Sezione 18: Guida allo stampaggio di parti in resina

Le domande sulle tecniche di stampaggio in resina sono abbastanza frequenti, perciò ho deciso di inviare questa guida. Essa deriva da esigenze di stampaggio relative al razzomodellismo, ma le tecniche descritte valgono anche per i modelli statici.
La presente guida non potrebbe affrontare in modo esauriente ogni aspetto di queste tecniche, perciò si accontenterà di trattare i principali argomenti.

Ogive, pinne, giunti ed altre componenti missilistiche si possono riprodurre facilmente mediante le tecniche di stampaggio in resina. Il tempo e la fatica necessari per riprodurre un'ogiva personalizzata o una nuova aletta stabilizzatrice si investono una sola volta nella realizzazione di un master, attorno al quale verrà colato uno calco di gomma RTV (cioé che vulcanizza a temperatura ambiente).
Il calco si può quindi usare per colare diverse copie del pezzo originale, adoperando resina poliuretanica bicomponente.
La gomma RTV ai siliconi e le resine poliuretaniche non sono eccessivamente tossiche, tuttavia si raccomanda di usarle in un'area ben ventilata e lontano da fiamme libere o scintille. Prima di usare questi materiali, leggere bene le schede di rischio che il produttore deve allegare a questi prodotti.

Innanzi tutto, prima di realizzare il calco in gomma bisogna produrre un accurato master del pezzo da realizzare. Questo si può ricavare da qualsiasi materiale che non inibisca l'indurimento della gomma. Balsa, cartone, legno, plastica, metallo, pasta modellabile esente da solfuri, sono tutti materiali adatti allo scopo. Quelli porosi, come la balsa, andranno carteggiati e sigillati prima di bagnarli con la gomma. Il master deve essere anche pulito ed asciutto poiché in presenza di umidità, sia le gomme RTV che le resine poliuretaniche non induriranno correttamente.
Ad esempio per realizzare il master dell'ogiva di un missile è possibile lavorare un cono di legno duro mediante un tornio o un trapano a colonna, per poi levigarlo e sigillarlo con un distaccante a base di cera (come il Synlube 531 della Synair).
Un master ancor migliore si può ricavare lavorando al tornio del policarbonato (Perspex, Plexiglas) o un tondino di alluminio, materiali che non necessitano di distaccanti.
Lo spinotto di riscontro sulla parte posteriore dell'ogiva si può premere in una base di plastilina (che dev'essere del tipo esente da zolfo, altrimenti reagirebbe con la gomma RTV) finché questa sia a filo con la base dell'ogiva stessa.

Realizzare lo stampo.
Attorno al master bisogna costruire una dima per lo stampo, una specie di scatola contenitiva che potrà essere fatta di cartone, legno, metallo o plastica, evitando materiali porosi che richiederebbero l'uso di distaccanti o andrebbero ricoperti di nastro
Un modo veloce per fare una scatola di piccole dimensioni consiste nell'arrotolare un pezzo di plasticard a formare un cilindro, fermando la giuntura con del nastro adesivo e forzando questo cilindro nella plastilina, intorno al pezzo da riprodurre.
Tra il master e le pareti dello stampo andrebbero lasciati 8-12 millimetri di spazio, con un'altezza delle pareti di almeno 1 centimetro maggiore del master stesso, per evitare traboccamenti della gomma liquida.

Mescolare e versare la gomma RTV
A questo punto è possibile mescolare la gomma RTV ai siliconi. Queste gomme sono composte dalla gomma vera e propria e dal catalizzatore, che nella maggior parte dei casi va aggiunto in proporzione di 10/ 1 (gomma/catalizzatore) in peso.
Per stampi aperti usate gomma morbida, non più densa della gradazione Shore "A15" (la gomma della Ace Resin e la HS-III RTV della Dow Corning sono A12).
Gomma e catalizzatore vanno pesati (ideale allo scopo è una bilancia per la posta) e mescolate in contenitori di plastica. Non usate mai bicchierini di carta cerata o di polistirolo espanso.
Versate il catalizzatore nella gomma e cominciate a mescolarla curando di non introdurre troppe bolle d'aria nella mistura. Raschiate bene il fondo ed i lati del contenitore per assicurare una mescola omogenea, poiché il materiale non mescolato al catalizzatore provocherà nello stampo delle fastidiose zone appiccicose o addirittura delle cavità incomplete.
Se avete la possibilità di usare una camera a vuoto, essa è il migliore strumento per degassare la gomma, cioé per estrarne le bollicine d'aria che restano inglobate nella massa di gomma liquida quando la si mescola, prima di versarla nello stampo.
La degassazione previene la formazione di bolle nello stampo. Se si forma una bolla d'aria nella gomma lungo la superficie del master, ogni stampata presenterà una sgradevole escrescenza in corrispondenza di questa bolla.
Quando degassate la gomma, tenetela in un contenitore alto almeno tre-quattro volte il livello della gomma stessa, dato che questa si gonfierà a dismisura per poi collassare su se stessa con la fuoriuscita delle bolle d'aria.
Se invece non avete una camera a vuoto, versate la gomma nello stampo restando il più lontano possibile dal master, in modo tale che la gomma "risalga" lentamente lungo il master, fino ad inglobarlo senza bolle d'aria. Questo metodo è consigliabile anche quando la gomma è stata degassata sottovuoto.
Di solito, le gomme a bassa durezza hanno anche una bassa viscosità di colata, tanto che alcune di esse (come la Ace Resin, Alumilite "Quick-Set", HS-III e 3110 della Dow Corning) non necessitano di degassazione a vuoto. Gomme come la Alumilite "Quick-Set" induriranno in meno di quattro ore, ma per ottenere uno stampo resistente e duraturo è meglio lasciar riposare la gomma almeno ventiquattr'ore prima di provare ad usare lo stampo stesso.
Quando la gomma è indurita, rimuovete attentamente la plastilina ed il master dallo stampo.

Versatilità della gomma ai siliconi
La gomma RTV a bassa durezza consente la realizzazione di stampi aperti monoblocco per colare parti con forti "sottosquadra", che altrimenti richiederebbero l'uso di stampi a conchiglia in due o più parti.

Lo stampaggio di parti
Se si adopera uno stampo di gomma RTV al silicone, non occorrono agenti distaccanti, tuttavia il loro uso estenderà la durata dello stampo. E' possibile usare prodotti a base di silicone o di cera, oppure polvere di talco, specialmente utile per stampi molto profondi come quelli di ogive. Versate un pizzico di talco nello stampo, tappatene l'apertura e agitatelo in modo da rivestire di polvere l'interno della cavità.
Per quanto riguarda la resina, i dosaggi sono estremamente semplici: quasi tutte le resine si mescolano in parti uguali, in volume, perciò conviene versare parti uguali dei due prodotti in contentori separati, da miscelare quindi tra loro, possibilmente in un terzo contenitore, mescolando vigorosamente per 10-15 secondi, fino ad ottenere un colore uniforme. Versate quindi lentamente la resina nello stampo e questa inizierà ad indurire dopo 2-3 minuti.
La reazione di indurimento svilupperà molto calore (in alcuni casi anche fino ad 80°) dunque lasciate raffreddare il pezzo fino a temperatura ambiente prima di rimuoverlo dallo stampo poiché quand'esso è tiepido risulta ancora flessibile e si può deformare.

Cariche, colori e vernici.
La resina si può "caricare" fino al 100% del suo volume, avendo l'accortezza di usare solo prodotti rigorosamente asciutti, poichè a contatto con l'acqua essa reagisce producendo bolle di anidride carbonica.
Per dare una finitura metallica si può aggiungere polvere di alluminio, oppure si può alleggerire usando microsfere di vetro, per favorirne le capacità di galleggiamento.
Inoltre si può colorare con varie tinte mescolabili in fase di colata e comunque, una volta indurita, la resina si può colorare, tingere e placcare.

Gli incollaggi
Le parti di resina indurita si possono incollare tra loro, oltre che a cartone, balsa, altre plastiche, metalli ed alla fibra di vetro usando adesivi epossidici e cianoacrilici. Le resine stesse possono fungere da adesivi se messe a contatto con legno, plastica o metallo durante la colata.

Riprodurre un'ogiva con uno stampo monovalve
Per stampare, ad esempio, l'ogiva di un razzo di resina in uno stampo monovalve, occorre preparare il master come già descritto, quindi fissarlo a pressione in un letto di plastilina da poi racchiudere in una scatola che conterrà lo stampo, nella quale versare la gomma RTV opportunamente mescolata con il suo catalizzatore.
E' persino possibile stampare questo tipo di parti includendo una vite per il loro fissaggio sul modello. Per fare questo, basterà fissare la vite ad un sostegno (una rondella, un filo o un pezzo di nastro adesivo) che la tenga sospesa sulla bocca dello stampo.
Dopo avere colato la resina nello stampo, si può quindi immergere la vite nella resina per metà della sua lunghezza, tenendola ferma finché la resina sia solidificata.

Bolle e cavità
Il vero rimedio per evitare la formazione di bolle d'aria e di cavità indesiderate, sia nella gomma che nella resina, consiste nel rimuoverne ogni traccia mediante lo stampaggio in autoclave, sottovuoto per la gomma, oppure anche sotto pressione per la resina.
Ovviamente ciò comporta l'impiego di attrezzature che non sono alla portata di qualsiasi modellista. Esistono però alcuni piccoli accorgimenti che sicuramente aiutano a ridurre l'inconveniente e, spesso, ad eliminarlo del tutto. Ad esempio, è possibile cospargere di talco l'interno dello stampo, rimuovendo quello che non aderisce alle sue pareti, prima di colare la resina; cosa che riduce la carica elettrostatica dello stampo e favorisce il deflusso della resina.
Inoltre si può versare la resina in due sessioni, di cui la prima serve a creare una "glassatura alla rovescia", raggiungendo ogni cavità con uno stuzzicadenti per riempirla, e la seconda per riempire lo stampo nel suo insieme.

Aziende italiane distributrici di materiali per stampaggio in gomma/resina:
Solo da pochi anni i prodotti per questo tipo di lavorazioni sono reperibili al pubblico non professionale. Oltretutto, sia le gomme sia le resine, sono relativamente costose ed hanno una "vita di scaffale" misurabile in pochi mesi, data l'elevatissima sensibilità all'umidità atmosferica.
In genere si tratta di sostanze sviluppate da colossi della chimica come Ciba, Dow Corning e DuPont, normalmente vendute in confezioni industriali destinate all'industria di soprammobili, oggettistica, materiali elettronici, particolari per automobili, statuette per presepi e tanti altri articoli.
Per la vendita al minuto, che è destinata quasi esclusivamente a scopi hobbistici e modellistici, questi prodotti vengono riconfezionati in formati più piccoli, e quindi più costosi, ma più adatti ad evitare lunghe e deletere "giacenze" di prodotto, destinato quasi inevitabilmente a deteriorarsi in pochi mesi.
Le seguenti ditte, oltre a rifornire alcuni negozi di modellismo, vendono anche per corrispondenza a prezzi relativamente ragionevoli, considerato il costo iniziale:
 

Documentazione
Sulle riviste di modellismo italiane finora questo argomento è stato trattato in modo molto superficiale, insufficiente a fornire le basi tecniche necessarie per ottenere risultati confortanti su parti di dimensioni inferiori, ad esempio, alle ruote di un veicolo in scala 1/35.
Qualche indicazione in più si puo ricavare dai manuali di belle arti, ma anche in questo caso le dimensioni dei soggetti di solito trattati non permettono di apprezzare le difficoltà che il modellista è destinato a dover risolvere.
Il procedimento di stampaggio "a regola d'arte", cioè quello che contempla l'uso di una camera a depressione, è spiegato bene su questo sito: http://home.hccnet.nl/h.van.oerle/casting/casting.htm ma per stampi molto grandi si possono ottenere buoni risultati senza usare la pompa a vuoto.
Conoscendo un poco d'Inglese, è invece possibile trarre grande aiuto dalla mailing list ospitata da Yahoo/Egroups , dedicata allo stampaggio in resina, il cui sito web è su http://mc.cyklone.com/castlist.htm. Per iscriversi alla mailing list: http://www.egroups.com/group/casting/.
 

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Prosegue su: Le FAQ del plastimodellismo, Sezione 19

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