1. Definicja podstawowa i zasada działania
Odlewanie próżniowe silikonu, znane również jako formowanie wtryskowe próżniowe, to główna technologia małoseryjnej replikacji bez użycia form stalowych w branży szybkiego prototypowania.
Metoda ta opiera się na wykorzystaniu precyzyjnego prototypu, uzyskanego metodą druku 3D SLA lub obróbki CNC, jako modelu głównego do stworzenia elastycznej formy silikonowej. Pod próżnią, pod ciśnieniem ujemnym, żywica poliuretanowa PU jest wlewana do gniazda formy. Po odgazowaniu i utwardzeniu, plastikowe części identyczne z prototypem są szybko replikowane.
W porównaniu z tradycyjnym formowaniem wtryskowym w formach stalowych, odlewanie próżniowe dokładnie usuwa powietrze w środowisku próżniowym, co pozwala uzyskać detale bez pęcherzyków powietrza i o wysokiej szczegółowości. Dzięki elastyczności form silikonowych, detale z podcięciami, głębokimi rowkami i skomplikowanymi zakrzywionymi powierzchniami można płynnie wyjmować z formy bez skomplikowanych mechanizmów wyciągania rdzenia, co czyni je idealnym rozwiązaniem do weryfikacji nowych produktów i produkcji małoseryjnej.
2. Kompletny proces odlewania próżniowego silikonu
Krok 1: Wykonaj model główny o wysokiej precyzji
Oryginalna część jest wykonywana metodą druku stereolitograficznego 3D metodą SLA lub precyzyjnego rzeźbienia CNC, co zapewnia dokładne wymiary, gładkie powierzchnie i nienaruszoną strukturę. Precyzja modelu głównego bezpośrednio decyduje o jakości odlewów. Grubość ścianek i kąty pochylenia są optymalizowane z wyprzedzeniem, aby uniknąć skurczu, deformacji i niepełnego wypełnienia na późniejszych etapach.
Krok 2: Wstępna obróbka modelu głównego i zbudowanie ramy formy
Model główny jest polerowany, czyszczony i równomiernie pokrywany środkiem antyadhezyjnym. Następnie jest umieszczany w ramie formy z odpowiednio zaprojektowanymi wlewami, kanałami dopływowymi i otworami odpowietrzającymi, aby zagwarantować całkowite wypełnienie i odpowiedni odpływ powietrza podczas odlewania.
Krok 3: Wylewanie i utwardzanie formy silikonowej
Silikon formierski jest mieszany z utwardzaczem, mieszany i odgazowywany w komorze próżniowej, a następnie wlewany do formy, aby całkowicie owinąć model główny. Przeprowadzana jest druga obróbka próżniowa, a następnie utwardzanie termiczne w piecu, aby utworzyć zintegrowaną, elastyczną formę silikonową.
Krok 4: Rozdzielenie formy, usunięcie modelu głównego i przycięcie formy
Po całkowitym utwardzeniu, silikonowa forma jest rozcinana wzdłuż linii podziału, aby wyjąć oryginalny model główny. Wypływki i pozostałości wewnątrz wnęki są czyszczone, a drobne defekty naprawiane, aby ukończyć silikonową formę wielokrotnego użytku.
Krok 5: Wylewanie i formowanie próżniowe
Żywica PU o odpowiedniej twardości, wytrzymałości i przezroczystości jest dobierana zgodnie z wymaganiami produktu. Żywica i utwardzacz są mieszane, mieszane i odgazowywane, a następnie wtryskiwane do formy silikonowej ze stałą szybkością w warunkach próżni, aby uzyskać pełne wypełnienie bez pęcherzyków powietrza.
Krok 6: Utwardzanie termiczne i wyjmowanie z formy
Forma jest umieszczana w komorze o kontrolowanej temperaturze w celu całkowitego utwardzenia. Po całkowitym stwardnieniu materiału, elastyczna forma jest otwierana w celu wyjęcia gotowego elementu, a silikonowa forma może być używana wielokrotnie.
Krok 7: Postprodukcja i wykańczanie
Kanały wlewowe i kanały dopływowe są przycinane, krawędzie szlifowane. Dodatkowe obróbki powierzchni, takie jak malowanie, piaskowanie, sitodruk i barwienie, pozwalają uzyskać wykończenie porównywalne z elementami formowanymi wtryskowo.
3. Główne zalety
Niski koszt: Nie jest wymagana droga forma stalowa. Formy silikonowe są znacznie tańsze niż formy wtryskowe, co znacznie obniża nakłady na badania i rozwój oraz produkcję próbną w małych partiach.
- Krótki czas realizacji: Małe partie gotowych części mogą zostać ukończone w ciągu 1–3 dni od modelu głównego, co jest znacznie szybciej niż w przypadku tradycyjnego formowania wtryskowego w przypadku szybkiej dostawy próbek.
Wysoka szczegółowość odwzorowania: Formowanie próżniowe pozwala na produkcję gęstych części z niewielką ilością pęcherzyków powietrza, dokładnie odzwierciedlając drobne tekstury, cienkie ścianki i złożone zakrzywione powierzchnie.
Duża łatwość wyjmowania z formy: Elastyczny silikon pozwala na bezpośrednie wyjmowanie z formy części z podcięciami i nieregularnymi kształtami bez konieczności stosowania skomplikowanych struktur wyciągających rdzeń.
- Elastyczne opcje materiałowe: żywica PU może imitować właściwości ABS, TPU, PC, nylonu i innych tworzyw sztucznych. Twardość, miękkość, przezroczystość i kolor można dostosować do indywidualnych potrzeb.
