Плиту лучше всего сделать из железа, вырезанного по показанной форме. Это отличное расположение пазов для винтовых болтов, так как, отведя правый конец плиты назад, ее можно снять, не откручивая гайки и не поднимая ее над концами винтов. Помимо двух гаек, подходящих к резьбе винтов, хорошо иметь полдюжины запасных, больших по размеру, которые будут легко скользить по болтам, чтобы действовать как шайбы. Цель их — адаптировать пресс к объектам разной толщины. Резьба на обычном болте не доходит до головки, но, надев несколько свободных гаек, пластины можно прижать друг к другу, если это необходимо.
Этот пресс можно упростить. И основание, и плиту можно сделать из дерева, причем в плите просто просверливаются отверстия для болтов, а последние плотно забиваются через отверстия в основании, чтобы удерживать их на месте. Даже это можно улучшить в плане простоты. Два деревянных блока, свинченных вместе двумя или более длинными шурупами, могут выполнять эффективную работу.
Одна проблема очевидна во всех этих устройствах — отсутствие параллельности противолежащих плоскостей. Основание и плита могут быть ровными и параллельными, а могут и не быть. Пожалуй, самый простой способ обеспечить это — лучший. Он заключается в размещении поперек основания двух дистанционных прокладок, которыми могут быть полоски дерева. Они должны иметь идеально параллельные грани. По мере затягивания пресса они будут зажаты между плитой и основанием и не только обеспечат их параллельность, но и будут удерживать их на точном расстоянии друг от друга. Такие дистанционные прокладки показаны на том же рисунке. Для этой цели можно использовать типографские «мебельные» элементы, пробелы или «квадраты». Их не следует закреплять на месте, если есть необходимость адаптировать пресс к более чем одной толщине материала и матрицы.
Описанный выше аппарат является вулканизационным прессом. Дальнейшее его улучшение может быть достигнуто за счет использования пружинного давления. Две сильные спиральные пружины могут быть надеты на болты, гайки при этом навинчиваются поверх них, или мощная пружина из плоской латунной или стальной ленты, согнутая в форме неглубокой буквы V, может находиться между гайками и плитой, причем центр изгиба упирается в центр плиты.
Что касается прочности пружин, можно сказать следующее. Дистанционные прокладки предотвратят вред от пружины, которая обычно была бы слишком мощной. Такие прокладки следует использовать, так как пружины должны быть рассчитаны на создание давления во много фунтов на квадратный дюйм обрабатываемой поверхности. Они должны иметь ход в одну восьмую дюйма или более. Чем больше ход, тем равномернее они будут работать.
На следующем рисунке показан отличный маленький винтовой пресс, сделанный для прессования вулканизационных кювет. Он настолько прост, что подскажет механически подкованному читателю, как сделать одновинтовой пресс, который является наиболее удобным в использовании. В магазинах канцелярских товаров продаются очень маленькие модели чугунных копировальных прессов, предназначенные для использования в качестве пресс-папье. Они отлично подходят для ограниченного объема мелких работ.
Vulcanizing Flask Clamp.
Пресс большого размера с газовым нагревом, такой как тот, что сделан для производства каучуковых штампов, показан на следующем рисунке, стр. 53. Его конструкция очевидна. В торговле он называется вулканизатором. Его эксплуатация будет описана далее.
Объектом для копирования обычно являются литеры. Их лучше всего набирать с высокими квадратами и пробелами. Естественно, выбирается довольно крупный шрифт с очень широкими пробелами между буквами. Некоторые советуют натирать грани литер твердым мылом, а затем счищать его с поверхности, оставляя углубления заполненными. Иногда для той же цели рекомендуют воск. Это предотвращает слишком глубокое проникновение гипса матрицы в полости букв.
Gas-heated Stamp Vulcanizer.
Литеры, образующие модель для воспроизведения, закрепляются в рамке. Два куска типографской мебели или другие деревянные планки, свинченные шурупами по концам, подойдут в качестве запирающей рамки для небольших надписей.
Модель для копирования не обязательно должна быть наборной, можно использовать любой желаемый рельеф, например, электротип, стереотип, гравюру или другой каучуковый штамп. В любом случае его следует поместить на плоскую поверхность, лучше всего на «наборную плиту» или кусок мрамора, надписью вверх. С каждой стороны от него нужно разместить дистанционные прокладки, выступающие примерно на одну восьмую дюйма над его верхней поверхностью.
Следующим приспособлением для формования является матрица или форма, или обратная сторона модели, которую нужно скопировать. В случае с каучуковыми штампами это правильно называется матрицей. Те, кто видел стереотипирование большой ежедневной газеты, видели матрицы литер, сделанные из бумаги и клея, причем вся смесь называется «флонг». Такая матрица требуется для каучуковых литер, но бумага слишком чувствительна к нагреву, хотя с ней можно выполнять хорошую работу. Она также не проникает в полости литер так глубоко, как желательно. Как правило, рекомендуется гипс высокого качества. То, что продается как стоматологический гипс, является лучшим, но можно использовать и обычный гипс. Его смешивают с водой или раствором гуммиарабика или декстрина в воде. Для последнего нужно добавить столько камеди, чтобы сделать смесь для замешивания густой, как жидкий сироп.
Теперь нужно взять кусок железа, идеально плоский и ровный, достаточно большой, чтобы более чем покрыть копируемую надпись. На его поверхность нужно нанести замазку, сделанную из гипса и жидкости, используемой для смешивания. Она должна быть довольно густой. Поверхность железа не должна быть слишком гладкой, так как желательно, чтобы гипс хорошо прилипал при застывании. Гипс следует ровно распределить на глубину три шестнадцатых или четверть дюйма. Лучше всего наносить его мастихином или шпателем, хотя вполне подойдет и столовый нож. Если поверхность не становится гладкой, ее можно сделать таковой, нанеся немного раствора ножом или шпателем.
Перед этим модель необходимо смазать маслом. Оливковое или другое прозрачное масло наносится на все части граней литер, а излишки затем вытираются и удаляются из углублений с помощью промокательной бумаги.
Затем пластину с гипсом переворачивают и устойчиво прижимают к модели, пока она не коснется дистанционных прокладок. Ее оставляют застывать. Примерно через десять минут ее можно поднять, и обнаружится, что она дает прекрасный оттиск, верный до мельчайших деталей каждой буквы.
Было сказано, что в качестве жидкости для смешивания можно использовать воду. Если это делается, хорошо укрепить форму, пропитав ее спиртовым раствором шеллака после того, как она полностью высохнет, лучше всего в течение нескольких часов в печи. Это помогает укрепить мелкие выступы, которые склонны крошиться или отламываться при использовании.
Продавцы принадлежностей для каучуковых штампов продают рычажный пресс для выполнения операции по созданию матрицы. Литеры закрепляются в специальной рамке, которая перемещается на станине, проходящей под плитой пресса и выходящей из-под нее на роликах. Из каждого угла рамки, в которой закреплена модель литер, поднимается штифт, окруженный спиральной пружиной. Квадратная рамка из плоского железа с отверстиями по углам для прохождения штифтов опирается на эти пружины высоко над литерами. Штифты проходят через отверстия в ее углах. Пластина матрицы с покрытием из гипса помещается на эту рамку, которая поддерживает ее над литерами, не касаясь их. Все это теперь закатывается под пресс, и рычаг нажимается для получения оттиска. По мере снятия давления рамка с матрицей поднимается над литерами под действием пружин. Это можно сделать немедленно, до того, как гипс застынет. Поднять ее вручную с необходимой устойчивостью практически невозможно. Та же рамка с угловыми штифтами и пружинами может использоваться в винтовом прессе, причем один пресс подходит как для изготовления матрицы, так и для формования и отверждения штампов. Гипсовую матрицу также можно сделать путем отливки из более жидкой смеси гипса и воды. После того как литеры набраны или модель выбрана и установлена лицевой стороной вверх и горизонтально, вокруг нее нужно сделать небольшой гребень или выступ. Для этой цели вокруг нее можно наклеить бумагу и обмотать ниткой. Ее смазывают маслом и вытирают, как раньше. Гипс теперь смешивают с водой до консистенции сливок и заливают на модель, пока он не сравняется с выступающими краями или бумажной каймой. Через час или меньше ее можно снять. Если используется вода, форму перед использованием следует обработать раствором шеллака, как уже описано. Гипс также можно смешивать с раствором гуммиарабика или с тремя-десятью процентами порошка корня алтея. Это повышает его прочность.
То, что известно как оксихлоридный цемент цинка, представляется автору гораздо более предпочтительным, чем обычный гипс. Он немного дороже, но стоит так мало, что его стоит попробовать. Его изготавливают путем смешивания оксида цинка с раствором хлорида цинка. Никакой особой концентрации раствора или пропорций не предписано; раствор хлорида цинка должен быть крепким, а смесь должна быть примерно консистенции мягкой замазки.
Хлорид цинка можно купить в виде твердого вещества или в крепком растворе. Последний подходит для непосредственного смешивания. Его также можно просто приготовить, растворив металлический цинк в крепкой соляной кислоте. Манипуляция точно такая же, как с гипсом.
Производство папье-маше и других матриц приведено в специальной главе. Для всех обычных целей гипсовых или цементных матриц вполне достаточно.
Штамп изготавливается из смешанного неотвержденного листового каучука, подготовка которого на фабрике, включая операцию каландрирования в листы, уже была описана. Лучший совет, который можно дать читателю, — не пытаться делать его, за исключением интереса и эксперимента. Его можно приобрести специально подготовленным для штампов у дилеров каучука.
От листа отрезается кусок, достаточно большой, чтобы покрыть поверхность матрицы. Он должен иметь идеально гладкую поверхность, без следов тканевой обертки, иногда встречающихся на нем. Лист, полученный от производителя, имеет толщину около одной восьмой дюйма. Его бросают в коробку с порошком талька, чтобы обеспечить покрытие им с обеих сторон. Немного насыпают на матрицу, а излишки сдувают. Матрицу теперь помещают на основание пресса и применяют нагрев.
Чтобы выполнить процесс наиболее просто, пресс, если он металлический, можно поставить на подставку над газовой горелкой или керосиновой лампой, или даже на кухонную плиту. Через несколько минут он станет теплым. Лист каучука теперь очищают от талька и помещают в пресс на матрицу. Плиту пресса завинчивают на него.
По мере того как каучук нагревается, он начинает размягчаться и течь. Под действием винта пресса его нужно время от времени прижимать по мере размягчения. Это вдавливает похожий на замазку материал во все углубления формы. Излишки выходят по бокам тимпана в тех случаях, когда последний имеет ограниченную площадь. Теоретически пресс должен быть нагрет до температуры вулканизации, которая составляет 284° F (140° C). На практике тепло не определяется термометром. Оператор на опыте узнает, сколько тепла применить. Обычный тип пресса с газовым нагревом или штамповочного вулканизатора показан на иллюстрации на стр. 53.
Поскольку часть каучука обязательно будет выступать, за ходом работы можно следить по его действию. Прижимая к нему кончик ножа, можно определить период вулканизации. До того как материал нагрет, он эластичен и сопротивляется давлению ножа; по мере нагрева он становится мягким, как замазка; по мере увеличения тепла он снова затвердевает и становится довольно эластичным. В этот момент пресс можно открыть, а лист и матрицу вынуть или отвести плиту в сторону. При оттягивании или отделении листа от матрицы обнаружится, что он воспроизводит модель в эластичном каучуке до мельчайших деталей.
Oil Stove for Heating Vulcanizers.
Что касается мелких деталей, есть что сказать. Дистанционные прокладки для измерения толщины были рекомендованы для самодельного пресса, стр. 48. Следует позаботиться о том, чтобы они были достаточно низкими, чтобы обеспечить достаточный избыток материала для получения хорошего оттиска. Для обычной работы со штампами они должны оставлять около одной шестнадцатой дюйма для «сжатия». Будет видно, что при использовании дистанционных или калибровочных прокладок как для изготовления матрицы, так и для формования и отверждения штампа, будет обеспечена абсолютная параллельность поверхностей.
Читатель заметит в описании и сразу обнаружит на практике, что пресс нужно завинчивать по мере размягчения каучука. Там, где используются тяжелые железные прессы, большая масса нагретого железа, входящая в состав плиты пресса, мгновенно нагревает верхнюю поверхность листа каучука, и тепло немедленно проникает в него, в то время как нагретая матрица нагревает его снизу. Таким образом, он сразу размягчается, пресс непосредственно завинчивается, каучук вдавливается в форму, и сразу начинается отверждение. Но там, где используются маленькие прессы, эта манипуляция не так проста. Для таких случаев настоятельно рекомендуются пружины, упомянутые на стр. 51. Матрицу и каучук можно поместить в холодный пресс, а тимпан с промежуточными пружинами завинтить так, чтобы сжать их. Затем при подаче тепла формование происходит автоматически.
При горячем прессе и хорошем листе период от трех до десяти минут вполне достаточен для формования и отверждения.
Вместо посыпания тальком матрицу можно смазать маслом и посыпать графитом, а затем отполировать щеткой. Это не такой чистый материал, как тальк, и его не рекомендуется использовать для общего пользования, тем более что масло — плохая субстанция для контакта с каучуком.
Дистанционные или калибровочные прокладки, использование которых было рекомендовано, не нужны там, где используются прессы, работающие строго параллельно в отношении своих противолежащих граней. Но там, где используется самодельное оборудование, они станут ценным дополнением.
При описании простого пресса было сказано, что его можно сделать из дерева. Очевидно, что деревянный пресс нельзя использовать для прямого нагрева. Такой пресс должен использоваться в горячей камере или вулканизаторе, собственно так называемом. Первоначально каучуковые штампы обычно изготавливались в камерных вулканизаторах.
На следующем рисунке показан комбинированный аппарат для изготовления матрицы, формования и вулканизации очень удобной и компактной формы, приспособленный для быстрой работы. Как пресс стоит на рисунке, матричный пресс виден спереди. Коробка или рамка переносится под его плитой на двух цапфах, чтобы иметь возможность ограниченно колебаться. Модель литер закреплена в этой коробке. Над этой коробкой или рамкой находится поперечина с прикрепленными винтом и плитой, по желанию соединяемая с двумя стойками или колоннами, чтобы составлять матричный пресс.
Пластина матрицы качается на шарнирном соединении между двумя прессами. Шарнирный штифт съемный. Его концы можно увидеть выступающими вправо и влево от колонн пресса. Шарнир находится на такой высоте, что когда пластина матрицы откидывается вперед над коробкой с литерами, она будет лежать на ней в почти горизонтальном положении. Поворотная коробка сама отрегулируется так, чтобы прийти в параллельность с пластиной.
Matrix Making, Moulding and Vulcanizing Apparatus.
Когда пластина матрицы откидывается назад, она падает на опорную плиту вулканизационного пресса, видимую сзади.
При использовании композиция, применяемая для матрицы, распределяется по пластине матрицы, которую для этой цели можно снять с аппарата. Ее возвращают на место и вставляют шарнирный штифт. Это делается так, чтобы сторона, покрытая композицией, была обращена к передней части аппарата, как он стоит на рисунке. Затем пластину откидывают вперед, плиту матричного пресса поворачивают вперед, чтобы она не мешала, и прижимают к литерам или другой модели, которая лежит в коробке для литер. При желании пресс используется, чтобы вдавить ее до упора. Поперечины обоих прессов устроены так, чтобы каждая поворачивалась на одной из колонн, так что плиты отводятся в сторону, не мешая пластине матрицы, когда она откидывается назад и вперед.
Давление снимается, и плиты отводятся в сторону. Пластину матрицы откидывают назад на станину вулканизационного пресса. Здесь она лежит композицией-матрицей вверх.
Зажженная лампа, спиртовая или газовая, помещается под станину вулканизационного пресса, на которой покоится матрица. Это быстро сушит ее и доводит до хорошей температуры отверждения. Поперечина и плита могут быть откинуты над ней во время нагрева, чтобы нагреваться одновременно. Матрица посыпается тальком, когда она сухая и горячая; сам смешанный лист, также посыпанный тальком, помещается на матрицу, плита завинчивается на него, и через минуту или две формование и отверждение завершаются.
Rubber Stamp Vulcanizer.
Вулканизатор, собственно говоря, — это сосуд, устроенный для нагрева до определенной степени любых желаемых изделий, которые должны быть отверждены. Любимым типом были паровые вулканизаторы. Если пар генерируется из воды при постоянном давлении, при прочих равных условиях будет создаваться постоянная температура. Повышая или понижая давление, можно заставить температуру расти или падать. Паровой вулканизатор — это плотно закрытый сосуд, который содержит воду и снабжен термометром или манометром, а также предохранительным клапаном, предохранительным диском или предохранительной пробкой. Поддерживая манометр при постоянном давлении или поддерживая постоянную температуру по термометру, можно ограничить и поддерживать температуру стабильной. Следующая таблица дает некоторое давление в фунтах на квадратный дюйм с температурами, соответствующими пару при таких давлениях:
Lbs. per square inch. Temp. Fahr. Temp. Cent.
45.512 275° 135°
52.548 284° 140°
60.442 293° 145°
67.408 300.2° 149°
Иллюстрация на стр. 64 показывает вулканизатор современного типа, сделанный для работы с каучуковыми штампами. В некоторых недавних вулканизаторах вода и пар исключены из вулканизационной камеры, находясь внутри двойных стенок, образующих паровую рубашку и поддерживающих постоянное тепло внутри камеры. Они иллюстрируют момент, который был сильно неверно понят, а именно то, что отверждение не зависит от давления или атмосферы. Поскольку вулканизаторы обычно заполнялись паром под высоким давлением, многие полагали, что пар или давление имеют какое-то отношение к их действию. Факт в том, что только тепло, обусловленное паром при таком давлении, является инструментальным. Пар — очень мощный излучатель и поглотитель так называемого лучистого тепла. По этой причине атмосфера пара поддерживает все части вулканизатора при равномерной температуре и в этом отношении выгодна. Его присутствие и давление, которое он создает, никоим образом не требуются для вулканизации. Его давление полностью безрезультатно.