Для изготовления небольшого количества пластиковых заготовок чаще всего используется вакуумное литье в силиконовые формы. Данный метод довольно экономичен (изготовление металлической формы требует большего количества как времени, так и денежных средств). К тому же силиконовые формы используются многократно, и это тоже значительно удешевляет производство.
Литье пластмасс
Суть методики литья пластических масс заключается в следующем. Расплавленный материал находится в шнеке агрегата (специальное оборудование для литья в силиконовые формы). Под воздействием поршня масса двигается по литниковым каналам, затем заполняет пространство пресс-формы. Таким образом можно получить отливку. При нагревании пластика атомы, из которых он состоит, начинают двигаться хаотично и беспорядочно. Однако при охлаждении начинают образовываться центры кристаллизации. У стенок формы происходит рост кристаллов, далее такой процесс происходит и внутри отливки. На данном этапе очень важно соблюдать температурный режим, правильно подобрать время выдержки. Иначе литье пластмасс в силиконовые формы будет некачественным, с видимыми следами брака. Но, прежде всего, следует изготовить сами формы, в которые и будет заливаться масса для кристаллизации.
Технология создания форм для литья
Существует несколько способов создания силиконовых форм. Первый из них – сплошная заливка. Этот метод подходит для простых конструкций: рельефов, сувенирной продукции, двухмерных деталей. Модель помещается в опалубку, заливается силиконом. Разъемные формы изготавливают подобно предыдущим, используются для более сложных форм. Двусоставные формы производятся в несколько этапов. Сначала заливается первая половина заготовки, после затвердения силикона форму переворачивают и аналогично делают вторую часть. Очень важно при данном способе на основе обозначить специальные замки (литье в силиконовой форме данного типа должно происходить без ее смещения). Наиболее точно повторяет все детали заготовки форма «в намазку». На деталь с помощью кисточки наносится довольно вязкий силикон. Процесс происходит в несколько этапов, это необходимо для полного повторения всех мелких нюансов изделия. При этом сама форма довольно тонкая – от 3 мм. Чтобы она держала форму, на заключительном этапе создается внешняя твердая оболочка.
Силикон для изготовления форм
Вакуумное литье в силиконовые формы предусматривает использование различных материалов для создания матриц. Один из них – силикон типа Mold Star. Применяется для сплошной заливки, достаточно прочный и гибкий. Затвердевание происходит при комнатной температуре. Для методики «в намазку» чаще всего используют серию Rebount. Данный силикон имеет большую вязкость, которую можно контролировать и с помощью загустителя. Литье в силиконовой форме подобного рода позволяет получить качественную, прочную матрицу, и, соответственно, сверхточную деталь. Существуют и полупрозрачные силиконы, которые идеально подходят для разрезных форм.
Материалы для литья
Как правило, для изготовления самих деталей используется полиуретан. Материал обладает высокой ударной прочностью, твердостью, упругостью. Более высокими показателями прочности на растяжение, разрыв обладают резины полиуретановые. Используют их при изготовлении различных лент, цилиндров, штампов, прокладок, втулок. Еще для литья применяют и прозрачный пластик. Он довольно стойкий к ультрафиолетовым лучам и сохраняет свою прозрачность даже при окрашивании. Область применения – линзы для различных испытаний, опытные образцы в медицине, изготовление сувенирной продукции и т. п. Как правило, литье в силиконовой форме предполагает использование двухкомпонентных смесей, в состав которых входят непосредственно пластик и катализатор.
Литье пластика в силиконовые формы. Оборудование
Мелкосерийное производство литых заготовок – это технологический процесс, который позволяет получить партию точных копий детали любой сложности. Очень часто методика используется для получения опытных образцов, которые тестируют перед запуском серийного производства, отработки внешнего вида, дизайна.
Промышленное литье пластика в силиконовые формы оборудование предусматривает следующее: вакуумная камера (литьевая машина), термошкаф, вакуумный смеситель (миксер). Силикон вначале подготавливается в вакуумной камере, где происходит процесс дегазации материала. Это необходимо для предотвращения образования пузырей на форме. После того как была изготовлена форма для литья и предварительно нагрета, смешиваются непосредственно полиуретаны (или смолы для конечной детали). Происходит этот процесс в вакуумной камере. Через литник смесь заливается в форму. Для конечной обработки необходимо заготовку поместить в специальный термошкаф, где происходит окончательное затвердевание изделия при температуре в 70°С.
Вакуумная камера. Основные характеристики
Как правило, в масштабах производства используется автоматическое литье в силиконовые формы. Оборудование, а именно вакуумная камера, позволяет контролировать и температуру, и скорость литья. От оператора не требуются особые навыки и знания, так как все управление происходит от оперативной системы, которая имеет как автоматическое, так и ручное переключение. Существует возможность и редактирования заданной программы. Различные модификации камер способны производить заготовки до 5 кг (например, камера СТ-02). Установка оснащается лифтом для подъема силиконовых форм. Стоит отметить, что система СТ-02 позволяет использовать как небольшие, так и достаточно тяжелые матрицы.
Еще один вариант – камера MCP. Данное оборудование для литья в силиконовые формы дает возможность изготавливать детали с тонкими стенками и сложной конфигурацией. Осуществляется этот процесс благодаря дифференциальному давлению. Затем полученный отливок извлекается, и в дальнейшем он затвердевает на воздухе. Вакуумное литье в силиконовые формы для некоторых видов пластмасс завершается в термошкафах, которые обеспечивают равномерное прогревание воздуха, и, соответственно, заготовки.
Окончательная обработка литой заготовки
После того как пластическая масса полностью затвердевает, ее осторожно извлекают из формы. Происходит механическая обработка поверхности, удаляются и зачищаются выступы, шлифуются неровности. При необходимости заготовка покрывается либо краской, либо другим защитным материалом. Необходимо очистить и силиконовую форму, удалить остатки пластмассы. Далее ее промывают, готовя к последующему использованию. Стоит отметить, что литье пластика в силиконовые формы предусматривает неоднократное использование матриц (от 20 до 80 раз).
Главные преимущества метода
Мелкосерийное производство динамично развивается, оно позволяет качественно оценить рынок сбыта, протестировать продукцию, создать уникальные авторские работы в небольшом количестве. Силиконовые формы, которые используют при литье пластмасс, дают возможность полностью копировать текстуру, форму, конструкцию заготовки. Деталь легко освобождается от матрицы, которую к тому же можно использовать неоднократно. Отливки имеют минимальное количество дефектов поверхности, оптимальные физические и механические свойства. К тому же в ряде случаев в силиконовые формы можно залить даже металл.
Но главное преимущество, которое имеет литье в силиконовые формы – цена. Поставщики данной услуги указывают, что конечная стоимость заготовки будет зависеть и от материала пластика, и от объемных параметров детали (например, заготовка размером 10*10*10 см может обойтись в 1500 рублей). Сам силикон можно приобрести и от 500 рублей за килограмм, пластик - от 700 рублей. Стоимость же металлических форм достаточно высока, порой их использование просто неэффективно (если тираж составляет несколько единиц). А силиконовые матрицы пригодны и в домашнем использовании, покупать дорогостоящее оборудование вовсе не обязательно. Стоит только самостоятельно сделать макет, учитывать время жизни полиуретанов (период, когда они остаются жидкими и пригодными для заливки), соблюдать все технологические нюансы – и литье в силиконовой форме можно будет осуществлять даже дома. Согласно расчетам, стоимость одной заготовки в данном случае - около 70-140 рублей.
