Rulal on rattad!

Esimest korda pärast 25 aastat on minu rulal uuesti korralikud rattad. Valatud polüuretaani kuivamine täiskõvaduseni võtab aega 7 ööpäeva, nii et keegi ei ole veel rula peale astunud ega rataste tugevust testinud, seda saame teha järgmisel laupäeval. Seega valamise funktsionaalset edukust ei oska hetkel veel üldse hinnata. Peale vaadates on aga eile valatud rattad hämmastavalt sarnased algsetega. Peab tunnistama, et see visuaalne vaatepilt on mu enda jaoks üsna sürreaalne. Tundub, justnagu oleks keegi kerinud aja tagasi 1980-ndate lõppu, mil ma viimati seda rula nii säravate ratastega nägin. Allolev foto on tehtud vahetult pärast rataste vormist välja võtmist. Rattad on siin veel puhastamata ja trukid ajutiselt teki külge keeratud foto jaoks.

Enne sisu juurde asumist aga mõned tänusõnad. Eilset valamise päeva ei oleks kunagi juhtunud, kui meil ei oleks projekti juures Mikku. Mikk oli varem polüuretaanist detaile valanud, Mikk nõustas kõvasti vormide disaini funktsionaalsust ja oli see, kes oma printeriga vormid ka reaalselt printis. Ja nagu allolevast videost näha, oli ta ka see, kes kogu valamise päeva juhendas. Nii et kui teil on vaja taastada mõnda huvitavat vanaautot, rentida suvisteks pulmadeks Miku taastatud Volvo Amazoni, teha metallitöid, 3D vorme või saada nõu kummidetailide valamise osas, otsige üles Mikk Andresen Tiblu OÜ-st. Aitäh, Mikk!

Alustasime laupäeval kell 11. Videot sõnades kirjeldama ei hakka, aga panen siia lühikese loetelu tegevustest nende tegelikus järjekorras, sest video kõiki eel- ja järeltegevusi ei näita. Video all on kirjas õppetunnid, mida on kindlasti soovitav lugeda kõigil, kes ise koduse kummidetailide valamise projekti ette võtavad. Video on kokku lõigatud eesmärgiga näidata kogu valamise protsessi segu kokkusegamisest kuni vormist väljavõtmiseni, et sarnaste projektide tegijatega kogemusi vahetada.

1. Algus kell 11:00.
2. Töökoha valmisseadmine, laua loodimine, kaasavõetud materjalide ja vormide kontrollimine.
3. Iga ratta jaoks vajalike komponentide kaalu arvutamine. 
4. Vormide lihvimine.
5. Vormide sisepinna katmine küünlarasvaga.
6. Vormide ja komponentide vastastikuse sobivuse probleemide lahendamine.
7. Vormide liimimine.
8. PU segu kokkusegamine.
9. Valamine.
10. Ooteaeg 1 tund.
11. Vormist välja võtmine.
12. Testimine.
13. Töökoha koristamine ja kokkupakkimine.
14. Lõpp kell 22:00.

NB! Video all kirjutame paljudest punktidest põhjalikumalt.

Õppetund #1 - loodis tööpind on väga oluline

Oma töökohta valmis pannes loodisime küll laua ära, sest see oli Miku soovitus, aga laua peale asetasime lauapinna kaitseks soome papi tüki ja seda me enam ei loodinud. Hiljem valamise käigus selgus, et see oli kõver ja tekitas meile üksjagu probleeme. Kui kiiresti tahkuv PU üritab vormi sees voolata isegi väikese kalde tõttu ühest vormi servast teise, tekitab see inetuid valudefekte vormi pinnal. Vaata ratta horisontaalset serva alloleval fotol. Järgmine kord valades loodime kindlasti ära selle pinna, millele valatud detailid kuivama lähevad.

Õppetund #2 - Fusion 360 mõõdab vormi mahtu õigesti

Fusion 360, millega joonistasime oma 3D mudelid, võimaldab vorme virtuaalselt vett täis valada ning saada teada nende mahtu. Selleks on funktsioon nimega boundary fill. Fusion 360 ütles, et meie ratta vormi maht on 132,5 ml, mis vee puhul tähendab ka 132,5 g. PU segu erikaal on 1,046 g/cm³, mis tähendab, et meil oleks arvutuslikult olnud vaja 138,6 g valatavat segu. Vormi mahu arvutas Fusion 360 ilma plastsüdamikuta. Samas jääb osa valatavat segu topsi seinte külge ning ei jõua vormi. Seega ümardasime veidi ja segasime iga ratta jaoks 143 g segu (70 g komponent A, 70 g komponent B ja 2,6 g musta pigmenti). Videost näete, et arvutus klappis täpselt, seega õppetund on, et Fusion 360 virtuaalselt mõõdetud mahtusid saab usaldada.

Õppetund #3 - 3D printeril on kõrge rea korral suurem eksimus

Meil läks hinnanguliselt 1,5 tundi aega sellele, et 3D prinditud vorme järeltöödelda. Esiteks oli slaisser jätnud ridade algused mõnel pool millegipärast kohakuti ning sellest oli osade vormide pindadele tekkinud "õmblus". See tuli liivapaberiga eemaldada. Suuremat segadust tekitas meile aga see, et R05-2 metaalsilindri kitsama osa sisse mahtuma pidanud vormi osa ei mahtunud sinna. 3D mudelis oli kõik õigesti, aga kuna printimisel eelistasime kiirust, siis sellega kaasnev ebatäpsus maksis meile ajas kätte valamise päeval (vt põhjalikumalt eilsest postitusest). Proovisime erinevaid lahendusi, lõpuks pidime selle osa vormist lihtsalt maha lõikama. Ülejäänud vormi osad sobisid kenasti ja täpselt.

Õppetund #4 - küünlarasv on palju parem kui release agent

Mikul oli varasemate valamiste korral olnud väga keeruline detaile vormidest kätte saada. Seekord määrisime rataste vormid seest küünlarasvaga enne valamist. Piduriklotside vormide puhul kasutasime release agentit. Küünlarasva suur lisaboonus on see, et temaga saab vormi sisepinda ka tasandada, kuna see läheb 3D printerist jäänud "vagude" vahele. Release agent vormi ei tasanda, selleks peaks kasutama veel eraldi pahtlit. Kui oleksime tellinud koos PU-seguga ka release agenti ja vormipahtli, oleks hind enam kui kahekordistunud.

• Esialgu määrisime tahke küünlaga ja silusime pinda puuvillase kaltsuga.

• Minu isa tuli mõne aja pärast lagedale kahe ratsionaliseerimise ideega. Esiteks soovitas ta küünlarasva sulatada ja sularasva lapiga kanda vormi pinnale. Teiseks soovitas ta liigse küünlarasva eemaldamiseks kasutada kitsast pahtlilabidat, vedades seda risti printimisvagude suunaga. Mõlemad olid head ideed ja toimisid palju kiiremini kui meie algne lähenemine.

• Seejärel proovisime vormi detailide kastmist sulatatud küünlarasva sisse. Kui kastsime umbes sekundiks, toimis see suurepäraselt ja vormi pind jäi väga sile. Kui jätsime mõneks sekundiks kauemaks, sulatas kuumus vormi osa kõveraks. Nii et riskantne, aga kiire ja tõhus. 

• Viimasena proovisime vormi sulatatud küünlarasvaga üle valada. Sellisel juhul oli tulemus midagi lapi ja sissekastmise vahepealset.

Kui oleksime kõikide vormide kõik detailid kuuma küünlarasva kastnud ning pärast küünlarasva tahkumist pahtlilabidaga siledaks lõiganud, oleksime hoidnud kokku umbes 1,5 tundi aega oma valamise päevast. Ela ja õpi 😃

Lisaks pealekandmise ja silumise tehnikatele olid valgest plastist vormi printimine ja sellega kontrastse punase küünlarasva kasutamine väga head ideed Mikult. See võimaldas täpselt näha, milline osa pindadest on kaetud. Vormi liimimiseks kasutasime värvita super glue liimi, aga ka see oleks võinud olla valge pinnaga kontrastset värvi. Oleks teinud meie elu vormist välja võtmisel lihtsamaks. 

Õppetund #5 - täpne kaasaegne vorm ei pruugi koos omaaegse kulunud südamikuga anda täpset tulemust

Päris tsentrisse me kõiki rattaid ei saanudki. Neljast ühe puhul ei olnud käega keerutades näha, et see "viskaks". Kõik teised olid rohkem või vähem ebasümmeetrilised. Me ei tea veel, kas see on sõitmisel ka probleem, eks saame nädala pärast teada. Mikk kahtlustab, et põhjuseks on kas omaaegse südamiku ebatäpne freesimine või südamiku kulumine minu sõitmise ajast. Igatahes oli nii, et kui vorm panna kokku ilma südamikuta, oli kõik ilusti tsentris ja sümmeetriline. Niipea, kui panime vormi sisse ka südamikud, et hakata valama, läksid vormid millimeetri võrra tsentrist välja. Head lahendust ei olegi välja mõelnud.

Õppetund #6 - liimi mõõdukalt

Vorme oli vaja liimida, sest nagu videost näha, oli valamise ajal vaja vormi kallutada. Selleks, et vorm ei laguneks, kasutasime natuke super glued. Natuke liiga palju. Pärast vormist väljavõtmisel oli tükk tegemist, et liimi katki murda. Seega soovitus kasutada vähem liimi või tugevat teipi.

Õppetund #7 - korralik segamine on oluline

Meil läks ühe ratta valamisega nii, et ilmselt ei seganud ma korralikult kogu topsis olevat segu läbi. Kui topsi allservas või põhjas jäävad komponendid kokku segamata, siis ei kõvene PU korralikult. Vaatame, mida edasised päevad toovad ja mis see ratta lõpliku tugevuse kohta tähendab, aga kindlasti tuleb segu korralikult läbi segada, hoides samas ühte silma kellal (vt järgmine õppetund) ja teist õhumullide vältimisel. Vaata õppetund #1 juures olevat fotot, ratta kaldpinnal on näha jäljed, mis tekkisid kehvasti segatud segu tõttu vedelamaks jäänud pinnalt vormi eraldamise tulemusel.

Õppetund #8 - valamine peab käima üsna kiiresti

Hetkest, kui osa B valatakse segusse kuni hetkeni, mil segu pole enam korralikult valatav, kulub 25-kraadise õhutemperatuuri juures ca 3 minutit 30 sekundit. Kui pärast seda segu valada, ei vaju see enam korralikult kokku varem valatud seguga ja tekib inetu defekt. Seega valada tuleb piisavalt rahuliku käega, et ei tekiks õhumulle, aga piisavalt kiire käega, et mahtuda ajaaknasse ja vältida defekte. Näide defektist on fotol oleva ratta alumises paremas servas.

Õppetund #9 - jäta pigem rohkem aega enne vormist välja võtmist

Videost on näha, et segamiseks kasutatud topsi põhja jäänud segu ning samuti ratta pinnalt ära lõigatud kihti saab kasutada kõvastumise testimiseks enne vormist välja võtma asumist, aga pigem jätke rohkem aega, kui PU segu dokumentatsioonis ette nähtud. Dokumentatsioon ütleb, et 1 tund pärast valamist võib vormist välja võtta (demold time). Reaalselt on sel juhul veel oht detaili kahjustada ning seda eriti juhul, kui vorm puruneb ja teravaid kilde annab. Samuti ei tohi sel hetkel kindlasti vormi küünte või teiste teravate esemetega vajutada. 2-2,5 tundi demold time on palju parem idee kui 1 tund. Me kiirustasime veidi, sest päev oli juba väga pikaks veninud ja natuke sellega ka ämbrisse astusime - kaks ratast olid vormist välja võttes mõnest kohast pehmed ja said kriipida. Foto ülevalpool.

Õppetund #10 - arvesta vormide joonistamisel veel rohkem vormist välja võtmisega

Teame nüüd, et küünlarasv toimib vormist kättesaamiseks väga hästi, seetõttu võib vormi seinad edaspidi teha paksemad kui 1 mm. Õhukeste seinte idee oli, et kui kätte ei saa, lõhume vormi ära. Reaalsus oli see, et kõik vormid oleksid paksemate seinte korral jäänud terveks ja rattad oleks ilusti kätte saanud. Praegu olid vormid liiga nõrgad ja kaks vormi lõhkusime väljavõtmise käigus tahtmatult ära. Seega seinad paksemaks ja infilli juurde. Piduriklotsi vormi tuleb edasi arendada, sealt oli palju raskem kätte saada detaili. Me seekord ei proovinud kuumapüssiga soojendamist vormist välja võtmisel, aga võiks proovida. See sulatab küünlarasva seespool ja peaks veelgi lihtsustama detaili kättesaamist.

Õppetund #11 - tee valamise jaoks eraldi checklist

Inimene on ekslik ja kui kontrollnimekirja ei ole, võivad asjad ununeda olenemata sellest, et oled ise vormid joonistanud ja kõik hoolikalt palju kordi läbi mõelnud. Töökohta koristades ja kokku pannes avastasime asjade hulgast selle metallplaadi, mis oleks pidanud minema piduriklotsi sisse 😁 Proovime esialgu kruvida RULA külge ainult PU-st valatud piduriklotsi, aga kahtlus on, et kaua see ei kesta. Nii et vähemalt piduriklotsi valu tuleb meil korra veel uuesti teha ilmselt.
Kuna nüüd on vaja veel 6 ööpäeva oodata enne, kui saame rataste tugevust testida, siis on plaan vahepeal teha korda RULA tekk. All fotol näha olevast test-tekist ja sellega seotud valikutest kirjutame pikemalt juba homme õhtul.