Моделирование и макетирование зданий, ландшафтов, диорам, техники

Почему в моделировании работают УФ-составами

Сборка модели или диорамы – это соединение деталей размером в несколько миллиметров с точностью позиционирования до десятых долей. Обычный клей в этой задаче работает против мастера: цианоакрилат схватывается раньше, чем деталь встала на место, а эпоксидная смола и составы на растворителях требуют выдержки часами, всё это время деталь надо чем-то держать.

УФ-состав снимает это противоречие. Он полимеризуется только под ультрафиолетом, поэтому делится на два независимых этапа:

• свободное время – практически неограниченное. Состав нанесён, деталь можно двигать, поправлять, снимать и ставить заново. Он не подсыхает, не тянется нитями и не меняет вязкость.
• фиксация – от нескольких секунд до минуты после включения лампы, в зависимости от состава, толщины слоя и мощности источника.

Отсюда остальные свойства, важные именно для моделиста:

• Прозрачность, которая не уходит. После отверждения шов остаётся бесцветным и не желтеет со временем – в отличие от цианоакрилата, который белеет по контуру шва, и от эпоксидной смолы, темнеющей за пару лет.
• Нет растворителей. Состав не разъедает пенопласт, экструдированный пенополистирол и тонкий полистирол – основные материалы подложек и ландшафта. Клеи на растворителях в этом месте проплавляют кратер.
• Минимальная усадка. Геометрия узла после отверждения не «уводится», стыки не расходятся.
• Излишки убираются до финиша. После короткой предварительной засветки лишний состав снимается салфеткой со спиртом, шов остаётся аккуратным.
• Совместимость с пигментами. И клеевой шов, и слой смолы колеруются, что превращает соединение в элемент декора.
• Температурный диапазон. Готовый шов на УФ-клее держит от −50 до +650 °C (разрушение), на УФ-смоле – от −50 до +300 °C (размягчение).

УФ-клей или УФ-смола: в чём разница

Это два разных продукта, и путать их не стоит: клей создан для соединения, смола – для объёма и покрытия поверхности.

УФ-клей

• высокая адгезия к стеклу, металлу и большинству пластиков без дополнительной подготовки;
• тонкий, почти невидимый шов;
• прочность соединения при вибрации и механической нагрузке;
• не требует смешивания компонентов – работа начинается сразу после открытия флакона;
• устойчивость к влаге и химическому воздействию.

УФ-смола

• заливается объёмом и слоями, даёт толщину в элементах – воду, лёд, стекло, линзу;
• после полного отверждения поверхность глянцевая, её можно шлифовать и полировать до зеркального блеска;
• шире возможности колеровки, чем у клея: смола принимает больше пигмента и держит цвет равномернее;
• в составе нет растворителей – допускает транспортировку при сильном минусе;
• устойчива к агрессивным средам.

Важно: адгезия у УФ-смолы заметно слабее, чем у УФ-клея. Если смолой нужно именно приклеить, а не залить, поверхность обрабатывают праймером – иначе слой со временем отойдёт от основания. Для несущих узлов модели правильнее взять клей.

Что чем клеить: подбор состава по задаче

Как вязкость связана с поведением состава в шве – подробно в статье какую вязкость УФ-клея выбрать. Отдельные технологии по материалам: склейка оргстекла и склейка поликарбоната.

Что склеивается: стекло со стеклом, стекло с металлом, деревом и камнем, акрил, поликарбонат, ПВХ, полистирол, ПЭТ, АБС-пластик, карбон.

Что не склеивается: полиэтилен, полипропилен и фторопласт – у них низкая поверхностная энергия, состав на них не держится без специальной обработки поверхности. Силикон УФ-полимеры тоже не берут.

Главное ограничение: свет должен дойти до шва

УФ-состав отверждается там, куда попал ультрафиолет. Это единственное серьёзное ограничение технологии, и в моделировании оно всплывает постоянно: детали часто непрозрачные, окрашенные, металлические.

Как обходят:

• Облучение сбоку. Если хотя бы одна деталь пары прозрачная или шов доступен с торца, лампу подносят вплотную к линии стыка сбоку – состав отвердится по всей толщине тонкого шва куда попадёт ультрафиолет.
• Толстый слой. Чем толще шов, тем проще ультрафиолету пройти через торцевую часть шва в глубь.
• Двухэтапная сборка. Каплю состава засвечивают на одной детали до состояния неполного отверждения, затем ставят вторую (также с предварительно нанесенным и не полностью отвержденным составом) и досвечивают по контуру.
• Длина волны. 395 нм лучше проходит через окрашенные и полупрозрачные пластики, 365 нм даёт более полную полимеризацию в тонких неокрашенных слоях. Для моделирования чаще берут 395 нм.
• Другой класс клея. Если свет не доходит принципиально – два непрозрачных металлических элемента внахлёст – берут цианоакрилат, например С-500 (200 cps).

О покраске. Клеить нужно до окраски. На окрашенной детали УФ-клей схватится с краской, а не с пластиком, и прочность узла будет равна прочности слоя краски – он может и отслоится в последствии. Если клеить приходится после, краску в зоне шва снимают.

Вода, лёд и объёмные эффекты в диораме

Имитация водной поверхности – основная задача, ради которой моделисты берут УФ-смолу. В отличие от двухкомпонентных «эпоксидных вод», она не имеет жизни смеси: состав можно распределять по подложке сколько угодно, а фиксировать в тот момент, когда рельеф поверхности выглядит правильно.

Стоячая вода

Дно диорамы собирают заранее: галька, камни, песок, высохшая трава под водоросли, затонувшие предметы. Всё окрашивают и дают полностью высохнуть – влага под смолой даст помутнение. Затем заливают текучую R2 слоем 2–3 мм, дают ей самовыровняться и засвечивают.

Волны, буруны и брызги

Здесь нужна густая R7: она держит форму и не растекается. Волну набирают иглой или зубочисткой, вытягивают гребень, добавляют пенный след – и сразу фиксируют УФ-фонарём, пока форма не поплыла. Это ключевое преимущество перед эпоксидной смолой: рельеф лепится и замораживается в реальном времени, шаг за шагом.

Послойная заливка

Толстый объём набирают слоями, а не одной заливкой. Причины две: ультрафиолет ослабевает по глубине, и нижняя часть толстого слоя останется мягкой; кроме того, при полимеризации выделяется тепло, и в массивной заливке оно приводит к внутренним напряжениям и трещинам.

• прозрачная смола – слой до 3–5 мм за проход;
• подкрашенная – 1–2 мм, чем плотнее цвет, тем тоньше;
• каждый слой отверждают полностью, только потом наливают следующий;
• от слоя к слою меняют оттенок – так получают глубину: тёмное дно, светлая поверхность.

Липкий слой на поверхности

Верхняя граница отверждённой смолы, контактирующая с воздухом, остаётся липкой – кислород воздуха тормозит полимеризацию в самом тонком приповерхностном слое. Это не брак. Убирают тремя способами: протереть изопропиловым спиртом, перекрыть заливку плёнкой и досветить через неё либо нанести финишный слой и отвердить его под плёнкой. Подробно – в статье сушка липкого слоя.

Цвет: пигменты и спецэффекты

Возможность колеровать состав – то, что отличает УФ-технологию от готовых «вод» и клеёв фиксированного цвета. И клей, и смола принимают пигмент, но у смолы возможностей больше: она берёт больший процент наполнителя и распределяет его равномернее.

Базовый инструмент – пигментные пасты: наборы из 7 и из 15 цветов по 15 г. Помимо них в ассортименте есть пигменты со спецэффектами:

Дозировка. Пигмент поглощает ультрафиолет – чем плотнее цвет, тем меньше света доходит до глубины слоя. Начинают с 0,5–1 % по массе, плотный цвет – 1,5–3 %, выше 5 % подниматься не стоит. Пасту вносят по массе, перемешивают медленно, без взбалтывания, иначе в состав уйдёт воздух, и смешивают небольшими порциями непосредственно перед работой. Цвет в тонком слое всегда светлее, чем в стаканчике, поэтому пробная заливка на обрезке обязательна. Подробнее – в статье пигментные пасты: как смешивать. Весь ассортимент – в разделе красители и пигменты.

Порядок работы

1. Подготовить поверхности. Обезжирить изопропиловым спиртом и высушить. С литников снять облой, зашкурить глянец в зоне шва – матовая поверхность держит лучше.
2. Подобрать подачу. Для микродеталей состав наносят иглой-дозатором; диаметр подбирают по объёму капли, см. как выбрать диаметр иглы.
3. Нанести минимальное количество. Излишек выдавится наружу и застынет наплывом – аккуратнее добавить вторую каплю, чем счищать лишнее.
4. Позиционировать деталь. Времени столько, сколько нужно: состав не сохнет на воздухе. Проверить положение с двух сторон.
5. Предварительная засветка. Короткий импульс фонарём – узел зафиксирован, но шов ещё податлив.
6. Снять излишки салфеткой со спиртом или зубочисткой, пока состав не набрал полную твёрдость.
7. Финишное отверждение. Держать лампу вплотную; время – по инструкции к составу и мощности источника.
8. Проверить шов на просвет. Мутные или матовые зоны означают недосвет – досветить.

Общая технология подробно разобрана в статье склейка по УФ-технологии. Работать с лампами и фонарями нужно в очках с УФ-фильтром – см. технику безопасности.

Частые ошибки

Что понадобится

• УФ-полимер «5 секунд» или «3 секунды» – фиксация мелких деталей;
• УФ-смола R2 – заливка воды и тонких прозрачных слоёв;
• УФ-смола R7 – волны, наплывы, объёмный рельеф; весь ассортимент в разделе УФ-смолы;
• УФ-клей под материал: A-200, P-450, 5500 – см. раздел УФ-клеи;
• пигментные пасты и пигменты со спецэффектами;
• УФ-фонарь 30 Вт 395 нм для точечной работы и лампа 395 нм 15 Вт для площади; все источники – в разделе УФ-лампы;
• иглы-дозаторы и инструменты для работы с клеем;
• силиконовые молды – отливка одинаковых элементов;
• изопропиловый спирт – обезжиривание и снятие излишков;
• очки с УФ-фильтром.

Часто задаваемые вопросы

Чем УФ-клей удобнее суперклея в моделировании?
Он не схватывается до включения лампы. Деталь можно выставлять сколько нужно, а зафиксировать одним импульсом фонаря. Плюс шов остаётся прозрачным и не белеет по контуру, как цианоакрилат.

УФ-клей или УФ-смола – что выбрать?
Клей – когда нужно соединить детали: у него выше адгезия и прочность шва. Смола – когда нужен объём или поверхность: вода, лёд, линза, заливка в молд. Для нагруженного узла смолу применяют только с праймером.

Какие пластики склеиваются, а какие нет?
Склеиваются акрил, поликарбонат, полистирол, ПЭТ, АБС, ПВХ, карбон, а также стекло с металлом, деревом и камнем. Не склеиваются полиэтилен, полипропилен и фторопласт – у них слишком низкая поверхностная энергия. Силикон УФ-полимеры не берут.

Как склеить непрозрачную деталь, если свет не проходит?
Светить сбоку по линии стыка, делать шов толще или собирать в два этапа: подсветить каплю на одной детали, поставить вторую и досветить по контуру. Если свет не доходит принципиально, берут цианоакрилатный клей.

Почему поверхность смолы осталась липкой?
Кислород воздуха тормозит полимеризацию в тончайшем приповерхностном слое. Это нормально: протереть изопропиловым спиртом, досветить под плёнкой или нанести финишный слой.

Каким слоем заливать воду в диораме?
Прозрачную смолу – по 3–5 мм за проход, подкрашенную – по 1–2 мм, каждый слой отверждая полностью. Толстая заливка за один раз останется мягкой снизу и может дать внутренние трещины от разогрева.

Как получить цветной поверхностный слой или цветной шов?
Добавить пигментную пасту: 0,5–1 % для лёгкой тонировки, 1,5–3 % для плотного цвета. Вносить по массе, перемешивать медленно и обязательно делать пробную заливку – в тонком слое цвет всегда светлее.

Не разъедает ли состав пенопласт и пенополистирол?
Нет. В УФ-клеях и УФ-смолах нет растворителей, поэтому подложки из пенопласта и XPS остаются целыми – в отличие от клеёв с растворителями, которые проплавляют в них кратер.

Какая лампа нужна – 365 или 395 нм?
Для моделирования чаще 395 нм: эта длина волны лучше проходит через окрашенные и полупрозрачные пластики. 365 нм даёт более полное отверждение в тонких слоях.

Клеить до покраски или после?
До. На окрашенной детали состав схватится с краской, а не с пластиком, и узел отвалится вместе со слоем краски. Если клеить приходится после, краску в зоне шва снимают.

Обращайтесь, если необходима помощь с выбором УФ-смолы, УФ-клея и УФ-ламп для моделирования и макетирования – детально проконсультируем по возникшим вопросам.

E-mail: market@nipg.ru
Тел.: +7 (831) 414-01-71, 8 (800) 600-76-32
Мессенджеры: WhatsApp, Telegram, МАХ

Материал подготовлен техническим специалистом ООО НИПГ «Спектр». При полном или частичном копировании материалов ссылка на источник обязательна.