Евгений Карпов, Александр Найденко
В статье представлена технология изготовления рупора, позволяющая получить достаточно высокую точность его геометрических размеров, и пригодная для реализации в домашних условиях.
Эта статья посвящена исключительно технологическим вопросам изготовления круглого рупора, в ней вы не найдете ни методики расчета рупоров, ни конкретных размеров, ни расхваливания получившегося рупора, а только как ее сделать дома, на коленках, с достаточной точностью и минимальными материальными затратами. Предполагается, что вы имеете набор координат, задающий ее геометрию.
Сомнения
Итак, мы решили сделать среднечастотное звено будущей акустической системы в виде рупора. После выбора динамической головки, расчета рупора и получения всех необходимых чертежей в Автокаде, мы уставились на эти чертежи и крепко задумались. Как же изготовить такую большую деталь (диаметр более полуметра), имеющую достаточно сложную форму.
Вариант изготовления рупора из сегментов был отброшен сразу. Вызывала большое сомнение возможность обеспечить приемлемую точность геометрических размеров при использовании толстого материала (МДФ или фанеры), а делать рупор из 3-х миллиметровой фанеры не было особого смысла. Да и хотелось все-таки сделать его круглым. Дальше пошли полуфантастические предложения наподобие вытачивания рупора из цельной заготовки или изготовления прессформы для литья под давлением. После зондирования вопросов о наличии соответствующего оборудования и стоимости работ мы от этих идей быстренько отказались. Получалось, что или затраты на изготовление нескольких экспериментальных образцов были неприемлемо велики, или возникали большие технологические трудности, или не было подходящего оборудования.
Спустившись с небес на землю и слегка поспорив (наше любимое времяпрепровождение), мы сошлись во мнении, что наиболее подходящим вариантом изготовления нескольких образцов - будет выклейка рупора. Так как жесткие требования по соблюдению геометрии и качеству поверхности предъявляются к внутренней поверхности рупора, а к наружной поверхности особых требований нет, то приняли способ выклейки на модели.
Теперь следовало решить вопрос, из чего клеить. Рассматривалось три варианта (в принципе, все три пригодны), клееный рупор из бумаги или бумаги и ткани с использованием клея ПВА, выклеивание из стеклоткани на полиэфирной смоле и формование из папье-маше, приготовленного на ПВА. Нам показался наиболее технологичным именно третий вариант, очень привлекала и ничтожная стоимость исходных материалов.
Для оценки свойств материала был проведен эксперимент, в качестве модели использовался полиэтиленовый рассекатель от большой лейки по форме очень напоминающий будущий рупор. После полного высыхания наформованной массы мы сняли готовую детальку с импровизированной модели и пристально ее изучили. Результаты были очень обнадеживающими, внутренняя поверхность рупора была практически без изъянов и точно повторяла форму рассекателя, высохшее папье-маше по фактуре напоминало ДВП (но более рыхлое), было весьма прочным, легким и "глухим". Это окончательно подвигло нас на изготовление полноразмерного рупора из папьемаше.
Проект
Как мы себе представляли конструкцию рупора и крепление к нему динамической головки, показано на рисунке 1. Предполагалось, что динамическая головка крепится к фанерному фланцу, приформованному к горлу рупора и фактически являющимся его продолжением. Внутренняя поверхность фланца соответствовала профилю горла рупора.
Для обеспечения достаточной механической прочности крепления фланца и армирования самого рупора во фланец должны вкручиваться восемь резьбовых шпилек диаметром 4 мм и длиной 200.250 мм, которые заформовываются в тело рупора (как показала практика, выдернуть шпильку без разрушения рупора - невозможно).
Толщина фланца выбрана достаточно большой - порядка 20мм, с расчетом на то, чтобы на его внешнюю поверхность можно было бы надеть и закрепить заднюю камеру. Попутно фланец используется как элемент, за который можно стянуть готовый рупор с модели. Чертеж фланца показан на рисунке 2.
Так как рупор - тело вращения, то используя некоторое подобие гончарного круга и точный шаблон, можно обеспечить высокую точность изготовления модели из пластичного материала. Вполне достижима погрешность, не превышающая долей миллиметра. Исходя из этих соображений, был спроектирован наш вариант приспособления для изготовления модели (Рис. 3).
Он состоит из центральной стойки (использовали отрезок толстой трубы), на которую снизу надеты два фланца, а сверху вставлена пробка с вкрученной металлической осью. Верхний фланец предназначен для крепления диска, на котором будет формоваться модель, и он же обеспечивает его перпендикулярность к стойке, а нижний - для крепления всей конструкции к верстаку (в итоге, использовали кусок толстой широкой доски). Фланцы просто лежат друг на друге.
Диск и основание крепятся к фланцам шурупами через просверленные в них отверстия. На нижний (неподвижный) фланец и верхнюю ось надеты две втулки по скользящей посадке, к которым приварены поводки для крепления шаблона.
Конструкция получилась довольно удобной для работы, так как вокруг оси независимо могут вращаться и шаблон, и диск, но несколько сложноватой. Вы можете придумать и более простую конструкцию, например, с неподвижным шаблоном, но в любом случае необходимо выполнить два основных требования, обеспечивающих точность изготовления модели.
Во-первых, стойка (ось вращения) должна быть перпендикулярна диску, на котором формуется модель. И конечно, поводки, крепящие шаблон, должны иметь достаточную жесткость.
Во-вторых, следует стремиться обеспечить минимальные люфты во вращающихся деталях. Шаблон можно изготовить из любого тонкого (0.8.1.5 мм) и жесткого материала - дюралюминия, стали, стеклотекстолита.
Фактически, обращение к внешней помощи требуется только при изготовлении фанерного фланца и приспособления для формования модели (требуется токарная обработка). Если это вызывает непреодолимые сложности, то в принципе, можно обойтись и собственными силами.
Фланец можно выпилить лобзиком, а для формования модели использовать конструкцию с неподвижным шаблоном. В этом случае шаблон и центральная стойка жестко и перпендикулярно крепятся к нижнему основанию, а диск надет на стойку и лежит прямо на основании (для облегчения вращения диска целесообразно проложить между ними прокладку из тонкой и скользкой пластмассы).
Ценные указания
Несмотря на полушутливое название этого раздела, в нем есть доля истины. Так как в дальнейшем основные работы по изготовлению рупора будут связаны со шпатлеванием, ошкуриванием и покраской, то чтобы многократно не повторяться, мы позволим себе дать несколько советов по выполнению этих работ и выбору материалов. Профессиональные маляры могут этот раздел сразу пропустить, но для тех, кто знаком с малярными делами исключительно по покраске окон и дверей, он может быть полезен.
Во-первых, следует использовать только качественные материалы известных марок. Это необходимо для их правильного применения и проверки на предмет совместимости (например, на некоторые марки шпатлевок плохо ложатся синтетические эмали). В общем, идя в магазин покупать материалы – смотрите, что написано в инструкциях по применению.
При выполнении грубых работ мы, в основном, использовали гипс и водорастворимые шпатлевки на основе гипсового вяжущего (наилучшей, можно считать шпатлевку для гипсокартонных плит с торговым названием – «Изогипс»). Для более тонких операций использовались также водорастворимые акриловые шпатлевки – стартовая и финишная. Эти шпатлевки практически не имеют запаха, отлично шлифуются всухую, имеют достаточно твердую поверхность и допускают нанесение практически любых красок. Из лакокрасочных материалов использовались: натуральная подсолнечная олифа, глифталевый или пентафталевый лак с любым номером, начинающимся на 1 (признак устойчивости к атмосферным воздействиям) и пентафталевая эмаль типа ПФ115 для выполнения промежуточных операций окраски. Для финишной окраски желательно использовать высококачественную импортную масляно-фталевую синтетическую эмаль холодной сушки, обладающей свойством самовыравнивания, и наносить ее распылением. Удовлетворительные результаты также можно получить, используя для финишной окраски декоративные алкидные эмали в аэрозольной упаковке.
Во-вторых, каждая следующая операция по обработке заготовок выполняется только после полного высыхания нанесенных ранее покрытий.
В-третьих, при выполнении шпатлевки никогда не пытайтесь исправить замеченные дефекты на только что прошпаклеванной поверхности, дайте шпатлевке высохнуть, ошкурьте поверхность, и тогда исправляйте. В противном случае, подсохшая шпатлевка потянется за шпателем, и вы получите лунную поверхность вместо нескольких небольших дефектов, усилий на ее ошкуривание уйдет раз в десять больше. При шпатлевании придерживайтесь принципа - лучше десять впадин, чем один бугор. Вы потратите гораздо больше времени на сведения со света этого бугра, чем на повторное шпатлевание.
В-четвертых, каждая следующая операция по доводке поверхности до желаемого качества начинается с ошкуривания, это правило относится и к многослойным лакокрасочным покрытиям (в том числе и на финишных этапах покраски). Для ошкуривания удобно использовать сетчатую шкурку, для грубой обработки применяются шкурки с зернистостью 60.200, для финишной обработки используется шкурка с зернистостью 400.500. Запаситесь достаточным количеством шкурки, за время работы над рупорами вы с ней сроднитесь.
В-пятых, после ошкуривания и перед началом нанесения следующего слоя покрытия деталь следует тщательно обеспылить.
В-шестых, после завершения очередного этапа работы тщательно отмойте инструмент.
Прекрасно смываемые водой сырые шпатлевки ни в какую не хотят удаляться после высыхания, ну о кистях и нечего говорить – не отмытую кисть придется просто выбросить.
В заключение этого раздела хотим мы также вам заметить, что итог вашей работы по изготовлению рупора на 99% зависит от вашей аккуратности и терпения.
.
