Pełna analiza procesu formowania próżniowego form silikonowych
Produkcja modeli wzorcowych: podstawa dokładności
Proces formowania próżniowego rozpoczyna się od modelu głównego, którego dokładność i jakość powierzchni decydują o finalnym kształcie uformowanej części.
– Druk 3D (SLA/SLS ±0,1 mm) nadaje się do skomplikowanych, zakrzywionych powierzchni;
– modele CNC z aluminium/epoksydu przygotowane do precyzyjnego formowania wtryskowego silikonu;
– Rzeźbienie ręczne jest najczęściej stosowane w przypadku rekwizytów filmowych i telewizyjnych oraz prototypów dzieł sztuki.
Główne wymagania: chropowatość powierzchni Ra<1,6μm, nachylenie podczas wyjmowania z formy 3–5°.
Produkcja form silikonowych: narodziny elastycznych narzędzi
Do produkcji form elastycznych stosuje się platynowy silikon ciekły (Shore A20–60).
Główny model jest zakapsułkowany: pokryty środkiem antyadhezyjnym i zamocowany w ramie wlewowej;
Mieszanie i odgazowywanie gumy: Dodanie katalizatora, a następnie odgazowanie próżniowe w celu usunięcia pęcherzyków powietrza;
Wylewanie i zestalanie: 24 godziny w temperaturze pokojowej lub 4 godziny w temperaturze 60°C;
Zalety: Elastyczny i nadaje się do głębokiego tłoczenia, odporny na cykle wysokich temperatur 200°C, nie wymaga częstego stosowania środka antyadhezyjnego.
Proces formowania próżniowego: przejście od arkusza do części
Podgrzej płytkę termoplastyczną o grubości 0,5–5 mm (ABS, PC, PETG) do temperatury 140–180°C, aby zmiękła, a następnie umieść ją na silikonowej formie.
– Uruchomić podciśnienie (90–95 kPa), aby wchłonąć plastik i detale formy, takie jak gwinty i faktura;
– Elastyczność formy silikonowej kompensuje kurczenie się pod wpływem ciepła, a dokładność wymiarowa może osiągnąć ±0,3 mm;
– Powierzchnia nieprzywierająca zmniejsza opór podczas wyjmowania z formy, co jest szczególnie przydatne w przypadku form próżniowych do kontaktu z żywnością.
Chłodzenie i zestalanie: zachowanie rozmiaru i wydajności
Przyspiesz chłodzenie (30–120 s) i wykorzystaj przewodność cieplną żelu krzemionkowego (0,2 W/m·K), aby równomiernie rozproszyć ciepło.
– Termografia w podczerwieni pozwala monitorować gradienty temperatury, zapobiegając naprężeniom wewnętrznym;
– Po ostygnięciu tworzywo sztuczne przylega do formy, co umożliwia precyzyjne grawerowanie.
Rozformowywanie i obróbka końcowa: Wykwintna produkcja
– Naciąganie ręczne: dzięki elastyczności silikonu można go łatwo odkleić bez uszkadzania detali;
– Pneumatyczny sworzeń wyrzutnika: wyrzut sprężonym powietrzem o ciśnieniu 0,5–1 bar jest opcjonalny w przypadku form o dużych rozmiarach;
– Przycinanie i wykańczanie: usuwanie zadziorów za pomocą maszyny CNC lub maszyny do cięcia matrycowego, polerowanie, natryskiwanie lub obróbka powierzchni metodą PVD.
Produkcja małoseryjna i połączenie formowania wtryskowego silikonu
– Pojedyncza forma pozwala na produkcję 50–100 sztuk, co jest przydatne przy szybkim prototypowaniu i produkcji małych serii;
– Czas wymiany formy wynosi mniej niż 1 godzinę, co jest znacznie lepszym czasem niż w przypadku twardej formy;
– Części formowane próżniowo mogą być stosowane jako główny model do formowania wtryskowego silikonu w celu przyłączenia do produkcji masowej.
Porównanie formy silikonowej i sztywnej formy do formowania próżniowego
– Koszt: 30–50% niższy w przypadku małych partii;
– Szczegóły: Silikon jest doskonały, a jego twardość zależy od dokładności obróbki;
– Złożoność: Silikon można formować w głębokie, wklęsłe i odwrócone kształty, a jego twardość jest ograniczona przez kąt wyjmowania z formy;
– Wydajność: 50–100 sztuk dla silikonu, 1000+ sztuk dla twardego.
Innowacja procesowa
– Forma kompozytowa o wielu twardościach: obszary o twardości Shore’a A20 i A80 są łączone w celu uzyskania struktur o specjalnych kształtach;
– Formowanie wtryskowe żywicy wspomagane próżniowo (VARTM): nowe zastosowanie dla części kompozytowych;
– Cyfrowa optymalizacja form: sztuczna inteligencja przewiduje zużycie silikonu i inteligentnie planuje konserwację.
Wniosek
Dzięki integracji technologii produkcji form silikonowych, formowania próżniowego i formowania wtryskowego silikonu, producenci mogą osiągnąć wysoką precyzję, wydajność i korzyści finansowe w szybkim prototypowaniu i produkcji małoseryjnej. Formy te są szeroko stosowane w urządzeniach medycznych, elektronice użytkowej, we wnętrzach samochodowych i innych dziedzinach. Formowanie próżniowe silikonu zapewnia elastyczne i wszechstronne rozwiązania dla nowoczesnej produkcji.
