Wszystko, co powinieneś wiedzieć o odlewaniu próżniowym

Wszystko, co powinieneś wiedzieć o odlewaniu próżniowym

odlewanie próżniowe jest jednym z ważnych procesów wytwarzania prototypów. Ma zalety niskiego kosztu i stabilnej jakości produktu. Jest bardzo odpowiedni do szybkich testów inżynieryjnych (szybkie testowanie projektów), weryfikacji koncepcji projektu i fizycznego wyświetlania (wyświetlanie fizycznej struktury produktu). Czekaj. Przed przejściem od koncepcji lub pomysłu do dojrzałej produkcji masowej projektanci muszą stale odkrywać problemy i ulepszać planowanie produktu; wiele przemysłowych części z tworzyw sztucznych, takich jak części samochodowe, roboty, urządzenia medyczne i produkty 3C, zwykle wykorzystuje proces formowania wtryskowego Wytwarzane są miliony sztuk, ale koszt otwarcia formy jest bardzo wysoki, a czas opracowania formy jest stosunkowo długi (a cykl projektowania i produkcji formy jest długi). Projektantom utrudnia to, że jeśli w planie pojawi się mały błąd, spowoduje to ogromne straty (koszt modyfikacji formy jest dość wysoki). Musisz wiedzieć, że zestaw form stalowych kosztuje zwykle 10,000 20 lub nawet dziesiątki tysięcy dolarów, a kosztu czasu nie da się zrekompensować. Dlatego niezbędnym krokiem jest wyprodukowanie małych partii części z tworzyw sztucznych w celu weryfikacji projektu, np. 500-XNUMX sztuk. W tej chwili odlewanie próżniowe jest preferowaną metodą przetwarzania.

Odlewanie próżniowe

Co to jest odlewanie próżniowe?

odlewanie próżniowe, znane również jako forma silikonowa, wykorzystuje wyprodukowaną formę silikonową do replikacji części z tworzyw sztucznych. Wylany materiał poliuretanowy jest odpieniany, mieszany, podgrzewany i odlewany w próżni, a proces formowania wtórnego utwardzania odbywa się w termostacie w temperaturze 60°C-80°C przez 2-3 godziny. Replika wykonana z silikonowej formy kompozytowej może osiągnąć wytrzymałość i twardość ABS i innych materiałów, a także może być wyposażona w kolory zgodnie z wymaganiami. W procesie odlewania próżniowego można wytwarzać małe partie części z tworzyw sztucznych o złożonej strukturze, jednolitej grubości ścianek oraz określonych funkcjach i wyglądzie.

proces odlewania próżniowego

Proces wytwarzania odlewów próżniowych

Proces wytwarzania odlewu próżniowego dzieli się na trzy etapy: wykonanie głównego prototypu formy, wykonanie formy i zalewanie części.

Krok 1: Wykonaj prototyp formy głównej

  • Możesz wybrać dowolny materiał o stabilnych właściwościach, aby wykonać główny prototyp formy. Zwykle jest wykonany z tworzyw sztucznych lub materiałów metalowych. Jedynym wymaganiem jest to, że materiał ten musi być stabilny przez określony czas w wysokiej temperaturze 40°C.

  • Warto zaznaczyć, że prototyp odgrywa decydującą rolę w jakości kopiowanych części. Jeśli chcesz przetwarzać części z tworzyw sztucznych o wysokiej precyzji, wysokim połysku, a nawet przezroczystości, prototyp formy wzorcowej najlepiej przetwarzać za pomocą obróbki CNC.

  • Jest to również idealny wybór do wyprodukowania prototypu modelu głównego w procesie SLA, ale w porównaniu z prototypem modelu głównego przetworzonym przez CNC koszt końcowej części może być zupełnie inny (dokładność będzie nieco gorsza, a cena jednostkowa będzie być nieco niższy); wtedy Kiedy wybierzesz proces odlewania próżniowego do produkcji części, oferty różnych producentów będą bardzo różne, nawet kilka razy różne (jest to jeden z powodów, dla których oferty różnych producentów są różne).

  • Powierzchnia głównego prototypu modelu może być również zaprojektowana z teksturą w sprayu lub efektem matowym. Silikonowa forma dokładnie odtworzy detale i tekstury, a powierzchnia finalnej repliki zachowa wysoki stopień spójności z pierwowzorem.

Krok 2: Zrób silikonową formę

  • Forma do odlewania wykonana jest z płynnego silikonu, zwanego też formą RTV. Silikon jest stabilny chemicznie, samouwalniający się i elastyczny, minimalizując skurcz i wydajnie odtwarzając szczegóły części od prototypu do formy. Równomiernie wymieszaj żel krzemionkowy i środek utwardzający. Wygląd żelu krzemionkowego formy to płynąca ciecz, składnik A to żel krzemionkowy, a składnik B to środek utwardzający. Przykład: weź 100 gramów żelu krzemionkowego i dodaj 2 gramy utwardzacza (Uwaga: żel krzemionkowy i utwardzacz muszą być mieszane równomiernie. Jeśli nie będą mieszane równomiernie, jedna część formy zostanie utwardzona, a druga nie. utwardzony, a silikon będzie utwardzany nierównomiernie.Wpłynie to na żywotność formy silikonowej i liczbę czasów obracania formy, a nawet spowoduje złomowanie formy.

  • Nałóż taśmę na płaskie miejsca wokół prototypu, aby utworzyć powierzchnię podziału po późniejszym wycięciu formy. Prototyp jest następnie zawieszany w pudełku do odlewania, a na częściach umieszczane są kleje w sztyfcie, aby zapewnić wlewki i otwory wentylacyjne do odpowietrzania podczas procesu formowania silikonu. Wlej żel krzemionkowy do pudełka, a następnie usuń pęcherzyki powietrza. Czas nie powinien być zbyt długi. W normalnych warunkach nie powinien on przekraczać dziesięciu minut, aby po wystąpieniu reakcji sieciowania nie było możliwe szczotkowanie lub polewanie.

  • Umieść pudełko do odlewania w piekarniku, aby utwardzić, temperatura wynosi 40 ℃, czas to 8-16 godzin, ten czas zależy od objętości formy.

  • Po utwardzeniu gumy silikonowej wyjmij pudełko i klej w sztyfcie, przetnij wzdłuż linii podziału i wyjmij prototyp. W tym czasie guma silikonowa tworzy wnękę, która ma dokładnie taki sam kształt jak prototyp; w ten sposób silikonowa forma może odnieść sukces.

Krok 3: Odlewanie próżniowe

  • Włóż formę do piekarnika, aby stwardniała i rozgrzej do 60-70 ℃.

  • Wybierz odpowiedni środek antyadhezyjny i użyj go prawidłowo przed zamknięciem formy, co jest bardzo ważne, aby uniknąć przywierania i wad powierzchni.

  • Przygotuj żywicę poliuretanową zgodnie z wymaganiami projektowymi, wymieszaj żywicę dwuskładnikową we właściwych proporcjach, a następnie całkowicie wymieszaj i odgazuj pod próżnią przez 50-60 sekund, a następnie podgrzej ją do około 40°C przed użyciem.

  • Wlej żywicę poliuretanową do wnęki formy. Po wypełnieniu wnęki umieść formę w środowisku próżniowym, aby usunąć powietrze z wnęki i wypełnij każdą pozycję formy płynnym silikonem, aby upewnić się, że kształt uformowanego produktu jest dokładnie taki sam jak prototypu.

  • Kontynuuj umieszczanie formy w piekarniku, aby ponownie się utwardzić. Średni czas utwardzania: 1-3 godziny dla małych kawałków, 3-6 godzin dla dużych kawałków.

  • Po utwardzeniu wyjmij odlewaną część z formy silikonowej, a otrzymasz replikę oryginalnej części.

  • Powtórz ten cykl.

Dobór materiałów do odlewania próżniowego

poliuretan żywice to polimery o szerokim spektrum właściwości i zastosowań. Producenci odlewów próżniowych zaopatrują się w żywice poliuretanowe, w tym Hei-Cast z Japonii i Axson z Francji. Właściwości materiału są podobne do tworzyw konstrukcyjnych, takich jak ABS, PMMA, PC, PP, PA itp. Rodzaje żywic odlewniczych mogą wahać się od przezroczystych, półprzezroczystych do kolorowych, miękkiej gumy lub twardego plastiku, a nawet odpornych na uderzenia, o wysokiej -odporne na temperaturę (120°C) lub ognioodporne (UL94-V0) materiały. proces odlewania próżniowego może być stosowany do wtórnego formowania wtryskowego i można również dodawać wkładki;

Parametry techniczne odlewania próżniowego

Opis

Uwaga dotycząca tolerancji

Dokładność

Ze względu na rozszerzalność cieplną cieczy i naturalne właściwości elastycznej formy oczekiwany stopień skurczu wynosi +0.15%; standardowa tolerancja wynosi ± 0.15 mm/100 mm, a najwyższa dokładność może osiągnąć ± 0.05 mm.

maksymalny rozmiar

Sprzęt do nalewania próżniowego może pomieścić maksymalny rozmiar 2d.0M * 1.2M * 1.0M.

Minimalna grubość ścianki części

Aby zapewnić odpowiednie wypełnienie formy, konieczna jest grubość ścianki co najmniej 0.75 mm. Aby uzyskać najlepsze wyniki, zalecamy grubość ścianki co najmniej 1.5 mm.

Typowa liczba replik

Do 25 replik na formę (w zależności od złożoności formy i materiału odlewniczego); dla formy można wykonać tylko 12 lub nawet 10 replik, jeśli część wymaga wysokiej jakości (np. struktury przezroczyste lub złożone).

Typowe czasy realizacji

Do 50 próbek odlewów można wyprodukować w ciągu 10 do 15 dni, w zależności od wielkości i objętości części

Opcje wykańczania dla obtryskiwania próżniowego

  • Matowy/matowy.Główny prototyp jest piaskowany na mat, część repliki ma gładkie satynowe wykończenie, a przezroczyste i półprzezroczyste części z tym wykończeniem będą wyglądać na matowe. Matowe wykończenie jest przydatne w obszarach trzymanych w dłoni i często dotykanych, ponieważ zmniejsza widoczność odcisków palców.

  • Półmatowe. Wykończenie, które ma trochę połysku, ale nie jest bardzo odblaskowe. Półmatowe wykończenie jest pomiędzy wysokim połyskiem a matem, z gładką, łatwą do czyszczenia powierzchnią.

  • Wysoki połysk. Stwórz wysoce odblaskowe wykończenie, polerując prototyp główny przed wykonaniem formy. Ma najwyższą przezroczystość dla przezroczystych części. Specular może być stosowany do modeli kosmetycznych, soczewek i nie tylko.

  • Poliuretan można mieszać z pigmentami, aby uzyskać różnorodne kolory. Czarny, naturalny, przezroczysty i różne niestandardowe kolory (kolory Raoul lub Pantone najbliższe Twojemu wyborowi).

MATERIAŁ ODLEWANY PRÓŻNIOWO
części odlewane próżniowo
Prototypowanie odlewów próżniowych

Zalety odlewania próżniowego

  • Szybki zwrot. Do 50 części może zostać dostarczonych w ciągu 7-15 dni lub mniej, w zależności od specyfikacji części (rozmiar, konstrukcja) i ilości. W porównaniu z formowaniem wtryskowym czas produkcji odlewania próżniowego jest krótszy. Produkcja tradycyjnych form wtryskowych trwa od 4 do 8 tygodni. Podczas gdy silikonowa forma potrzebuje tylko 1-2 tygodni, aby zostać w pełni ukończona, a wszystkie złożone części można ukończyć w krótkim czasie.

  • Niska cena. Silikon jest tańszy pod względem kosztów w porównaniu do form wtryskowych. Formowanie wtryskowe opiera się na produkcji stali lub aluminium. Koszt formy silikonowej może wynosić od setek do tysięcy, podczas gdy koszt jednej formy wtryskowej wynosi od tysięcy do dziesiątek tysięcy.

  • Możliwość produkcji dużych części. W zależności od rodzaju używanego sprzętu, odlewanie próżniowe może tworzyć bardzo duże części, takie jak obudowy samochodowe, duże obudowy robotów, obudowy medyczne CT itp.

  • Wykończenie powierzchni jest lepsze niż formowanie wtryskowe. Proces odkurzania usuwa pęcherzyki powietrza i pozwala materiałowi w pełni związać się z ubytkiem, wychwytując szczegóły.

  • odlewanie próżniowe może zrealizować wymagane skomplikowanych części lub projektów jednocześnie, podczas gdy obróbka CNC musi być podzielona i produkowana zgodnie z rozmiarem i strukturą przez większość czasu.

  •  Różne kolory do wyboru. Do żywicy można dodawać pigmenty barwiące w celu uzyskania różnych opcji kolorystycznych.

  • Powtarzalność. Forma silikonowa może być używana około 20 razy, zanim będzie trzeba ją wymienić.

Zastosowanie odlewania próżniowego

 Nadaje się do produkcji małoseryjnej. Podwójne formowanie próżniowe jest idealne w przypadku małych partii — gdy ilości okazują się niewystarczające do zainwestowania w formy wtryskowe — oraz w przypadku części produkcyjnych pierwszej serii, które można ukończyć na kilka tygodni przed przygotowaniem form produkcyjnych.

Proces odlewania próżniowego jest stosunkowo tani, dzięki czemu wszelkie niezbędne zmiany projektowe są łatwe i ekonomiczne. Ponadto do tej samej formy można użyć różnych materiałów, co pozwala na testowanie projektów z wieloma materiałami.

Testowanie rynku. Wysokiej jakości wykończenia sprawiają, że części odlewane próżniowo idealnie nadają się do testów konsumenckich, ocen użytkowników i modeli koncepcyjnych. W ramach tej samej koncepcji projektowej, jeśli nie wiesz, jaki kolor jest najlepszy dla produktu, możesz wykonać silikonową formę, wykonać 10-15 odlewów i pomalować kolor i teksturę swojego projektu na każdym odlewie, aby mógł do wykorzystania w dziale projektowym Nawet wewnętrzne dyskusje na spotkaniach kierownictwa pozwalają na szybkie dostosowanie zmian do dalszych testów lub wprowadzenia na rynek.

W sierpniu 2021 roku producent rowerów w Stanach Zjednoczonych chciał wyprodukować 50 osłon tylnych świateł o regularnej fakturze w kształcie rombu, a części musiały być przezroczyste. Ze względu na koszt budżetowy, a proces odlewania próżniowego został polecony, a post-processing został dopracowany; przez profesjonalistę Zespół pośredni sprawdza produkt, a klient po otrzymaniu części prototypowych przekracza oczekiwania; wniosek: złożone części formy mogą dokładnie odwzorować strukturę, szczegóły i teksturę prototypu oraz zapewnić takie samo wykończenie powierzchni jak prototyp, uzyskując podobny efekt formowania wtryskowego w wyniku produkcji.