Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

制作:项目 - “Pepakura-cast”金属金字塔拼图

当我阅读Popular Mechanic 1913年第1卷中的以下条目[#274]时,这个项目就开始了 男孩机械师:

用于铅球或锤子抛掷的圆形铅重量可以用空心纸板或压制纸球铸造,在部门和玩具商店出售10美分。切1/2英寸。如图1所示,将球孔放入潮湿的沙子中,然后将球轻轻地压在或夯实在球周围,如图2所示。覆盖约1英寸深。插入孔中的木塞将防止任何沙子落入内部。当沙子被夯实并移除塞子时,它会留下金属的门。将熔化的铅倒入浇口直至其充满,然后,当冷却时,将其从沙子中摇出并除去烧焦的纸。文件可用于删除任何粗糙的地方。干纸球可防止热铅的任何溅射。

这种空心卡或纸形的想法埋在平砂中作为浇注金属部件的牺牲模具让我感兴趣。正如互联网纸模式爆炸告诉我们的那样,纸张对于3D设计来说确实不是一个糟糕的媒介,尤其是成本。像Pepakura Designer这样的软件可以将任何3D数字模型转换成可以打印,剪切,折叠,粘合或粘贴在一起的纸制造型,以制作相当准确的原始真实复制品。如果不是将纸张用作正面表示,而是将其简单地用作负空间 - 一个由干砂支撑的体积,它能够存活足够长的时间以使其形状融入到内部的熔融金属中,而不是使用纸张作为正面表示。

作为第一个实验,我为经典的拼图拼图设计了一个纸模板,通常被称为“四件套金字塔”。挑战是使用四个相同的部分来形成对称的三面金字塔。我之所以选择这种原型,是因为我觉得这个谜题很优雅;第二,因为所有四件都是相同的,所以只需要一个模板设计;第三,因为这些部件非常简单,几何形状,因此模板也是如此。

工具

  • 电脑用打印机
  • 剪刀或艺术刀
  • 钢或铝碗
  • 安全装备(见下文)
  • 合适的热源
  • 熔化锅
  • 用于处理熔炉的钳子或钳子
  • 用水喷水瓶
  • 与粗刀片的引形钢锯框架

物料

  • 120厘米3 (1/2杯)金属熔化(见下文)
  • 玩沙(或食盐)
  • 您可以通过打印机获得最重的卡片纸
  • 打印机墨水
  • 透明胶带

第1步:组装纸张图案

打印

在最重的卡片纸上,您可以通过打印机。我使用了最初购买的100磅封面纸来装订电影剧本,并希望下次更重的东西。用剪刀或艺术刀切割所有实线,沿着所有虚线折叠山峰。用透明胶带组装,注意尽可能使内腔尽可能“防水”。请记住,与传统的纸模型不同,标签会出现在 关节,因为关节的内部饰面很重要。


第2步:融化你的金属

无论您使用何种设备,都有适合您使用的铸造金属。如果您只有一个旧的锡罐和一个厨房炉灶,您可以购买低熔点的铋合金,这些合金将在一锅沸水中融化。有关这些合金的更多信息,请参阅我最近关于Rotometals的文章。如果您有一个燃气加热板和一个通风良好(希望在室外)工作的空间,您可以融化旧的轮胎平衡重量,主要是铅(在330C融化),可以从各地的道路和停车场收集。为轮胎提供服务的商店最终会得到大量的抛弃轮重,通常可以说服他们免费或非常低廉地使用。对于投射自己的子弹的黑粉射击爱好者来说,这是一种常见的金属来源。请注意,对含有铅和/或镉的不良金属合金存在实际毒性问题,在决定自行处理这些金属之前,您应该小心熟悉与这些金属接触的风险。只含铋和锡的低熔点合金可供那些想要毒性较小的人使用。


第3步:埋葬你的模式

只有从沙子突出的浇口才需要将图案完全掩埋。五金店玩沙子将是我的第一个推荐,但这里描绘的两件作品实际上是用食盐铸造的。掩埋图案有两个重要的考虑因素:1)在图案本身内不要有任何沙子或盐,2)确保沙子在图案的四周均匀堆积,没有大的空隙,可能会在暴露于熔融金属的热量和重量。对于纸张图案来说,获得良好的包装可能会有点棘手,因为在不使图案模糊的情况下,您不能非常夯实沙子。我设法得到了很好的铸件而没有采取任何特殊的压砂措施,但我也破坏了一些爆破的模式。下次我想我会埋葬模型,然后将沙子振动半小时左右,也许是将模具放在空转车或空调机组的引擎盖上。一旦我把所有东西放到位,我就会用喷雾瓶中的水将沙子或盐的表面弄湿,这似乎真的有助于在浇注金属时将所有东西固定在一起。


第4步:倒入金属

显然,使用铁水时必须非常小心,即使它是低熔点合金。长袖,长裤,护目镜,手套和露趾鞋是不容谈判的。如上图所示,我将我的轮胎重量在钢制汤罐中融化,然后使用一对通道锁钳将其重新上下。即使没有任何形成的喷口,也不会太难将熔融金属压下浇道,尽管如你所见,我确实有点喷溅。确保浇注到浇道中,因为金属在冷却时会收缩,并且您希望收缩率从废料浇口体积而不是部件本身中流出。我让我的铅铸件冷却了15分钟,然后用我可靠的钳子将它们从沙子中取出并放入一罐冷水中。在水下十分钟之后,它们处理得非常凉爽,我把它们捞出来,用我的裸手去除了烧焦的纸张遗留物。在清理之前,页面顶部显示的是其中一个铸件,就在纸张外面。


第5步:清理零件

如图所示,使用钢锯将六边形浇口在其底部切割齐平。用刀或锋利的木凿清理任何闪光或锋利的边缘,可能还有锉刀。如果您正在使用含铅或镉的合金,请务必小心锯齿或磨损操作产生的灰尘。


笔记和想法

点击此处查看拼图的正确解决方案。

锌和锌合金(“白色金属”)是铋和/或铅基金属的下一步,通常也可以在钢或铁锅中的气体加热板上熔化。锌具有相对较低的毒性,只要你不会让它太热而导致它燃烧,在这种情况下,吸入氧化锌烟会导致“金属烟雾热”,这不是世界末日但绝对应该避免。它可能会产生长期的健康影响,无论如何,都会让你在周末感觉很糟糕。锌在420℃熔化并在480℃下燃烧,因此很容易偶然燃烧。你会知道它是否会发生:锌以邪恶的蓝绿色火焰燃烧,并产生巨大的烟雾。如果发生这种情况,请不要惊慌。注意不要吸入烟雾,关掉热量并退后一步。并且由于熔体冷却需要花一点时间来观察和欣赏顶部氧化锌层的热致变色性:它在高温下呈亮黄色,但在冷却时会变成白垩白色。

下一个重要的进步是铝。如果您有足够的资金在您的商店中融化并倒入铝,您可能不需要我告诉您如何操作。如果您感到好奇,请预订Dave Gingery经典的7本书DIY机加工系列之一,专门用于建造和运营超低成本的家用铝铸造厂。我只是用铅来尝试这种纸张图案处理,但我不明白为什么它也不适用于锌或铝等较热的熔化物。如果你试试,请告诉我它是怎么回事。

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