3D列印一臺真空成型機來自製巧克力模具

六月 5, 2017
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文.圖/郭有迪
圖片

Photo by AmberYan

噗浪(PLURK) 在情人節時舉辦了贈送別人噗幣之後,自己也會免費獲得一個的活動。這讓我想到,假設收到的是實體的噗幣,而且還可以食用的話,這樣收禮的人應該會更高興吧。藉由此專題可以練習3D 建模、真空成型技術與CNC技術,不但能增加實作經驗,還能表達自己的心意,可以說是一舉兩得。

材料

  • PP模型板(1 厚0.5 mm,A4大小
  • 壓克力板(1 厚5mm,A4大小
  • 熱熔膠(1)
  • 3D列印線材,600g PLA 1.75mm,粉紅色
  • 巧克力,500g
  • 包裝材料 挑選你喜歡的
工具

  • 3D印表機 Makerbot Replicator 5th Gen
  • 雷射切割機 30W
  • 桌上型CNC MDX-40A
  • 家用吸塵器
  • 長尾夾
  • 不鏽鋼盆
  • 湯匙
  • 鍋子
  •  裝鍋子的8分滿

繪製3D模型

圖片本文收錄於《MAKE》國際中文版Vol.29:桌上型數位製造終極指南2017

噗浪幣只有2D的美術設定稿,並且沒有標上特定尺寸,只能在繪製3D模型時候慢慢跟美術設定稿比對,並且維持比例上的美感。尺寸的精準度在此專題中並非重點,會有許多的小數點出現,不過為了最後呈現的美感先忽略(圖A)。它的形狀並不是太複雜,你可使用自己熟悉的3D軟體進行繪製,詳細的比例調整可以等列印出來後再進行放大縮小。你也可以到www.thingiverse.com/thing:2111983下載我繪製的3D模型,直接開始作業。
 
接著我將模型用3D印表機印成實體,進行比例與大小的確認。打樣時使用3D列印比較省時省力,不需像CNC需要對刀或是換刀,只要將檔案直接列印即可。我在Thingiverse中附上的3D列印檔案,實際大小剛好符合一個硬幣的概念,且翻模成功率很高。

真空成型機製作

圖片

設計出硬幣的大小後,我發現真空成型機所需的工作空間並不需要太大。因此我在Thingiverse 尋找可以全部使用3D 列印完成的真空成型機,最後找的是亞倫‧史塔林(Aaron Stalling)分享的版本(可至www.thingiverse.com/thing:1611996下載製作)。但是用來放置噗浪幣的平臺無法使用3D 列印,因為學校的印表機無法列印大範圍的平板,四角會翹得非常嚴重;因此我改用壓克力板與雷射切割機製作,在壓克力板上打出少許孔洞,並將四個邊角以熱熔膠密封。此外,用來固定塑膠板的外框也改用壓克力板製作。
 
注意:壓克力建議選擇較厚的,否則使用熱風槍加熱塑膠板的時候,壓克力有可能會一起熔化。

動手翻模

準備好原型還有真空成型機之後,就可以來翻模了。真空成型機的操作步驟如下:

  1. 準備好所有工具
  2. 將原型放置在真空成型機的壓克力板上
  3. 加熱塑膠板
  4. 開啟吸塵器抽氣
  5. 繼續加熱塑膠板到軟化垂下,注意不能吹破,要從中心慢慢畫圈向外
  6. 軟化的部分大於原型時,就快速的將塑膠板壓在原型上
  7. 視情況繼續將塑膠板加熱,確認一些直角與細節有成功成型
  8. 關閉吸塵器

我一開始是直接拿前述步驟中的3D列印原型來進行實驗性翻模,但是實際進行後,發現3D列印的噗浪幣無法承受高溫的塑膠板接觸,而且我是使用熱風槍手動加熱,常會導致塑膠板無法均勻加熱,需要一邊吸氣一邊加熱,3D列印噗浪幣就會一起軟化,導致模型變形及黏在塑膠板上很難取下。後來我便改用CNC工具機,以木頭製作真空成型用的原型,如此便不會有熔化變形的問題。按照上述的步驟操作,就能成功獲得塑膠片製的巧克力模具了。

巧克力灌模

製作好真空成型的塑膠片模具後,接下來就可以融化巧克力進行灌模了!首先將一鍋水煮滾後轉到小火,另外在不鏽鋼盆內放入一些巧克力,將鋼盆泡一下熱水後拿起,以餘溫慢慢地將巧克力融化。待所有巧克力皆融化後,即可將巧克力倒入模具內。等到巧克力冷卻,大概半小時後就可以放入冷凍庫。等待巧克力在冷凍庫完全凝固,即可進行包裝。包裝材料可以在食品原料行購買,將你的模型帶去食品材料行比比看大小,挑選一個適合對方、又可以充分表達心意的包裝吧。
詳細的真空成型機操作步驟影片,請上www.youtube.com/watch?v=qzI3ULXdtmw瀏覽。

圖片

郭有迪 Andy Kuo
就讀於高雄第一科技大學機械與自動化工程系,喜歡把想到的東西動手做出來。

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