Бумага — это материал, который мы используем каждый день. И выбрасываем каждый день. Картонные коробки, яичные лотки, миллионы листов рекламных газет и журналов. Часть этой бумаги перерабатывается, а часть отправляется на свалки.
Мастер-самодельщик решил попробовать перерабатывать бумагу в домашних условиях, и изготовления из этой бумаги объемных предметов. Мастер считает, что 3D-формованная целлюлоза имеет два основных преимущества: она может быть заменой пластмассы и может изготавливаться из бумажных изделий конечного цикла, которые больше не могут быть переработаны традиционными способами.
Инструменты и материалы:
-3D-принтер;
-Уничтожитель бумаги (опция);
-Ножницы;
-Весы;
-Блендер;
-Марля;
-Тиски;
-Различная бумага, картон и т.д.;
-ПВА;
-Рис или кукурузный крахмал;
-Вода;
Шаг первый: пресс-формы
Первым шагом для переработки бумаги в новую форму является создание формы. В этом разделе мастер расскажет о его пресс-формах, и как можно сделать свои формы.
В своих работах он использовал систему трехкомпонентных 3D-печатных форм для создания большей части формованной целлюлозы.
База
Рама с прямыми стенами, которая перпендикулярна основанию
Пресс — движущийся элемент, который вдавливается в стену и уплотняет бумажную массу
Все файлы STL для пресс-форм доступны для загрузки в нижней части этого шага и в Thingiverse.
Там доступны следующие файлы:
Подстаканник 60 мм (coasterMold1 / 2.STL)
25 мм куб (cube_base / cube_frame / cube_press.STL)
Треугольник (Mesh_base / Mesh_frame / Mesh_press.STL)
Волна (Box_base / Box_frame / Box_Sine_press.STL)
Mt. Топографическая карта Сан-Антонио (Box_base / frame / Box_terrain_press.STL)
Блюдо (Dish_Base / Dish_Wall / Dish_Press.STL)
Настольный лоток (Tray_Base / Tray_Wall / Tray_Press.STL)
Для первой попытки формования бумажной массы мастер рекомендует начать с 25-мм куба.
Детали пресс-формы должны выдерживать сильное давление. Соответственно этому и нужно настроить печать.
Если вы собираетесь изготавливать свои пресс-формы, то нужно учитывать следующее:
Между стенками рамы и пресса должен быть небольшой зазор 0,4-0,5 мм.
Обязательно наличие соединительных штифтов.
Сливные отверстия необходимы только в формах с большой площадью поверхности основания. Их диаметр 1-1,5 мм.
Шаг второй: бумага
Подойдет практически любая бумага:
картон
белая бумага
газета
упаковочные коробки
яичные лотки
Единственная бумага, которая не подойдет — это глянцевая бумага и бумага с покрытием. Можно смешивать разные типы бумаги.
Бумагу нужно порезать на маленькие полосы или кусочки. Уничтожитель бумаг отлично подходит для картона и листов бумаги. Если нет шредера, можно использовать ножницы. Размер кусочков должен быть не более 2,5 см.
Шаг третий: связующий материал
Теперь нужно выбрать связующий материал (клей), чтобы сохранить вместе сформованную бумажную массу. Связующий материал повышает прочность конечного объекта и предотвращает распадение материала при высыхании. Он должен быть водорастворимым для смешивания с целлюлозой и пропитывания бумажных волокон. Мастер провел эксперименты с тремя типами связующего материала: клей ПВА, рисовая паста и кукурузный крахмал.
Вот плюсы и минусы каждого:
Клей ПВА
Плюсы: это самое сильное связующее вещество, его легко получить
Минусы: это химия
Рисовая паста
Плюсы: органический материал
Минусы: большое время пропитки
Кукурузный крахмал
Плюсы: органический материал
Минусы: слабое связующее действие, при приготовлении нужно использовать кипяток
Для начинающих клей ПВА, самый простой в использовании. Мастер работает в основном с рисовой пастой, потому что она сильный связующий и органический материал.
Рецепт изготовления рисовой пасты.
Возьмите белый рис. Варите на медленном огне постоянно перемешивая, пока не получится однородная масса.
Если вы приготовили большее количество чем нужно, то оставшуюся массу можно сохранить, добавив в нее гвоздичное масло.
Шаг четвертый: перемешивание
Трудно предсказать, сколько бумаги понадобится. Плотность бумажных волокон может варьироваться в зависимости от геометрии формы. Очевидно, что лучше сделать больше массы для формовки. Вот примерный состав массы для формовки авторских деталей:
Лоток: 60 г
Диск: 10 г
Блюдо: 40 г
Волна: 35 г
Треугольник: 25 г
Карта: 25 г
Куб: зависит от высоты
Соотношения бумаги к связующему материалу:
ПВА клей: 30 г бумаги: 25 столовые ложки
Рисовая паста: 30 г бумаги: 2 столовые ложки
Кукурузный крахмал: 40 г бумаги: 2 столовые ложки
Смешивание мастер производит в блендере. Последний ингредиент — вода. Цель — превратить бумагу и связующее вещество в однородную смесь с минимальным количеством воды. Постоянно добавляйте небольшое количество воды в блендер и запускайте его, пока масса не станет однородной.
После смешивания нужно отжать полученную массу. Мастер делает это завернув ее в марлю. Полученное вещество должно быть похоже на влажную глину.
Шаг пятый: формовка
Соберите основание формы и раму. Усиление пресс-формы с помощью зажимов предотвратит изгибание и деформацию.
Заполните форму подготовленной массой. Оставьте немного места в верхней части формы. Вставьте пресс в форму и убедитесь, что он находится на одной линии со стенкой.
Поместите всю сборку в тиски и закрутите их. Нужно затянуть тиски до упора.
Шаг шестой: сушка
Примерно через день можно снять форму с тисков и осторожно удалить пресс из формы. Дальше нужно оставить форму высыхать. Формованная бумажная масса сжимается при высыхании, поэтому она постепенно отрывается от стенок пресс-формы. Как только она станет сухой и твердой на ощупь можно вытолкнуть отлитый из бумаги предмет. Для выталкивания можно использовать пресс.
Для ускорения сушки можно поместить предмет под вентилятор.
Шаг седьмой: обработка
Теперь можно обработать получившийся предмет, обработать края, просверлить, если нужно отверстия, отшлифовать и т.д.
Шаг восьмой: результат
Конечная формованная целлюлоза на поверхности напоминает бумагу, но ее объем придает ей ощущение древесины. Он очень жесткий и очень похож на пластик. Она имеет тенденцию сохранять цвет бумаги, из которой она была сделана, но темнеет в местах, которые подвергаются сильному давлению. В целом, лепнина выглядит почти мраморной, особенно из белой бумаги / газеты.
Хотя мастер не проводил тестов на прочность этого материала, он говорит, что материал на удивление прочный. Ни одну форму нельзя сломать вручную. Потребовалось несколько ударов молотком, чтобы нанести существенный урон блюду.
Как упоминалось ранее, формованная бумага деформируется при высыхании. Материал расширяется по оси прессования и сжимается по двум другим осям. Степень сжатия зависит от того, насколько плотно уплотнены бумажные волокна, что будет зависеть от геометрии формы. Более сильное прессование формы и добавление целлюлозы уменьшит усадку.
Поскольку предметы сделаны из бумаги и водорастворимого клея, очевидно, что они не являются водостойкими. Замачивание в воде быстро приводит их к разрушению.
Формованная целлюлоза должна хорошо разлагаться в природной среде, что делает ее хорошей заменой пластика, в некоторых, не влажных средах.
Шаг десятый: некоторые вопросы по дальнейшему использованию
Мастер еще не закончил работу над этим проектом. В дальнейшем он хочет проработать следующие вопросы.
Исследовать вопрос о компостировании изделий из такого материала. За какой период времени пройдет процесс полного разложения целлюлозы.
Попытаться решить процесс смешивания не используя воду.
Найти решение по влагозащищенности, сохранив одновременно, экологичность материала.
Попробовать сделать большие блоки и попробовать обработать их с помощью ЧПУ-станков.
Сделать гидравлический пресс для замены тисков.
Еще один вопрос, нельзя ли использовать материал, с соответствующими добавками, в качестве расходников для 3D-принтера? Естественно, что это будет уже не тот экологичный материал, но все равно, на порядок лучше пластика.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: