シリコーン型エポキシ注型

　シリコーン型・エポキシ注型
　　Silicone mold epoxy casting

シリコーン型を製作し、エポキシ樹脂を注型して、
レンガ高架橋壁面に飾るメダリオンを量産します。

	2024/09/20

最初に、旋盤で真鍮の型を作ります。

皿の部分を削ります。縁が滑らかなので、スローアウェイチップもRの大きなものを使用。

同心円模様を削り出します。旋盤のチャックは、ご覧のようにER32コレットを使用しています。

旋削を終えたところ。同心円模様の内側から三列目は、旋削バイト先を意図的にビビらせて、ローレット風の模様を付けましたが、塗装・完成後は、ほとんど判らなくなってしまいました。折角の苦労が水の泡です。旋削および以下の作業でチャッキングする為の、Φ１０の柄が背面に飛び出ています。


周囲の分割線を、彫刻用ビットで彫刻します。フライス盤にロータリーテーブルを載せて行いました。円周を１６分割するので、ロータリーテーブルは２２．５°ずつ回します。彫刻用ビットを低速で回転させ、線を引くのではなく、多数の点を打つ感じで彫刻していきます。

側面の分割線も同様に・・・これも実際に、注型して塗装まで行うと、意外に目立たなくなるので、もう少し深く彫刻すべきでした。

シリコーン型を作ります・・・シリコーンは２液を等量混合するタイプ。少量の硬化剤を混ぜるタイプより、混合比のバラツキが出にくいです。金属型の方には離型剤としてカリ石鹸を塗っておきました。

カップを切り開いてシリコーン型を取り出します・・・シリコーン型は２セット作りました。写真に写っているのは１セット分です。

シリコーン型にエポキシ樹脂を注入しているところ・・・初回のみ、離型剤としてカリ石鹸を薄く塗布しました。メダリオンを吸着固定させるための磁石も、投入します。

型を閉じたところ・・・

１２時間後、未だ柔らかいですが、型から取り出します・・・型が２個なので、１２時間毎に２個、一日に４個しか作れません。この後、バリなど不要部分を切り落とします。合計２１個作って、大きな失敗は一個・・・大きな気泡が入ってしまいました。磁石は、硬化中に次第に動いてしまうので、なかなかセンターに位置しませんが、吸着には支障ありませんでした。型中心に、センター保持用の鉄片でも仕込んでおけば良かった・・・

ミッチャクロンを塗布・・・磁石を仕込んであるので、木ネジの頭に吸着させて乾燥させています。あまり密に配すると、何かの拍子に一瞬にしてバチバチと吸着、集まってしまいます。この後、次のようにアクリルガッシュで塗装。イエローオーカー（３２－A・ターナー色彩）で下塗り、香色（こういろ）（３３２ーA・ターナー色彩）で上塗り

レンガ壁面を木ネジで固定して・・・

・・・その木ネジの頭を隠す形で、メダリオンを吸着・固定します。ですので、何かの都合でレンガ壁やメダリオンを取り外す際も簡単です。

	2024/11/01
制走堤を作りました。数が必要なので、シリコーン型とエポキシ注型で量産します。プロトタイプは尾久機関区に在ったものとしました。（→画像等はありません。）

先ず、真鍮で母型を作ります。フライス盤メタルソーでカットしたところ。写真のような箇所は、エンドミルで切削するより、メタルソーの方が作業時間を短縮できます。また、無駄な切粉の発生も減らす事ができ、切り落とした欠片も、他に利用できたりします。

短い枕木が嵌るところを削っています。エンドミルで削ると、コーナーにRが残ってしまうので・・・

折れたドリルをグラインダーで削って作ったタガネで、コーナーを直角に仕上げます・・・大変そうに思われますが、作業は数分で終わりました。緑の柄は、鋭すぎる刃先を整えるためのハンドラップです。

シリコーン型を作ります・・・シリコーンA液、B液、離型剤のカリ石鹼、分解能0.01gの電子天秤、容器、母型など・・・

左のシリコーン型に、エポキシ樹脂を注いだところ・・・制走堤は上下、逆さまの状態で注型されます。

左から、①真鍮で作った母型、 ②エポキシで普通に注型したもの、 ③シリコーン型に離型剤を塗り過ぎて、泡立ったところにエポキシを注型したもの。これは表面があばたになっていますが・・・

塗装と枕木貼り付けを終えたところ・・・ ③表面があばたになったものは、コンクリが風化している風の表現に適しています。

出来上がった制走堤を、転車台周線に置いてみました。

	2025/02/07
レンガ製検査・修繕ピットに設置する、レンガ階段の製作過程です。 BBM1930s では、アクリル板にレーザー加工という、華麗なプロセスを見せて頂きましたが、当局では旧態依然、シリコーン型エポキシ注型の力技で製作します。


四・五段目を削り終えました。

彫刻用ビットで、モルタルの継ぎ目を表現します。ビットを低速回転させ、多数の点を繋げるように打ち、彫刻していきます。ビットとワークの干渉を避けるため、ワークを斜めに保持しています。

表面の彫刻を終えたところ。

見える可能性のある、裏面や側面にも彫刻を施しておきます。朝から作業開始して夕方近く。ここまで来る頃には、もうへとへと・・・間違えないように加工しなければならないので、長時間の集中力の持続は、ボケ気味の頭にはしんどい。

写真は、真鍮の母型からシリコーン型を製作したところ。この、シリコーン型に２液性エポキシ樹脂を混合後、注型し硬化を待ちます。真空脱泡機が在れば済む話なのですが、この頃には当局には無かったので、代方として・・・エポキシ注型後、最初の数時間は、冷暗所に置いて気泡が抜けるのを待ち、その後、ストーブの前など、暖かい所へ移して硬化を促進させる様にすると、気泡があまり混入しません。このような感じなので、一日、一個しか作れません。

硬化品が、ピットに入り切らなかった為、少し幅を詰めているところ。

ミッチャクロンを塗布後、茶系統のアクリルガッシュ数色で塗装。一個は塗装前の状態。

ピット端に、レンガ階段を設置。色合いが、レンガペーパーと揃っていないのが気になりますが、それでも、レンガ庫に相応しい、古風なレンガピットです。

　給水柱の製作
　　Stand pipe

真鍮で原型を製作、そこからシリコーン型を製作し、
エポキシ樹脂を注型して、給水柱を量産します。

	2025/06/13
当鉄道には、機関区に加え、駅も三箇所あるので、給水柱が、合計１５個も必要です。

先ず、原型・脚部の旋削。写真のような治具を製作し、円弧に削りました。矢印のビスが、バイトの回転中心となります。なお、実物の脚部は、このような単一曲線ではありませんが、手間を省くため、このようにしました。

脚部にフルーティング（縦溝）を彫刻します。フライス盤にロータリーテーブルを載せて、写真のようにセッティングします。

フルーティングの彫刻詳細。フルーティングは３０° 毎に彫刻用ビットで彫刻していきます。

配管フランジの、ボルト穴明け。フライス盤にロータリーテーブルを水平にセットし、センタードリルで、６０°毎にマークします。次いで、普通ドリルに持ち替え、貫通させます。写真の様に、センタードリルを使っているので、先ブレすることがなく、正確な位置に穴明けすることができます。普通ドリル貫通時の事を考え、ファイバーワッシャを挟んでいます。

製作した脚部と配管、バルブの一部。ボルトの植え込みはこれからです。

給水柱頭部は、フルーティング有りと無しを製作しました。頭部のフルーティングも３０°毎と、それほど密でないタイプとしました。吐水口に続くランナーは、エポキシ注型時のための処置です。

給水バルブハンドルは難物で、ロストワックスの手ブレーキハンドルを流用することも考えましたが、修行のため？挑戦することにしました。プロトタイプのハンドルは、五本スポークなので、ロータリーテーブルを使って、端面を整形したΦ６真鍮丸棒に、７２° 毎にΦ１．５穴を明けます。最初にセンタードリルでマーク、その後、普通ドリルに持ち替えるのは、配管フランジと同様。写真に写っているのは普通ドリル。

次に、旋削です。2mm厚の突っ切りバイトで、Φ６真鍮丸棒から切り離します。突っ切りバイトは、＃１０００ダイヤモンド砥石で鋭く砥ぎあげ、すくい角は、食い込みを防ぐため、逆に少し鈍角にしています。このようにすると、ビビりも無く、スッとスムーズに削れます。


丸ヤスリで穴を広げていきます。左が加工前の状態。これ以上加工せず、左のままでもいいかあ～、と邪念もよぎりましたが、手を抜くな～と、周りから袋叩きに遭いそうなので、渋々・・・当局は、機械加工なら、そこそこ出来ますが、手ヤスリとなると、現状の工具・技量、おまけに老眼では、この辺が精一杯です。

仮組みした給水柱。なお、ここでもボルトの植え込みは未だです・・・左は、機関車の大型化に対処するため、後年の改造で、矢印部分の配管を間に挟み、高さを稼いだタイプで、その部分には、フルーティングがありません。右は、先日、下今市駅で見てきたものに類似したタイプで、脚部以外にフルーティングが無く、比較的あっさりとしたタイプです。バルブも、左のものより少し高い位置にあります。このように、適宜、部材の組み合わせを換え、様々なバリエーションに対処します。

	2025/06/20

シリコーンの型を作っています。一度、真空チャンバーに入れて脱泡した後です。原型は、上下逆さまに浸かっています。原型を二つに分けたため、エポキシ注型口も二箇所できますが、この事が、後程、注型不良の原因となったようです・・・

２４時間硬化後、シリコーン型の一方から切り開いて原型を取り出します。シリコーン型は二つに分けず、エポキシ注型時の型ズレを防ぐため、繋がったままにしておきます。下の真鍮原型は、取り出し時に別けてしまいましたが、元は繋がっていました。

エポキシ樹脂２液を混合後、注型前に一旦、真空チャンバーで脱泡。

シリコーン型にエポキシ樹脂を注いで、また脱泡。泡立っているのが判ります。エポキシ樹脂がこぼれない様、マスキングテープで囲っています。常圧に戻した際に、エポキシ樹脂が大気圧によって押し込まれ、型の隅々まで行き渡るはずですが・・・

24時間硬化を待ちます。真空脱泡後なので、目視では気泡は見当たりません。

注型一回目。型から外したところ。水栓ハンドルのところも見事に再現されています。これはこれは意外・・・しかし、もう一方はハンドルが分離してしまいました。母型の具合の悪い箇所が判ったので、こちらはシリコーン型を作り直します。

しかし、何回か注型していると、給水柱頭部の下に気泡ができる傾向が判りました。これは、由々しき問題です。なお、バリは簡単に取り除けますので、こちらは問題ありません。

７回の注型で、５回も気泡が入ってしまいました。それも、給水柱頭部の下、ほとんど同じ位置です。上左、五つが気泡が入ったもの。上右、二つが入らなかったもの。モデリングペーストを盛って、直せるものは直しています。その一方で、難しそうに見える水栓ハンドルの方は、その後失敗しませんでした。不思議です・・・


エポキシ注入口が二箇所あるのが問題ではないかと思い、一方の注入口を、マスキングテープで塞ぎました。つまり、二箇所からエポキシが注入されると、内部で樹脂が出会った先に、エポキシ樹脂に含まれる、揮発成分の気泡が溜るのではないかとの推測です。

一方の注入口を、マスキングテープで塞いで注型した結果。赤矢印の部分に気泡が残りましたが、完成品には影響はありません。一方が、テープで塞がれていますので、常圧に戻した際に、緑矢印の方向に樹脂が流れていってるはずです。


塗装等を済ませて完成した給水柱・・・二態。

給水ホースは、電気配線用の熱収縮チューブを流用しました。加熱したハンダごてを当てると、その部分が収縮して、吐水口へ取り付けと、布の風合いが表現できます。モノクロ写真を参考に製作したので、給水柱本体の塗色は不明でしたが、明るい色ということは判るので、好みで、アクリルガッシュのパステル・マリン（ターナー色彩）を塗りました。


石炭台上に設置する給水柱です。上で製作した原型を組み換えて作りました・・・

真鍮の原型と、エポキシの注型品との比較。真空チャンバーを常圧に戻した際に、エポキシ樹脂が大気圧によって押し込まれ、矢印の方向へ流れていきます・・・今回は、このように型を構成したお陰か、不都合な気泡の混入は、以後、ほとんど無くなりました。

アクリルガッシュで黒く塗装して、石炭台に仮置きしてみたところ。布製のホース等は後程。鉄道辞典（日本国有鉄道　1958）によると、平棚石炭台付属の給水線（←原文ママ）は、炭台 25m 以上は２箇所設けるのが標準となっている。との事です。
撮影　2005/05/01

給水柱というと、この光景が思い出されます。ハルツ狭軌鉄道・ドライ・アンネン・ホーネ駅への到着。猛暑の中、給水柱から滴る水！給水柱本体にも、凝ったフルーティングがなされていたように記憶します。今回、給水柱の基礎はコンクリとしましたが、写真の様なレンガ製も良いものですな。

この頁　「シリコーン型」

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	2024/09/20

最初に、旋盤で真鍮の型を作ります。

皿の部分を削ります。縁が滑らかなので、スローアウェイチップもRの大きなものを使用。

同心円模様を削り出します。旋盤のチャックは、ご覧のようにER32コレットを使用しています。

旋削を終えたところ。同心円模様の内側から三列目は、旋削バイト先を意図的にビビらせて、ローレット風の模様を付けましたが、塗装・完成後は、ほとんど判らなくなってしまいました。折角の苦労が水の泡です。旋削および以下の作業でチャッキングする為の、Φ１０の柄が背面に飛び出ています。


周囲の分割線を、彫刻用ビットで彫刻します。フライス盤にロータリーテーブルを載せて行いました。円周を１６分割するので、ロータリーテーブルは２２．５°ずつ回します。彫刻用ビットを低速で回転させ、線を引くのではなく、多数の点を打つ感じで彫刻していきます。

側面の分割線も同様に・・・これも実際に、注型して塗装まで行うと、意外に目立たなくなるので、もう少し深く彫刻すべきでした。

シリコーン型を作ります・・・シリコーンは２液を等量混合するタイプ。少量の硬化剤を混ぜるタイプより、混合比のバラツキが出にくいです。金属型の方には離型剤としてカリ石鹸を塗っておきました。

カップを切り開いてシリコーン型を取り出します・・・シリコーン型は２セット作りました。写真に写っているのは１セット分です。

シリコーン型にエポキシ樹脂を注入しているところ・・・初回のみ、離型剤としてカリ石鹸を薄く塗布しました。メダリオンを吸着固定させるための磁石も、投入します。

型を閉じたところ・・・

１２時間後、未だ柔らかいですが、型から取り出します・・・型が２個なので、１２時間毎に２個、一日に４個しか作れません。この後、バリなど不要部分を切り落とします。合計２１個作って、大きな失敗は一個・・・大きな気泡が入ってしまいました。磁石は、硬化中に次第に動いてしまうので、なかなかセンターに位置しませんが、吸着には支障ありませんでした。型中心に、センター保持用の鉄片でも仕込んでおけば良かった・・・

ミッチャクロンを塗布・・・磁石を仕込んであるので、木ネジの頭に吸着させて乾燥させています。あまり密に配すると、何かの拍子に一瞬にしてバチバチと吸着、集まってしまいます。この後、次のようにアクリルガッシュで塗装。イエローオーカー（３２－A・ターナー色彩）で下塗り、香色（こういろ）（３３２ーA・ターナー色彩）で上塗り

レンガ壁面を木ネジで固定して・・・

・・・その木ネジの頭を隠す形で、メダリオンを吸着・固定します。ですので、何かの都合でレンガ壁やメダリオンを取り外す際も簡単です。

	2024/11/01
制走堤を作りました。数が必要なので、シリコーン型とエポキシ注型で量産します。プロトタイプは尾久機関区に在ったものとしました。（→画像等はありません。）

先ず、真鍮で母型を作ります。フライス盤メタルソーでカットしたところ。写真のような箇所は、エンドミルで切削するより、メタルソーの方が作業時間を短縮できます。また、無駄な切粉の発生も減らす事ができ、切り落とした欠片も、他に利用できたりします。

短い枕木が嵌るところを削っています。エンドミルで削ると、コーナーにRが残ってしまうので・・・

折れたドリルをグラインダーで削って作ったタガネで、コーナーを直角に仕上げます・・・大変そうに思われますが、作業は数分で終わりました。緑の柄は、鋭すぎる刃先を整えるためのハンドラップです。

シリコーン型を作ります・・・シリコーンA液、B液、離型剤のカリ石鹼、分解能0.01gの電子天秤、容器、母型など・・・

左のシリコーン型に、エポキシ樹脂を注いだところ・・・制走堤は上下、逆さまの状態で注型されます。

左から、①真鍮で作った母型、 ②エポキシで普通に注型したもの、 ③シリコーン型に離型剤を塗り過ぎて、泡立ったところにエポキシを注型したもの。これは表面があばたになっていますが・・・

塗装と枕木貼り付けを終えたところ・・・ ③表面があばたになったものは、コンクリが風化している風の表現に適しています。

出来上がった制走堤を、転車台周線に置いてみました。


四・五段目を削り終えました。

彫刻用ビットで、モルタルの継ぎ目を表現します。ビットを低速回転させ、多数の点を繋げるように打ち、彫刻していきます。ビットとワークの干渉を避けるため、ワークを斜めに保持しています。

表面の彫刻を終えたところ。

見える可能性のある、裏面や側面にも彫刻を施しておきます。朝から作業開始して夕方近く。ここまで来る頃には、もうへとへと・・・間違えないように加工しなければならないので、長時間の集中力の持続は、ボケ気味の頭にはしんどい。

写真は、真鍮の母型からシリコーン型を製作したところ。この、シリコーン型に２液性エポキシ樹脂を混合後、注型し硬化を待ちます。真空脱泡機が在れば済む話なのですが、この頃には当局には無かったので、代方として・・・エポキシ注型後、最初の数時間は、冷暗所に置いて気泡が抜けるのを待ち、その後、ストーブの前など、暖かい所へ移して硬化を促進させる様にすると、気泡があまり混入しません。このような感じなので、一日、一個しか作れません。

硬化品が、ピットに入り切らなかった為、少し幅を詰めているところ。

ミッチャクロンを塗布後、茶系統のアクリルガッシュ数色で塗装。一個は塗装前の状態。

ピット端に、レンガ階段を設置。色合いが、レンガペーパーと揃っていないのが気になりますが、それでも、レンガ庫に相応しい、古風なレンガピットです。

	2025/06/13
当鉄道には、機関区に加え、駅も三箇所あるので、給水柱が、合計１５個も必要です。

先ず、原型・脚部の旋削。写真のような治具を製作し、円弧に削りました。矢印のビスが、バイトの回転中心となります。なお、実物の脚部は、このような単一曲線ではありませんが、手間を省くため、このようにしました。

脚部にフルーティング（縦溝）を彫刻します。フライス盤にロータリーテーブルを載せて、写真のようにセッティングします。

フルーティングの彫刻詳細。フルーティングは３０° 毎に彫刻用ビットで彫刻していきます。

配管フランジの、ボルト穴明け。フライス盤にロータリーテーブルを水平にセットし、センタードリルで、６０°毎にマークします。次いで、普通ドリルに持ち替え、貫通させます。写真の様に、センタードリルを使っているので、先ブレすることがなく、正確な位置に穴明けすることができます。普通ドリル貫通時の事を考え、ファイバーワッシャを挟んでいます。

製作した脚部と配管、バルブの一部。ボルトの植え込みはこれからです。

給水柱頭部は、フルーティング有りと無しを製作しました。頭部のフルーティングも３０°毎と、それほど密でないタイプとしました。吐水口に続くランナーは、エポキシ注型時のための処置です。

給水バルブハンドルは難物で、ロストワックスの手ブレーキハンドルを流用することも考えましたが、修行のため？挑戦することにしました。プロトタイプのハンドルは、五本スポークなので、ロータリーテーブルを使って、端面を整形したΦ６真鍮丸棒に、７２° 毎にΦ１．５穴を明けます。最初にセンタードリルでマーク、その後、普通ドリルに持ち替えるのは、配管フランジと同様。写真に写っているのは普通ドリル。

次に、旋削です。2mm厚の突っ切りバイトで、Φ６真鍮丸棒から切り離します。突っ切りバイトは、＃１０００ダイヤモンド砥石で鋭く砥ぎあげ、すくい角は、食い込みを防ぐため、逆に少し鈍角にしています。このようにすると、ビビりも無く、スッとスムーズに削れます。