Присвячується пам'яті дитинчати дегу на прізвисько Ахилес.
Здрастуйте, шановні колеги. У цій статті я хочу розповісти вам про те, як я робив другий захід на технологію виготовлення імітації штирьових антен з мідного дроту. Складність полягала в тому, щоб домогтися конічного профілю антен.
Колись давно я вже написав на цю тему статтю. То був перший візит на цю задачу. А завдання було виготовити імітацію антени на натівський танк в 35-м масштабі. Антена в ідеалі повинна була бути конусної.
Суть методу зводиться до наступного. Відомо, що якщо помістити мідну деталь в водний розчин лимонної кислоти (продається в продуктових магазинах у відділі з приправами) і прикласти до неї позитивне напруга, то з поверхні буде стравлювати матеріал. При цьому, чим більше буде струм, тим швидше йде травлення. Відповідно, потрібно до заготівлі, відрізку мідного дроту. прикласти напругу «+» (і тоді по-розумному вона стане називатися анод), а до іншого відрізку мідного дроту прикласти «-» (катод) і розмістити їх так, щоб зазор між катодом і анодом у одного кінця заготовки був великий, а у іншого кінця - маленький. Тоді, на одному кінці заготовки ток буде більше, а на іншому - менше. І швидкість травлення теж буде з одного кінця більше ніж з іншого. В результаті заготовка стане тонше на одному кінці.
Таким методом були виготовлені дві імітації антен на ось цю Меркава. Використовувалася дріт діаметром 1 мм. Антени вийшли довжиною 91 мм. На малюнку наведено силует антени і графік залежності ширини від довжини в відносних одиницях.
Нижче наводиться опис кінцевої версії технології.
Перш за все, потрібно було зрозуміти, чому не вийшло по-простому. У мене є гіпотези на цей рахунок, але я їх тут докладно викладати не буду, тому що електродинаміка електролітів не є тематикою сайту. У двох словах, ток між двома електродами в обсязі електроліту залежить від відстані (і строго кажучи, від напруги) нелінійно, а по хитро-вивернути закону. Значить треба заганяти систему в рамки. Ну що ж, будемо заганяти.
Для цього мені знадобилося:
- Відрізок кручений пари (інтернет-кабелю) в якості заготовок. Це джерело хорошою мідного дроту діаметром 0,5 мм. Завжди намагаюся випросити у айтішників обрізки цих кабелів. Вони і для моделізму корисні і в побуті для будь-якої комутації. Дріт потрібна без лаку. Тому обмотки трансформаторів не підходять.
- Тонкі зволікання для електричного з'єднання заготовок. Тонкі - щоб легко гнулися і не деформували при цьому блок заготовок з екранами. Взяв для цього жилки від багатожильної кручений пари. Підійдуть жилки від будь-якого багатожильного дроти. Аби паялісь.
- Паяльник.
- Провід для з'єднання електродів з джерелом живлення.
- Прозорий пластик. Він потрібен для виготовлення екранів. Вирізав плоский шматок з кришки від торта.
- Пластилін.
- Лимонна кислота. Вона продається в продуктових магазинах в пакетиках у вигляді білого порошку. Шукати слід у відділі з приправами.
- Джерело живлення постійного струму. У мене є регульований лабораторний джерело живлення. Але для даного завдання в такій навороченій штуковини потреби немає. Можна було б легко підібрати якийсь зарядник з потрібним напругою з наявних будинку.
З усього цього потрібно виготовити схему, показану на наступному малюнку.
Анод «+» представляє собою дріт 1 частково спустошену від ізоляції. Ізоляція - синя, голий провід - червоний. Конус буде формуватися на горизонтальній зачищеною частини дроту. До верхнього кінця дроту припаяний тонкий проводок. Їм можна з'єднати дріт з іншими заготовками, не боячись деформувати всю конструкцію.
Спереду і ззаду (щодо картинки) дріт захищена непроводящими екранами з прозорого пластика 2. Пластик потрібен прозорий, щоб можна було контролювати процес, не виймаючи катод з електроліту.
З боків заготовку екранують вертикальні фігурні стінки з пластиліну 3. Цей же пластилін скріплює весь блок катода. Товщина зазору між прозорими екранами задається ізоляцією. Для цього на правому кінчику дроту 1 залишений невеликий незачищену шматок. Така форма пластилінових стінок була підібрана експериментально. Підозрюю, що праву стінку вище заготовки можна було зробити більш простої форми (пунктирний контур), але цього не перевіряв.
При побудові цієї схеми враховувалися ось які міркування.
- Зазор між прозорими екранами повинен бути набагато меншим ніж характерні відстані від нижнього зрізу екранів до заготовки 1 в середній її частині.
- Вигин дроту 1 повинен бути таким, щоб верхній кінець був приблизно над серединою центру ваги всієї конструкції. За нього будемо підвішувати.
- Вигин дроту 1 повинен бути таким, щоб вона не перекривала вільний вихід повітря з простору між екранами при опусканні в електроліт.
- Ізольовані ділянки дроту 1 не повинні виступати за стінки. Також, не вийде зробити потовщення на середині антени, залишивши там ізоляцію. Якщо так зробити, то відбудеться ось що. Припустимо, ток підійшов до ділянки заготовки, що не захищеному екранами, але не зміг протекти в заготовку через ізоляцію. Тоді, він радісно ломанётся на сусідній, це не ізольований ділянку і складеться там з уже наявними струмом. В результаті, на кордоні ізоляції відбудеться подтравливания, як це показано на малюнку.
- Можливо придумати якісь інші конфігурації, але в будь-якому випадку слід розміщувати заготовку горизонтально і під нею має бути місце, куди будуть йти продукти реакції. Яка реакція там йде, я не знаю, але те, що в результаті утворюється, розчинні у воді, важча за воду і заважає подальшому травленню. Про це можна судити по тому, що в процесі реакції електроліт голубить і реакція йде все повільніше. Крім того, цей самий продукт виразно видно на цій картинці.
Якщо розташувати заготовку, наприклад, вертикально, оголеним кінцем вниз, то продукти реакції будуть йти зверху вниз по заготівлі і сповільнювати травлення в нижній частині. Вийде ось так.
- Власне, заготівлею антени є горизонтальний зачищений ділянку дроту 1. Струм до заготівлі йде тільки від нижнього косого зрізу прозорих екранів. Конусоподібна форма антени виходить тому, що до лівого кінця заготовки відстань від зрізу менше ніж від правого. В результаті виходить, що опору електроліту від зрізу до заготовки на лівому кінці менше ніж на правому. Струм і швидкість травлення по заготівлі розподіляються відповідно. Для того щоб це все працювало, електричний потенціал уздовж зрізу екранів повинен бути однаковий. Для цього, товща електроліту під анодом повинна бути багато більше ніж відстань від заготовки до зрізу екранів. І катод повинен бути поміщений багато далі цієї відстані.
- В ході реакції на катоді виділяються бульбашки. Катод повинен бути поміщений так, щоб ці бульбашки не потрапляли на анод.
- Теоретично, напруга до заготівлі можна підводити як з лівого кінця (який стане тонким), так і з правого. Чому треба підводити саме з лівого? Коли заготовка зовсім перетравити, електричний контакт по металу з нею пропаде. Струм все одно буде йти через електроліт, але він буде набагато менше. З цього, відстежувати момент виключення можна менш суворо.
Як це все виглядало на практиці. Спочатку я взяв кілька відрізків кручений пари і випростав їх про край столу. Потім, порізав на відрізки потрібної довжини, зігнув, зачистив, припаяв тонкі проводки.
Потім нарізав однакових екранів з прозорого пластика, використовуючи перший з них як шаблон. Мені потрібно було 10 антен, відповідно - 11 екранів. Потім, за шаблоном виліпив бічні стінки. Для шаблону була підібрана пластикова картка товщиною схожою на товщину дроту з ізоляцією.
У стінки екранів втиснув заготовки і з'єднав отримані осередки в один блок. Тонкі зволікання від кожного осередку поєднав скруткой і вигнув її в формі гака, на який блок буде підвішуватися в кюветі.
Катод вигнув з тією ж кручений пари. Кювету відповідних розмірів зробив з пляшки від дитячого шампуню. Виконав в стінках дві пари отворів і простягнув через них дві горизонтальні дроту (знову кручена пара). На ці дроту будуть підвішуватися катод і анод. До них же підвів напруга.
Досвід показав, що бульбашки від катода, піднявшись вгору, не всі йдуть а атмосферу, а продовжують клубочитися в верхньому шарі електроліту. Через якийсь час вони сідають на заготовки, і в цьому місці поверхня стає нерівною. З цього, вставив між катодом і анодом платівку-сепаратор, яка обмежує поширення бульбашок.
Фотографія кювети приведена на цій картинці. Тут труїлася тільки одна заготовка. Прошу вибачення за фон.
У цьому місці варто було б вказати концентрацію лимонної кислоти в електроліті і ток на одиницю площі, але я таких досліджень не проводив. Сипав в воду кислоту «скільки не шкода» - щоб залишилося для подальших експериментів мені і на кулінарію дружині. До речі, щоб не залишилося зайвої розведеною кислоти, можна спочатку приготувати концентрат в обсязі свідомо меншому, ніж потрібно. Потім, залити концентрат в кювету і долити звичайною водою до потрібного рівня.
Струм. Чим вище, тим менше часу чекати. Але скільки потрібно в амперах на квадратний дециметр - не знаю. Але є критерій: коли занадто багато, на аноді (заготівлі) починають повільно наростати бульбашки газу. Бульбашки ці слід шукати у тонкого кінця заготовки - там ток вище. Відповідно, якщо бульбашки з'являються, ток потрібно знижувати.
Ну ось - катод, анод підвісили в кюветі, з'єднали дроти з джерелом живлення, залили електроліт до потрібного рівня, клацнули клавішею ... Якщо все пов'язано правильно, з катода повинні піти бульбашки, а анод повинен повільно почати темніти. Причому темніти він повинен почати з тонкого кінця. Це на ньому виділяється невеликий чорний порошок. Порошок цей на аноді не тримається і при легкому постукуванні обсипається. Втім, здається, травленню він і не заважає. За процесом можна спостерігати збоку, але краще періодично виймати анод, промивати під струменем води і оглядати з нижнього торця.
Якщо в якихось осередках заготовки вже дотруїти, то можна перекусити відповідні зволікання. Краще зупинити процес на етапі, коли між антеною та підведенням ще є перемичка у вигляді найтоншої нитки. Якщо дати травленню йти після перетравліванія перемички, то кінець антени почне прагнути до форми носика сильно витягнутої кулі.
УВАГА, після травлення електроліт набуває блакитний відтінок. Що там в ньому, я не знаю, але на форумі висловлювалася думка. що воно може бути отруйним. Так що, з відпрацьованим електролітом звертатися акуратно, з харчовим посудом контакту не допускати!
Коли все антени протравами, виймаємо, промиваємо, розбираємо. Вийшло ось що.
Ось профілі відразу всіх антен.