Метод горячего обтягивания - изготовление остекления модели

Зачем делать самому остекление для модели самолета?

Качественное остекление кабины и других прозрачных частей в модели самолета играет важнейшую роль в зрительном восприятии готовой модели - ведь фонарь кабины истребителя или стекла пилотской кабины авиалайнера - это чаще всего первое, на чем останавливается взгляд зрителя (как в общении с человеком его глаза - первое, на чем останавливается взгляд собеседника). Поэтому некачественное остекление может сразу задать пониженный уровень оценки модели, который трудно исправить изящно исполненными шасси или множеством мелких деталей внутри кабины - которые к тому же будут еще и плохо видны через мутный фонарь.

К картонным моделям, выпускаемым ведущими издательствами, в качестве необязательного дополнения все чаще предлагаются готовые фонари и другие детали остекления, которые можно приобрести и не заботиться их самостоятельным изготовлением. Однако, во-первых, готовые детали остекления предлагаются не ко всем моделям, имеющимся в продаже, а во-вторых, многие модели предлагаются для сборки в "электронном" варианте для самостоятельной печати - в этом случае рассчитывать на возможность приобрести готовые детали остекления к модели совсем не приходится.

Как правило, картонная модель включает выкройки деталей остекления. Эти выкройки позволяют изготовить фонарь кабины или его части из отрезков прозрачной пленки. Сделать таким образом фонарь граненой формы, состоящий из плоских стекол или стекол одинарной кривизны (такой, как у немецкого истребителя Bf.109), обычно удается без труда, и выглядит он не хуже настоящего:

Однако если фонарь или его части образованы поверхностями двойной кривизны (как, например, выпуклый фонарь американского истребителя P-51D), изготовить правдоподобный фонарь из плоской пленки уже не удастся: заметные разрезы и стыки плоских участков пленки будут портить его вид и придавать ему некрасивую и неадекватную граненую форму:

Если нет возможности или желания приобретать к модели готовый фонарь и если приложенные к модели выкройки остекления для вырезания из плоской прозрачной пленки не позволяют получить красивый фонарь, остается сделать его самому - так я обычно и поступаю.

Метод "горячего обтягивания"

Единственный приемлемый и доступный в домашних условиях способ изготовления прозрачного фонаря из полимерной пленки заключается в нагревании пленки до размягченного состояния, при котором пленка легко меняет форму, но еще остается пленкой (то есть не плавится) и затем в придании ей нужной формы. Для придания пленке нужной формы используется заранее изготовленный из какого-либо материала пуансон - "болванка", имеющий точную форму фонаря. При этом существуют два способа придания пленке нужной формы:

• использование вакуумной камеры (см. например, сайт одного из известных производителей вакуумного оборудования и иллюстрации на нем);
• просто обтягивание "болванки" (пуансона) разогретой пленкой, так называемое "горячее обтягивание".

Первый способ универсален, но требует наличия вакуумной камеры, устройство которой сравнительно несложно, но которая требует умелого обращения. Универсальность "вакуумного" способа заключается в том, что он позволяет обтянуть разогретой пленкой пуансон почти любой формы (кроме, пожалуй, замкнутой), в том числе и с вогнутостями, на которые разогретая пленка ляжет будучи "присосана" разрежением, которое создает подключенная к камере вытяжка.

Второй способ не так универсален - он не позволяет придавать разогретой пленке форму с вогнутостями, так как не использует разрежение воздуха (вакуум) и нет возможности "вдавить" разогретую пленку в вогнутости пуансона. Если в двух словах, метод состоит в том, что пуансон, задающий форму требуемой прозрачной детали, обтягивается разогретой прозрачной пленкой так, чтобы пленка плотно прилегла к пуансону по всей поверхности. Остывшая пленка сохраняет форму пуансона. При этом не требуется вакуумная камера или какое-либо иное средство, которое прижимает пленку к пуансону в процессе остывания - пленка облегает пуансон исключительно за счет собственного натяжения. Метод пригоден только для выпуклых форм и соответственно для обтягивания выпуклых пуансонов - точнее говоря, не обязательно именно выпуклых, но обязательно невогнутых - не имеющих участков отрицательной кривизны одновременно в двух направлениях.

Этот метод я часто практикую и в этой статье предлагаю описание процесса изготовления фонаря методом "горячего обтягивания" так, как я его выполняю.

Итак, я строю модель и к ней мне требуется выпуклый фонарь. Обычно это модель в масштабе 1:32 или 1:33, фонарь имеет вполне "ощутимые" размеры - от 1 см в каждом измерении (самые "мелкие" - это фонари советских Яков и МиГов военных лет, но и они не ниже 1 см в этих масштабах, считая от "рельсов"). Последовательность моих действий такова:

• изготовить пуансон ("болванку"),
• подобрать подходящую прозрачную пленку,
• подготовить пуансон и пленку к обтягиванию,
• разогреть пленку до размягченного состояния и обтянуть ею пуансон,
• дать пленке остыть, не снимая ее с пуансона, затем отделить сформированную пленку от пуансона и очистить ее.

 Изготовленный таким образом фонарь я затем вырезаю, помечаю места наклейки переплета и наклеиваю переплет, делаю окончательную отделку и устанавливаю фонарь на модель.

Изготовление пуансона

Прежде всего я достаю материалы, из которых буду изготавливать пуансон:

• хороший жесткий картон толщиной около 1 мм для изготовления каркаса, клей ПВА для склеивания и грунтовки и мягкую проволоку толщиной 0.5...1 мм для армирования каркаса,
• гипс (алебастр) для первоначального заполнения каркаса,
• латексную или акриловую водную шпатлевку для "доводки" гипсового пуансона,
• аэрозольный акрил для окончательной отделки пуансона.

Самый дорогой продукт в этом наборе - аэрозольный акрил; ниже я пишу, что его можно заменить тем же ПВА или каким-либо имеющимся прозрачным лаком - акрил нужен для того, чтобы получить гладко шлифованную твердую поверхность пуансона, поэтому возможна любая подходящая замена. Далее по цене следует ПВА - можно использовать не такой качественный, как показан, но не следует покупать его в канцтоварах - там он совсем плохой; лучше купить банку в хозтоварах. Шпатлевка и гипс идут по цене бутылки хорошего пива.

Выкройки каркаса пуансона я делаю по доступным чертежам прототипа, принимая также в расчет место установки готового фонаря на модели и относящиеся к нему детали (переплет). В качестве примера, вот так выглядят мои выкройки, сделанные для моделей P-51 (A.Halinski, Military Model 5/2005, 1:33) и Як-3 (GremirModels, 1:32):

Принцип устройства каркаса прост: центральный продольный формер, образующий продольный обвод; поперечные формеры по краям фонаря; промежуточные поперечные формеры по характерным сечениям. Выкройки каркасов учитывают толщину пленки (я обычно использую пленку толщиной 0.1 мм) - то есть контуры сделаны с отступом "внутрь" на толщину пленки, чтобы в дальнейшем полученный фонарь имел точно ту внешнюю поверхность, которая необходима.

Это примеры выкроек, которые мне пришлось делать самому. Однако некоторые картонные модели включают выкройки каркаса для такого пуансона - примером может служить модель Fw.190D издательства GPM:

Изготовление каркаса пуансона по этим выкройкам не составляет труда - хотя в данном случае я бы добавил пару вышеупомянутых поперечных формеров по краям фонаря.

Вырезанный из картона каркас я склеиваю, пропускаю через него отрезок проволоки в качестве арматуры (она впоследствии не дает гипсу вываливаться). Кромки каркаса обтачиваю и окрашиваю цветным маркером - это необходимо для того, чтобы впоследствии, стачивая излишний гипс, можно было вовремя остановиться. Окончательно каркас полностью грунтуется (обмазывается) ПВА - для придания ему некоторой водостойкости.

Когда каркас готов, я развожу гипс и заполняю каркас - с некоторым избытком:

Жалеть гипс не следует - он схватывается быстро, поэтому лучше сразу намазать побольше и так, чтобы весь каркас заполнился. Удалением излишков заниматься не стоит - все лишнее можно обточить потом. Заполненный гипсом каркас оставляется в теплом месте до полного высыхания - визуально это будет заметно по тому, как влажный и темный поначалу гипс светлеет и принимает "сухой" вид. Обычно при комнатной температуре средних размеров пуансон высыхает за несколько часов.

Высохшую заготовку я обтачиваю довольно грубым напильником - до появления торцов каркаса. Затем дотачиваю более мелким напильником:

Когда заготовка приняла нужную форму, я покрываю ее тонким слоем шпатлевки, опять сушу и ошкуриваю наждачной бумагой средней зернистости до получения окончательной формы. Затем покрываю заготовку несколькими слоями аэрозольного акрила и шлифую самой мелкой наждачной бумагой ("нулевкой"). Пуансон готов:

Вместо аэрозольного акрила можно использовать любой другой прозрачный лак, а покрывать заготовку можно кистью. Можно также вместо лака покрыть заготовку клеем ПВА. Во всех случаях следует делать несколько слоев с промежуточной и окончательной шлифовкой. Это важно: оставленные неровности обязательно некрасиво "отпечатаются" на готовом фонаре на самом видном месте.

Выбор прозрачной пленки

Для изготовления фонаря я использую полиэстеровую пленку, из которой в наше время делается множество вещей - пластиковые бутылки, разного рода упаковки и так далее. Другие виды прозрачной пленки (полиэтилен, лавсан) для этой цели не годятся. Выбранная для изготовления фонаря пленка должна иметь следующие свойства:

• быть абсолютно прозрачной, не иметь неровностей и царапин,
• при повышении температуры как можно более постепенно переходить из твердого в мягкое состояние без плавления;
• иметь толщину примерно 0.1 мм.

Первое требование очевидно; второе же требование важно потому, что я разогреваю пленку над газовой конфоркой, где контролировать размягчение пленки можно только визуально. Если пленка быстро переходит из размягченного состояния в расплавленное, с ней трудно работать.

Первое и самое доступное - это пленки из какой-нибудь упаковки. Такие пленки всегда удовлетворяют второму условию - при повышении температуры они размягчаются постепенно и нет опасности "перегреть" пленку до расплавления (это обусловлено тем, что в упаковочных пленках нет добавок, повышающих их прочность или термоустойчивость).

Хуже с первым условием: подобрать упаковку, которая была бы чиста и не исцарапана, довольно трудно. Однако я использую пленку из упаковки конфет "Коркунов" - коробки с этими конфетами, в крышках которых есть "окошки" с вклеенной в них пленкой, дополнительно упакованы в целлофан, поэтому пленка из этих коробок защищена от грязи и царапин и обычно идеально чиста и прозрачна:

Эта пленка также имеет как раз нужную толщину - чуть более 0.1 мм.

Видимо, есть и другие упакованные таким образом вещи, в которых можно найти хорошую прозрачную пленку. Однако, учитывая, что в моей семье покупают конфеты чаще, чем я строю модели, отличной пленкой я обеспечен на годы вперед.

Если найденная подходящая упаковка не плоская, то можно ее "отпустить", осторожно нагревая над газовой конфоркой:

Разогретая упаковка быстро примет плоскую или почти плоскую форму, потому что она была сделана на каком-то заводе из плоского листа полиэстера - как раз упомянутым выше способом вакуумного формования. Это замечательное свойство полиэстеровой пленки - принимать ту форму, в которую она была отлита (чаще всего, как и в данном случае - форму плоского листа) - будет в дальнейшем отмечено в связи с возможностью несколько раз "вытягивать" фонарь из одного и того же отрезка пленки).

Однако следует оценить "отпущенную" пленку на предмет чистоты и отсутствия царапин - в процессе "отпускания" они могут выявиться.

Второй вариант - пленки, используемые для переплетных работ:

Такие пленки обычно чисты и достаточно пластичны и, видимо, годятся для применения (хотя мне не приходилось их использовать). Кроме того, при поиске в сети Интернет я не нашел предложений такой пленки тоньше 0.2 мм - а это многовато. Я думаю, пленки тоньше 0.2 мм просто редкость - по той простой причине, что это слишком мало для прочного переплета ("корочки"). Хотя, возможно, где-то есть и переплетная пленка потоньше.

Третий вариант - пленки, используемые для печати прозрачных материалов:

Несмотря на то, что эти пленки качественные и чистые, у них есть два недостатка.

Во-первых, на них есть слой, предназначенный для удержания чернил или краски при печати. Этот слой делает такие пленки не вполне прозрачными; его надо удалять. С прозрачной пленки, предназначенной для струйной печати, этот чернилоприемный слой смывается теплой водой, однако приходится удалять остатки этого слоя ацетоном - что не очень благоприятно для пленки.

Во-вторых, эти пленки изготовляются в расчете на использование в проекторах, а следовательно, содержат добавки, повышающие термоустойчивость. Из-за этого такая пленка при повышении температуры не сразу размягчается, зато легко переходит из размягченного состояния в расплавленное - уследить за этим довольно трудно. По мере нагревания бывает так, что пленка греться, греется, греется... и вот в момент, когда она стала вроде бы мягкая и начала волниться, она вдруг проплавляется в самой середине. Это выглядит примерно так, как в старинном кинопроекторе заевшая и остановившаяся пленка мгновенно проплавляется в середине лучом света.

Такие пленки после первых опытов я не использую - хотя они имеют идеальную толщину 0.1 мм.

Подготовка пуансона и пленки в обтягиванию

Подготовка пленки заключается в ее очистке от мусора и пыли; имеет смысл также помыть ее с моющим средством (проще говоря, с мылом). Следует также выбрать такой отрезок пленки, чтобы можно было ухватить его за края двумя руками и между руками оставалось достаточное пространство (для примеров, приведенных ниже - примерно 10 х 10 см), то есть идеальный отрезок - 20 х 10 см или немного меньше.

Подготовка же пуансона заключается в покрытии его каким-либо веществом, который исключал бы взаимодействие разогретой пленки с поверхностью пуансона (проще говоря, чтобы разогретая пленка не прилипала к пуансону при горячем обтягивании и легко отделялась от него после остывания). Для этой цели я использую парафин - обыкновенную свечку. Я беру свечку и ее концом натираю пуансон, чтобы он оказался весь испачкан парафином. Потом пальцами растираю парафин так, чтобы вышел ровный восковой на ощупь слой парафина, а лишний парафин смазываю и стряхиваю - оставить надо минимальный слой, никаких бугров. Растирать лучше всего именно пальцами, так как парафин от температуры пальца размягчается и легко размазывается (а излишек смазывается). Можно держать при этом пуансон над газовой конфоркой с малым газом - так, чтобы рукам было горячо, но не более.

Парафин играет роль смазки между пуансоном и пленкой - он гарантирует, что остывающая пленка не пристанет к поверхности пуансона. Кроме того, в силу низкой теплопроводности парафин не дает разогретой пленке быстро остывать при наложении на пуансон - если она быстро остынет, она не успеет принять форму пуансона.

Он также играет роль как бы еще одного выравнивающего слоя, но это не так важно, если поверхность пуансона уже гладкая и чистая.

Разогревание пленки и обтягивание ею пуансона

Для разогревания пленки я готовлю старые теплые кожаные перчатки, рассекатель для газовой плиты и деревянный брусок. Ставлю рассекатель на конфорку газовой плиты и зажигаю средний газ, даю рассекателю прогреться.

В это время устанавливаю пуансон на вертикально стоящий деревянный брусок - так, чтобы можно было руками полностью обернуть пуансон мягкой пленкой. Правильность установки можно проверить, взяв двумя руками за края обрезок полиэтилена таких же размеров, как выбранный лист пленки, и натянув его на пуансон. Если под руками остается еще запас высоты для растягивания горячей пленки, все хорошо; если нет - следует выбрать брусок повыше.


Беру лист пленки за края руками в перчатках и начинаю нагревать его над конфоркой. Момент размягчения пленки в процессе нагревания будет хорошо виден - пленка начнет упруго растягиваться в руках, а поверхность ее станет коробиться и волниться. Для повышения температуры опускаю лист пониже к конфорке, для понижения - приподнимаю. В момент достаточного размягчения пленки я быстрым движением переношу пленку к стоящему на бруске пуансону, накладываю горячую пленку на пуансон, опускаю края пленки слева-справа ниже пуансона и тяну края вниз, пока пленка полностью не ляжет на поверхность пуансона, - то есть обтягиваю пуансон горячей пленкой. Как только это достигнуто, замираю и начинаю дуть на пленку, чтобы она побыстрее остывала. Минуты-двух для этого достаточно.

Этот прием может не получиться с первого раза. Ничего страшного - я снимаю остывшую пленку с пуансона, "отпускаю" пленку над газом обратно до плоского состояния (см. выше, где показано, как это делается для "отпускания" неплоской упаковки), и выполняю обтягивание снова. Это можно делать столько раз, сколько надо - пока не получится идеально обтянутый пуансон, и можно несколько раз использовать один и тот же отрезок пленки - пока он не извозится парафином и не искорежится до неприемлемого состояния. При этом следует контролировать достаточность парафиновой смазки на пуансоне - его поверхность должна быть восковой на ощупь. При необходимости парафин можно добавить.

Охлаждение пленки, снятие ее с пуансона и очистка

Пленку на пуансоне следует подержать одну-две минуты, чтобы она полностью остыла. Затем я снимаю остывшее стекло с пуансона (большого усилия обычно не требуется, если он хорошо смазан). После этого протираю стекло мягкой ветошью (не поцарапав!) или ватой и мою моющим средством (мылом), чтобы удалить следы парафина и прочую грязь, которая окажется.

Фонарь готов - теперь можно его вырезать, клеить нужные детали, доводить до совершенства и приклеивать на место.

Дополнение: способ "горячего обтягивания" от Andrew Inwald

Условно свободно доступный набор для сборки модели Spitfire Mk.Va, созданный Andrew Inwald, недавно появился на форумах KARTONBAU.DE и PAPERMODELERS.COM:

Совершенно замечательная часть набора - оригинальный способ вытяжки фонаря из пленки, а в самом наборе содержатся все (или почти все - за исключением шпатлевки) детали, нужные для этого (точнее, выкройки этих деталей).

Автор предлагает выкройки для пуансона в наборе - причем не только каркас, но и обшивку пуансона:

По этой идее, гипс вообще не нужен, и в то же время за счет каркаса, соответствующего геометрии модели, полученный пуансон будет иметь почти точно ту форму, что нужно. Процесс изготовления пуансона и затем фонаря иллюстрируется следующими страницами инструкции (я уменьшил их и нарисовал пояснения по-русски):

Согласитесь, все просто и логично. Склеенный пуансон достаточно слегка ошпатлевать и ошкурить - причем ошкуривать надо до появления обшивки (это важно, потому что стыки обшивки пуансона задают нужную форму стекла и лишний слой шпатлевки будет ее искажать). Дальше из пуансона (на листах я назвал его "сборкой") делается нехитрое, но оригинальное устройство, позволяющее, во-первых, не обжигать руки при нагревании и обтягивании, а во-вторых, зафиксировать остывшее стекло на пуансоне - он ведь нужен не только для того, чтобы придать форму стеклу, но и для того, чтобы по его краям клеить полоски переплета.

Правда, надо сказать, что моя первая (и единственная) попытка применить этот способ была неудачна - тянуть пленку вверх не слишком удобно, да и перчатки так или иначе потребуются. Тем не менее способ заслуживает внимания.