5 поширених проблем у виготовленні форм з рідкого силікону та способи їх вирішення

Вступ

Рідинний сіліконовий каучук (LSR) кардинально змінив процес виготовлення форм, забезпечуючи неперевершену точність передачі деталей, виняткову термостійкість (до 250 °C) та довговічність на сотні циклів лиття. Це основний матеріал для застосувань — від складного копіювання ювелірних виробів і скульптур до виготовлення силіконових форм для шоколаду, придатних у харчових цілях, та лиття смол при високих температурах.

Однак шлях від рідкого силікону до ідеальної форми пов'язаний з численними потенційними труднощами. Проблеми, такі як мікропухирі, що загороджують дрібні деталі, неповне затвердіння, яке призводить до липких поверхонь, або передчасне розривання форми, можуть зупинити виробництво, призвести до втрати цінних матеріалів і зриву строків проекту. Ці проблеми часто виникають не через сам матеріал, а через недостатнє розуміння технологічного процесу.

Цей посібник виходить за межі загальних порад, пропонуючи глибоке дослідження первинних причин і професійних рішень п’яти найпоширеніших проблем у виготовленні форм з рідкого силікону (LSR). Опанувавши ці принципи, ви зможете стабільно створювати форми студійної якості, що підвищать ефективність виробництва та якість кінцевого продукту.

1. Надмірна кількість повітряних бульбашок у формі

Затраплена повітря — найпоширеніший ворог оптичної прозорості та ідеальної поверхні, вона проявляється у вигляді непривабливих порожнин, які можуть приховувати дрібні текстури й створювати слабкі місця в конструкції форми.

Аналіз первинних причин:

• Механічне захоплення: Інтенсивне або неправильне змішування (вимішування замість складання) призводить до утворення мільйонів мікропухирців.
• Виділення газу з основи: Пористі материнські моделі (наприклад, 3D-друковані, дерев'яні, гіпсові) містять повітря, яке витісняється силіконом і піднімається у суміш.
• Невідповідність в'язкості: Використання силікону, що має надто високу в'язкість для даної геометрії, перешкоджає тому, щоб повітря піднялося на поверхню до моменту загоряння.

Професійні рішення та методи:

1. Двоетапне розливання та нанесення шару пензлем: Для моделей із високим ступенем деталізації спочатку приготуйте невелику партію силікону з дуже низькою в'язкістю (наприклад, 3000 мПа·с). Нанесіть тонкий шар на модель пензлем або розпиліть його, забезпечуючи проникнення в кожну щілину та витіснення повітря. Цей «деталізований шар» можна частково загустити перед тим, як заливати більш в'язким складом.
2. Контрольована вакуумна дегазація: Просте поміщення змішаного силікону в вакуумну камеру — недостатньо. Ключове значення має поступове зниження тиску, щоб бульбашки могли розширюватися і підніматися, не викликаючи бурхливого закипання суміші. Утримуйте при повному вакуумі (зазвичай -29 дюймів рт. ст.) до припинення утворення бульбашок, що може зайняти 2–5 хвилин залежно від об’єму.
3. Стратегічне заливання: Заливайте з значної висоти в одну низьку точку форми. Це створює тонкий безперервний струмінь, який розтягується і руйнує бульбашки під час падіння. Дозвольте силікону вільно розтікатися по матриці; не залийте безпосередньо на складні деталі.

Потрібен низьков'язкий силікон, стійкий до утворення бульбашок, для складних виливків? Дослідіть наш Серія з високою плинністю

2. Неповне затвердіння або значно подовжений час затвердіння

Якщо силікон залишається липким або не затвердіває на окремих ділянках, це часто хімічна проблема, а не помилка при замішуванні. Це особливо важливо для платинових силіконів, які цінують за відсутність усадки та безпеку для харчових продуктів.

Аналіз корень-причини:

• Хімічні інгібітори: Сірка (у деяких глинах і гумах), олово (з інших продуктів RTV), аміни (у затверджувачах епоксидок, деяких фарбах) та певні пластики (ПВХ, ПЕТ) можуть отруїти платиновий каталізатор, припиняючи реакцію на контактній поверхні.
• Чинники середовища: Температури нижче 20°C значно уповільнюють кінетику реакції, тоді як надмірна вологість може заважати системам конденсаційного затвердіння (на основі олова).

Професійні рішення та методи:

1. Тест ізоляційного бар'єру: Якщо ви підозрюєте, що ваша материнська модель містить інгібітори, нанесіть універсальний ізоляційний шар. Варіанти включають:

• Акрилові аерозольні герметики (кілька легких шарів)
• Шелак (для органічних матеріалів)
• Спеціалізований інгібіторостійкий грунт
• Дайте бар'єрному шару повністю полімеризуватися (24+ години) перед виготовленням форми.

2. Вибір матеріалу як рішення: Для зразків, що викликають постійні проблеми (наприклад, певні 3D-смоли), перейдіть на олов'яну силіконову суміш (конденсаційного тверднення). Хоча вона має більшу усадку, значно краще витримує хімічне інгібування.

3. Контроль процесу: Підтримуйте тепле, стабільне середовище для тверднення (25–30 °C), використовуючи термостатований шаф або нагрівач. Ніколи не прискорюйте тверднення надмірним нагріванням, що може призвести до тріщин. Забезпечення точного співвідношення компонентів і достатнього перемішування є ключем до отримання повністю затверділої, довговічної форми.

3. Розрив форми або короткий термін її служби

Форма, яка рветься після декількох використань, підриває ефективність виробництва та збільшує вартість одиниці продукції.

Аналіз корень-причини:

• Обрано неправильну твердість (за Шором А) для проекту;
• Стінки форми занадто тонкі;
• Надмірне зусилля під час виймання виробу;
• Часте використання без належного очищення або обслуговування;

Професійні рішення та методи:

Виберіть правильну твердість:

• Shore A 20–30 для складних форм або форм із високим рівнем деталізації.
• Shore A 30–40 для великих простих форм.

• Переконайтеся, що товщина стінки форми становить від 5 до 15 мм；
• Використовуйте засоби для зняття форм, щоб зменшити тертя та напруження；
• Після кожного використання очищайте, сушіть та належним чином підтримуйте форми；

Правильний вибір твердості та забезпечення належної підтримки можуть значно подовжити термін служби форми.

4. Деформація форми або поверхневі вигини

Форма, яка виготовляє деталі трохи меншого розміру або з деформацією, часто є непридатною для функціональних збірок.

Аналіз корень-причини:

• Рух або вібрація під час затвердіння；
• Зняття форми до того, як вона повністю затверділа；
• М'які або гнучкі еталонні моделі, які деформуються під вагою силікону；
• Нерівномірна температура затвердіння；

Професійні рішення та методи:

1. Контроль температури для товстих форм： Для блоків товще 4 см використовуйте силікон, призначений для глибоких перерізів (повільніше затвердіння, нижчий екзотермічний ефект). Заливайте шарами (товщиною 2–3 см), дозволяючи кожному шару загуснути перед нанесенням наступного, щоб розсіяти тепло.
2. Обов’язкове післятеплове оброблення: Після витримки у рекомендований час проведіть контрольне післятеплове оброблення. Помістіть форму в піч при температурі 60–80 °C на 1–2 години. Це доводить реакцію до кінця, стабілізує розміри та підвищує міцність на розрив.
3. Вибір матеріалу має ключове значення: Для абсолютної точності розмірів (наприклад, інженерні прототипи) платинові добавочні силікони є обов’язковими, забезпечуючи усадку <0,1%.

Стабільність під час вулканізації має вирішальне значення для отримання точних розмірів форми.

5. Прилипання форми або ускладнене виймання

Ускладнений процес виймання може пошкодити як дорогий оригінал, так і новостворену форму.

Аналіз корень-причини:

• Не застосовано засіб для змащення форми;
• Несумісні матеріали (смола, метал або певні види пластику);
• Забруднення, такі як олія, пил або непросохлі покриття;
• Глибокі виступи або складна геометрія;

Професійні рішення та методи:

• Завжди наносіть тонкий, рівномірний шар засобу для зняття форми перед заливанням силікону;
• Використовуйте герметизаційний віск або обробку поверхні для полегшення виймання;
• Ретельно очистіть і висушіть материнську модель;
• Для глибоких виступів проектуйте форму з кількох частин або гнучких зон;
• Розгляньте можливість використання силікону з більшою гнучкістю (нижча твердість за Шором);

Правильна підготовка материнської моделі забезпечує легке та багаторазове виймання форми.

Висновок: Кращий матеріал + краща техніка = кращі форми

Рідкий силікон є дуже універсальним і чудовим вибором для виготовлення форм, але остаточний результат значною мірою залежить від правильного змішування, відкачування повітря, затвердіння та методів виймання. Розуміючи та запобігаючи типовим проблемам, зазначеним вище, ви можете значно покращити стабільність форм, передачу деталей і термін їх служби.

Якщо вам потрібна допомога у виборі потрібної твердості силікону, регулюванні характеристик вулканізації або оптимізації технологічного процесу, наша технічна команда готова надати підтримку з таких питань:

• Рекомендації щодо вибору матеріалу;
• Індивідуальні варіанти твердості та в'язкості;
• Оптимізація процесу;
• Безкоштовне тестування зразків;

Зв'яжіться з нами сьогодні, щоб отримати кваліфіковану підтримку та індивідуальні рішення з використання силікону.