5 běžných problémů při výrobě forem z kapalného silikonu a jak je vyřešit

Úvod

Kapalná silikonová guma (LSR) revolucně změnil výrobu forem, nabízí neporovnatelnou přesnost při reprodukci detailů, vynikající tepelnou stabilitu (až do 250 °C) a odolnost pro stovky odlévacích cyklů. Je to klíčový materiál pro aplikace od složitých kopií šperků a soch až po potravinářské formy na čokoládu a odlévání pryskyřic za vysokých teplot.

Nicméně cesta z kapalného křemíku ke dokonalé formě je plná potenciálních úskalí. Problémy, jako jsou mikro-bubliny zakrývající jemné detaily, neúplné vytvrzování vedoucí ke lepkavým povrchům, nebo předčasné trhání formy, mohou zastavit výrobu, plýtvat cennými materiály a ohrozit dodržení termínů projektu. Tyto problémy často nevycházejí z materiálu samotného, ale z nedostatků ve znalosti procesu.

Tento průvodce se zabývá více než pouhými základními tipy a poskytuje podrobný pohled do kořenových příčin a profesionálních řešení pro pět nejtrvatelnějších výzev při výrobě LSR forem. Zvládnutím těchto principů budete schopni konzistentně vyrábět formy studijní kvality, které zvyšují efektivitu vaší výroby i kvalitu konečného produktu.

1. Nadměrné vzduchové bubliny ve formě

Uzavřený vzduch je nejčastějším nepřítelem optické průzračnosti a dokonalosti povrchu, objevuje se ve formě nepříjemných dutin, které mohou zakrývat jemné textury a vytvářet slabé body ve struktuře formy.

Analýza kořenové příčiny:

• Mechanické zachycení vzduchu: Intenzivní nebo nesprávné míchání (šlehaní namísto skládání) způsobí vznik milionů mikrobublinek.
• Výdech podkladu: Pórovité modely (např. 3D tisky, dřevo, sádra) obsahují vzduch, který je silikonem vytlačován a stoupá do směsi.
• Nesoulad viskozity: Použití příliš viskózního silikonu pro danou geometrii brání vzduchu ve vystupování na povrch před želováním.

Odborná řešení a techniky:

1. Dvoustupňové lití a nanášení štětcem: U vysoce detailních modelů nejprve připravte malou dávku velmi nízkoviskózního silikonu (např. 3 000 mPa·s). Ten naneste tenkou vrstvu štětcem nebo postříknutím na model tak, aby pronikl do každé drážky a vytláčel vzduch. Tato "detailní vrstva" může být částečně zželována před nalitím hustšího materiálu pro objemové vyplnění.
2. Kontrolované odplyňování ve vakuu: Prosté umístění smíchaného silikonu do vakuové komory nestačí. Klíčové je postupně snižovat tlak, aby se bubliny mohly rozšiřovat a stoupat, aniž by došlo k prudkému varu směsi. Držte plný vakuum (obvykle -29 inHg), dokud proud bublin neustane, což může trvat 2–5 minut v závislosti na objemu.
3. Strategické nalévání: Lijte z výrazné výšky do jediného nízkého bodu obsahového boxu. Tím vytvoříte tenký, nepřetržitý proud, který se při pádu protahuje a ruší bubliny. Nechte silikon volně protékat po modelu; nelijte přímo na složité oblasti.

Potřebujete nízko-viskózní, odolný vůči pěnění silikon pro složité formy? Prozkoumejte naše High-Flow Platinum Series

2. Neúplné vytvrzení nebo výrazně prodloužená doba vytvrzení

Pokud zůstává silikon lepkavý nebo se na některých místech nevytvrzuje, často se jedná o chemický problém, nikoli o chybu při míchání. To je obzvláště důležité u platinově vytvrzovaných silikonů, které jsou ceněny díky nulové smrštěnosti a bezpečnosti pro styk s potravinami.

Analýza kořenových příčin:

• Chemické inhibitory: Síra (v některých typech hlín a pryží), cín (z jiných RTV produktů), aminy (v epoxidových tvrdidlech, některých barvách) a určité plasty (PVC, PET) mohou otrávit platinový katalyzátor a zastavit reakci na stykové ploše.
• Environmentální faktory: Teploty pod 20 °C výrazně zpomalují reakční kinetiku, zatímco nadměrná vlhkost může rušit kondenzačně tuhnoucí systémy (na bázi cínu).

Odborná řešení a techniky:

1. Test izolační bariéry: Pokud podezříváte, že váš master model obsahuje inhibitory, naneste univerzální bariérovou vrstvu. Možnosti zahrnují:

• Akrilové sprejové těsnicí prostředky (více tenkých vrstev)
• Lak (pro organické materiály)
• Specializovaný inhibitor-odolný základní nátěr
• Nechejte bariéru úplně vytvrdnout (24+ hodin) před výrobou formy.

2. Výběr materiálu jako řešení: U master modelů, které jsou trvale problematické (např. určité 3D pryskyřice), přejděte na cínem tuhnoucí (kondenzačně tuhnoucí) silikon. I když má vyšší smrštění, je mnohem odolnější vůči chemické inhibici.

3. Řízení procesu: Udržujte teplé, stálé prostředí pro vytvrzování (25–30 °C) pomocí skříně s regulací teploty nebo topného tělesa. Nikdy neurychlujte vytvrzování nadměrným teplem, které může způsobit praskání. Zajištění přesného poměru a dostatečného promíchání je klíčem k dosažení plně vytvrzené a odolné formy.

3. Trhání formy nebo krátká životnost formy

Forma, která po několika použitích praskne, narušuje výrobní efektivitu a zvyšuje náklady na jednotku.

Analýza kořenových příčin:

• Pro projekt byla zvolena nesprávná tvrdost (Shore A);
• Stěny formy jsou příliš tenké;
• Přílišná síla při vyjímání dílu z formy;
• Časté používání bez řádného čištění nebo údržby;

Odborná řešení a techniky:

Vyberte správnou tvrdost:

• Shore A 20–30 pro složité nebo vysoce detailní formy.
• Shore A 30–40 pro velké, jednoduché formy.

• Zajistěte, aby tloušťka stěny formy byla mezi 5–15 mm；
• Používejte separační prostředky ke snížení tření a zatížení;
• Po každém použití formy vyčistěte, osušte a správně uložte;

Výběr vhodné tvrdosti a zajištění správné podpory mohou výrazně prodloužit životnost formy.

4. Deformace formy nebo povrchové vtisky

Forma, která vyrábí díly mírně menší nebo deformované, je často nepoužitelná pro funkční sestavy.

Analýza kořenových příčin:

• Pohyb nebo vibrace během tuhnutí;
• Odstranění formy před jejím úplným ztuhnutím;
• Měkké nebo pružné referenční modely, které se deformují pod vahou silikonu;
• Nerovnoměrné teploty tuhnutí;

Odborná řešení a techniky:

1. Správa tepla u tlustých forem: U bloků silnějších než 4 cm použijte silikon určený pro masivní části (pomalejší tuhnutí, nižší exotermie). Lijte po vrstvách (2–3 cm silných), a každou vrstvu nechte ztuhnout před přidáním další, aby se teplo mohlo rozptýlit.
2. Povinné dodatečné vylučování: Po vyjmutí formy v doporučeném čase proveďte kontrolované dodatečné vylučování. Umístěte formu do troub s teplotou 60–80 °C na 1–2 hodiny. Tím se reakce доведе do konce, stabilizují se rozměry a zlepší se odolnost proti trhání.
3. Volba materiálu je klíčová: Pro absolutní rozměrovou přesnost (např. inženýrské prototypy) jsou platinově vytvrzované adiční silikony nepostradatelné, protože poskytují smrštění <0,1 %.

Stabilita během vytvrzování je klíčová pro dosažení přesných rozměrů formy.

5. Přilnavost formy nebo obtížné vyjímání

Obtížný proces vyjímání může ohrozit poškození jak nákladného originálu, tak nově vyrobené formy.

Analýza kořenových příčin:

• Nebyl použit separační prostředek;
• Nekompatibilní materiály (pryskyřice, kov nebo určité plasty);
• Znečišťující látky, jako oleje, prach nebo neošetřené povlaky;
• Hluboké závleky nebo složitá geometrie;

Odborná řešení a techniky:

• Před litím silikonu vždy naneste tenkou, rovnoměrnou vrstvu separačního prostředku;
• Pro lepší uvolnění použijte těsnicí vosk nebo povrchovou úpravu;
• Důkladně vyčistěte a osušte vzorový model;
• U hlubokých zámků navrhněte formu s více částmi nebo pružnými zónami;
• Zvažte použití silikonu s vyšší pružností (nižší tvrdostí podle Shore);

Správná příprava vzorového modelu zajišťuje hladké a opakované vyjímání z formy.

Závěr: Lepší materiál + lepší technika = lepší formy

Tekutý silikon je vysoce univerzální a vynikající volbou pro výrobu forem, ale konečný výsledek velmi závisí na správném míchání, odplyňování, vytvrzování a postupu vyjímání. Porozuměním a prevencí běžných výše uvedených problémů můžete výrazně zlepšit konzistenci forem, přesnost přenosu detailů a jejich životnost.

Pokud potřebujete pomoc při výběru vhodné tvrdosti silikonu, úpravě vlastností vytvrzování nebo optimalizaci výrobního procesu, náš technický tým je připraven pomoci s:

• Doporučení výběru materiálu;
• Nabídka vlastní tvrdosti a viskozity;
• Optimalizace procesu;
• Bezplatné testování vzorků;

Kontaktujte nás ještě dnes a získejte odbornou podporu a šitá na míru řešení ze silikonu.