
Chuyên gia tạo mẫu nhanh & sản xuất nhanh
Chuyên gia công CNC, in 3D, đúc urethane, dụng cụ nhanh, ép phun, đúc kim loại, kim loại tấm và ép đùn
Mọi thứ bạn nên biết về đúc chân không
Đúc chân không là một trong những quy trình quan trọng để sản xuất nguyên mẫu. Nó có ưu điểm là chi phí thấp và chất lượng sản phẩm ổn định. Nó rất phù hợp cho việc thử nghiệm kỹ thuật nhanh (thử nghiệm dự án nhanh), xác minh ý tưởng thiết kế và trưng bày vật lý (trưng bày cấu trúc vật lý của sản phẩm). Trước khi phát triển từ ý tưởng đến sản xuất hàng loạt hoàn chỉnh, các nhà thiết kế cần liên tục phát hiện vấn đề và cải thiện kế hoạch sản phẩm; nhiều bộ phận nhựa công nghiệp, chẳng hạn như phụ tùng ô tô, robot, thiết bị y tế và sản phẩm 3C, thường sử dụng quy trình ép phun để sản xuất hàng triệu đơn vị, nhưng chi phí mở khuôn rất cao và thời gian phát triển khuôn tương đối dài (và chu kỳ thiết kế và sản xuất khuôn cũng dài). Điều khiến các nhà thiết kế khó khăn hơn là nếu có một sai sót nhỏ trong kế hoạch, nó sẽ gây ra lãng phí rất lớn (chi phí sửa đổi khuôn khá cao). Bạn phải biết rằng một bộ khuôn thép thường có giá 10,000 hoặc thậm chí hàng chục nghìn đô la, và chi phí thời gian là không thể bù đắp được. Do đó, việc sản xuất các lô nhỏ linh kiện nhựa để kiểm chứng thiết kế, chẳng hạn như 20-500 chi tiết, là một bước thiết yếu. Lúc này, đúc chân không là phương pháp gia công được ưu tiên.

Đúc chân không là gì?
đúc chân không, còn được gọi là khuôn silicon, sử dụng khuôn silicon được sản xuất để tái tạo các bộ phận bằng nhựa. Vật liệu polyurethane đã đổ được khử bọt, khuấy, làm nóng sơ bộ và đúc trong điều kiện chân không, và quá trình đúc bảo dưỡng thứ cấp được thực hiện trong máy điều nhiệt ở 60°C-80°C trong 2-3 giờ. Bản sao làm bằng khuôn tổng hợp silicon có thể đạt được độ bền và độ cứng của ABS và các vật liệu khác, đồng thời cũng có thể được trang bị màu sắc theo yêu cầu. Quá trình đúc chân không có thể sản xuất các lô nhỏ các bộ phận bằng nhựa có cấu trúc phức tạp, độ dày thành đồng nhất và một số chức năng và hình thức nhất định.

Quy trình sản xuất đúc chân không
Quy trình sản xuất đúc chân không được chia thành ba bước: tạo nguyên mẫu khuôn chính, tạo khuôn và đổ các bộ phận.
Bước 1: Tạo nguyên mẫu khuôn chính
Bạn có thể chọn bất kỳ vật liệu nào có đặc tính ổn định để làm nguyên mẫu khuôn chính. Nó thường được làm bằng vật liệu nhựa hoặc kim loại. Yêu cầu duy nhất là vật liệu này cần ổn định trong một khoảng thời gian nhất định ở nhiệt độ cao 40°C.
Điều đáng chú ý là nguyên mẫu đóng vai trò quyết định đối với chất lượng của các bộ phận được sao chép. Nếu bạn muốn gia công các bộ phận bằng nhựa có độ chính xác cao, độ bóng cao hoặc thậm chí là độ trong suốt cao, thì nguyên mẫu khuôn chính được gia công tốt nhất bằng gia công CNC.
Nó cũng là một lựa chọn lý tưởng để sản xuất nguyên mẫu mô hình chính theo quy trình SLA, nhưng so với nguyên mẫu mô hình chính do CNC xử lý, chi phí của bộ phận cuối cùng có thể khá khác nhau (độ chính xác sẽ kém hơn một chút và đơn giá sẽ thấp hơn một chút); đây là khi bạn chọn quy trình đúc chân không để sản xuất các bộ phận, báo giá của các nhà sản xuất khác nhau sẽ khá khác nhau, thậm chí khác nhau vài lần (một trong những lý do khiến báo giá của các nhà sản xuất khác nhau là khác nhau).
Bề mặt của nguyên mẫu mô hình chính cũng có thể được thiết kế với kết cấu phun hoặc hiệu ứng mờ. Khuôn silicon sẽ tái tạo chính xác các chi tiết và kết cấu, đồng thời bề mặt của bản sao cuối cùng sẽ duy trì mức độ đồng nhất cao với nguyên mẫu.
Bước 2: Làm khuôn silicon
Khuôn rót được làm bằng silicone lỏng, còn được gọi là khuôn RTV. Silicone ổn định về mặt hóa học, tự giải phóng và linh hoạt, giảm thiểu co ngót và sao chép hiệu quả các chi tiết bộ phận từ nguyên mẫu sang khuôn. Khuấy đều silica gel và chất đóng rắn. Sự xuất hiện của silica gel khuôn là một chất lỏng chảy, thành phần A là silica gel và thành phần B là chất đóng rắn. Ví dụ: Lấy 100 gam silica gel và thêm 2 gam chất đóng rắn (Lưu ý: Silica gel và chất đóng rắn phải được khuấy đều. Nếu khuấy không đều, một phần khuôn sẽ được đóng rắn và một phần sẽ không được đóng rắn). đóng rắn, silicone sẽ đóng rắn không đều, sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của khuôn silicone và số lần quay khuôn, thậm chí có thể khiến khuôn bị bong tróc.
Dán băng dính vào những chỗ bằng phẳng xung quanh nguyên mẫu để tạo thành bề mặt phân chia sau khi cắt khuôn tiếp theo. Nguyên mẫu sau đó được treo trong một hộp đúc, và các que keo được đặt trên các bộ phận để tạo ra các ống dẫn và lỗ thông hơi để thông hơi trong quá trình đúc silicone. Đổ gel silica vào hộp, sau đó hút hết bọt khí. Thời gian không nên quá dài. Trong các trường hợp bình thường, không nên quá mười phút để tránh việc chải hoặc rót không thể thực hiện được sau khi xảy ra các phản ứng liên kết ngang.
Đặt hộp đúc vào lò sấy, nhiệt độ 40oC, thời gian 8-16 giờ, thời gian này phụ thuộc vào thể tích của khuôn.
Sau khi cao su silicon được xử lý, tháo hộp và keo dính, cắt dọc theo đường phân chia và lấy nguyên mẫu ra. Tại thời điểm này, cao su silicon tạo thành một khoang, có hình dạng giống hệt như nguyên mẫu; theo cách này, khuôn silicon có thể được thực hiện thành công.
Bước 3: Đúc chân không
Đặt khuôn vào lò để đông đặc lại và làm nóng trước ở nhiệt độ 60-70℃.
Chọn một chất giải phóng phù hợp và sử dụng nó một cách chính xác trước khi đóng khuôn, điều này rất quan trọng để tránh bị dính và các khuyết tật bề mặt.
Chuẩn bị nhựa polyurethane theo yêu cầu thiết kế của bạn, trộn nhựa hai thành phần theo tỷ lệ chính xác, sau đó khuấy hoàn toàn và khử khí trong chân không trong 50-60 giây và làm nóng trước đến khoảng 40°C trước khi sử dụng.
Đổ nhựa polyurethane vào khoang của khuôn. Sau khi khoang được lấp đầy, đặt khuôn vào môi trường chân không để loại bỏ không khí trong khoang và lấp đầy mọi vị trí của khuôn bằng silicone lỏng để đảm bảo Hình dạng của sản phẩm đúc giống hệt như nguyên mẫu.
Tiếp tục cho khuôn vào lò hong lại. Thời gian bảo dưỡng trung bình: 1-3 giờ cho miếng nhỏ, 3-6 giờ cho miếng lớn.
Sau khi đóng rắn, lấy phần đúc ra khỏi khuôn silicon và bạn có thể nhận được một bản sao của phần gốc.
Lặp lại chu trình này.
Lựa chọn vật liệu để đúc chân không
Nhựa polyurethane là loại polymer có nhiều đặc tính và ứng dụng. Các nhà sản xuất khuôn đúc chân không sử dụng nhựa polyurethane, bao gồm Hei-Cast của Nhật Bản và Axson của Pháp. Tính chất vật liệu tương tự như các loại nhựa kỹ thuật, chẳng hạn như ABS, PMMA, PC, PP, PA, v.v. Các loại nhựa đúc có thể từ trong suốt, bán trong suốt đến có màu, từ cao su mềm đến nhựa cứng, thậm chí cả vật liệu chịu va đập, chịu nhiệt độ cao (120°C) hoặc chịu lửa (UL94-V0). Quy trình đúc chân không có thể được sử dụng cho ép phun thứ cấp và cũng có thể thêm các chi tiết chèn;
Thông số kỹ thuật của đúc chân không
Mô tả Chi tiết | dung sai lưu ý |
tính chính xác | Do sự giãn nở nhiệt của chất lỏng và đặc tính tự nhiên của khuôn dẻo, tỷ lệ co ngót dự kiến là +0.15%; dung sai tiêu chuẩn là ± 0.15mm / 100mm và độ chính xác cao nhất có thể đạt tới ± 0.05mm. |
Kích thước tối đa | Thiết bị rót chân không có thể chứa kích thước tối đa 2d.0M*1.2M*1.0M. |
Phần Độ dày tường tối thiểu | Để đảm bảo đổ đầy khuôn, độ dày thành ít nhất là 0.75mm là cần thiết. Để có kết quả tốt nhất, chúng tôi khuyến nghị độ dày thành ít nhất là 1.5mm. |
Số bản sao điển hình | Lên đến 25 bản sao cho mỗi khuôn (tùy thuộc vào độ phức tạp của khuôn và vật liệu đúc); chỉ có thể tạo 12 hoặc thậm chí 10 bản sao cho một khuôn nếu bộ phận yêu cầu chất lượng cao (ví dụ: cấu trúc trong suốt hoặc phức tạp) . |
Thời gian giao hàng điển hình | Có thể sản xuất tối đa 50 mẫu đúc trong vòng 10 đến 15 ngày, tùy thuộc vào kích thước và khối lượng bộ phận |
Tùy chọn hoàn thiện cho Overmolding chân không
Bề mặt mờ/nhám. Mẫu chính được xử lý bằng phương pháp phun cát tạo hiệu ứng mờ, bộ phận sao chép có bề mặt mịn như satin, và các bộ phận trong suốt hoặc bán trong suốt có lớp hoàn thiện này sẽ trông mờ. Lớp hoàn thiện mờ rất hữu ích cho các khu vực cầm nắm và tiếp xúc nhiều, vì nó làm giảm sự xuất hiện của dấu vân tay.
Bán bóng. Lớp phủ có độ bóng nhất định nhưng không phản chiếu nhiều. Lớp phủ bán bóng nằm giữa độ bóng cao và độ mờ, với bề mặt nhẵn mịn, dễ lau chùi.
Độ bóng cao. Tạo bề mặt phản chiếu cao bằng cách đánh bóng mẫu chính trước khi làm khuôn. Có độ trong suốt cao nhất cho các bộ phận trong suốt. Bề mặt phản chiếu có thể được sử dụng cho các mô hình mỹ phẩm, thấu kính và nhiều ứng dụng khác.
Polyurethane có thể được trộn với các sắc tố để đạt được nhiều màu sắc khác nhau. Màu đen, tự nhiên, rõ ràng và nhiều màu tùy chỉnh khác nhau (màu Raoul hoặc Pantone gần nhất với sự lựa chọn của bạn).



Ưu điểm của đúc chân không
Thời gian sản xuất nhanh chóng. Có thể giao tới 50 chi tiết trong vòng 7-15 ngày hoặc ít hơn tùy thuộc vào thông số kỹ thuật (kích thước, cấu tạo) và số lượng. So với ép phun, thời gian sản xuất của đúc chân không ngắn hơn. Khuôn ép phun truyền thống cần 4 đến 8 tuần để hoàn thành sản xuất. Trong khi đó, khuôn silicon chỉ cần 1-2 tuần để hoàn thành, và tất cả các chi tiết phức tạp đều có thể được hoàn thành trong thời gian ngắn.
Chi phí thấp. So với khuôn ép phun, silicon có giá thành rẻ hơn. Ép phun dựa trên việc gia công bằng thép hoặc nhôm. Chi phí của một khuôn silicon có thể dao động từ vài trăm đến vài nghìn đô la, trong khi chi phí của một sản phẩm ép phun nằm trong khoảng từ vài nghìn đến vài chục nghìn đô la.
Có khả năng sản xuất các chi tiết lớn. Tùy thuộc vào loại thiết bị được sử dụng, phương pháp đúc chân không có thể tạo ra các chi tiết rất lớn như vỏ ô tô, vỏ robot cỡ lớn, vỏ máy chụp CT y tế, v.v.
Bề mặt hoàn thiện tốt hơn so với phương pháp ép phun. Quá trình hút chân không loại bỏ bọt khí và cho phép vật liệu liên kết hoàn toàn với khoang khuôn, giữ được các chi tiết.
Đúc chân không có thể tạo ra các chi tiết hoặc thiết kế phức tạp theo yêu cầu cùng một lúc , trong khi gia công CNC thường phải chia nhỏ và sản xuất theo kích thước và cấu trúc.
Có nhiều màu sắc để lựa chọn. Có thể thêm chất tạo màu vào nhựa để tạo ra nhiều màu sắc khác nhau.
Khả năng sử dụng lặp lại. Khuôn silicon có thể được sử dụng khoảng 20 lần trước khi cần thay thế.
Ứng dụng đúc chân không
Thích hợp cho sản xuất theo lô nhỏ. Phương pháp ép chân không kép lý tưởng cho các lô nhỏ—khi số lượng không đủ để đầu tư vào khuôn ép phun—và cho các bộ phận sản xuất đợt đầu (first run), có thể hoàn thành trước vài tuần so với thời điểm khuôn sản xuất sẵn sàng.
Quy trình đúc chân không tương đối rẻ , giúp việc thay đổi thiết kế cần thiết trở nên dễ dàng và tiết kiệm chi phí. Ngoài ra, có thể sử dụng các vật liệu khác nhau cho cùng một khuôn, cho phép thử nghiệm thiết kế với nhiều loại vật liệu khác nhau.
Thử nghiệm thị trường. Các sản phẩm đúc chân không với lớp hoàn thiện chất lượng cao rất lý tưởng cho việc thử nghiệm người tiêu dùng, đánh giá người dùng và mô hình ý tưởng. Với cùng một ý tưởng thiết kế, nếu bạn không biết màu nào là tốt nhất cho sản phẩm, bạn có thể tạo khuôn silicon, đúc 10-15 sản phẩm, và sơn màu cũng như tạo kết cấu theo thiết kế của bạn lên từng sản phẩm, để bộ phận thiết kế có thể sử dụng. Ngay cả các cuộc thảo luận nội bộ trong các cuộc họp quản lý cũng cho phép nhanh chóng điều chỉnh các thay đổi để thử nghiệm thêm hoặc ra mắt thị trường.
Tháng 8 năm 2021, một nhà sản xuất xe đạp tại Hoa Kỳ muốn sản xuất 50 nắp đèn hậu có kết cấu hình thoi đều đặn, và các bộ phận này phải trong suốt. Xét về chi phí, quy trình đúc chân không được đề xuất, và sau đó được xử lý bằng phương pháp đánh bóng; một nhóm chuyên gia đã kiểm tra sản phẩm, và khách hàng đã vượt quá mong đợi sau khi nhận được các bộ phận mẫu; kết luận: các bộ phận được đúc khuôn phức tạp có thể sao chép chính xác cấu trúc, chi tiết và kết cấu của nguyên mẫu, và cung cấp độ hoàn thiện bề mặt giống như nguyên mẫu, đạt được kết quả sản xuất tương tự như ép phun.


