5 مشكلات شائعة في صناعة قوالب السيليكون السائل وكيفية حلها

مقدمة

مطاط السيليكون السائل لقد ثورة (LSR) في صناعة القوالب، حيث تقدم وفاءً غير مسبوق في إعادة إنتاج التفاصيل، واستقرارًا حراريًا استثنائيًا (حتى 250°م)، وقدرة تحمل تسمح بإجراء مئات دورات الصب. وهي المادة الأساسية في تطبيقات تتراوح من استنساخ المجوهرات والنحت المعقدة إلى قوالب الشوكولاتة الغذائية والأصباغ ذات درجة الحرارة العالية.

ومع ذلك، فإن المسار من السيليكون السائل إلى القالب المثالي مليء بالمخاطر المحتملة. يمكن أن تتسبب المشكلات مثل الفقاعات الدقيقة التي تحجب التفاصيل الدقيقة، أو العلاج غير الكامل الذي يؤدي إلى أسطح لزجة، أو تمزق القالب قبل الأوان، في إيقاف الإنتاج، وهدر المواد القيمة، وتعطيل جداول المشروع. وغالبًا ما تنبع هذه المشكلات ليس من المادة نفسها، بل من فجوات في فهم العملية.

يستعرض هذا الدليل نصائح تتجاوز المستوى السطحي، ويوفر تحليلاً متعمقًا لأسباب المشكلات الجذرية وحلول احترافية للتحديات الخمس الأكثر استمرارية في صناعة قوالب السيليكون السائل (LSR). من خلال إتقان هذه المبادئ، يمكنك باستمرار إنتاج قوالب بجودة استوديو تُحسّن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج النهائي.

1. وجود فقاعات هواء مفرطة في القالب

يُعد الهواء المحبوس العدو الأكثر شيوعًا للوضوح البصري والكمال السطحي، حيث يظهر على شكل تجاويف غير مرغوبة قد تُخفّي التفاصيل الدقيقة وتُكوّن نقاط ضعف في هيكل القالب.

تحليل السبب الجذري:

• الاحتواس الميكانيكي: يؤدي الخلط القوي أو غير السليم (الخفق بدلاً من الطي) إلى إدخال ملايين الفقاعات المجهرية.
• انبعاث الغاز من الركيزة: تحتوي النماذج الرئيسية المسامية (مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد، الخشب، الجبس) على هواء يتم إزاحته بواسطة السيليكون، مما يؤدي إلى صعوده إلى الخليط.
• عدم توافق اللزوجة: استخدام سيليكون ذو لزوجة عالية جدًا بالنسبة للشكل الهندسي يمنع الهواء من الصعود إلى السطح قبل التخثر.

الحلول والتقنيات الاحترافية:

1. السكب على مرحلتين والطلاء بالفرشاة: بالنسبة للنماذج المعقدة التفصيل، قم أولاً بخلط كمية صغيرة من سيليكون ذي لزوجة منخفضة جدًا (مثل 3000 مللي باسكال.ثانية). ادهن طبقة رقيقة على النموذج أو رشه، وتأكد من اختراقها لكل الشقوق وإزاحة الهواء. يمكن ترك هذه "طبقة التفاصيل" لتتصلب جزئيًا قبل سكب السيليكون السميك المستخدم في الملء الكمي.
2. إزالة الهواء تحت تفريغ محكوم: إن وضع السيليكون المخلوط في غرفة تفريغ فقط ليس كافيًا. المفتاح هو تقليل الضغط تدريجيًا للسماح للفقاعات بالتوسع والصعود دون التسبب في غليان الخليط بعنف. احتفظ بالخليط تحت تفريغ كامل (عادةً -29 بوصة زئبق) حتى يتوقف تدفق الفقاعات، وهي عملية قد تستغرق من 2 إلى 5 دقائق حسب الحجم.
3. الصب الاستراتيجي: اصبّ من ارتفاع كبير إلى نقطة منخفضة واحدة في صندوق الاحتواء. يُكوّن هذا تيارًا رفيعًا ومستمرًا يمتد ويفجّر الفقاعات أثناء السقوط. اترك السيليكون يتدفق بشكل طبيعي عبر القالب الأصلي؛ ولا تصب مباشرةً على المناطق المعقدة.

تحتاج إلى سيليكون منخفض اللزوجة ومقاوم للفرقعات للنماذج المعقدة؟ اكتشف منتجاتنا سلسلة البلاتين عالية التدفق.

2. العلاج غير المكتمل أو تمديد وقت العلاج بشكل كبير

عندما يظل السيليكون لزجًا أو لا يتماسك في بعض الأماكن، غالبًا ما تكون هذه مشكلة كيميائية وليست مشكلة في الخلط. وتصبح هذه المسألة بالغة الأهمية مع سيليكون العلاج بالبلاتين، الذي يُعرف بعدم انكماشه نهائيًا وسلامته للأغراض الغذائية.

تحليل الأسباب الجذرية:

• المثبطات الكيميائية: يمكن أن يُسمم الكبريت (في بعض أنواع الطين والمطاط)، والقصدير (من منتجات RTV أخرى)، والأمينات (في مواد تصلب الإيبوكسي، وبعض الدهانات)، وبعض البلاستيكات (PVC، PET) محفز البلاتين، مما يوقف التفاعل عند سطح التماس.
• العوامل البيئية: تؤدي درجات الحرارة التي تقل عن 20°م إلى إبطاء ديناميكيات التفاعل بشكل كبير، في حين يمكن أن يتداخل الرطوبة الزائدة مع أنظمة البلمرة بالتجفيف (القائمة على القصدير).

الحلول والتقنيات الاحترافية:

1. اختبار حاجز العزل: إذا كنت تشك في أن نموذجك الأساسي يحتوي على مثبطات، فقم بتطبيق طبقة عازلة عالمية. ومن الخيارات المتاحة:

• واقيات رش أكريليك (طبقات خفيفة متعددة)
• الشللك (للمواد العضوية)
• مذيب متخصص مقاوم للمثبطات
• اسمح للحاجز بالامتزاج التام (24 ساعة أو أكثر) قبل صنع القالب.

2. اختيار المواد كحل: بالنسبة للنماذج الصعبة باستمرار (مثل بعض راتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد)، انتقل إلى استخدام السيليكون المُعالج بالقصدير (السيليكون المُعالج بالتكاثف). وعلى الرغم من أن انكماشه أعلى، فإنه أكثر مقاومة بكثير للتثبيط الكيميائي.

3. التحكم في العملية: احتفظ ببيئة دافئة ومستقرة للامتزاج (25-30°م) باستخدام خزانة متحكم بدرجة الحرارة أو سخان فضائي. لا تُسرع الامتزاج أبدًا باستخدام حرارة مفرطة، لأن ذلك قد يتسبب في التشقق. إن ضمان النسبة الدقيقة والخلط الكافي هو المفتاح لتحقيق قالب ممتزج تمامًا ومتين.

3. تمزق القالب أو عمر قصير للقالب

إن قالبًا يتمزق بعد استخدامه عدة مرات يُضعف كفاءة الإنتاج ويزيد التكلفة لكل وحدة.

تحليل الأسباب الجذرية:

• اختيار صلابة خاطئة (شوري A) للمشروع؛
• جدران القالب رقيقة جدًا؛
• القوة المفرطة أثناء فك القالب؛
• الاستخدام المتكرر دون تنظيف أو صيانة مناسبة؛

الحلول والتقنيات الاحترافية:

اختر الصلابة الصحيحة:

• شوري A 20–30 للقوالب المعقدة أو ذات التفاصيل الدقيقة جدًا.
• شوري A 30–40 للقوالب الكبيرة والبسيطة.

• تأكد من أن تكون سماكة جدار القالب بين 5–15 مم؛
• استخدم عوامل تحرير القوالب لتقليل الاحتكاك والضغط؛
• نظف القالب وجففه وادعمه بشكل مناسب بعد كل استخدام؛

يمكن أن يؤدي اختيار الصلابة المناسبة وضمان الدعم السليم إلى إطالة عمر القالب بشكل كبير.

4. تشوه القالب أو وجود انحناءات على السطح

غالبًا ما يكون القالب الذي يُنتج أجزاءً أصغر قليلاً أو مشوهة غير صالح للاستخدام في التجميع الوظيفي.

تحليل الأسباب الجذرية:

• الحركة أو الاهتزاز أثناء عملية المعالجة؛
• إزالة القالب قبل اكتمال معالجته بالكامل؛
• نماذج رئيسية لينة أو مرنة تشوه تحت وزن السيليكون؛
• درجات حرارة غير متساوية أثناء المعالجة؛

الحلول والتقنيات الاحترافية:

1. إدارة الحرارة للقوالب السميكة: للكتل التي يزيد سمكها عن 4 سم، استخدم سيليكا مطاطية مصممة للأقسام العميقة (تتصلب ببطء وتطلق حرارة أقل). املأ على طبقات (بسمك 2-3 سم)، واسمح لكل طبقة بالتجمد قبل إضافة التالية لتبدد الحرارة.
2. العلاج الحراري الإلزامي: بعد فك القالب في الوقت الموصى به، قم بإجراء معالجة حرارية إضافية بشكل منضبط. ضع القالب في فرن بدرجة حرارة 60-80°م لمدة 1-2 ساعة. هذا يُكمل التفاعل الكيميائي، ويُثبّت الأبعاد، ويحسّن مقاومة التمزق.
3. اختيار المادة أمر بالغ الأهمية: من أجل الدقة المطلقة في الأبعاد (مثل النماذج الهندسية)، لا يمكن الاستغناء عن السيليكا المطاطية المُعالجة بالبلاتين، والتي تقدم انكماشاً أقل من 0.1%.

الاستقرار أثناء عملية المعالجة أمر حاسم لتحقيق أبعاد دقيقة للقالب.

5. التصاق القالب أو صعوبة فكه

يمكن أن تؤدي عملية فك القالب الصعبة إلى تلف الطراز الأصلي باهظ الثمن وكذلك القالب الجديد.

تحليل الأسباب الجذرية:

• لم يتم تطبيق مادة فك القوالب؛
• مواد غير متوافقة (راتنج، معدن، أو بعض البلاستيكات المحددة)؛
• الملوثات مثل الزيوت، الغبار، أو الطلاء غير المجفف تمامًا؛
• تجويف عميق أو هندسة معقدة؛

الحلول والتقنيات الاحترافية:

• قم دائمًا بتطبيق طبقة رقيقة ومتساوية من مادة فك القالب قبل صب السيليكون؛
• استخدم شمع الإغلاق أو علاج السطح لتحسين فك القالب؛
• نظف نموذج الأصل جيدًا وجففه تمامًا؛
• بالنسبة للتجويف العميق، صمم القالب بأجزاء متعددة أو مناطق مرنة؛
• فكر في استخدام سيليكون ذو مرونة أعلى (انخفاض صلابة شور)؛

إن التحضير السليم لنموذج الأصل يضمن فك القالب بسلاسة وإعادة عملية الفك بشكل متكرر.

الخلاصة: مادة أفضل + تقنية أفضل = قوالب أفضل

يُعد السيليكون السائل متعدد الاستخدامات للغاية ويُعتبر خيارًا ممتازًا لتصنيع القوالب، لكن النتائج النهائية تعتمد بشكل كبير على الخلط الصحيح، وإزالة الهواء، والتجفيف، وطرق فك القالب. من خلال فهم المشكلات الشائعة المذكورة أعلاه ومنعها، يمكنك تحسين اتساق القالب، وإعادة إنتاج التفاصيل، وزيادة عمره الافتراضي بشكل كبير.

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار صلابة السيليكون المناسبة، أو ضبط خصائص التصلب، أو تحسين عملية الإنتاج الخاصة بك، فإن فريقنا الفني جاهز لتقديم المساعدة في:

• إرشادات اختيار المواد؛
• خيارات مخصصة للصلابة واللزوجة؛
• تحسين العمليات؛
• اختبار عينات مجانية؛

اتصل بنا اليوم للحصول على دعم خبير وحلول سيليكون مصممة خصيصًا لك.