Milling-master.ru

В помощь хозяину
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Литье в силиконовые формы технология

Технология литья пластмасс в силиконовые формы

Литье в силиконовые формы – технология, позволяющая получать небольшие тиражи изделий (от нескольких единиц до нескольких тысяч) методом отлива пластика в заранее подготовленные формы из силикона. Результатом становится полноценная копия нужного изделия необходимыми параметрами и характеристиками. Процесс изготовления форм и выполнения отливок в них достаточно быстрый, а цена, по сравнению с литьем в металлические формы, невысокая.

Формы изготавливают, используя жидкий двухкомпонентный силиконовый компаунд для изготовления форм на основе платинового или оловянного катализатора – удобный и надежный материал различной твердости и эластичности, позволяющий получить надежную форму с высокой степенью детализации. Готовые формы сохраняют свои характеристики и параметры на длительный период, с одной формы обычно получают около 20 отливок изделий из пластика.

На стоимость литья в силиконовые формы влияет количество нужных деталей, их размеры, вид материала, сложность поверхности. Процесс литья делится на несколько этапов.

  • Изготовление мастер-модели;
  • Подготовка мастер модели к снятию формы;
  • Монтаж опалубки;
  • Установка мастер-модели в опалубку;
  • Заливка предварительно смешанного двухкомпонентного силикона, его отверждение;
  • Разрезание или размыкание силиконовой формы, извлечение мастер-модели;
  • Предварительная чистка формы
  • Смыкание, заливка предварительно смешанного двухкомпонентного полиуретана в форму через литник,
  • Отверждение полиуретана в форме и закаливание (если требуется), извлечение отливки.

Особенности пластмасс и оборудование для литья

Материал для литья в силиконовые формы – двухкомпонентный полимер горячей или холодной полимеризации, получаемый за счет смешивания изоцианатных соединений с соединениями, содержащими гирдоксильные группы. Он текучий и вязкий, благодаря чему легко и равномерно заливается в формы и хорошо застывает. В зависимости от поставленных задач отвердевшее изделие может быть эластичным, твердым, с глянцевой, матовой или шероховатой поверхностью, непрозрачным, прозрачным или окрашенным.

  • Вакуумная камера;
  • Камера повышенного давления;
  • Литейно-вакуумная машина (ЛВМ);
  • Термошкаф;

Заказывайте литье в силиконовые формы в компании Pyramid 3DMC в Санкт-Петербурге. У нас есть необходимое оборудование, широкий выбор пластиков, опыт работы с задачами разной сложности. Качество, высокая точность, оперативность в выполнении каждого заказа.

Цена подготовки силиконовых форм и литья в них зависит от параметров производимого изделия, выбранного материала, требуемой партии и рассчитывается индивидуально.

Если у Вас есть вопросы свяжитесь с нами. Мы расcчитаем стоимость и срок изготовления Вашей партии изделий.

© Piramid 2020. г. Санкт-Петербург. Все права защищены.

Литье в силиконовые формы

Вакуумное литьё в силиконовые формы используется для создания единичных изделий, либо при выпуске мелкой серии. Данная технология хороша тем, что не требует изготовления дорогостоящих пресс-форм.

Готовые изделия могут быть отлиты по существующему образцу детали, по напечатанной 3D модели (в том числе литьё силикон в силикон), либо отливаться в специальную оснастку изготовленную из МДФ, модельного пластика либо алюминия. Выбор материала для таких форм обусловлен требованиям к её долговечности, объемом партии и заливаемым материалом.

Материалы для литья

Прототипы будущих изделий могут изготавливаться из силикона либо двухкомпонентного пластика. Материалы обладают различными характеристиками (твердость, прочность на разрыв, эластичность, температура эксплуатации). Широкий выбор материалов дает возможность изготавливать детали максимально близкие по своим к характеристикам в будущему изделию, поэтому могут быть использованы для изготовления опытных образцов как для резино-технических изделий, так и для изделий из АБС пластика, полиэтилена и других материалов. А также могут быть использованы как замена при изготовлении деталей, которых нет в продаже.

Изделия из силикона обладают хорошей устойчивостью к истиранию и долговечностью, они используются для отливки уплотнений и РТИ.

Изготовление форм из силикона

Формы для отливки изготавливаются путем заливки жидкого силикона в специально подготовленную форму.

  1. В основание укладывается мастер-модель будущего изделия, и обрабатывается специальным раствором, благодаря которому силикон не будет к ней прилипать и деталь будет проще извлечь на последней стадии.
  2. Чтобы сама форма была без пузырей воздуха и точно повторяла геометрию будущего изделия, жидкий силикон помещается в вакуумную камеру, где под действием сильно разреженной среды из материала удаляется находящийся в нем воздух.
  3. Формы чаще всего делают в две заливки из двух частей, чтобы отлитые детали было легко доставать.

Наша компания предлагает изготовление не только прототипов изделий, но изготовление силиконовых форм на заказ.

Формы из силикона могут быть применены для отливки мыла, свечей, а также для изготовления кондитерских изделий (при использовании пищевого силикона). Резиновые пресс-формы используют в ювелирной отрасли.

Процесс отливки

Сам процесс заливки может сильно отличаться в зависимости от используемого материала. Материал подбирается исходя из требований, которые предъявляются для изделия. В настоящий момент рынок широко представлен различными видами силиконов и полиуретанов, которые копируют много разновидностей резины и пластика.

При заливке полиуретанов часто используется барокамера, в которую помещают форму под избыточным давлением в 2-4 атмосферы. Это делается для того, чтобы максимально убрать пузыри. Силиконы же перед заливкой дегазируются подобно процессу отливки формы.

Читать еще:  Технология центробежного литья

Данная технология используется для получения прототипов РТИ и опытных образцов пластиковых деталей.

Цены и сроки

Стоимость выполнения работ зависит от:

  • способа получения мастер-модели (3D печать, фрезеровка, снятие формы с образца);
  • необходимого материала для заливки формы (количества, характеристик);
  • материала отливаемого изделия.

Стоимость одной отливки начинается от 200 руб., стоимость формы от 1 000 руб.

Литье из силикона. Советы начинающим мастерам

Все больше мастеров проявляют желание попробовать свои силы в работе с этим относительно новым материалом, однако с самых первых шагов сталкиваются с трудностями, не зная, с чего начать, какой силикон использовать и как с ним обращаться. Здесь я попробую обобщить основные моменты, опираясь на собственный опыт и информацию, полученную из интернета. Сразу скажу, ничего принципиально нового я не сообщу — все, о чем пойдет речь, хорошо известно профессионалам, работающим с силиконом, однако надеюсь, что собранная в одном месте информация поможет новичкам преодолеть первые трудности.

Какие силиконы нужны для литья?

Итак, прежде всего сам силикон. При создании кукол я использую компаунды (двухкомпонентные силиконы) на платиновой основе от Smooth-On производства США, потому речь пойдет именно о них. Для работы потребуются силиконы двух типов: для литья самих кукол и для изготовления формы. Первых не так много, прежде всего это Dragon Skin Series и Ecoflex Series. Они обладают высокой степенью эластичности и позволяют наиболее реалистично передать эффект человеческой плоти.

Силиконы каждой из этих серий имеют различные технические характеристики: мягкость, время жизни (отрезок времени, когда силикон сохраняет текучесть), время застывания, вязкость и т.п. Какой именно силикон лучше использовать при создании кукол? Здесь ничего конкретного я сказать не могу — все зависит от конечной цели мастера. На мой взгляд, правильнее всего пойти по пути эксперимента, пробуя разные серии, чтобы на практике найти тот самый, единственный, позволяющий достичь нужного эффекта материал.

Силиконы серий Dragon Skin Series и Ecoflex Series бесцветны и полупрозрачны, поэтому для получения реалистичного цвета куклы их надо окрашивать при помощи специальных пигментов Silc Pig.

Второй тип силиконов используется для изготовления формы. Будьте внимательны — силиконы на основе платины можно лить только в формы, сделанные из платиносодержащего силикона. Силиконы с оловянным катализатором использовать нельзя. В противном случае, отливка не застынет. Силиконы, предназначенные для снятия форм, обладают меньшей степенью эластичности, большей твердостью, как правило, окрашены в яркие цвета или прозрачны. Яркая окраска одного из компонентов позволяет равномерно перемешать компоненты А и В перед заливкой, а прозрачные позволяют видеть находящуюся в форме модель (это удобно, если форма отливается целиком, а затем разрезается на части). К силиконам, предназначенным для снятия форм относятся такие серии, как: E-Series, Mold Star Series, Equinox Series, Rebound Series и тп.

Форму можно делать методом заливки, либо поэтапно нанося слои силикона кистью. Первый способ проще и быстрее, но требует большего расхода силикона. Второй более трудоемок, к тому же для него необходимо иметь различные дополнительные материалы. Наглядно увидеть процесс создания формы «в намазку» можно на официальном видео компании:

Немного о формах

Готовая силиконовая форма остается эластичной, это ее безусловное достоинство, однако нельзя забывать, что она может легко деформироваться, поэтому ее обязательно надо поместить в специальный защитный кожух, отлитый из обычного гипса.

Перед литьем силикона в силиконовую форму обязательно надо использовать специальный разделительный состав Ease Release, иначе форма и отливка намертво склеятся между собой. Слой разделителя надо тщательно просушить, поскольку в некоторых случаях он препятствует полному застыванию силиконовой отливки.

Формы для литья кукол можно делать не только из силикона, но и из гипса. Желательно использовать для этой цели специальные стоматологические гипсы, такие как Fuji Rock, которые обладают повышенной прочностью, прекрасно передают мелкие детали рельефа и достаточно быстро сохнут. В сравнении с силиконовыми формами, гипсовые не требуют использования разделительного состава и впитывают излишки силиконового масла еще в процессе отливки. Однако есть у гипсовых форм и существенные недостатки — мастер-модель практически невозможно без повреждений вынуть из гипса, раскрываются формы с большим трудом и довольно быстро расшатываются, теряя точность совмещения половинок. Также, в сравнении с силиконовой, гипсовую форму приходится делать из большего количества частей, что увеличивает количество швов на готовой отливке.

Основные правила работы с силиконом

Итак, с материалами для литья мы разобрались, теперь поговорим о самом процессе. Чтобы избежать брака и неудач работая с силиконом надо соблюдать два золотых правила, существенно облегчающего жизнь мастера:

Читать еще:  Литейные дефекты гост

      1. Всегда строго и педантично следовать инструкциям, не допуская никакой самодеятельности.
      2. Всегда тестировать на совместимость новые материалы, контактирующие с силиконом.

Для работы желательно приобрести вакуумную камеру с насосом, откачивающую воздух из смеси перед заливкой. Некоторые типы силиконов можно использовать и без предварительной дегазации, однако риск того, что в застывшей массе останутся пузырьки воздуха, достаточно велик.

Также неплохо обзавестись духовкой или сушильным шкафом для постотверждения готовых изделий. Подвергшейся термообработке силикон быстрее приобретает заявленные производителем физико-химические свойства. Нагревать изделия в духовке, предназначенной для пищевых продуктов я бы не рискнула, несмотря на то, что силиконы на платиновой основе считаются нетоксичными материалами.

Замечу, что изготовление силиконовых кукол требует значительных денежных затрат, однако экономить на материалах и оборудовании, ища дешевые аналоги и занимаясь самодеятельностью нельзя — результат таких экспериментов, как правило, плачевен и приводит к неизбежной порче отливок и форм.

Работать с силиконом надо только в виниловых перчатках, латексные использовать нельзя.

Помещение для литья нужно отапливать, температура в нем не должна опускаться ниже 22-23 градусов. Необходимый температурный режим один из важнейших факторов — при температуре ниже 18 градусов силикон может просто не застыть, а более высокая температура воздуха незначительно сокращает время жизни готовой силиконовой смеси.

А вот хранить силикон в жаре нельзя. Материал имеет ограниченный срок годности, сокращающийся от повышения температуры. Открытую банку надо использовать быстро, поскольку контакт с окружающей средой также может повлиять на его свойства. Алгоритм действий при работе с силиконом должен быть таким: достаем банки с силиконом из прохладного места, ждем, когда он прогреется до положенных 23 градусов, тщательно перемешиваем содержимое каждой из банок, соединяем в точной пропорции компоненты А и В, подвергаем готовую смесь дегазации, заливаем в форму и возвращаем оставшийся силикон в холодное помещение.

Вообще, следует помнить, что силикон очень капризный материал, не позволяющий вольностей в обращении.

Капризы силикона

В принципе, процесс изготовления силиконовых отливок элементарен, но эта простота обманчива. Силикон постоянно преподносит неприятные сюрпризы, не позволяя мастеру расслабляться и ошибаться. Главная опасность для незастывшего силикона — это ингибирование (отравление) различными, несовместимыми с ним веществами. Наиболее грозный и в тоже время самый распространенный «враг» силикона — содержащий серу пластилин. Для работы надо покупать только пластилины с пометкой Sulfur Free, такие как Monster Clay или Chavant. Вызывающие сомнения пластилины лучше вообще не держать в мастерской — даже случайное прикосновение руки к серосодержащему материалу может «инфицировать» силиконовую форму.

Второй «враг» силикона — латекс. Нельзя использовать латексные перчатки, шприцы с резиновыми насадками на поршнях и любые другие инструменты, имеющие в своей конструкции латексные детали.

С большой осторожностью надо использовать деревянные палочки для перемешивания смеси. Некоторые виды силикона не переносят контакты с деревом и могут быть ингибированы. Чтобы подстраховаться от неприятных неожиданностей, желательно перемешивать силикон металлическими мешалками.

Представляют опасность и свежеотвержденные полиэфиры, эпоксидные и полиуретановые каучуки. Как я уже писала выше, прежде чем использовать в работе какой-либо новый материал, надо протестировать его, залив небольшой порцией силикона. Если смесь полностью застынет за обычное, отведенное для полной полимеризации время, а поверхность силикона не будет липкой — можно считать, что новый материал успешно прошел экзамен и его можно использовать в дальнейшейработе.

Вот, собственно и все, что я хотела рассказать о приемах работы с силиконом. Я сама частенько совершала ошибки, переживала много неприятных моментов и надеюсь, что этот выстраданный опыт поможет начинающим мастерам не наступать на до боли знакомые старые грабли, сэкономить нервы, время и деньги. Удачи в творчестве!

Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон

Для тех, кто не смог посетить Top 3D Expo, рассказываем о мелкосерийном производстве пластиковых деталей методом вакуумного литья в силикон, мастер-класс по которому был организован на конференции с помощью наших друзей из «Фолипласт».

Видео

Схема мелкосерийного производства из пластмассы

Сначала производится 3D-сканирование необходимой детали, далее — создается 3D-модель и, с помощью одного из методов 3D-печати, изготавливается прототип/мастер-модель, на основании которой уже можно получить, с помощью вакуумно-литьевых систем и силиконовой оснастки, партию готовых полиуретановых деталей.

Назначение технологии вакуумного литья

На текущий момент серийность всех изделий по России снижается и находится в области мелких/средних серий. Таким образом, технология вакуумного литья стала востребована для производства таких серий.

Преимущества вакуумного литья

Главное преимущество — очень короткие сроки изготовления, после создания 3D-модели, и использование материалов с различными свойствами, в том числе и двухкомпонентных полиуретанов, которые имитируют основные пластмассы и резину. При этом изделия не имеют внешних отличий и полностью соответствуют изделиям изготовленным на традиционном термопластавтомате (ТПА) из классичего материала, и подойдут для отработки технологии. Фактура поверхности зависит от технологии 3D-печати прототипа. Соответственно, если вы хотите получить качество как после ТПА, то необходима доводка прототипа. В большинстве случаев это ручной труд и для его сокращения мы используем технологию стереолитографии в 3D-печати прототипов.

Оборудование

Мы сосредоточились на двух производителях вакуумных литьевых систем — это немецкая компания KLM и китайская компания WINGS TECHNOLOGY. В таблице выделены зеленым цветом самые основные/важные параметры, на которые следует обратить внимание при подборе оборудования.

Вакуумные литьевые системы KLM, Германия

Вакуумные литьевые системы WINGS TECHNOLOGY, Китай

Вспомогательное оборудование

При изготовлении силиконовых форм и литье в них используется вспомогательное оборудование — термошкаф (нагревание материалов до 40 градусов перед заливкой, полимеризация при 60/70/80 градусах), вакуумный миксер (для изготовления силиконовой оснастки — одновременное вакуумирование и перемешивание силикона, удаление пузырьков воздуха из силикона), дозатор силикона (автоматическая дозировка и подача силикона).

Используются полиуретаны и силиконы для литья. На рынке достаточно большое количество компаний предлагающих материалы, основные производители представлены ниже.


Вакуумно-литьевая машина изнутри

Машина состоит из следующих основных элементов:

1. Вакуумный шкаф. Конструкция из нержавеющей стали, выкачивает воздух из рабочей камеры.

2. Литьевая система, состоящая из двух чашек, А и Б, каждая для своего компонента, а также системы подачи и смешивания.

Устройство литьевой системы:

Технология

Технология вакуумного литья состоит из следующих основных этапов:

1. Мастер-модель, подготовка:

2. Создание линии разъема:

3. Литниковая система:

4. Сборка контейнера:

5. Заливка мастер-модели силиконом

6. Разборка контейнеров

7. Разрезание формы, извлечение мастер-модели

Необходимо использовать вакуумирование для извлечения влаги из компонентов, иначе полиуретан может начать кипеть. Используются практически безусадочные компоненты мы можем получить 14 квалитет точности на изделиях. Пока ни один из видов 3D-печати не может предложить такое качество изделий из пластмассы, как вакуумное литье при мелком или серийном выпуске. Начиная от 3-5 изделий, экономически более выгодно использовать вакуумное литье вместо 3D-печати.

Демонстрация технологии

Демонстрируем изготовление изделия на компактной машине HVC-M.

В термопечи разогреваем силиконовую форму.

Обрабатываем силиконовую форму разделительным составом (силиконовый спрей).

Закладываем в форму металлические стержни, для формирования достаточно точных отверстий на изделии.

Собираем и закрепляем форму металлическими скобами с помощью степлера. Стойкость формы — порядка 25 циклов, можно увеличить количество циклов до 50-70, если не так важна геометрическая точность размеров изделий.

Наносим скотч, для предотвращения вытекания излишков полиуретана из формы через линию разъема.

Подготавливаем требуемое количество необходимых компонентов (масса заливки составляет 120 грамм — для этого необходимо 40 грамм компонента А и 80 грамм компонента Б.

Закладываем чашку с компонентом А в камеру и монтируем смесительную лопатку.

Готовим компонент Б и закладываем чашку с компонентом в камеру.

Закрываем камеру и включаем вакуум (вакуумирование продолжается около 10 минут).

Процесс подготовки завершен. Производим смешивание компонентов и засекаем 2,5 минуты.

Смесь готова к заливке в форму. Переворачиваем чашу с компонентом Б вниз с помощью поворота тумблера и компоненты через воронку поступают в форму.

Выключаем вакуум и наблюдаем как воздух выходит из формы, компоненты заполняют ее.

Нагнетаем воздух в камеру.

Процесс заливки закончен.

Открываем вакуумный шкаф и размещаем форму в термошкафу для последующей полимеризации, которая занимает около 30 минут для данного материала.

Наша отливка готова. В идеале, ее необходимо обдуть холодным воздухом, так как она еще эластична.

Мы получили функциональное готовое изделие с необходимой фактурой поверхности, необходимого нам цвета, необходимыми физико-механическими свойствами, у которой осталось удалить облой и элементы литниковой системы.

Различия между классическим и автоматизированным вакуумным литьем

Классическая схема вакуумного литья

Автоматизированная схема вакуумного литья

На текущий момент широко используется автоматизированная схема вакуумного литья. Дозировка, подача, подготовка, вакуумирование смеси и заливка в форму происходят в автоматическом режиме, в одном узле. Такая схема позволяет в разы сократить цикл заливки, то есть — 4 минуты в автоматическом варианте, против 12 минут в классическом. Весь процесс сокращается, примерно, в 1,6 раза.

Автоматизированные литьевые машины:

Полностью автоматизированная линия вакуумного литья. В России пока таких линий нет, но можно заказать:

Схема автоматической линии вакуумного литья:

Вакуумное литье пластика в силикон — оптимальный способ производства малых и средних партий изделий, твердо занимающий свои позиции между 3D-печатным прототипированием и фабричным серийным производством и обеспечивающий разумную стоимость изделий при сохранении высокого качества.

Заказать штучное и малосерийное вакуумное литье пластика в силикон, а также приобрести оборудование и материалы для него можно в Top 3D Shop — подберем оптимальный вариант под любые задачи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector