5 распространенных проблем при изготовлении форм из жидкой кремнийорганической резины и способы их решения

Введение

Жидкая силиконовая резина (LSR) произвела революцию в производстве форм, обеспечивая беспрецедентную точность воспроизведения деталей, исключительную термостойкость (до 250 °C) и долговечность, достаточную для сотен циклов литья. Это основной материал для таких применений, как репликация сложных ювелирных изделий и скульптур, формы для шоколада пищевого класса и литье при высоких температурах.

Однако путь от жидкой кремнийорганической резины к идеальной форме полон потенциальных подводных камней. Такие проблемы, как микропузырьки, затрудняющие передачу мелких деталей, не полностью затвердевшие поверхности, приводящие к липкости, или преждевременное повреждение формы, могут остановить производство, привести к потере ценных материалов и срыву сроков проекта. Эти проблемы зачастую вызваны не самим материалом, а недостаточным пониманием технологического процесса.

Это руководство выходит за рамки поверхностных советов, предлагая детальное рассмотрение коренных причин и профессиональных решений пяти самых распространённых проблем при изготовлении форм из жидкого силикона. Освоив эти принципы, вы сможете стабильно создавать формы студийного качества, повышающие эффективность производства и качество конечного продукта.

1. Избыток воздушных пузырьков в форме

Захваченный воздух — самый частый враг оптической прозрачности и идеальной поверхности, проявляясь в виде некрасивых пустот, которые могут скрывать мелкие текстуры и создавать слабые участки в структуре формы.

Анализ коренной причины:

• Механическое захватывание: Интенсивное или неправильное перемешивание (взбивание вместо аккуратного вмешивания) приводит к образованию миллионов микропузырьков.
• Выделение газов из основы: Пористые модели-оригиналы (например, 3D-печатные, деревянные, гипсовые) содержат воздух, который вытесняется силиконом и поднимается в смесь.
• Несоответствие вязкости: Использование силикона с слишком высокой вязкостью для данной геометрии не позволяет воздуху подняться на поверхность до начала загустевания.

Профессиональные решения и методы:

1. Двухэтапное заливка и нанесение кистью: Для моделей со сложной детализацией сначала приготовьте небольшую партию силикона с очень низкой вязкостью (например, 3000 мПа·с). Нанесите тонкий слой кистью или распылением на модель, убедившись, что он проникает во все углубления и вытесняет воздух. Этот «детализирующий слой» можно частично загустить перед заливкой более вязкого силикона для заполнения объема.
2. Контролируемая вакуумная дегазация: Простое помещение смеси силикона в вакуумную камеру недостаточно. Ключевое значение имеет постепенное снижение давления, чтобы пузырьки могли расширяться и подниматься, не вызывая бурного вскипания смеси. Удерживайте полный вакуум (обычно -29 дюймов рт. ст.) до тех пор, пока выделение пузырьков не прекратится, что может занять от 2 до 5 минут в зависимости от объема.
3. Стратегия заливки: Заливайте с достаточной высоты в одну низкую точку контейнера. Это создает тонкий, непрерывный поток, который растягивается и разрушает пузырьки при падении. Дайте силикону естественным образом растечься по матрице; не заливайте непосредственно на сложные детали.

Нужна низковязкая силиконовая смесь, устойчивая к образованию пузырьков, для сложных матриц? Ознакомьтесь с нашей продукцией Серия с высокой текучестью Platinum Series.

2. Неполное отверждение или значительно удлинённое время отверждения

Если силикон остаётся липким или не отверждается на отдельных участках, это зачастую химическая проблема, а не ошибка в смешивании. Это особенно важно для силиконов с платиновым отверждением, которые ценятся за отсутствие усадки и безопасность для контакта с пищевыми продуктами.

Анализ причин:

• Химические ингибиторы: Сера (в некоторых глинах и резинах), олово (из других продуктов RTV), амины (в отвердителях эпоксидных смол, некоторых красках) и определенные пластики (ПВХ, ПЭТ) могут отравлять платиновый катализатор, останавливая реакцию на контактной поверхности.
• Факторы окружающей среды: Температуры ниже 20 °C значительно замедляют кинетику реакции, в то время как чрезмерная влажность может мешать системам конденсационного отверждения (на основе олова).

Профессиональные решения и методы:

1. Тест на наличие барьерного слоя: Если вы подозреваете, что ваша модель-матрица содержит ингибиторы, нанесите универсальное барьерное покрытие. Возможные варианты:

• Акриловые аэрозольные герметики (несколько тонких слоёв)
• Шеллак (для органических материалов)
• Специализированный ингибитор-устойчивый праймер
• Дайте барьерному слою полностью затвердеть (24 часа и более) перед изготовлением формы.

2. Выбор материала как решение: Для заготовок, вызывающих постоянные проблемы (например, определённые фотополимеры для 3D-печати), перейдите на оловянный силикон (силикон с конденсационным отверждением). Несмотря на большее усадочное сжатие, он значительно более устойчив к химическому ингибированию.

3. Контроль процесса: Поддерживайте тёплую, стабильную среду отверждения (25–30 °C), используя термокамеру или обогреватель. Ни в коем случае не ускоряйте отверждение чрезмерным нагревом, так как это может привести к растрескиванию. Обеспечение точного соотношения компонентов и достаточного перемешивания — ключ к получению полностью отвержденной и долговечной формы.

3. Разрыв формы или короткий срок службы формы

Форма, разрывающаяся после нескольких использований, снижает производственную эффективность и увеличивает стоимость единицы продукции.

Анализ причин:

• Выбрана неподходящая твёрдость (по Шору А) для проекта;
• Стенки формы слишком тонкие;
• Чрезмерное усилие при вынимании из формы;
• Частое использование без надлежащей очистки или обслуживания;

Профессиональные решения и методы:

Выберите правильную твёрдость:

• Shore A 20–30 для сложных или очень детализированных форм.
• Shore A 30–40 для крупных, простых форм.

• Убедитесь, что толщина стенки формы составляет от 5 до 15 мм；
• Используйте разделительные средства для уменьшения трения и напряжения；
• Очищайте, высушивайте и правильно поддерживайте формы после каждого использования；

Выбор правильной твёрдости и обеспечение надлежащей поддержки могут значительно продлить срок службы формы.

4. Деформация формы или вмятины на поверхности

Форма, производящая детали немного меньшего размера или с короблением, зачастую бесполезна для функциональных сборок.

Анализ причин:

• Движение или вибрация во время отверждения；
• Извлечение формы до полного отверждения；
• Мягкие или гибкие оригиналы, которые деформируются под весом силикона；
• Неравномерная температура отверждения；

Профессиональные решения и методы:

1. Контроль тепла для толстых форм： Для блоков толще 4 см используйте силикон, предназначенный для массивных отливок (медленное отверждение, низкая экзотермия). Заливайте слоями (толщиной 2–3 см), дожидаясь загустения каждого слоя перед нанесением следующего, чтобы рассеять тепло.
2. Обязательная дополнительная термообработка: После расформовки в рекомендованное время проведите контролируемую дополнительную термообработку. Поместите форму в духовку при температуре 60–80 °C на 1–2 часа. Это завершает реакцию, стабилизирует размеры и повышает прочность на разрыв.
3. Выбор материала имеет ключевое значение: Для максимальной точности геометрических размеров (например, инженерные прототипы) необходимо использовать платиновые силиконы присоединительного отверждения — они обеспечивают усадку менее 0,1%.

Стабильность во время отверждения крайне важна для достижения точных размеров формы.

5. Прилипание формы или трудности при расформовке

Сложный процесс расформовки может повредить как дорогостоящий образец, так и новую форму.

Анализ причин:

• Не был нанесён разделительный состав;
• Несовместимые материалы (смола, металл или определённые виды пластика);
• Загрязнения, такие как масла, пыль или неотвержденные покрытия；
• Глубокие выемки или сложная геометрия；

Профессиональные решения и методы:

• Всегда наносите тонкий, равномерный слой разделительного состава перед заливкой силикона；
• Используйте герметизирующий воск или обработку поверхности для улучшения отделения；
• Тщательно очистите и высушите мастер-модель；
• При наличии глубоких выемок проектируйте форму из нескольких частей или с гибкими зонами；
• Рассмотрите возможность использования силикона с более высокой гибкостью (меньшая твердость по Шору)；

Правильная подготовка мастер-модели обеспечивает легкое и многократное извлечение отливок.

Вывод: Лучший материал + лучшая техника = лучшие формы

Жидкий силикон отличается высокой универсальностью и является отличным выбором для изготовления форм, однако конечный результат в значительной степени зависит от правильного смешивания, дегазации, отверждения и методов извлечения. Понимая и предотвращая вышеуказанные распространенные проблемы, вы можете значительно улучшить стабильность форм, точность воспроизведения деталей и срок их службы.

Если вам требуется помощь в выборе подходящей твердости силикона, регулировке характеристик отверждения или оптимизации производственного процесса, наша техническая команда готова оказать поддержку в следующих областях:

• Рекомендации по выбору материала；
• Индивидуальные параметры твердости и вязкости；
• Оптимизация процесса；
• Бесплатное тестирование образцов；

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить квалифицированную поддержку и индивидуальные силиконовые решения.