Для каких задач подойдет литье в силиконовые формы?

Процесс литья в силиконовые формы универсален, так как позволяет получать функциональные детали из качественного материала сложной формы (с наличием поднутрений) малых и больших размеров (до 1,5 м). Материалы, используемые в вакуумном литье, представляют собой полиуретаны, имитирующие широкий спектр материалов, таких как ABS, PP, PA, POM, TPE и т.д. Физические и механические качества создаваемых деталей очень похожи на таковые у серийных деталей для литья под давлением. Изделия, изготовленные методом силиконового формования, подходят для функционального тестирования, сборки или окончательного использования.

Этапы производства

• Изготовление мастер-модели

Такая деталь, как правило, создается на 3D-принтере по технологии SLA или обрабатывается на станке ЧПУ, однако также может быть использована технология FDM. Для изготовления мелких деталей со сложной внутренней геометрией или надписями используется стереолитография. Технология FDM подойдет, если будущее изделие должно быть относительно крупного размера в условиях ограниченного бюджета и отсутствия необходимости в гладкой внутренней поверхности изделия. Выбор метода всегда зависит от необходимой скорости изготовления, качества, свойств и формы изготавливаемой детали. 

• Подготовка мастер-модели

У детали в самом начале удаляются поддержки, далее она механически обрабатывается и в случае с изделием, изготовленной по технологии SLA, промывается в изопропиловом спирте. В зависимости от необходимого типа поверхности мастер-модель может быть зашкурена и загрунтована.

• Создание силиконовой формы

Мастер-модель используется для создания «отпечатка» в силиконовой форме, который будет использоваться для дублирования деталей в выбранном материале и цвете. Мастер-модель устанавливается в определенной емкости и заливается двухкомпонентным силиконом. Важным моментом при создании формы является установка литниковой системы. Такая система состоит из трубок, предназначенных для вывода воздуха, а также самого литника, через который далее будет подаваться материал. 

• Процесс литья

В большинстве случаев используются двухкомпонентные составы, хотя также возможны варианты с четырьмя и более компонентами. Материалы смешиваются в определенных пропорциях с помощью специального оборудования – вакуумной литьевой машины. Компоненты помещаются в специальные контейнеры, которые устанавливаются в машину на чаши, затем приставляется силиконовая форма и через литник подключается к каналу для заливки. Более того, в процесс литья входит дегазация, так как в процессе смешивания компонентов образуются пузыри, что приводит к ухудшению качества изделия.

• Постпроцессинг

В зависимости от характеристик пластика, будь то декоративный или промышленный, применяется термическая обработка для достижения нужных свойств. Некоторые виды изделий не требуют такой обработки, другие же могут требовать ее в несколько этапов.  Чем лучше свойства пластика, тем больше требуется этапов термической обработки, что, соответственно, увеличивает стоимость изделия. На этом последнем этапе деталь будет очищена от литниковой системы и далее обработана механически.

Материалы для литья

Система Шора используется для измерения твердости различных изделий, таких как пластмассы, каучуки и эластомеры.

Существуют следующие виды материалов, используемых для литья:

• Имитирующие резину. Такие материалы имеют степень твердости от 0 до 90 по Шору А.

• Резинопластики. Материалы, имеющие как свойства пластиков, так и резины, обладая твердостью от 50 до 65 по Шору D.

• Аналоги ABS, PC, TPE и других пластиков, имеющие твердость более 70 по Шору D.

В каких случаях лучше применять литье, а не 3D-печать?

1. При условии готовой формы отлитые изделия требуют меньших затрат, так как сам материал имеет более низкую стоимость в сравнении с порошком для SLS или смолы для SLA.

2. Более легкое изготовление резиноподобных функциональных деталей

3. Возможность двухкомпонентного литья деталей, имеющих элементы с разным уровнем твердости и пластичности

4. Есть возможность отлива деталей разного цвета при использовании одной и той же формы.

Основные преимущества вакуумного литья в силиконовые формы

• Производство становится дешевле

Стоимость производства снижается благодаря многократному использованию силиконовых форм, в отличие от обработки на станках с ЧПУ, где происходит потеря материала. Кроме того, стоимость композитов для литья зачастую ниже в сравнении с материалами для некоторых технологий 3D-печати.

• Возможность воспроизводить свойства других материалов

Путем смешения различных компонентов можно контролировать характеристики конечного продукта. Таким образом, можно добиться нужной степени гибкости, твердости, прочности и других параметров.

• Однородное качество деталей

Вакуумное литье гарантирует, что каждая деталь имеет одинаковую форму, размер, отделку и толщину. Быстрый выпуск и стабильное качество изделий делают вакуумное литье идеальным выбором для мелкосерийного производства. 

• Гладкая поверхность детали

Обработанные на станках с ЧПУ и напечатанные на 3D-принтере детали обладают шероховатостью, что требует значительных усилий при постобработке. С другой стороны, детали, полученные методом литья, изначально имеют гладкую поверхность. При этом, если возникает необходимость, возможно создание любого вида поверхности путем соответствующей обработки мастер-модели перед изготовлением формы для литья.

Недостатки вакуумного литья в силиконовые формы

• Используются только пластмассы

При литье есть возможность воспроизводить свойства только пластиковых и резиноподобных материалов. Силиконовая форма просто расплавится при более высоких температурах для литья металла, где необходимая температура более 600 °C, в то время как при литье пластиков эти показатели находятся в пределах 200°C.

• Дефекты формы 

В отличие от 3D-печати и обработки с использованием ЧПУ, где каждая деталь внимательно исследуется на предмет возможных недостатков, процесс литья имеет свои особенности. Если форма содержит дефекты, то они проявятся у каждого готового изделия. Это может повлечь за собой увеличение расходов на устранение дефектов и дополнительные затраты времени.

• Короткий срок службы формы

Силиконовые формы быстро изнашиваются после отливки нескольких деталей, особенно если они обладают сложной геометрией. Форма в среднем может быть повторно использована для отливки от 10 до 20 деталей. Поэтому при увеличении объема производства требуется создание новой формы после определенного числа отливок. Этот процесс занимает много времени и увеличивает затраты.

• Возможность образования полостей

Если силиконовая форма заполнена неправильно или в нее попал воздух, отлитая деталь считается бракованной и требует повторной отливки. Вакуумная камера помогает решить большинство проблем с пузырьками, однако минимизация риска образования полостей все еще зависит от навыков оператора.

Области применения

• Аэрокосмическая промышленность 

Вакуумное литье является универсальным технологическим процессом, используемым инженерами для создания точных аэрокосмических элементов. Он подходит для изготовления составляющих самолетов, таких как воздуховоды и внутренние компоненты. 

• Автомобильная промышленность 

Производители автомобилей полагаются на силиконовое вакуумное литье из-за его способности создавать высокодетализированные детали и компоненты. Оно обеспечивает превосходную точность и повторяемость, необходимые для разработки элементов автомобиля, включая выхлопные системы, фары, кузовные и приборные панели.

• Медицинская промышленность 

Литье в силиконовые формы используется в медицинской промышленности при создании имплантатов и протезов. 

• Пищевая промышленность и производство напитков 

Метод вакуумного литья подходит для создания сложных компонентов упаковки и других предметов сложной формы, таких как банки, кружки и пищевые контейнеры. 

• Потребительские товары 

Вакуумное литье подходит для изготовления сложных изделий, таких как спортивный инвентарь, чехлы для телефонов, солнцезащитные очки, ручки и игрушки.

Литье в силиконовые формы является универсальным способом производства, позволяющий изготавливать широкий спектр изделий различного назначения. Особенно эффективен данный метод для малых производств, где требуется оперативное и экономически выгодное производство высококачественной продукции с минимальными затратами времени и ресурсов.

Специалисты 3DVision имеют большой опыт работы с различными материалами и технологиями. Мы поможем вам в выборе наиболее подходящего материала для вашего проекта, учитывая все специфические характеристики и требования. Кроме того, мы предлагаем консультационные услуги по всем аспектам заказа. Наши эксперты ответят на все ваши вопросы, помогут определиться с выбором материалов и технологий, а также предоставят информацию о сроках выполнения заказа и стоимости работ.

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640