Полный анализ процесса вакуумного формования силиконовых форм
Изготовление мастер-модели: основа точности
Процесс вакуумной формовки начинается с мастер-модели, точность и качество поверхности которой определяют конечную формованную деталь.
– 3D-печать (SLA/СЛС ±0,1 мм) подходит для сложных криволинейных поверхностей;
– Модели из алюминия/эпоксидной смолы с ЧПУ подготовлены для высокоточного литья под давлением силикона;
– Ручная резьба в основном используется для создания реквизита для кино и телевидения, а также прототипов произведений искусства.
Основные требования: шероховатость поверхности Ра<1,6мкм, уклон выемки из формы 3–5°.
Изготовление силиконовых форм: рождение гибких инструментов
Для изготовления эластичных форм используют жидкий силикон, вулканизированный платиной (твердость по Шору A20–60).
Основная модель инкапсулирована: покрыта разделительным составом и закреплена в заливочной раме;
Смешивание и дегазация резины: добавьте катализатор, а затем проведите вакуумную дегазацию для устранения пузырьков;
Заливка и затвердевание: 24 часа при комнатной температуре или 4 часа при 60°С;
Преимущества: Гибкость и возможность глубокой вытяжки, устойчивость к высокотемпературным циклам до 200°C, отсутствие необходимости частого нанесения разделительного состава.
Процесс вакуумной формовки: переход от листа к детали
Нагрейте термопластичную пластину толщиной 0,5–5 мм (АБС, ПК, ПЭТГ) до 140–180 °C для размягчения и поместите ее поверх силиконовой формы.
– Включите вакуум (90–95 кПа) для удаления пластика и деталей формы, таких как нити и текстура;
– Эластичность силиконовой формы компенсирует термоусадку, а точность размеров может достигать ±0,3 мм;
– Антипригарная поверхность снижает сопротивление извлечению из формы, особенно подходит для вакуум-формовочных форм для пищевых продуктов.
Охлаждение и затвердевание: фиксация размера и производительности
Ускорьте охлаждение (30–120 с) и используйте теплопроводность силикагеля (0,2 Вт/м·К) для равномерного рассеивания тепла.
– Инфракрасное тепловидение отслеживает градиенты температуры для предотвращения внутренних напряжений;
– После охлаждения пластик прилипает к форме, обеспечивая детальную гравировку.
Извлечение из формы и последующая обработка: изысканное производство
– Ручное растяжение: благодаря эластичности силикона его можно легко оторвать, не повреждая детали;
– Пневматический выталкиватель: для пресс-форм большого размера опционально возможно выталкивание под давлением воздуха 0,5–1 бар;
– Отделка и отделка: станок с ЧПУ или высекальный станок для удаления заусенцев, полировка, напыление или обработка поверхности методом ПВД.
Мелкосерийное производство и соединение литья силикона под давлением
– Одна форма позволяет изготавливать 50–100 изделий, подходит для быстрого прототипирования и небольших партий;
– Время смены формы составляет менее 1 часа, что значительно лучше, чем у жестких форм;
– Детали, изготовленные методом вакуумной формовки, могут быть использованы в качестве основной модели для литья под давлением силикона с целью подключения к массовому производству.
Сравнение силиконовых и жестких формовочных форм
– Стоимость: на 30–50% ниже для небольших партий;
– Подробности: Силикон превосходен, и его твердость зависит от точности обработки;
– Сложность: силикону можно придавать глубокие вогнутые и перевернутые формы, а его твердость ограничивается углом извлечения из формы;
– Производительность: 50–100 шт. для силикона, 1000+ шт. для твёрдых.
Инновации в процессах
– Композитная форма с различной твердостью: зоны твердости по Шору A20 и A80 объединены для получения структур специальной формы;
– Вакуумное трансферное формование смол (ВАРТМ): новое применение для композитных деталей;
– Цифровая оптимизация пресс-форм: ИИ прогнозирует износ силикона и разумно планирует техническое обслуживание.
Заключение
Интеграция технологий изготовления силиконовых форм, вакуумной формовки и литья под давлением силикона позволяет производителям добиться высокой точности, эффективности и снижения затрат при быстром прототипировании и мелкосерийном производстве. Изделия широко используются в медицинских приборах, бытовой электронике, автомобильных салонах и других областях. Вакуумная формовка силиконовых форм обеспечивает гибкие и разнообразные решения для современного производства.
