Khi mẫu tượng chỉ cao một gang tay, cách làm khuôn quen thuộc là dựng hộp quây rồi đổ đầy silicon vào. Nhưng gặp tượng cao 80 cm, 1,2 m hay một bức phù điêu dài cả mét thì cách đó không ổn nữa. Lượng silicon cần đổ tăng lên rất nhanh, khuôn nặng tới mức hai người khiêng mới nổi, và tiền vật liệu đội lên gấp mấy lần. Lúc này dân làm khuôn chuyển sang khuôn silicon quét (brush-on mold), tức là quét silicon thành lớp mỏng bám sát bề mặt mẫu, rồi làm thêm một lớp vỏ cứng bên ngoài để giữ hình.

Lớp vỏ cứng đó có tên tiếng Anh là mother mold, ở xưởng hay gọi là “vỏ khuôn”, “áo khuôn” hoặc “khuôn mẹ”. Silicon lo phần chi tiết và độ mềm để tháo sản phẩm, còn vỏ cứng lo phần giữ dáng. Hai thứ ghép lại thành một bộ khuôn vừa nhẹ, vừa rẻ hơn, vừa bền.

Bài này mình kể lại cách xưởng làm loại khuôn này cho tượng lớn: chọn silicon gì, quét mấy lớp, vỏ làm bằng gì, chia mảnh thế nào, và những lỗi hay gặp. Nếu bạn đang định đúc tượng composite, polyresin hay thạch cao cỡ lớn, đọc xong bạn sẽ biết nên hỏi xưởng những gì.

Vì sao tượng lớn không nên đổ khối silicon

Hãy thử hình dung một bức tượng cao 1 m, đường kính thân chừng 35 cm. Nếu quây hộp và đổ đặc, khoảng trống giữa mẫu và thành hộp mỗi bên ít nhất 1,5 đến 2 cm, cộng thêm phần đáy và đỉnh. Thể tích silicon lúc đó có thể lên tới vài chục lít. Trong khi đó, lớp silicon thực sự “làm việc”, tức lớp tiếp xúc với bề mặt mẫu và ghi lại chi tiết, chỉ cần dày khoảng 6 đến 12 mm là đủ. Phần còn lại chỉ đóng vai trò chèn đầy.

Đổ khối còn gây thêm mấy chuyện khó chịu:

Khuôn quá nặng nên khi lật, tháo, ráp lại rất dễ làm rách silicon ở những chỗ mỏng như ngón tay, vạt áo. Silicon dày quá cũng tự võng dưới sức nặng của nó, nhất là khi đổ vật liệu nặng như thạch cao hay xi măng vào, thành khuôn bị phình ra làm sản phẩm méo. Thời gian đóng rắn ở lõi khối dày cũng không đều như lớp mỏng.

Khuôn silicon quét giải quyết được gần hết những vấn đề trên. Lượng silicon giảm mạnh, khuôn nhẹ, còn độ cứng vững thì đã có vỏ ngoài lo. Đó là lý do hầu hết khuôn tượng lớn, khuôn phù điêu tường, khuôn cột trang trí ở các xưởng đều làm theo kiểu này.

Cấu tạo một bộ khuôn silicon quét có vỏ cứng

Một bộ khuôn đầy đủ thường gồm các phần sau, tính từ trong ra ngoài:

Bảng trên chỉ là con số tham khảo theo kinh nghiệm. Tượng nhỏ hơn thì lớp silicon mỏng hơn, tượng lớn và đổ vật liệu nặng thì silicon và vỏ đều phải dày hơn.

Chọn silicon cho khuôn quét

Silicon gốc thiếc hay gốc bạch kim

Cả hai loại đều quét được. Silicon gốc thiếc (tin-cure) dễ chịu hơn với bề mặt mẫu, ít bị ức chế đóng rắn, giá thường mềm hơn. Silicon gốc bạch kim (platinum-cure) co ngót ít hơn và bền hơn theo thời gian, nhưng kén bề mặt. Theo tài liệu kỹ thuật do hãng Smooth-On công bố, dòng silicon bạch kim Mold Star 15 SLOW co ngót dưới 0,1%, còn dòng gốc thiếc OOMOO 25 co ngót khoảng 0,25%. Với tượng lớn, chênh lệch co ngót này cộng dồn theo chiều dài, nên mẫu càng to càng nên để ý.

Một điểm rất quan trọng mà nhiều người mới làm hay bỏ qua: Smooth-On giải thích trong phần hỏi đáp về hiện tượng ức chế đóng rắn rằng silicon gốc thiếc sẽ không đóng rắn khi đổ lên silicon gốc bạch kim, và ngược lại. Lưu huỳnh trong đất sét nặn cũng làm cao su không đông. Tượng lớn thường được nặn bằng đất sét dầu, nên trước khi quét silicon bạch kim lên mẫu đất, bạn phải chắc đất đó không chứa lưu huỳnh, hoặc thử trên một góc nhỏ trước.

Mình hay khuyên khách thế này: nếu mẫu gốc là đất sét dầu không rõ nguồn gốc, hoặc là tượng cũ đã sơn phủ nhiều lớp, cứ chọn silicon gốc thiếc cho lành. Nếu mẫu là bản in 3D đã sơn lót kỹ, hoặc gỗ, thạch cao đã bịt kín, và khuôn cần dùng lâu, đúc nhiều lần thì silicon bạch kim đáng tiền hơn.

Độ cứng Shore A

Với khuôn quét có vỏ cứng, silicon từ Shore A 20 đến 30 là dải dễ dùng nhất. Mềm hơn, khoảng Shore A 10 đến 20, hợp với tượng có nhiều chỗ lẹm sâu, tóc xoăn, nếp vải chồng nhau, vì khuôn mềm dễ lột ra. Cứng hơn, Shore A 30 đến 40, hợp với mẫu ít lẹm, bề mặt rộng và khi đổ composite, vì khuôn ít biến dạng. Trang tham khảo về thang độ cứng của Smooth-On cũng gợi ý mẫu mảnh như tượng thạch cao nên dùng cao su 30A hoặc mềm hơn. Bạn có thể đọc kỹ hơn trong bài độ cứng silicon Shore A và cách chọn.

Chất làm đặc

Silicon đổ khuôn bình thường rất lỏng, quét lên mặt đứng là chảy hết xuống chân. Muốn quét được, người ta thêm chất làm đặc (thixotropic additive) để silicon sệt lại như kem, đứng yên trên mặt nghiêng. Lớp đầu tiên thì không thêm hoặc thêm rất ít, vì cần silicon lỏng để chảy vào từng kẽ nhỏ. Từ lớp thứ hai trở đi mới thêm nhiều dần.

Quy trình làm khuôn silicon quét từng bước

Bước 1: Chuẩn bị mẫu gốc

Mẫu phải sạch, khô, bề mặt kín. Mẫu in 3D thì chà nhám, sơn lót và để sơn khô hẳn, vì một số loại resin in 3D chưa đóng rắn hết có thể làm silicon bạch kim không đông ở bề mặt. Mẫu thạch cao, gỗ thì bịt lỗ rỗ bằng sơn bóng hoặc sáp. Nếu mẫu lớn được ghép từ nhiều mảnh in 3D hoặc CNC xốp, các đường ghép phải được trét và chà phẳng, vì khuôn silicon sẽ chép lại y nguyên mọi vết nối.

Với tượng cực lớn, xưởng thường dựng mẫu từ xốp cắt CNC rồi phủ lớp bả, hoặc in 3D chia mảnh. Phần này bạn có thể tham khảo thêm cách làm tượng composite từ khâu tạo mẫu đến hoàn thiện.

Bước 2: Chia đường phân khuôn và dựng tường đất

Trước khi quét silicon, cần quyết định khuôn sẽ chia mấy mảnh và đường phân khuôn (parting line) đi qua đâu. Tượng đứng thường chia đôi trước sau theo đường hông, đỉnh đầu và hai bên vai. Tượng có tay dang rộng có thể phải chia ba, bốn mảnh. Dùng đất sét dầu đắp thành bức tường cao 3 đến 5 cm dọc theo đường phân khuôn. Trên tường đất, dùng đầu bút hoặc nắp chai ấn các lỗ tròn để tạo khóa định vị (registration key) cho silicon.

Bước 3: Quét lớp in bề mặt

Trộn silicon đúng tỷ lệ của nhà sản xuất, khuấy kỹ, cạo cả thành cốc. Lớp đầu quét mỏng, dùng cọ cứng vừa phải, chấm dập vào các chỗ sâu thay vì kéo cọ ngang. Có thể dùng khí nén thổi nhẹ để đẩy bọt ra khỏi kẽ hẹp. Lớp này quyết định độ sắc nét của cả bộ khuôn, nên làm chậm và kỹ.

Bước 4: Quét các lớp tăng dày

Đợi lớp trước se mặt, còn dính tay nhẹ nhưng không dính sang găng, rồi quét lớp tiếp theo. Nếu đợi khô hẳn quá lâu thì các lớp có thể bám kém. Mỗi lớp nên dùng màu silicon khác nhau, hoặc pha một chút màu, để dễ nhìn chỗ nào đã đủ dày, chỗ nào còn mỏng. Thường quét 3 đến 5 lớp. Ở các cạnh sắc, đỉnh nhọn, mép tường đất, nên đắp dày hơn vì đây là chỗ hay rách nhất.

Lớp cuối, đắp thêm vài gờ hoặc nút silicon trên mặt ngoài. Những gờ này sẽ ăn vào vỏ cứng, giúp lớp silicon không bị xô lệch khi đổ vật liệu.

Bước 5: Làm vỏ cứng

Khi silicon đã đóng rắn, bắt đầu làm vỏ. Vỏ cũng chia mảnh theo đúng đường phân khuôn của silicon. Có ba lựa chọn phổ biến:

Composite sợi thủy tinh: nhẹ, bền, chịu va đập tốt, hợp với khuôn dùng lâu và tượng rất lớn. Nhược điểm là mùi nhựa polyester nặng, cần thông gió tốt.

Thạch cao trộn sợi (thạch cao sợi đay hoặc sợi thủy tinh): rẻ, làm nhanh, nhưng nặng và dễ vỡ khi va đập. Hợp khi chỉ đúc vài lần.

Nhựa PU cứng dạng quét hoặc đổ: nhanh, nhẹ, sạch, nhưng giá vật liệu cao hơn.

Vỏ phải có mép bích (flange) rộng khoảng 3 đến 5 cm dọc đường phân khuôn để khoan lỗ bắt bu lông. Các góc vỏ không nên có lẹm, vì vỏ cứng không co giãn được, có lẹm là không tháo ra nổi.

Bước 6: Tháo khuôn, làm sạch và ráp thử

Tháo bu lông, gỡ vỏ trước, sau đó lột silicon ra khỏi mẫu từ từ. Kiểm tra bề mặt trong của khuôn, cắt bỏ bavia ở mép, rửa sạch. Ráp silicon vào vỏ, siết bu lông, kiểm tra xem có khe hở nào ở đường phân khuôn không. Đến đây là khuôn có thể đem đi đúc.

Đọc thêm: những lỗi hay gặp khi làm khuôn silicon và cách sửa.

Những chỗ hay hỏng và cách xưởng xử lý

Có lần xưởng nhận một bộ khuôn tượng do bên khác làm, đem tới vì đúc ra sản phẩm cứ bị phình một bên hông. Mở ra mới thấy vỏ thạch cao quá mỏng ở đúng vùng bụng tượng, lúc đổ composite và lăn ép, vỏ võng ra vài milimet. Chuyện này rất phổ biến. Vỏ cứng phải đủ dày ở những mặt rộng và phẳng, nếu cần thì gia cường thêm thanh gỗ, ống thép hoặc gân composite.

Một lỗi khác là silicon quá mỏng ở đỉnh các chi tiết nổi. Khi lột khuôn, chỗ đó bị kéo căng và rách. Cách phòng là quét thêm một hai lớp riêng ở các đỉnh nhọn và mép tường đất.

Lỗi thứ ba là quên tạo gờ khóa giữa silicon và vỏ. Không có gờ, silicon nằm lỏng trong vỏ, khi đổ vật liệu nặng nó bị sụt xuống, sản phẩm lệch chi tiết. Khi khuôn để lâu không dùng, silicon cũng có thể co lại một chút và tuột khỏi vỏ.

Cuối cùng là chuyện chọn sai đường phân khuôn. Đường phân khuôn đặt ở mặt phẳng lớn, dễ nhìn thì sau khi đúc phải mài, bả rất mất công. Người có kinh nghiệm sẽ cho đường phân khuôn chạy theo các cạnh, nếp gấp tự nhiên của tượng để vết ghép giấu đi.

Khi nào nên làm khuôn nguyên khối thay vì khuôn quét

Khuôn quét không phải lúc nào cũng tốt hơn. Với mẫu nhỏ, khoảng dưới 25 đến 30 cm, khuôn đổ khối thường nhanh hơn và ít công hơn, vì không phải chờ từng lớp và không phải làm vỏ. Với các chi tiết kỹ thuật cần đúc chân không nhựa PU, khuôn khối cũng dễ kiểm soát hơn. Bạn có thể xem thêm phần so sánh trong bài khuôn silicon và đúc chân không từ mẫu in 3D.

Khuôn quét có vỏ thực sự đáng làm khi: mẫu cao từ khoảng nửa mét trở lên, mặt phù điêu rộng, cần đúc vật liệu nặng như xi măng, thạch cao, GFRC, hoặc cần lăn ép composite bên trong. Với những mẫu này, xưởng có thể tư vấn chia khuôn silicon nhiều mảnh sao cho dễ tháo và ít vết ghép nhất.

Thời gian và những yếu tố ảnh hưởng chi phí

Một bộ khuôn silicon thông thường mất khoảng 2 đến 7 ngày làm việc tùy độ phức tạp. Khuôn quét có vỏ cho tượng lớn thường nằm ở phía cuối khoảng này hoặc lâu hơn, vì mỗi lớp silicon cần thời gian se mặt, vỏ composite cũng cần thời gian đóng rắn. Nếu chưa có mẫu gốc và phải in 3D, CNC hoặc nặn mới thì cộng thêm thời gian tạo mẫu.

Chi phí phụ thuộc vào mấy thứ chính:

Diện tích bề mặt mẫu, chứ không chỉ chiều cao. Tượng có nhiều nếp vải, tay chân tách rời sẽ có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với một khối trụ cùng kích thước.

Loại silicon. Bạch kim thường đắt hơn gốc thiếc.

Số mảnh khuôn. Mỗi mảnh thêm là thêm một đường phân khuôn, một mảnh vỏ, thêm công.

Vật liệu vỏ. Composite đắt và lâu hơn thạch cao nhưng dùng bền hơn.

Số lần đúc dự kiến. Khuôn mỹ thuật làm tốt có thể đúc trên 50 lần, thông thường khoảng 20 đến 100 sản phẩm tùy mẫu và vật liệu đúc. Nếu cần nhiều hơn, xưởng có thể khuyên làm thêm một bộ khuôn dự phòng hoặc chuyển sang khuôn composite cứng.

Câu hỏi thường gặp

Khuôn silicon quét có kém chi tiết hơn khuôn đổ không?

Không, nếu lớp đầu tiên được quét kỹ. Lớp in bề mặt dùng silicon lỏng, chấm vào từng kẽ, nên vẫn chép được vân tay, vân gỗ. Khuôn quét kém chi tiết thường do quét lớp đầu vội, để lại bọt khí, chứ không phải do phương pháp.

Silicon quét bao nhiêu lớp là đủ?

Thường 3 đến 5 lớp, tổng dày khoảng 6 đến 12 mm cho tượng cỡ trung và lớn. Chỗ cạnh sắc, đỉnh nhọn nên dày hơn. Dùng màu khác nhau cho mỗi lớp để dễ kiểm tra.

Vỏ khuôn làm bằng composite hay thạch cao tốt hơn?

Composite nhẹ, bền, chịu va đập, hợp khuôn dùng lâu. Thạch cao rẻ và nhanh nhưng nặng, dễ vỡ. Nếu chỉ đúc vài sản phẩm thì thạch cao sợi là đủ. Nếu đúc hàng chục lần trở lên thì nên làm composite.

Có thể quét silicon trực tiếp lên tượng đất sét không?

Được, nhưng phải chắc đất không chứa lưu huỳnh nếu dùng silicon gốc bạch kim, vì lưu huỳnh làm silicon không đóng rắn. Cách an toàn là thử trước trên một miếng đất nhỏ, hoặc dùng silicon gốc thiếc.

Khuôn quét có đổ được composite và xi măng không?

Được, và đây chính là ứng dụng chính của nó. Vỏ cứng giúp khuôn không bị phình khi lăn ép composite hay khi đổ vật liệu nặng. Với xi măng và GFRC, cần chú ý vỏ đủ dày và có gân gia cường ở mặt rộng.

Lời cuối

Khuôn silicon quét kết hợp vỏ cứng là cách làm “chuẩn nghề” cho tượng lớn và phù điêu. Nó tiết kiệm silicon, nhẹ, dễ thao tác, và nếu làm đúng thì đúc được nhiều lần mà chi tiết vẫn sắc. Cái khó nằm ở kinh nghiệm: chọn đường phân khuôn ở đâu, quét dày bao nhiêu, vỏ gia cường chỗ nào. Mấy chuyện này sai một chút là sản phẩm đúc ra méo hoặc khuôn rách sau vài lần dùng.

Nếu bạn có mẫu tượng lớn cần làm khuôn, hoặc chỉ mới có ý tưởng và cần dựng mẫu từ đầu, có thể liên hệ xưởng CT3D qua hotline/Zalo 0888 7999 38 hoặc 0975 008 728 để được xem mẫu và tư vấn cách chia khuôn phù hợp.

Nguồn tham khảo

• Smooth-On (tài liệu hãng): What is “cure inhibition”? – https://www.smooth-on.com/support/faq/104/
• Smooth-On (tài liệu hãng): Mold Star 15 SLOW – https://www.smooth-on.com/products/mold-star-15-slow/
• Smooth-On (tài liệu hãng): OOMOO 25 – https://www.smooth-on.com/products/oomoo-25/
• Smooth-On (tài liệu hãng): Durometer Shore Hardness Scale – https://www.smooth-on.com/page/durometer-shore-hardness-scale/