии реального объекта (например, самолета или автомобиля) со всех сторон с точными измерениями для последующего точного воспроизведения.
Например, для создания масштабной модели автомобиля автопроизводители предоставляют модельерам точные технические характеристики машины. Это позволяет дизайнерам моделей использовать программы автоматизированного проектирования (CAD) для разработки конфигурации масштабной модели. Чертежи CAD затем используются для вырезания форм, используемых в процессе литья под давлением для последующего производства игрушек. Этот трудоемкий процесс может занять сотни инженерных часов.
Подготовка технической документации
- Определение масштаба (1:24, 1:35, 1:72 и др.)
- Разработка схемы разбивки на детали
- Расчет литниковой системы
После этого наступает этап изготовления выкройки. Опытные резчики, следуя чертежам CAD, вырезают из дерева модель (назовем ее прототипом). Этот прототип — первая, грубая копия в процессе изготовления пластиковых наборов моделей, и его размеры в 2-3 раза превышают размеры реальной масштабной модели. Это обеспечивает большую точность и позволяет добавлять дополнительные детали. По мере того как вырезается каждый прототип, изготовители лекал подгоняют их друг к другу. Точность при этом составляет доли миллиметра.
После того как прототипы вырезаны, каждая деталь покрывается эпоксидной смолой и затвердевает. После застывания деревянные детали удаляют, оставляя их форму в смоле. Затем из этого полого пространства изготавливается основная форма. Две половинки соединяются вместе, образуя полость формы. Именно так изготавливаются пластиковые модели для наборов. Весь процесс вырезания и заливки эпоксидной смолы может занять более 1000 часов!
Помните прямоугольную пластиковую штуку, которую вы достаете из коробки и к которой присоединяются все детали? Это называется «дерево». Пока идет процесс вырезания и нанесения эпоксидной смолы, инженеры-конструкторы занимаются созданием дерева с помощью еще одного программного обеспечения CAD. Все руки, выступающие из дерева, считаются «ветвями». Ветви сужаются до узлов, в которых находятся отдельные части модели, которые впоследствии отщелкиваются для сборки. Они используются в качестве форм для литья под давлением для игрушек, которые будут созданы в дальнейшем.
Позже пантограф используется для копирования точной формы и дизайна каждого компонента прототипа масштабной модели в меньшем масштабе: в размере реальной модели. Это один из последних этапов изготовления пластиковых наборов моделей. Готовая деталь полируется и добавляются дополнительные детали.
Тем временем другая группа дизайнеров разрабатывает инструкции для любителей. Для этого они берут оригинальную модель и собирают ее самостоятельно. По ходу дела они подробно описывают все шаги. В то же время группа художников наносит последние штрихи на декали, иллюстрации для упаковки, оттиски художников и так далее. На упаковке также будет указан уровень сложности, количество деталей в комплекте и все подробности о производителе.
После нескольких раундов проверок безопасности и контроля качества процесс производства получает зеленый свет. Литье под давлением! Это последний этап производства пластиковых наборов моделей.
Производство пресс-форм
Материалы для пресс-форм
| Материал | Срок службы | Точность | Применение |
|---|---|---|---|
| Закаленная сталь | 500,000+ отливок | Высокая | Серийное производство |
| Алюминий | 50,000-100,000 | Средняя | Малые серии |
| Медные сплавы | 100,000+ | Очень высокая | Детализированные модели |
Технологии изготовления форм
- ЧПУ-фрезерование — для базовой формы
- Электроэрозионная обработка — для сложных деталей
- Лазерная гравировка — для мелких элементов
Процесс литья под давлением
Используемые материалы
- Полистирол (PS) — 80% всех моделей
- АБС-пластик — для прочных деталей
- Полипропилен (PP) — для гибких элементов
Параметры литья
- Температура: 200-300°C
- Давление: 500-1500 бар
- Время цикла: 15-60 секунд
Хотя процесс проектирования может быть длительным, процесс литья под давлением занимает около минуты или меньше.
После того как дизайн определен, материал, который будет расплавлен в пресс-форме, подается в машину через бункер. В случае с изготовлением пластиковых наборов для моделей таким материалом являются пластиковые гранулы.
Когда материал подается в машину, шнек (или внутренний винт) вращается, перемещая пластиковые гранулы через бочку в печь. Там материал начинает плавиться, превращаясь из твердого состояния в густую жидкость, которая и является расплавленным материалом. Затем он впрыскивается через сопло под давлением (отсюда и название литья игрушек под давлением).
Сопло перемещается в одну половину пресс-формы. Когда начинается цикл, две половины формы закрываются, образуя полую полость. Шнек под давлением подает расплавленный пластик в полость формы.
После заполнения полости формы расплавленным пластиком его охлаждают, чтобы он снова затвердел до твердого состояния. Обычно для этого используется струя холодной воды, проходящая через форму и отводящая тепло. Когда пластик затвердевает в форме, две половинки разъединяются, выталкивая затвердевший материал.
Контроль качества и постобработка
Этапы проверки
- Визуальный осмотр отливок
- Проверка геометрии (калибрами)
- Тестовая сборка модели
Устранение дефектов
- Облой — удаляется вручную
- Усадка — корректировка параметров литья
- Неполное заполнение — увеличение давления/температуры
Упаковка и комплектация
Состав типичного набора
- Литники с деталями
- Инструкция по сборке
- Декали/наклейки
- Иногда — краски и клей
Виды упаковки
- Картонная коробка (стандарт)
- Прозрачный блистер (для небольших моделей)
- Подарочные издания (с дополнительными аксессуарами)
Ведущие производители и их технологии
Сравнение брендов
| Производитель | Специализация | Уникальные технологии |
|---|---|---|
| Tamiya | Авто, военная техника | Slide molds для сложных деталей |
| Bandai | Gundam, аниме-модели | Система snap-fit без клея |
| Revell | Авиация, автомобили | Технология «Easy-Click» |
| Zvezda | Военная техника | Высокая историческая точность |
Будущее производства моделей
Новые технологии
- 3D-печать мелкосерийных деталей
- Биопластики — экологичные материалы
- Дополненная реальность в инструкциях
Тренды рынка
- Увеличение доли цифровых моделей
- Развитие линейки «умных» моделей с электроникой
- Персонализированные наборы по заказу
Заключение
Производство пластмассовых моделей — это сложный технологический процесс, сочетающий традиционные методы и современные инновации. От точности проектирования до качества литья — каждый этап влияет на конечный результат, который попадает к моделистам.
Понимание процесса производства поможет вам лучше оценить качество моделей и сделать осознанный выбор при покупке. Собирайте с удовольствием!