Ikuti saya di: 
Semua yang harus Anda ketahui tentang pengecoran vakum
Pengecoran vakum adalah salah satu proses penting untuk pembuatan prototipe. Proses ini memiliki keunggulan biaya rendah dan kualitas produk yang stabil. Sangat cocok untuk pengujian teknik cepat (pengujian proyek secara cepat), verifikasi konsep desain, dan tampilan fisik (tampilan struktur fisik produk). Sebelum mengembangkan konsep atau ide menjadi produksi massal yang matang, perancang perlu terus menemukan masalah dan meningkatkan perencanaan produk; banyak komponen plastik industri, seperti suku cadang otomotif, robot, alat kesehatan, dan produk 3C, biasanya menggunakan proses pencetakan injeksi untuk memproduksi jutaan unit, tetapi biaya pembuatan cetakan sangat tinggi, dan waktu untuk mengembangkan cetakan relatif lama (dan siklus desain dan produksi cetakan panjang). Yang lebih sulit bagi perancang adalah jika ada sedikit kesalahan dalam rencana, akan menyebabkan pemborosan besar (biaya modifikasi cetakan cukup tinggi). Anda harus tahu bahwa satu set cetakan baja biasanya berharga 10,000 atau bahkan puluhan ribu dolar, dan biaya waktu tidak dapat dikompensasi. Oleh karena itu, langkah penting adalah memproduksi komponen plastik dalam jumlah kecil untuk memverifikasi desain, misalnya 20-500 buah. Pada tahap ini, pengecoran vakum adalah metode pemrosesan yang paling disukai.
Apa itu pengecoran vakum?
pengecoran vakum, juga dikenal sebagai cetakan silikon, menggunakan cetakan silikon yang diproduksi untuk meniru bagian plastik. Bahan poliuretan yang dituangkan dihilangkan busanya, diaduk, dipanaskan terlebih dahulu dan dicor dalam kondisi vakum, dan proses pencetakan curing sekunder dilakukan dalam termostat pada suhu 60°C-80°C selama 2-3 jam. Replika yang terbuat dari cetakan komposit silikon dapat mencapai kekuatan dan kekerasan ABS dan bahan lainnya, dan juga dapat dilengkapi dengan warna sesuai kebutuhan. Proses pengecoran vakum dapat memproduksi bagian plastik dalam jumlah kecil dengan struktur yang rumit, ketebalan dinding yang seragam, dan fungsi serta penampilan tertentu.
Proses pembuatan pengecoran vakum
Proses pembuatan pengecoran vakum dibagi menjadi tiga langkah: membuat prototipe cetakan utama, membuat cetakan dan menuangkan bagian-bagiannya.
Langkah 1: Prototipe cetakan utama
Anda dapat memilih bahan apa pun dengan karakteristik stabil untuk membuat prototipe cetakan utama. Biasanya terbuat dari bahan plastik atau logam. Satu-satunya persyaratan adalah bahan ini harus stabil untuk jangka waktu tertentu pada suhu tinggi 40°C.
Perlu dicatat bahwa prototipe memainkan peran yang menentukan dalam kualitas bagian yang disalin. Jika Anda ingin memproses komponen plastik presisi tinggi, kilap tinggi, atau bahkan transparansi tinggi, maka prototipe cetakan utama paling baik diproses dengan pemesinan CNC.
Ini juga merupakan pilihan ideal untuk membuat prototipe model master dengan proses SLA, tetapi dibandingkan dengan prototipe model master yang diproses oleh CNC, biaya bagian akhir mungkin sangat berbeda (akurasi akan sedikit lebih buruk, dan harga satuan akan menjadi sedikit lebih rendah); ini adalah ketika Anda memilih proses pengecoran vakum untuk membuat suku cadang, kutipan dari pabrikan yang berbeda akan sangat berbeda, bahkan beberapa kali berbeda (salah satu alasan mengapa kutipan dari pabrikan yang berbeda berbeda).
Permukaan prototipe model utama juga dapat didesain dengan tekstur semprotan atau efek matte. Cetakan silikon akan mereproduksi detail dan tekstur secara akurat, dan permukaan replika akhir akan mempertahankan tingkat konsistensi yang tinggi dengan prototipe.
Langkah 2: Buat Cetakan Silikon
Cetakan penuangan terbuat dari silikon cair, juga dikenal sebagai cetakan RTV. Silikon stabil secara kimiawi, lepas sendiri dan fleksibel, meminimalkan penyusutan dan mereplikasi detail bagian secara efisien dari prototipe ke cetakan. Aduk silica gel dan curing agent secara merata. Tampilan gel silika cetakan adalah cairan yang mengalir, komponen A adalah silika gel, dan komponen B adalah zat pengawet. Contoh: Ambil 100 gram silika gel dan tambahkan 2 gram bahan pengawet (Catatan: Silika gel dan bahan pengawet harus diaduk rata. Jika tidak diaduk rata, satu bagian cetakan akan mengeras dan satu bagian tidak akan sembuh, dan silikon akan sembuh tidak merata, itu akan mempengaruhi masa pakai cetakan silikon dan jumlah waktu balik cetakan, dan bahkan menyebabkan cetakan dibuang.
Terapkan selotip ke tempat datar di sekitar prototipe untuk membentuk permukaan perpisahan setelah pemotongan cetakan selanjutnya. Prototipe kemudian ditangguhkan dalam kotak pengecoran, dan tongkat lem ditempatkan pada bagian-bagian untuk menyediakan spru dan lubang ventilasi untuk ventilasi selama proses pencetakan silikon. Tuang gel silika ke dalam kotak, lalu keluarkan gelembung udara. Waktunya tidak boleh terlalu lama. Dalam keadaan normal, seharusnya tidak lebih dari sepuluh menit untuk mencegah penyikatan atau penuangan menjadi tidak mungkin setelah terjadi reaksi ikatan silang.
Masukkan kotak pengecoran ke dalam oven untuk menyembuhkan, suhunya 40 ℃, waktunya 8-16 jam, kali ini tergantung pada volume cetakan.
Setelah karet silikon sembuh, keluarkan kotak dan lem, potong sepanjang garis perpisahan, dan keluarkan prototipe. Saat ini, karet silikon membentuk rongga yang bentuknya persis sama dengan prototipe; dengan cara ini, cetakan silikon dapat dibuat sukses.
Langkah 3: Pengecoran vakum
Masukkan cetakan ke dalam oven untuk mengeras dan panaskan hingga 60-70 ℃.
Pilih agen pelepas yang sesuai dan gunakan dengan benar sebelum menutup cetakan, yang sangat penting untuk menghindari lengket dan cacat permukaan.
Persiapkan resin poliuretan sesuai dengan persyaratan desain Anda, campurkan resin dua komponen dengan perbandingan yang benar, lalu aduk sepenuhnya dan degas di bawah vakum selama 50-60 detik, dan panaskan terlebih dahulu hingga sekitar 40°C sebelum digunakan.
Tuang resin poliuretan ke dalam rongga cetakan. Setelah rongga diisi, masukkan cetakan ke lingkungan vakum untuk menghilangkan udara di dalam rongga, dan isi setiap posisi cetakan dengan silikon cair untuk memastikan Bentuk produk cetakan sama persis dengan prototipe.
Terus masukkan cetakan ke dalam oven untuk menyembuhkan lagi. Waktu curing rata-rata: 1-3 jam untuk potongan kecil, 3-6 jam untuk potongan besar.
Setelah mengeras, keluarkan bagian yang dicor dari cetakan silikon, dan Anda bisa mendapatkan replika dari bagian aslinya.
Ulangi siklus ini.
Pemilihan Bahan untuk pengecoran vakum
Resin poliuretan adalah polimer dengan berbagai macam sifat dan kegunaan. Produsen cetakan vakum memasok resin poliuretan, termasuk Hei-Cast dari Jepang dan Axson dari Prancis. Sifat materialnya mirip dengan plastik teknik, seperti ABS, PMMA, PC, PP, PA, dll. Jenis resin cetakan dapat berkisar dari transparan, tembus cahaya hingga berwarna, karet lunak atau plastik keras, dan bahkan material tahan benturan, tahan suhu tinggi (120°C) atau tahan api (UL94-V0). Proses pencetakan vakum dapat digunakan untuk pencetakan injeksi sekunder dan sisipan juga dapat ditambahkan;
Parameter teknis pengecoran vakum
Deskripsi | Catatan Toleransi |
Ketepatan | Karena pemuaian termal cairan dan sifat alami dari cetakan fleksibel, tingkat penyusutan yang diharapkan adalah +0.15%; toleransi standar adalah ±0.15mm/100mm, dan akurasi tertinggi dapat mencapai ±0.05mm. |
ukuran maksimum | Peralatan penuangan vakum dapat menampung ukuran maksimum 2d.0M*1.2M*1.0M. |
Bagian Ketebalan Dinding Minimum | Untuk memastikan pengisian cetakan yang memadai, diperlukan ketebalan dinding minimal 0.75 mm. Untuk hasil terbaik, kami merekomendasikan ketebalan dinding minimal 1.5 mm. |
Jumlah replika yang khas | Hingga 25 replika per cetakan (tergantung kompleksitas cetakan dan bahan pengecoran); hanya 12 atau bahkan 10 replika yang dapat dibuat untuk cetakan jika bagian tersebut membutuhkan kualitas tinggi (misalnya struktur transparan atau rumit) . |
Waktu tunggu tipikal | Hingga 50 sampel cetakan dapat diproduksi dalam waktu 10 hingga 15 hari, bergantung pada ukuran dan volume komponen |
Opsi Finishing untuk Overmolding Vakum
Hasil akhir matte/buram. Prototipe utama dihaluskan dengan sandblasting hingga matte, bagian replika memiliki hasil akhir satin yang halus, dan bagian transparan serta tembus cahaya dengan hasil akhir ini akan tampak matte. Hasil akhir matte berguna untuk area yang sering dipegang dan disentuh, karena mengurangi visibilitas sidik jari.
Semi-gloss. Hasil akhir yang memiliki sedikit kilap tetapi tidak terlalu memantulkan cahaya. Hasil akhir semi-gloss berada di antara high-gloss dan matte, dengan permukaan yang halus dan mudah dibersihkan.
Kilap tinggi. Ciptakan hasil akhir yang sangat reflektif dengan memoles prototipe utama sebelum membuat cetakan. Memiliki transparansi tertinggi untuk bagian transparan. Specular dapat digunakan untuk model kosmetik, lensa, dan banyak lagi.
Polyurethane dapat dicampur dengan pigmen untuk mendapatkan berbagai warna. Hitam, alami, jernih, dan berbagai warna khusus (warna Raoul atau Pantone yang paling dekat dengan pilihan Anda).
Keuntungan dari pengecoran vakum
Waktu pengerjaan cepat. Hingga 50 bagian dapat dikirim dalam 7-15 hari atau kurang, tergantung pada spesifikasi bagian (ukuran, konstruksi) dan jumlahnya. Dibandingkan dengan cetakan injeksi, waktu produksi pengecoran vakum lebih singkat. Cetakan injeksi tradisional membutuhkan waktu 4 hingga 8 minggu untuk menyelesaikan produksi. Sedangkan cetakan silikon hanya membutuhkan waktu 1-2 minggu untuk diselesaikan sepenuhnya, dan semua bagian yang kompleks dapat diselesaikan dalam waktu singkat.
Biaya rendah. Silikon lebih murah dibandingkan cetakan injeksi. Pencetakan injeksi didasarkan pada fabrikasi baja atau aluminium. Biaya cetakan silikon bisa berkisar antara ratusan hingga ribuan, sedangkan biaya satu kali pencetakan injeksi berkisar antara ribuan hingga puluhan ribu.
Mampu memproduksi komponen berukuran besar. Tergantung pada jenis peralatan yang digunakan, pengecoran vakum dapat menghasilkan komponen yang sangat besar seperti penutup otomotif, penutup robot berukuran besar, penutup medis CT, dan lain sebagainya.
Hasil akhir permukaannya lebih baik daripada cetakan injeksi. Proses vakum menghilangkan gelembung udara dan memungkinkan material untuk sepenuhnya menyatu dengan rongga cetakan, sehingga detailnya tertangkap dengan baik.
Pengecoran vakum dapat mewujudkan bagian atau desain kompleks yang dibutuhkan sekaligus , sedangkan pemrosesan CNC perlu dibagi dan diproduksi sesuai ukuran dan struktur pada sebagian besar kasus.
Tersedia berbagai pilihan warna. Pigmen pewarna dapat ditambahkan ke resin untuk berbagai pilihan warna.
Kemampuan pengulangan. Cetakan silikon dapat digunakan sekitar 20 kali sebelum perlu diganti.
Penerapan pengecoran vakum
Cocok untuk produksi batch kecil. Pencetakan vakum ganda ideal untuk batch kecil—ketika kuantitas terbukti tidak mencukupi untuk berinvestasi dalam cetakan injeksi—dan untuk suku cadang produksi pertama (first run), yang dapat diselesaikan beberapa minggu sebelum cetakan produksi siap.
Proses pengecoran vakum relatif murah , sehingga perubahan desain yang diperlukan menjadi mudah dan ekonomis. Selain itu, berbagai material dapat digunakan untuk cetakan yang sama, memungkinkan desain diuji dengan berbagai material.
Pengujian pasar. Hasil akhir berkualitas tinggi membuat komponen hasil pengecoran vakum ideal untuk pengujian konsumen, evaluasi pengguna, dan model konsep. Dengan konsep desain yang sama, jika Anda tidak tahu warna apa yang terbaik untuk produk tersebut, Anda dapat membuat cetakan silikon, membuat 10-15 hasil pengecoran, dan mengecat warna dan tekstur desain Anda pada setiap hasil pengecoran, sehingga dapat digunakan di departemen desain. Bahkan diskusi internal dalam rapat manajemen memungkinkan perubahan untuk diadaptasi dengan cepat untuk pengujian lebih lanjut atau peluncuran pasar.
Pada Agustus 2021, sebuah produsen sepeda di Amerika Serikat ingin memproduksi 50 penutup lampu belakang dengan tekstur berbentuk berlian teratur, dan bagian-bagian tersebut harus transparan. Dengan mempertimbangkan biaya anggaran, proses pengecoran vakum direkomendasikan, dan proses pasca-produksi berupa pemolesan; produk diperiksa oleh tim profesional, dan pelanggan melampaui harapan setelah menerima bagian prototipe; kesimpulan: bagian cetakan yang kompleks dapat secara akurat mereplikasi struktur, detail, dan tekstur prototipe, serta memberikan hasil akhir permukaan yang sama dengan prototipe, sehingga mencapai hasil produksi yang serupa dengan cetakan injeksi.
