5 Vấn đề phổ biến trong làm khuôn silicone lỏng và cách khắc phục chúng

Giới thiệu

Cao su silicone dạng lỏng (LSR) đã cách mạng hóa việc làm khuôn, mang lại độ chính xác vượt trội trong việc tái tạo chi tiết, tính ổn định nhiệt tuyệt vời (lên đến 250°C), và độ bền cho hàng trăm chu kỳ đúc. Đây là vật liệu nền tảng cho các ứng dụng từ sao chép trang sức và tượng điêu khắc tinh xảo đến khuôn sô cô la đạt tiêu chuẩn thực phẩm và đúc nhựa chịu nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, quá trình chuyển từ silicone lỏng thành một chiếc khuôn hoàn hảo tiềm ẩn nhiều rủi ro. Các vấn đề như bong bóng khí li ti che khuất các chi tiết nhỏ, đóng rắn không hoàn toàn dẫn đến bề mặt dính, hoặc khuôn bị rách sớm có thể làm đình trệ sản xuất, lãng phí nguyên vật liệu quý giá và ảnh hưởng đến tiến độ dự án. Những sự cố này thường không phải do bản thân vật liệu, mà bắt nguồn từ sự thiếu hiểu biết về quy trình.

Hướng dẫn này đi sâu hơn các mẹo cơ bản, cung cấp phân tích kỹ lưỡng về các nguyên nhân gốc rễ và các giải pháp chuyên nghiệp cho năm thách thức dai dẳng nhất trong làm khuôn LSR. Bằng việc nắm vững những nguyên tắc này, bạn có thể liên tục sản xuất các khuôn đạt chất lượng phòng thí nghiệm, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

1. Bong bóng khí quá mức trong khuôn

Không khí bị mắc kẹt là kẻ thù phổ biến nhất đối với độ trong suốt quang học và độ hoàn thiện bề mặt, xuất hiện dưới dạng các khoảng trống xấu xí có thể che khuất các họa tiết tinh tế và tạo ra các điểm yếu trong cấu trúc khuôn.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:

• Kẹt cơ học: Trộn mạnh hoặc trộn không đúng cách (đánh bông thay vì gập nhẹ) sẽ tạo ra hàng triệu bọt khí siêu nhỏ.
• Khí thoát từ nền: Các mẫu gốc xốp (ví dụ: in 3D, gỗ, thạch cao) chứa không khí, khi silicone đi vào sẽ đẩy lượng khí này nổi lên hỗn hợp.
• Độ nhớt không phù hợp: Sử dụng silicone có độ nhớt quá cao so với hình dạng sẽ ngăn cản việc bọt khí nổi lên bề mặt trước khi đông đặc.

Giải Pháp & Kỹ Thuật Chuyên Nghiệp:

1. Đổ hai giai đoạn và phủ bằng cọ: Đối với các mẫu chi tiết cao, đầu tiên trộn một mẻ nhỏ silicone có độ nhớt rất thấp (ví dụ: 3.000 mPa·s). Dùng cọ hoặc phun một lớp mỏng lên mô hình, đảm bảo chất liệu thấm vào mọi khe hở và đẩy hết không khí ra ngoài. Lớp phủ chi tiết này có thể được để đông đặc một phần trước khi đổ lớp silicone đặc hơn để hoàn thiện khối.
2. Xả chân không kiểm soát: Chỉ đơn giản đặt hỗn hợp silicone vào buồng chân không là chưa đủ. Chìa khóa nằm ở việc giảm áp suất từ từ để các bọt khí có thể nở ra và nổi lên mà không làm hỗn hợp sôi trào dữ dội. Giữ ở mức chân không hoàn toàn (thường là -29 inHg) cho đến khi dòng bọt khí ngừng lại, quá trình này có thể mất từ 2 đến 5 phút tùy theo khối lượng.
3. Đổ chiến lược: Đổ từ độ cao đáng kể vào một điểm thấp duy nhất của hộp chứa. Việc này tạo ra một dòng mỏng, liên tục giúp kéo giãn và vỡ các bọt khí khi chúng rơi xuống. Hãy để silicone chảy tự nhiên qua mẫu gốc; không đổ trực tiếp lên những khu vực phức tạp.

Cần một loại silicone có độ nhớt thấp, chống bong bóng cho các khuôn phức tạp? Khám phá ngay của chúng tôi Dòng Platinum Dòng Chảy Cao.

2. Đóng rắn không hoàn toàn hoặc thời gian đóng rắn kéo dài đáng kể

Khi silicone vẫn còn dính tay hoặc không đóng rắn ở một số điểm, thường đây là vấn đề về hóa học chứ không phải do trộn sai. Vấn đề này đặc biệt quan trọng với các loại silicone đóng rắn bằng platinum, được đánh giá cao nhờ khả năng không co ngót và an toàn thực phẩm.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:

• Chất ức chế hóa học: Lưu huỳnh (trong một số loại đất sét và cao su), thiếc (từ các sản phẩm RTV khác), amin (trong chất đóng rắn epoxy, một số loại sơn) và một số loại nhựa (PVC, PET) có thể làm hỏng xúc tác platinum, làm ngừng phản ứng tại bề mặt tiếp xúc.
• Các yếu tố môi trường: Nhiệt độ dưới 20°C làm chậm đáng kể động học phản ứng, trong khi độ ẩm quá cao có thể ảnh hưởng đến hệ thống đông kết kiểu ngưng tụ (dựa trên thiếc).

Giải Pháp & Kỹ Thuật Chuyên Nghiệp:

1. Kiểm tra bằng lớp ngăn cách Nếu bạn nghi ngờ mô hình gốc của mình chứa chất ức chế, hãy phủ một lớp lót ngăn cách phổ thông. Các lựa chọn bao gồm:

• Keo xịt Acrylic (nhiều lớp mỏng nhẹ)
• Shellac (cho vật liệu hữu cơ)
• Chất lót chuyên dụng chịu được chất ức chế
• Để lớp chắn đông cứng hoàn toàn (trên 24 giờ) trước khi tạo khuôn.

2. Lựa chọn vật liệu như một giải pháp: Đối với các mẫu khó xử lý (ví dụ: một số loại nhựa 3D nhất định), hãy chuyển sang sử dụng silicone đóng rắn bằng thiếc (kiểu đóng rắn ngưng tụ). Mặc dù độ co ngót cao hơn, nhưng loại này chịu ức chế hóa học tốt hơn nhiều.

3. Kiểm soát quá trình: Duy trì môi trường đóng rắn ấm và ổn định (25-30°C) bằng cách sử dụng tủ điều nhiệt hoặc máy sưởi không gian. Không bao giờ tăng tốc độ đóng rắn bằng nhiệt độ quá cao, vì có thể gây nứt. Đảm bảo tỷ lệ chính xác và trộn đều đầy đủ là chìa khóa để đạt được khuôn đông cứng hoàn toàn và bền lâu.

3. Khuôn bị rách hoặc tuổi thọ khuôn ngắn

Một khuôn bị rách sau vài lần sử dụng sẽ làm giảm hiệu quả sản xuất và làm tăng chi phí trên mỗi đơn vị.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:

• Chọn sai độ cứng (Shore A) cho dự án;
• Thành khuôn quá mỏng;
• Lực tác động quá lớn trong quá trình tháo khuôn;
• Sử dụng thường xuyên mà không vệ sinh hoặc bảo trì đúng cách;

Giải Pháp & Kỹ Thuật Chuyên Nghiệp:

Chọn độ cứng phù hợp:

• Shore A 20–30 cho các khuôn phức tạp hoặc có chi tiết tinh xảo.
• Shore A 30–40 cho các khuôn lớn, đơn giản.

• Đảm bảo độ dày thành khuôn nằm trong khoảng 5–15 mm；
• Sử dụng các chất tách khuôn để giảm ma sát và ứng suất；
• Làm sạch, làm khô và hỗ trợ khuôn đúng cách sau mỗi lần sử dụng；

Lựa chọn độ cứng phù hợp và đảm bảo hỗ trợ đúng cách có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ khuôn.

4. Biến dạng khuôn hoặc các vết lõm trên bề mặt

Một khuôn sản xuất ra các chi tiết nhỏ hơn một chút hoặc bị cong vênh thường không dùng được cho các cụm chức năng.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:

• Chuyển động hoặc rung động trong quá trình đóng rắn；
• Tháo khuôn trước khi nó hoàn toàn đóng rắn；
• Các mẫu gốc mềm hoặc linh hoạt bị biến dạng dưới trọng lượng của silicone；
• Nhiệt độ đóng rắn không đồng đều；

Giải Pháp & Kỹ Thuật Chuyên Nghiệp:

1. Quản lý nhiệt cho các khuôn dày: Đối với các khối dày hơn 4cm, hãy sử dụng silicone được pha chế cho các lớp dày (đóng rắn chậm hơn, nhiệt phản ứng thấp hơn). Đổ thành từng lớp (dày 2-3cm), để mỗi lớp đông đặc trước khi đổ lớp tiếp theo nhằm tản nhiệt.
2. Bắt buộc phải xử lý sau đóng rắn: Sau khi tháo khuôn ở thời gian khuyến nghị, cần thực hiện quá trình xử lý sau đóng rắn có kiểm soát. Đặt khuôn vào lò ở nhiệt độ 60-80°C trong 1-2 giờ. Việc này giúp phản ứng hoàn tất, ổn định kích thước và cải thiện độ chịu xé.
3. Lựa chọn vật liệu là yếu tố then chốt: Đối với độ chính xác tuyệt đối về kích thước (ví dụ: mẫu thử nghiệm kỹ thuật), silicone đóng rắn bằng bạch kim loại addition là không thể thương lượng, với độ co ngót dưới 0,1%.

Độ ổn định trong quá trình đóng rắn là yếu tố quan trọng để đạt được kích thước khuôn chính xác.

5. Khuôn dính hoặc tháo khuôn khó

Quá trình tháo khuôn khó khăn có nguy cơ làm hư hại cả mẫu gốc đắt tiền lẫn khuôn vừa tạo.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:

• Không sử dụng chất cản dính khuôn;
• Vật liệu không tương thích (nhựa, kim loại hoặc một số loại nhựa nhất định);
• Các chất gây nhiễm như dầu, bụi hoặc lớp phủ chưa đóng rắn hoàn toàn；
• Các phần lõm sâu hoặc hình dạng phức tạp；

Giải Pháp & Kỹ Thuật Chuyên Nghiệp:

• Luôn áp dụng một lớp tách khuôn mỏng và đều trước khi đổ silicone；
• Sử dụng sáp bịt kín hoặc xử lý bề mặt để cải thiện khả năng tách khuôn；
• Làm sạch và làm khô mẫu gốc một cách kỹ lưỡng；
• Đối với các phần lõm sâu, hãy thiết kế khuôn gồm nhiều bộ phận hoặc các vùng linh hoạt；
• Cân nhắc sử dụng silicone có độ linh hoạt cao hơn (độ cứng Shore thấp hơn)；

Việc chuẩn bị mẫu gốc đúng cách sẽ đảm bảo quá trình tháo khuôn trơn tru và lặp lại được.

Kết luận: Vật liệu tốt hơn + Kỹ thuật tốt hơn = Khuôn tốt hơn

Silicone lỏng rất đa năng và là lựa chọn tuyệt vời để làm khuôn, nhưng kết quả cuối cùng phụ thuộc rất nhiều vào việc trộn, khử khí, đóng rắn và tháo khuôn đúng cách. Bằng cách hiểu rõ và ngăn ngừa các sự cố phổ biến nêu trên, bạn có thể cải thiện đáng kể độ đồng nhất của khuôn, khả năng tái tạo chi tiết và tuổi thọ khuôn.

Nếu bạn cần hỗ trợ trong việc lựa chọn độ cứng silicone phù hợp, điều chỉnh đặc tính đóng rắn hoặc tối ưu hóa quy trình sản xuất, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẵn sàng giúp đỡ với:

• Hướng dẫn lựa chọn vật liệu;
• Tùy chọn độ cứng và độ nhớt theo yêu cầu;
• Tối ưu hóa quy trình;
• Kiểm tra mẫu miễn phí;

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được hỗ trợ chuyên môn và các giải pháp silicone được thiết kế riêng.