Khuôn đúc nấm bê tông (Concrete Mushroom Mold)

Mô tả v1.1:

v1.1 thêm các tab canh khớp (alignment tabs), làm dày thành/đáy hơn, và làm khuôn phần mũ (cap) thành 2 mảnh luôn. Sau khi thử thì thấy mấy thay đổi này đều rất đáng làm.

In 3D:

Mình in bằng loại PLA rẻ nhất mình có. Khuôn chắc chắn tái sử dụng được với 2 walls và 20% infill. Nếu bạn tính làm hơn khoảng ~4 cây nấm, mình khuyên nên in chắc hơn mức đó.

Bạn cần 2 cái cho mỗi phần khuôn. Với phần thân (stem), in dựng đứng, và paint seams ra phía ngoài khuôn. Với phần mũ (cap), in nằm trên cạnh phẳng phía ngoài, để các chấm định vị (registration dots) hướng lên trên.

Đổ bê tông:

Bôi một loại mold release nào đó vào mặt trong của khuôn. Mình dùng bowling lane wax, bôi lớp dày, và thấy hoạt động tốt. Dùng mold release “đúng bài” chắc sẽ còn tốt hơn.

Dùng băng keo đóng gói trong suốt (clear packing tape) dán hai nửa mỗi khuôn lại với nhau. Khi dán qua đường ráp (seam) thì kéo căng nhẹ băng keo, nó sẽ giữ khuôn rất chắc. Mình quấn 2 vòng quanh chu vi phần mũ, và 2 vòng ở 2 vị trí trên phần thân. Mình cũng khuyên dán thêm 1 lớp băng keo ngang qua đường ráp ở đáy khuôn để hạn chế nước bị rò ra ngoài.

Nếu có lựa chọn, dùng hỗn hợp bê tông có cốt liệu (aggregate) nhỏ sẽ dễ đuổi bọt khí hơn. Trộn bê tông tới độ sệt kiểu chảy được (flowy), đổ vào khuôn (lý tưởng là thấp hơn miệng khuôn một chút), rồi gõ/đập khuôn xuống nền để rung cho bọt từ đáy nổi lên.

Cắm một đoạn dowel vào, rồi dùng nó khuấy/lắc nhẹ để nhả bọt ở phía trên khuôn. Canh dowel nằm giữa khuôn, chừa một đoạn lòi ra làm tay cầm. Cứ khoảng mỗi giờ, xoay hoặc lắc dowel để tách nó ra khỏi bê tông. Thường chỉ cần làm vậy 2–3 lần trước khi bê tông gần như đông cứng.

Khi bê tông khô hoàn toàn, tháo băng keo ra. Thử nạy nhẹ ở từng bên khuôn. Nếu không ra, dùng búa cao su (rubber mallet), hoặc dùng một miếng gỗ gõ nhẹ quanh chu vi. Khi một bên đã ra, bạn có thể gõ nhẹ bên còn lại lên mặt trong đã lộ ra của khuôn, nó sẽ bung ra khá dễ.

Rút các dowel dùng để đúc ra, cắt một đoạn dowel ngắn hơn một chút so với tổng chiều dài của hai lỗ cộng lại, rồi dán vào một bên trước, sau đó dán bên còn lại. Giờ bạn có thể chà nhám nhẹ cây nấm để xóa các vết layer line do in 3D và đường ráp khuôn. Nhớ mang đồ bảo hộ phù hợp khi tạo bụi mịn.

Vật tư:

• băng keo đóng gói trong suốt (clear packing tape)
• mold release
• hỗn hợp bê tông (concrete mix)
• nước
• đầu khuấy dạng paddle gắn máy khoan (tùy chọn; có thể trộn tay)
• một cái xô nhỏ
• 2 đoạn dowel ngắn để đúc, cỡ khoảng 3" (75mm) cho phần mũ, và 4" (100mm) cho phần thân. Mình dùng dowel gỗ thông 5/8", nhưng cỡ từ ½" (12mm) tới 1" (25mm) đều ổn.
• thêm một đoạn dowel để lắp ráp cuối (cắt theo chiều dài sau khi đúc)
• keo dán dùng được cho cả bê tông và gỗ
• búa cao su (rubber mallet) (tùy chọn)
• giấy nhám (tùy chọn)

Mô tả V1.0:

Đây là thử nghiệm đầu tiên của mình về đúc bê tông bằng khuôn in 3D. Mình học được kha khá thứ, và sẽ cố gắng chia sẻ lại ở đây.

In 3D:

Mình in bằng loại PLA rẻ nhất mình có, vì mình nghĩ có khi phải phá khuôn mới lấy bê tông ra được, và ở kích thước này lực tác động cũng không lớn.

Mình thiết kế các phần để dán lại bằng packing tape, và không có chi tiết canh khớp (registration features) để giảm lượng nhựa dùng. Phần thân (stem) là khuôn 2 mảnh, dự định in đúng theo hướng như nó được model. Phần mũ (cap) là khuôn 3 mảnh, dự định in với mặt ngoài phẳng hướng xuống. Slicer của mình tự chọn mặt này khi auto alignment.

Với cả hai phần, bạn nên “split” STL thành các object để sắp xếp lại cho phù hợp trong slicer. Tốt nhất là paint seams ra phía ngoài khuôn thân, để nó không ảnh hưởng tới độ khít, cũng như quá trình đổ khuôn.

Đổ bê tông:

Lúc đầu mình bôi bowling lane wax làm mold release, rồi dán các mảnh lại, nhớ kéo căng băng keo nhẹ ở vòng quấn thứ hai. Việc canh thẳng hàng không hoàn hảo, nhưng mình làm hết sức.

Mình chọn loại concrete mix có fiber reinforcement, vì nó quảng cáo chống nứt.

Mình pha ít nước nhất có thể mà vẫn đổ được, và dùng đầu khuấy paddle gõ vào thành khuôn, hy vọng sẽ giảm bọt khí. Mình đổ đầy tràn khuôn, rồi ấn vào một đoạn dowel gỗ. Sau 1 giờ, và lần nữa ở mốc 2 giờ, mình lắc các dowel gỗ để chắc chắn lúc bê tông khô thì rút ra được.

Sau khi tháo băng keo, mình không kéo khuôn ra được, và phải dùng búa cao su gõ. Mỗi mảnh cần 2–3 cú gõ từ khoảng cách 8 inch, vung với lực “vừa”. Dù thành khuôn hơi mỏng, việc này cũng không làm hư nhựa quá nhiều.

Mình dùng một loại keo/keo trám thay thế silicone sealant để dán hai phần lại với nhau, có kèm một đoạn dowel ở giữa. Vì mình tính để ngoài vườn, mình không kỳ vọng có lực lớn. Epoxy hoặc nhiều lựa chọn khác sẽ tối ưu hơn.

Vấn đề:

Vấn đề

Nguyên nhân nghi ngờ

Giải pháp tiềm năng

Độ canh thẳng theo chiều dọc của các phần không chuẩn

Không có gì để canh phần với phần

Thêm registration tabs, hoặc kiểu đánh dấu/định vị (indexing) nào đó sẽ giúp.

Khuôn 3 mảnh không khép kín ở giữa

nhựa bị co (plastic shrinkage)

In khuôn phần mũ dạng 2 mảnh. Cách này cũng giảm lượng nhựa dùng một chút.

Bị bọt khí trong sản phẩm

cốt liệu to, không đủ nước, rung/gõ chưa đủ

Thả khuôn xuống vài lần sau khi đổ đầy, dùng mix chỉ có cát làm cốt liệu, làm khuôn dày hơn để chịu lực khi gõ mạnh hơn, cho thêm chút nước.

Mold release không hiệu quả/dễ tháo

không dùng mold release “đúng”, bôi chưa đủ

Có lẽ dùng mold release thật sự sẽ giúp? Mình chấp nhận hy sinh khuôn, và có thể vẫn dùng lại được 2–3 lần.

Khuôn bị đổ tràn

Mình nghĩ sẽ co ngót chút, nhưng hình như không xảy ra.

Đổ cẩn thận hơn, chuẩn bị tinh thần chà nhám/mài như một bước hoàn thiện.

Những chỗ mỏng nhất của khuôn có bề mặt khác

thành (walls) được in chỉ 1 vòng, chạy chậm

Tăng wall thickness, hoặc tăng minimum speed.

Một ít nước/hồ xi măng bị rò qua

Không chắc — mình nghĩ trộn xong thì bê tông sẽ khá “liền”

Băng keo vẫn giữ được dù không có registration features, nên chắc mình không làm thêm gì.

Hỗn hợp xi măng càng làm càng bị loãng hơn

trộn chưa lâu/chưa kỹ

Trộn lâu hơn, dùng thùng trộn có kích thước gần với mẻ đang làm