ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРИГИНАЛЬНОЙ ГИПСОВОЙ ИГРУШКИ ПОД РОСПИСЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРИГИНАЛЬНОЙ ГИПСОВОЙ ИГРУШКИ ПОД РОСПИСЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Федецов М.С. 1
1МБОУ г. Мурманска "Мурманский международный лицей"
Полежаева Т.Е. 1
1МБОУ г. Мурманска ММЛ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Каждая игрушка, сделанная своими руками, не похожа ни на какую другую. Благодаря своей неповторимости, не нужно будет переживать, что она будет перепутана с чужой.

Объект – технология изготовления гипсовой игрушки.

Предмет исследования – особенности изготовления оригинальной гипсовой игрушки под роспись в домашних условиях.

Цель исследования – изготовление гипсовой игрушки под роспись.

Гипотеза – мы предположили, что использование 3D технологий позволит эффективно создавать оригинальные гипсовые игрушки под роспись.

Актуальность - ассортимент детских магазинов пестрит разнообразием: модели, конструкторы, оружие и куклы, но в них нет места для личного творчества. Яркие оригинальные игрушки, изготовленные своими руками, всегда являются эксклюзивным подарком.

Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы, сформулированы следующие задачи:

1. Изучить литературу по теме исследования (рассмотреть достоинства и недостатки гипса; выяснить какие материалы используются для изготовления литейных форм)

2. Выбрать технологию изготовления игрушки

3. Изготовить мастер-форму и произвести отливку изделия

4. Изготовить игрушку

5. Выполнить художественное оформление

6. Обобщить полученные данные и сделать выводы.

Для реализации поставленных задач использовался комплекс методов исследования: теоретические (поиск и анализ литературы, систематизация и обобщение), эмпирические (наблюдение, сравнение, анализ).

Практическая значимость проекта видится в создании оригинального изделия, который можно использовать в качестве подарка.

Все этапы практической части выполнены автором совместно с папой. Мною были произведены следующие технологические операции: приготовление раствора (гипса), обмазка мастер-формы, роспись заготовки.

Глава 1 технология изготовления гипсовой игрушки

методом литья

Формирование технического задания и выбор будущего изделия

Крайне важным в любом проекте является формирование технического задания с требованиями к будущему изделию. Свои требования мы представили в таблице 1.

Характеристики изделия

Требования к изделию

Назначение

Оригинальный новогодний подарок

Пользователи

Одноклассники

Технические параметры

Не более 120 см3

Материал

Доступный, недорогой, легкий в обработке.

Технологичность

Простой способ изготовления

Экономичность

Низкая себестоимость изделия

Эстетичность

Красивый внешний вид

Безопасность

Не должен представлять опасности для окружающих

Таблица 1. Техническое задание к проекту

Мне и моим одноклассникам, очень нравится играть в различные игры на телефоне и, поэтому, мне хотелось сделать что-то связанное с этой тематикой.

Записав все возможные варианты, я остановился на следующих: значок из игры Brawl Stars, значок Apple, персонаж из игры Among As. Мне нравятся все три варианта, поэтому я провел небольшой опрос в классе с целью выявить наиболее популярного. Результат представлен в таблице 2.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Значок из игры Brawl Stars

Значок Apple

Персонаж из игры Among As

     

Количество баллов популярности

5

2

7

Таблица 2 «Выбор изделия»

Наиболее интересен моим одноклассникам оказался персонаж из игры Among As. Его мы и будем изготавливать.

1.2.Выбор технологии изготовления

Следующим шагом к реализации нашего проекта был выбор технологии изготовления. Я уже имел опыт работы с простыми поделочными материалами, такими как цветная бумага, картон, пластилин, натуральные материалы (шишки, камни). Умею выпиливать ручным лобзиком из фанеры различные формы, но мне очень хотелось представить данного космонавта в объёме, и с возможностью копирования.

В Интернете мы нашли информацию о литье фигурок из гипса. Для начала, мне необходимо было узнать, а что же такое гипс?

Гипс — один из самых распространенных минералов. В России гипс распространен по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. [3] Достоинства и недостатки гипса представлены в Таблице 4

Достоинства

Недостатки

Гипсовые смеси самые доступные и дешевые

Малая прочность; гипсовое покрытие легко повредить

При пожаре выдерживает высокие температуры. Влага, выделяющаяся при термическом процессе, уменьшает разрушительное действие огня

Гипс активно поглощает воду, поэтому его применение во влажной среде нежелательно

Экологичный, натуральный материал. Создает благоприятный микроклимат

Металлическая арматура внутри гипсовых масс быстро коррозирует

Имеет низкую теплопроводность, что поможет сохранять тепло в помещении

Сильно намокшие гипсовые изделия могут деформироваться [2]

Таблица 3. Достоинства и недостатки гипса

С давних времен амулеты и талисманы из гипса использовались в качестве своеобразного «лекарства» от людской гордыни, завышенного самомнения и высокомерия. [1]

В настоящее время практически каждый желающий может самостоятельно изготовить декоративный камень, тротуарную плитку, гипсовые фигурки, элементы фасада и тому подобное. Было бы желание. И знания.

Можно заниматься литьем гипса, воска, мыла, различных смол и даже металла. В этом случае понадобятся специальные эластичные формы, которые также можно сделать «своими руками». Но какой материал использовать для изготовления формы? Современный мир предлагает достаточно много вариантов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

   Например, по степени жесткости, формы бывают жесткие (металл, пластмасса), полужесткие (каучук, полиуретан) и эластичные (формопласты, силикон, резина). Каждый из этих материалов имеет свои недостатки, но эластичные формы являются самыми востребованными. [4]

Так как в домашних условиях не представляется возможным отлить формы из металла, пластмассы или резины, мы остановили свой выбор на силиконовых формах. Для создания формы используются двухкомпонентные силиконовые компаунды: основной силиконовый состав + катализатор. Этот материал легко смешивается, допускает отклонение в дозировке компонентов. Формы застывают при комнатной температуре.

Проанализировав полученный материал, мы пришли к выводу, что технология литья фигурок из гипса в силиконовые формы как нельзя лучше подходит для меня – гипс доступный и дешёвый материал, форму из силикона можно изготовить самостоятельно. Фигурки, отлитые из гипса, можно расписать акриловыми красками или расписать в технике декупаж, или наклеить наклейки, украсить стразами или пайетками и сделать их индивидуальными для каждого из моих друзей.

глава 2 Изготовление игрушки из гипса

2.1 Изготовление 3D модели

Прежде чем начать отливать фигурки из гипса необходимо найти мастер форму, с которой можно было бы сделать силиконовый слепок для дальнейшей отливки. Следует отметить, что процесс подготовки к литью оказался значительно более долгий и кропотливый, чем я предполагал. Фигурок из данной игры в продаже мы не нашли, поэтому было решено изготовить модель фигурки в 3d формате самостоятельно. (Приложение 1, рис.1)

Для печати использовался имеющийся дома 3D принтер (Приложение 1, рис.2), PETG пластик. Параметры печати: диаметр сопло 0.4 мм, температура печати 230 градусов, скорость печати 80 мм/с.

Время печати составило 1 час 38 минут, вес 27 грамм. Высота изделия составила 70 мм. Получившейся космонавт представлен на рис.3

Рис. 3 Общий вид напечатанного космонавта.

2.2 Создание формы для отливки по модели.

В сети Интернет есть большое количество примеров использования санитарного силиконового герметика с добавлением крахмала для формирования слепка того или иного изделия. Мы же для этой цели использовали силиконовый компаунд для литья форм (силикон для обмазки «КОПИ-ПАСТА») – профессиональный компонент, обладающий улучшенными эксплуатационными свойствами, и катализатор для эластоформ (отвердитель).

Для обеспечения изготовления более качественной формы для отливки её создание было разделено на два этапа:

1) обмазка модели копи-пастой с помощью кисти (Приложение 2 рис.1)

2) полная заливка подсохшей обмазанной модели в специально подготовленную форму (Приложение 2 рис.2)

Создание мастер-формы заняло несколько дней.

Стоимость создания мастер-формы представлена в таблице 4.

Наименование

Объем

Цена (руб.)

Объем на игрушку

Стоимость формы (руб.)

Силиконовый компаунд (отвердитель в комплекте)

1 литр

1200

0,13 л

156

Форма для заливки напечатанная на 3D принтере (пластик PETG)

1 кг

900

0,03 кг

27

Таблица 4. Стоимость мастер формы для заливки.

После полного застывания силиконовая форма разрезается и пластиковый оригинал/мастер-модель извлекается.

2.3 Изготовление гипсовой игрушки и роспись.

Для изготовления игрушки мы использовали гипс строительный производства SAMARAGIPS и преобразователь гипса CBB-500, который предназначен для повышения прочностинизкомарочных гипсов. Процесс изготовления отражён в Приложении 3.

Расчёт стоимости получившегося изделия представлен в таблице 5

наименование

объем

Цена (руб.)

Объем на

1 игрушку

Цена игрушки (руб.), без учета оформления

гипс

5 кг

160

0,06 кг

1,92

Преобразователь гипса СВВ-500

2 кг

490

0,01 кг

2,45

     

итого

4,37

Таблица 5. Себестоимость гипсовой игрушки (без учёта оформления)

Мы решили расписать получившиеся игрушки в различных стилях (хохлома, гжель, дымковская игрушка и несколько раскрасили в свободном стиле (рис. 4)

   

Рис. 4 Игрушки из гипса Among As

Заключение

Современные материалы и технологии позволяют создавать уникальные изделия из гипса в домашних условиях, процесс изготовления не требует больших площадей и работы высококвалифицированных специалистов, возможно мелкосерийное производство.

Наиболее сложным для меня оказался процесс росписи получившихся космонавтов, работа очень мелкая, кропотливая, требующая тренировки и терпения.

Практически во всех отлитых моделях присутствовал дефект в виде отсутствия бумбончика на колпаке – не отлился, слишком маленький канал для прохождения раствора. Было решено восстановить полноту модели путём

приклеивания бусинки. Свое влияние оказало отсутствие виброплиты, она необходима для более эффективного выхода пузырьков воздуха из отлитой модели. Не весь воздух успевал выйти из формы и застывал в части модели.

 

Рис.5 заготовка будущей игрушки

В ходе работы были изучены технологии изготовления гипсовой игрушки, апробирована технология изготовления гипсовой игрушки под роспись в домашних условиях.

Мы убедились, что использование технологий 3D печати позволяет эффективно создавать оригинальные гипсовые игрушки под роспись.

Цель исследования достигнута. Гипотеза подтвердилась.

Список литературы

1. Гипс: свойства, описание: сайт - URL: https://kamnevedy.ru/kamni/gips/svoystva/ (дата обращения 20.12.2020)

2. ГИПC вокруг нас - URL: https://themineral.ru/podelochnye/gips(дата обращения 23.01.2021)

3. Гипс: сайт - URL: https://yandex.ru/turbo/mineralpro.ru/s/minerals/gypsum/ (дата обращения 25.01.2021)

4. Изготовление форм. Выбираем материал: сайт - URL:http://www.geogips.ru/news/material_forma_vybor/ (дата обращения 25.12.2020)

5. Преобразователь гипса СВВ-500:сайт - URL: https://form-trade.ru/preobrazovatel-gipsa-svv-2kg/ (дата обращения 25.12.2020)

Приложение 1

Изготовление 3D модели

Рис.1 персонаж игры Among As (3D модель)

Рис.2 3D принтерFlash Forge Finder

Приложение 2

Создание формы для литья

   

Рис.1 обмазка модели копи-пастой

Рис.2 форма для литья

Приложение 3

Технологическая карта отливки гипсовой игрушки по форме

№ операции

Технологи-ческая операция

Фото операции

Материалы

1

Подготовить оборудование и материалы (60 гр. гипса и 10 гр. преобразователя гипса), смешать компоненты

 

Гипс, преобразователь гипса, вода, емкости для смешивания и приготовления раствора, мастер-форма, весы кухонные, блендер.

2

Приготовить раствор добавляя воду

 

Компоненты раствора, блендер, вода.

3

Залить раствор в форму, дать раствору застыть в течение 2-х часов

 

Раствор, форма для заливки

6

Извлечь гипсовую игрушку из формы

 

форма для заливки, игрушка

Просмотров работы: 261