9 марта, 2023
время прочтения: 7 минут
500
9 марта, 2023
Литье силиконов в 3D печатные формы
время прочтения: 7 минут
500

Силиконы являются популярным материалом для изготовления мягких деталей для широкого спектра применений, включая слуховые аппараты, реквизит для кино и телевидения, протезы, ручки и захваты и многое другое. В этой статье вы узнаете о процессе литья силиконов в формы, изготовленные с помощью 3D печати.

В этой статье представлен обзор 3D печатных инструментов для производства силиконовых деталей. Представленные в статье методы можно использовать для создания прототипов изделий из мягкого силикона, мелкосерийного производства бета-моделей для клиентов или производства товаров конечного назначения на заказ.

Литье силикона с помощью 3D печатных инструментов

Традиционные формы для производства силиконовых деталей изготавливаются на станках с ЧПУ из блоков алюминия или стали. К ним относятся двухкомпонентные или многокомпонентные пресс-формы для литья под давлением жидких силиконовых каучуков (LSR) или пресс-формы с одной полостью, используемые с силиконовым листом термоотверждаемой резины (HCR), который отверждается под давлением и высокой температурой.

Обычно эти типы металлических форм используются в массовом производстве, однако при использовании для прототипирования время выполнения заказа составляет несколько недель, а первоначальные затраты на инструменты ограничивают возможности дизайнера по внедрению и тестированию небольших изменений в конструкции формы.

Настольная 3D печать — это мощное решение для быстрого и недорогого изготовления инструментов. Для этого требуется доступное оборудование, что позволяет специалистам сосредоточить внимание на других важных задачах. Благодаря собственной 3D печати производители и дизайнеры могут внедрить в процесс разработки продукта быстрые инструменты для проверки дизайна и выбора материалов перед переходом к массовому производству. С помощью собственного производства или аутсорсинга можно быстро выполнять итерации, ускорять разработку продуктов и выводить на рынок более качественный продукт.

Технология стереолитографии (SLA) 3D — отличный выбор для изготовления силиконовых форм. Детали SLA отличаются гладкой поверхностью и обладают отличной стабильностью размеров.

Специальные материалы, которые используются для производства форм для литья имеют высокую степень прозрачности, что позволяет контролировать качество заливки силькона (наличие пузырьков и пустот).

SLA 3D печать также дает преимущество в сложности дизайна. Напечатанные формы из смолы позволяют дизайнерам использовать преимущества поднутрений или других сложных геометрических форм, которые могут быть невозможны в реализации или слишком дороги для производства с помощью станков с ЧПУ.

Методы изготовления силиконовых литейных форм

Поскольку работа с силиконами не требует высокой температуры или давления, детали из этого материала можно легко сформировать с помощью доступного оборудования.

Существуют различные методы производства силиконовых деталей для достижения разных результатов. К ним относятся:

Компрессионное формование

При компрессионном формовании быстротвердеющая силиконовая масса распределяется в две стороны 3D печатной формы, которая скрепляется настольными тисками. Этот метод часто используется для создания прототипов прокладок и точно имитирует инструменты, используемые в массовом производстве.

Литье под давлением

Литье под давлением является наиболее распространенным методом, используемым для формирования единого силиконового изделия с использованием формы, состоящей из двух или нескольких частей. Во многих случаях форма устроена таким образом, что сила тяжести способствует процессу заполнения силиконом. Силикон впрыскивается в канал в верхней части формы, и полость формы постепенно заполняется снизу. Наконец, жидкий силикон выпускается через выпускные отверстия и воздушные каналы в верхней части формы

Формование

Поверхностное литье идеально подходит для полной или частичной герметизации оборудования силиконом. Аппаратный компонент подвешивается в форме, состоящей из двух или нескольких частей, а затем в полость формы впрыскивается жидкий силикон, полностью или частично облегающий изделие.

Формование в тонкие формы

Форма представляет собой тонкую (<1 мм) оболочку, охватывающую целевую полость для введения силикона. После того, как силикон затвердевает, 3D печатная форма в виде раковины раскалывается, открывая силиконовую часть. Поскольку это одноразовая форма, которую нельзя использовать повторно, этот метод используется для создания одной отдельной детали.

Изготовление силиконовых форм для литья: пошаговый процесс

Дизайн модели САПР

Для создания формы требуется CAD модель конечной детали. Ее можно спроектировать с использованием программного обеспечения САПР или даже обратного проектирования существующей физической детали с помощью 3D сканирования.

Дизайн силиконовой литейной формы

Процесс создания формы для литья силиконов должен учитывать такие особенности:

Обязательное наличие разъема; Проектирование воронки для заполнения силиконом; Проектирование пазов для надежного сопряжения всех элементов формы; Модификация горловины для размещения инструмента для заливки силикона.

3D печать пресс-формы

Для печати формы потребуется любой доступный SLA принтер, который имеет достаточную рабочую область для печати всех элементов формы. В качестве материала подойдет любой материал, предназначенный для изготовления силиконовых форм. Для лучшей визуализации рекомендуется использовать прозрачные полимеры.

Поскольку силикон улавливает мелкие детали на поверхности, включая линии слоев, необходимо дополнительно настроить толщину слоев (25 микрон и менее, если это возможно). Расположить детали необходимо так, чтобы на критических внутренних поверхностях не было опор.

Сборка и заполнение формы

Подготовка формы к литью, начинается с защитного покрытия и антиадгезионной смазки. Затем нужно аккуратно зажать форму, убедившись, что заготовка формы и любые инкапсулированные объекты остаются на одной линии.

Отделение формы от изделия

После снятия формы необходимо обрезать все выступающие части. Сначала необходимо удалить все силиконовые наплывы с внешней стороны формы, а затем удалить излишки около литников и вентиляционных отверстий.

Небольшие неровности можно выровнять наждачной бумагой с мелким зерном. После обработки необходимо промыть изделие водой с мылом, чтобы удалить остатки смазки и другие загрязнения.

Специалисты DigitalCraft3D помогут изготовить небольшую партию изделий из силикона или пластика методом литья. Мы выполняем полный цикл производства - от изготовления форм для литья до самого литья силиконов и пластиков в формы. Возможности производства позволяют изготовить партии небольших изделий или крупные изделия из силикона и пластика. Узнайте больше у менеджера DC3D!

500
Будь в курсе инноваций мира аддитивных технологий!
Только реальные кейсы, использование новейших разработок отечественной и зарубежной промышленности, поможем и вам стать профессионалом в цифровом производстве.

Вы подписаны на нашу рассылку.