Форма для заливки пластика своими руками: Литье пластмасс в силикон — доступное мелкосерийное производство в домашних условиях / Хабр

Литье пластмасс в силикон — доступное мелкосерийное производство в домашних условиях / Хабр

Многие из тех, кто печатает на 3D-принтере сталкиваются или с необходимостью получить партию моделей в короткие сроки, или скопировать удачно получившуюся деталь, или получить изделия с прочностными характеристиками, превосходящими таковые у пластиков для домашней 3d-печати.

3D-принтер далеко не всегда способен выполнить такие задачи, но отлично подойдет для создания единственного образца, или мастер-модели. А дальше на помощь нам приходят материалы производства компании Smooth-On, наверное, самого популярного производителя материалов холодного отверждения.

В этом обзоре мы сравним самые основные и популярные силиконы, полиуретаны и добавки к ним, кратко посмотрим на основные способы создания форм и изделий, подумаем, где это может найти применение и, наконец, создадим свою силиконовую форму и модель.

Перед написанием этого поста мы прошли трехдневный тренинг у официального дилера Smooth-On в России, чтобы разобраться во всех тонкостях литья в силикон.

Обзор процесса

Процесс создания изделий методом литья практически всегда одинаков: создаем модель, с её помощью создаем силиконовую форму, заливаем в нее материал, получаем изделие. Но в зависимости от модели, необходимых свойств, количества отливок, каждый этап может кардинально меняться. Существует несколько способов как создания формы, так и готового изделия.

Пару слов о подготовке моделей, напечатанных на 3D-принтере. Компания Smooth-On обратила своё внимание на эту технологию и выпустила специальный лак под названием XTC-3D. Он прекрасно сглаживает характерные для напечатанных моделей огрехи, видимые слои, которые обязательно перейдут на силиконовую форму, и придает поверхности гладкость и глянцевый вид.

Подробный обзор XTC 3D Вы можете прочитать здесь.

Методы создания форм

• Сплошная заливка

Самый простой способ: модель помещается в опалубку (специальную герметичную емкость из обычного оргстекла, пластика или другого материала), фиксируется в ней и заливается силиконом. Хорошо подходит для простых двухмерных моделей, рельефов, сувенирной и брендинговой продукции.

• Разрезная форма

Аналогичен предыдущему, только модель размещается с учетом того, что форма будет разрезаться полностью или частично для облегчения съема. Модель может быть подвешена с помощью проволоки или размещена на тонкой опоре. Способ предназначен для более сложной геометрии, технических изделий, сложных фигур.

• Двухсоставная форма

Это один из самых сложных способов. Заключается в помещении модели на глиняную или пластилиновую основу, которая делит силиконовую форму пополам.

На основе размещаются специальные замки, которые будут обеспечивать точное совмещение двух форм и отсутствие смещений. Вокруг основы собирается опалубка, герметизируется горячим клеем или пластилином, и в неё заливается первая половина формы. Затем, после отверждения силикона, форма переворачивается, глина или пластилин счищаются, силикон покрывается разделительным составом, и заливается вторая половина формы.

• Метод «в намазку»

Этим методом создаются так называемые «чулочные» формы, когда силикон точно повторяет форму объекта и имеет толщину от 3 мм до нескольких сантиметров. Для создания формы «в намазку» необходим достаточно вязкий силикон, который бы не стекал с модели.

Можно использовать как специально предназначенные для этого силиконы, называемые тиксотропными, так и обычные, но модифицированные с помощью загустителей.

Силикон наносится кисточкой или шпателем в несколько слоёв, в которых чередуется вязкость и скорость отвердевания, чтобы форма была максимально детализированной и прочной. После того, как все слои готовы, с помощью специального состава создается жесткая внешняя оболочка, которая будет держать форму.

Методы заливки пластиков

Самый простой метод заключается в обычной заливке пластика в форму, он подходит для домашнего использования и позволяет достичь приемлемого качества. Но, по необходимости, для более качественного результата возможно использование установок высокого давления, что позволит практически полностью убрать пузырьки воздуха.

Для этого форма вместе с залитым пластиком помещается в камеру, в которой создается повышенное до 4 атмосфер давление. Форма должна оставаться в камере все время отвердевания полиуретана. При таком давлении пузыри уменьшаются до почти невидимых глазу размеров, что значительно повышает качество изделия.

Еще один метод, так называемая заливка «в обкатку», используется для создания полых изделий. В форму заливается небольшое количество пластика, около 10% от общего объема, отверстие для заливки закрывается, и начинается вращение формы по всех плоскостях, вручную или на специальной ротационной машине. При этом пластик отвердевает на стенках формы, создавая полую модель, что позволяет существенно снизить вес изделия и экономить материал.

Обзор силиконов

• Серия Mold Star 15, 16, 30

Силиконы для создания форм на основе платины. Застывают при комнатной температуре, образуют прочную, гибкую и очень детализированную форму. Предназначены для литья силикона, полиуретана, смол, полиэстера, воска и других материалов. Химически чувствительны и не способны работать с латексом, серой и некоторыми другими соединениями.

Самые базовые и основные силиконы, способные решать большинство задач. Цифра в названии отражает твердость по шкале Шор А. Обладает низкой вязкостью, что позволяет в большинстве случаев работать без оборудования для дегазации. Материал двухкомпонентный, части смешиваются в удобном соотношении 1:1 по объему. В основном предназначены для создания форм методом сплошной заливки.

• Серия Rebound 25, 40

Серия силиконов для создания форм методом «в намазку», который состоит в том, чтобы наносить силикон кистью или шпателем на поверхность модели. Обладает высокой вязкостью, возможностью модификации свойств с помощью загустителей и ускорителей для создания качественной многослойной формы. Двухкомпонентный, смешивается в соотношении 1:1 по объему.

• Серия Equinox 35, 38, 40

Силиконовые пасты с временем жизни 1, 4 и 30 минут. Предназначены для ручного смешивания, по консистенции напоминают густое тесто. Цифры соответствуют твердости по Шору А. Обладает крайне высокой прочностью на разрыв и долговечностью. В отвержденном состоянии является безопасным для заливки шоколада, карамели и других ингридиентов.

• Серия SortaClear 18, 37, 40

Серия полупрозрачных силиконов. Такая особенность, как оптическая прозрачность, используется для создания сложных разрезных форм — изделие прекрасно просматривается, что позволяет сделать точный разрез. Как и серия Equinox, является безопасным при контакте с пищевыми продуктами.

Также к силиконам существует большое количество добавок, обладающих самыми разными эффектами. Accel-T и Plat-Cat являются ускорителями отверждения, Slo-jo — увеличивает время жизни силикона, Thi-Vex увеличивает вязкость силикона и позволяет намазывать его кистью или шпателем на модель, Silc-Pig — это концентрированные пигменты для окрашивания.

Обзор полиуретанов

• Серия Smooth-Cast

Самая основная и популярная серия полиуретанов для создания конечных изделий. Линейка включает в себя более 10 наименований различных пластиков с самыми разными свойствами, позволяющими подобрать материал именно для Вашего проекта. Например, Smooth-Cast 300 обладает коротким временем жизни в 3 минуты и временем отверждения в 10 минут, что позволяет быстро воспроизводить большие партии деталей. Smooth-Cast 305 аналогичен предыдущему, но «живет» уже 7 минут, что позволяет провести дегазацию смешанных компонентов и получить еще более качественное изделие. ONYX обладает глубоким черным цветом, которого не достичь с помощью красителей, 65D ROTO предназначен для создания полых моделей с помощью метода «в обкатку», 325 незаменим для точного воспроизведения цвета, 385 отверждается практически без усадки и максимально точно копирует изделие.

• Серия TASK

Серия полиуретанов специального назначения. Разработана для промышленного применения и обладает специфическими свойствами для конкретных задач.

Для Вашего удобства мы сформировали специальные фильтры по сферам применения:

• Пищевые:

Smooth-Sil 940, серия Sorta Clear, серия Equinox, TASK 11.

• Архитектурные, заливка бетона и других абразивных материалов:
Серия VytaFlex, серия Brush-On, серия Ez-Spray, серия PMC.

• Медицинские: симуляция тканей и органов

Серия Dragon Skin, добавки Slacker, Ecoflex 0030, Ecoflex Gel, Body Double.

• Прототипирование:

Практически любые полиуретаны и силиконы, в зависимости от задач и требований. Серии Mold Max, Mold Star, Smooth-Cast, TASK.

• Спецэффекты и грим:

Skin Tite, Body Double, Dragon Skin, Alja-Safe, Ecoflex, Soma Foama, Rubber Glass, Encapso K.

Стоит отметить, что это деление все же условное, и дано, чтобы примерно представить возможности широкого ассортимента компании Smooth-On.

Обзор процесса

Мы будем использовать только те материалы и оборудование, которые можно применить в домашних условиях. Мы попробуем создать самую сложную в изготовлении двухсоставную форму.

Нам понадобятся:

• Платиновый силикон Mold Star 30

• Заливочный полиуретан Smooth-Cast 300

• Лак для 3D-моделей XTC-3D

• Упаковка виниловых перчаток

• Несколько одноразовых пластиковых стаканчиков

• Емкости для смешивания

• Термоклеевой пистолет

• Материал для опалубки (пластиковые панели)

• Скульптурная глина

• Несколько малярных кистей

В роли мастер-модели выступит модель довольно популярного среди печатников тестового болта. Мы распечатали его черным PLA пластиком на Picaso 3D Designer с толщиной слоя 100 микрон. Сделали мы это специально для того, чтобы продемонстрировать эффект XTC 3D, поскольку далеко не каждый 3D принтер может печатать с качеством 50 микрон.

Далее — обработка, чтобы отлитая модель не переняла слоистость напечатанного объекта. Обрабатываем болт лаком XTC-3D (подробнее об этом процесс можно прочитать тут), а затем шкурим, чтобы получить гладкую матовую поверхность.

Теперь модель готова к заливке силиконом. Помещаем её на глиняную основу, с помощью которой мы создадим силиконовую форму из двух частей.

Модель должна быть погружена в глину ровно наполовину, так что начинаем процесс выравнивания глины. Края должны быть максимально ровными и полностью прилегать к модели, от этого зависит качество разделения силиконовых половинок. Убираем лишнюю глину и заключаем модель в пластиковую опалубку.

Все стыки пластика обрабатываем термоклеевым пистолетом и закрываем опалубку, окончательно обрабатываем глиняную основу, делаем в ней выемки для замков.

Все готово к заливке силикона. Поскольку двухкомпонентные силиконы и полиуретаны склонны к разделению на фракции, перед каждым использованием их необходимо тщательно перемешивать в емкости.

После перемешивания отмеряем равное количество двух компонентов по объему и приступаем к смешиванию.

Для данной марки силикона дегазация в вакуумной камере необязательна, что очень удобно: исключены появления пузырьков, которые могут испортить нашу форму. Медленно заливаем силикон в опалубку, в самую нижнюю её точку.

И оставляем застывать. Время застывания для этой марки силикона составляет 6 часов. По истечении этого времени освобождаем модель от опалубки.

Затем убираем глину, тщательно очищаем модель от её остатков, смазываем силикон разделительным составом. В случае его отсутствия, можно использовать и обычный вазелин, но качество будет немного хуже.

И дальше полностью повторяем процесс, заливая вторую половину силиконовой формы.

Спустя еще 6 часов силиконовая форма готова. С помощью лезвия аккуратно разъединяем половинки, вынимаем деталь и оцениваем, что у нас получилось.

Хорошо видны замки, закладывавшиеся в глиняной основе, хорошая детализация, несмотря на то, что разделительная линия проходила по довольно сложным местам, вроде вдавленных букв.

На самом деле, для данной модели это не самый оптимальный способ создания формы. Но нам было интересно протестировать именно этот метод, несмотря на сложности.

Итак, все готово к заливке полиуретана. Соединяем две половинки формы, используя элементы опалубки для жесткости, скрепляем с помощью резинок, скотча или другим способом, и приступаем к подготовке полиуретана.

Хорошо перемешиваем оба компонента, встряхивая их в течение 5-10 минут. После этого даем немного отстояться, чтобы вышли образовавшиеся пузыри. Все остальное точно так же, как и с силиконом: отмеряем равное количество по объему и смешиваем их. А дальше действовать нужно быстро: время жизни этого полиуретана составляет всего 3 минуты, а время начинает идти сразу, как вы смешали два компонента вместе. Так что мешаем быстро, но аккуратно, чтобы не создавать лишних пузырьков, и сразу заливаем в форму.

Примерно через 3 минуты, в зависимости от объема материала, произойдет быстрое схватывание пластика, а через 10 минут деталь готова к извлечению.

Модель готова. Переданы абсолютно все детали оригинала.

Заключение

Хочется отметить, что поистине огромные возможности использование материалов Smooth-On открывает в совокупности с 3D-печатью.

Теперь Вы можете получать изделия из огромного количества материалов с самыми различными свойствами, а не ограничиваться лишь классическими PLA и ABS. К тому же, доступным станет мелкосерийное производство: распечатав всего один экземпляр и должным образом его обработав, Вы сможете в довольно короткие сроки создать необходимое Вам количество копий в домашних условиях. Для достижения приемлемого результата вовсе не обязательно использование дорогостоящего оборудования.

В случае если Вам необходимы услуги мелкосерийного производства Top 3D Shop к вашим услугам.

Изготовление форм для литья из пластика. Особенности литьевого процеса

Переработка пластика — прибыльный бизнес, не требующий большого вложения начального капитала. Кроме того, решается проблема утилизации полимерных отходов, скапливающихся на свалках и мусорных полигонах.

Компания «Имстек» предлагает изготовление форм для литья изделий из пластика. Комплектующие и оснастка поставляется из Китая и Тайваня.

Процесс литья пластмассовых изделий осуществляется в термопластавтоматах с ЧПУ и включает в себя следующие этапы:

Развитие бизнеса по переработке пластмасс следует начинать с выбора производственного помещения и подбора персонала.

Помещение для бизнеса лучше взять в аренду. Это способствует быстрому запуску производственной линии.
Требования к помещениям для размещения производства для литья пластмасс:

соблюдение противопожарных норм;

Минимальная площадь производственного цеха — 50 м2, складского помещения — от 80 м2.

Необходимую площадь рассчитываем в зависимости от размеров и количества производимых изделий и исходя из собственных возможностей.

2. Подбор персонала

Успех предприятия и качество продукции напрямую зависит от профессионализма заведующего производством или технолога, осуществляющего руководство и контроль за соблюдением технологии литья.

В штате предприятия должен быть следующий персонал:

грузчики и подсобные рабочие.

Для обслуживания малого производственного предприятия требуется штат специалистов и подсобных рабочих в количестве 6-8 человек. На работу нужно принимать проверенных и надежных специалистов, имеющий опыт работы и соответствующую квалификацию.

Основные виды сырья для литья пластмасс

Подбор полимерных составов для изготовления пластмассовых деталей — важнейший этап подготовки производства.

Для производства подойдут термопластичные и термореактивные полимеры, пенопласты:

полиэтилен высокого и низкого давления.

Материалы имеют различную структуру, температуру плавления и пластичность. При смене сырья перенастраивается оборудование.

Полимерные отходы проходят сортировку и дробление, промываются и высушиваются.

Рис. 1. Полимерное сырье.

Основные технологии литья

Для литья пластмасс используются следующие способы:

1. Экструзионный — выполняется с использованием литьевых машин методом выдавливания или выталкивания через формообразующую матрицу. Используется при изготовлении шлангов, кабельной продукции, погонажных изделий.
2. Инжекционный, при котором расплавленный полимер, под действием высокого давления, впрыскивается в форму. Применяется для изготовления тонкостенных деталей сложных конфигураций, пластиковых корпусов электроинструмента и оборудования, детских игрушек.
3. Выдувной — для создания полых изделий: пластмассовой тары, бутылок, банок, емкостей для лекарств, красок.
4. Термоформовочный — пластиковая продукция изготавливается методом прессования. Используется для изготовления одноразовой посуды, контейнеров, упаковки.
5. Интрузионный метод литья используется для литья толстостенных деталей. Сырье нагнетается при помощи вращающегося червячного шнека.

Кроме того существуют сложные технологии: соинжекционные, сэндвич, литье в поворотные или в многокомпонентные формы.

Такими способами изготавливаются многослойные, двухкомпонентные, разноцветные детали, изделия с четким разграничением цветов или наружным покрытиям.

Рис. 2. Виды литых изделий из пластмасс.

Технологии литья под давлением

Технология литья под давлением позволяет выпускать тонкостенные изделия различных конфигураций из термопластичных полимеров.

Процесс создания пластмассовых изделий в литьевых станках включает в себя:

остывание изделия с постепенным понижением давления и извлечение из полости формы.

Изготовленные предметы могут быть армированными, полыми внутри и многоцветными.

Выбор необходимого оборудования

Выбор оборудования зависит от типа изготавливаемых товаров.

1. Термопластавтомат

Представляет собой литьевую машину с электрическим или гидромеханическим приводом для создания пластмассовых изделий под давлением.

Состоит из следующих конструктивных узлов:

двухчервячными.

Прессовые механизмы могут располагаться горизонтально, вертикально, быть угловыми с горизонтальным или вертикальным прессом.

Рис.3. Термопластавтомат от компании «Имстек».

Для различных изделий задаются индивидуальные параметры по объему впрыска, скорости, температуре плавления.

Могут быть с раздельной или совмещенной пластификацией и иметь несколько узлов смыкания. Бывают одно или двухчервячными, поршневыми и червячно-поршневыми.

2. Пресс-формы
Представляют собой модули из неподвижной матрицы и подвижных пуансонов. Внутри имеют полость для впрыскивания расплавленных полимеров. Предназначены для создания серийных деталей.

Пресс-формы изготавливаются по техническому заданию заказчика, в точности повторяют очертания будущих отливок.

Готовые формы крепятся к элементам смыкания литьевых машин, в полость впрыскивается жидкая полимерная масса.

Рис. 4. Пресс-формы для литья пластиковых изделий от компании «Имстек».

3. Вакуумный загрузчик сырья

Агрегаты для бесперебойной автоматической подачи полимерных гранул в термопластавтоматы или экструдеры. Состоят из приемных бункеров, насосов вакуумных, автоматического дозирующего модуля, очистителей выходящего из установки воздуха. Бывают моноблочные и раздельные.

Компактные моноблочные загрузчики могут размещаться непосредственно на литьевой машине.

Мощные раздельные загрузчики могут транспортировать сырье на значительные расстояния и большую высоту.

Компания «Имстек» поставляет загрузчики с индукционными двигателями, подключаемые к трехфазной сети 380 вольт и устройства, работающие от сети 220 вольт.

Подача сырья осуществляется методом вакуумного всасывания материала в приемный бункер, откуда воздух откачивается вакуумным насосом. Под давлением собственного веса оно поступает в модуль загрузки термопластавтомата, литьевой машины или экструдера.

Управление процессом загрузки осуществляется через автоматический блок управления. Выходящий из агрегата воздух очищается, проходя через воздушные фильтры.

Рис.5. Вакуумный загрузчик.

4. Холодильный агрегат

Предназначен для охлаждения готовых изделий при многосерийном производстве в термопластавтоматах.

Сокращает производственный цикл изготовления пластмассовых отливок из расплавленного сырья.

Автоматическая система управления обеспечивает точные температурные параметры.

Рис.6. Холодильный агрегат.

Домашнее литье пластика

Литье пластиковых изделий в домашних условиях применяется для изготовления ограниченных партий мелких изделий: сувениров, игрушек, посуды, всевозможных крышек или колпачков.

Для заливки полимерных материалов применяются силиконовые формы.

1. Оборудование для мелкосерийного литья

Малые партии товаров изготавливаются на настольных станках, легко размещающихся на малых площадях.

Для изготовления деталей на мини-станках необходимы пресс-формы и пластиковое сырье.

2. Самостоятельное изготовление пресс-форм из силикона

Пресс формы для пластиковых деталей можно изготовить из силикона в домашних условиях. Для этого потребуется прототип заданного изделия или мастер-модель, которая печатается на 3D принтере, или создается на станке ЧПУ. Готовая модель покрывается лаком и шлифуется до идеальной гладкости.

Мастер-модель устанавливается в опалубку, для создания половины формы. Объем заливается силиконом с отвердителем и помещается в камеру дегазации для удаления пузырьков. Сушатся силиконовые заливки в течение 6-8 часов, после чего модель вынимается из силикона.

Таким же образом создается вторая половина формы.

Рис. 7. Силиконовая форма разрезная.

Две половинки пресс-формы соединяются с помощью скотча, скоб или резинок, в них заливается жидкий двухкомпонентный полимер.

Для ускорения процесса сушки емкость с силиконом лучше подогреть, поместив в духовой шкаф с температурой 35-40°С.

При изготовлении сувенирной и брендовой продукции используются односторонние формы. Для их создания модель помещается в емкость из пластика, металла или оргстекла и заливается силиконом.

Рис. 8. Силиконовая форма односторонняя.

Пресс-формы из силикона четко копируют модель, заполняя все выемки и впадины.

Основные виды силикона для изготовления пресс-форм

По техническим параметром подходят составы:

1. Sorta Clear, с показателями твердости 18, 37, 40. Полупрозрачный материал, используемый для создания сложных разрезных форм.
2. Mold Star, твердостью 15,16,30. Двухкомпонентный пластичный состав, подходящий для изготовления тончайших деталей, отлично застывающий при температуре 18-22°С.
3. Rebound 25, 40. Двухкомпонентный состав. Наносится послойно на подготовленную модель с помощью кисти.

Все материалы могут использоваться с ускорителями застывания и пластификаторами.

Основные характеристики двухкомпонентных пластиков

В жидком виде двухкомпонентные пластики используются при изготовлении небольших серий пластмассовых изделий.

Составы могут различаться по цвету, фактуре, плотности и твердости готовых изделий.

Процесс полимеризации начинается после смешивания компонентов. Полную прочность изделие набирает через 10-15 минут.

Технология литья в силиконовые формы

Для литья деталей используется жидкий пластик, не требующий дополнительного разогрева.

Силиконовые формы очищаются от возможных загрязнений, две половинки соединяются и скрепляются между собой скотчем, резинками, скобами и прочими подручными материалами.

Компоненты разводятся в емкости, при необходимости добавляются красители.

Через литники в форму подается двухкомпонентный раствор тонкой струйкой.

После застывания готовые изделия извлекаются.

Метод подходит для создания небольших партий деталей.

Технология литья с использованием ручного станка

Ручные станки используются в домашних условиях, лабораториях, СТО или нанебольших предприятиях. Они не требуют много места и могут размещаться на обычном столе.

Литье выполняется в следующем порядке:

Как формовать пластмассовые детали в домашних условиях

Литье под давлением является повсеместным производственным процессом — фактически, большинство пластиковых изделий в мире сегодня производится методом литья под давлением. Несмотря на то, что это идеальная технология для крупномасштабного производства, традиционные металлические формы, изготовленные на станках с ЧПУ, имеют непомерно высокую стоимость и длительное время выполнения заказа для мелкосерийного производства.

Для прототипирования и мелкосерийного производства (приблизительно 10–1000 деталей) 3D-печатные формы для литья под давлением представляют собой экономичное решение с минимальными затратами времени и средств. Они также обеспечивают более гибкий производственный подход, позволяя инженерам и конструкторам тестировать конструкции пресс-форм, легко модифицировать их, а затем продолжать дорабатывать свои конструкции гораздо быстрее, при этом обходясь на несколько порядков дешевле, чем традиционная обработка с ЧПУ.

Создание пользовательских форм с использованием стереолитографического (SLA) 3D-принтера, такого как Form 3+, является простым и удобным, позволяя вам использовать преимущества как 3D-печати, так и традиционных методов литья.

В этом руководстве мы познакомим вас с процессом литья под давлением своими руками и поделимся всеми инструментами и советами, необходимыми для использования литья пластмасс под давлением в домашних условиях с использованием 3D-печатных форм.

Для получения подробных руководств, рекомендаций по проектированию и практических примеров загрузите нашу техническую документацию.

Информационный документ

Загрузите наш технический документ с рекомендациями по использованию 3D-печатных форм в процессе литья под давлением для снижения затрат и времени выполнения заказов, а также ознакомьтесь с реальными примерами использования приложений Braskem, Holimaker и Novus.

Прочтите информационный документ

Создание установки для литья пластмасс своими руками требует определенных инвестиций. Требуются деньги и время, чтобы приобрести нужное оборудование и освоить его использование. Тем не менее, эти затраты во многих случаях все еще ниже, чем стоимость одной металлической формы, поэтому возможная экономия времени и средств после запуска и запуска легко компенсирует первоначальные усилия.

3D-принтер Form 3 SLA рядом с настольной машиной для литья под давлением Holipress.

Вот что вам нужно для начала:

• Высокопроизводительный настольный 3D-принтер SLA, такой как Formlabs Form 3+. Form 3+ может производить точные формы с четкими характеристиками и гладкой поверхностью, что позволяет получать высококачественные готовые формованные детали. Помимо литья пластмасс своими руками, 3D-принтер SLA также является ценным активом для прототипирования и других приложений на протяжении всей разработки продукта.

• Материал для 3D-печати, способный выдерживать температуру и давление на пресс-форму в процессе литья под давлением. Мы рекомендуем следующие материалы для 3D-принтеров Formlabs SLA:

  .

  • Rigid 10K Resin — это промышленный материал с высоким содержанием стекла, который представляет собой решение, подходящее для самых разных геометрических форм и процессов литья под давлением. Он имеет HDT 218 ° C при 0,45 МПа и модуль упругости при растяжении 10 000 МПа, что делает его прочным, чрезвычайно жестким и термически стабильным.

  • Высокотемпературная смола

    имеет температуру деформации 238 °C при 0,45 МПа, что подходит для литья под давлением. Этот материал более хрупок, но рекомендуется для материалов с высокой температурой формования и для сокращения времени охлаждения.

  • Смола

    Grey Pro имеет более низкую теплопроводность, чем смола High Temp или Rigid Resin, что приводит к более длительному времени охлаждения, но она мягче и может изнашиваться в течение сотен циклов.

• Настольная машина для литья под давлением, такая как Galomb Model-B100 или Holipress. На рынке есть несколько настольных формовочных машин, которые различаются по стоимости. Многие недорогие формовочные машины используют плунжер с ручным приводом, в то время как в некоторых более дорогих устройствах используется винтовая или пневматическая система. Некоторые из наших клиентов также рекомендовали системы от Minijector, Morgan, APSX или Micromolder. Настольные автоматизированные формовочные машины, такие как линейка продуктов Babyplast, являются хорошей альтернативой для массового производства мелких деталей.

• Пластиковые гранулы на ваш выбор

• Программный инструмент САПР по вашему выбору для проектирования вкладыша пресс-формы, такой как Blender, который вы можете скачать бесплатно.

Перед покупкой тщательно оцените машину для литья под давлением в соответствии с вашими производственными требованиями. Для крупных деталей по-прежнему будут необходимы промышленные процессы. Этот метод литья под давлением «сделай сам» лучше всего оптимизирован для производства небольших деталей в небольших объемах.

Форма, напечатанная на 3D-принтере Formlabs, и инкапсулированный компонент, изготовленные с использованием этого процесса литья под давлением «сделай сам».

Веб-семинар

На этом веб-семинаре мы покажем вам, как использовать стереолитографические (SLA) 3D-печатные формы в процессе литья под давлением, чтобы снизить затраты, сократить время выполнения заказа и вывести на рынок более качественную продукцию.

Посмотреть веб-семинар

Во-первых, выберите программу САПР по вашему выбору, чтобы спроектировать вкладыш пресс-формы. Мы будем использовать Blender с открытым исходным кодом, но рабочий процесс должен быть примерно таким же, как и в любом другом программном обеспечении САПР.

Загрузите файлы дизайна пустой вставки пресс-формы — вы будете использовать их для создания проекта пресс-формы для литья под давлением. Конструкции также можно легко масштабировать для соответствия большинству машин для литья под давлением и рам пресс-форм. В качестве альтернативы вы также можете спроектировать собственную вставку формы для использования схем полостей рам мастер-формы.

Импортируйте обе половины литейной формы и 3D-дизайн, который вы хотите создать, в свой инструмент САПР.

В Blender используйте значок глаза в обозревателе сцен, чтобы отключить одну половину формы. Как только ваше рабочее пространство настроено по вашему вкусу, установите для обеих половин формы тип рисования «провод» в меню «Объект», как на изображении ниже.

Теперь вы можете расположить форму. Убедитесь, что объект полностью пересекается с входным отверстием для расплавленного пластика во время процесса литья под давлением. Используйте орфографический режим, активируемый через «переключить перспективу/орто», чтобы сделать это более простым.

Отключите видимость текущего стержня пресс-формы и включите другую сторону. Повторите процесс, чтобы убедиться, что объект полностью пересекается с входным отверстием другой половины сердцевины пресс-формы. Когда ваш объект выровнен, вы готовы вычесть площадь двух пересекающихся объектов с помощью функции «логической разницы» в Blender.

Выберите первую половину вашего объекта и выберите логическую опцию в меню модификаторов. Выберите объект, который вы вырезаете, и убедитесь, что выбрана операция «разница». Примените оператор и сделайте то же самое для другой стороны. Это должно выглядеть примерно так, как на изображении ниже. Если вы застряли здесь, это руководство по добавлению взаимосвязанных компонентов в проект может быть полезным.

Теперь ваша форма готова к печати. Экспортируйте каждую половину, установив флажок «Только выбор» в экспортере Blender.

Для 3D-печати формы необходимо выбрать материал, способный выдерживать температуру и давление на форму в процессе литья под давлением.

Основываясь на внутренних испытаниях и тематических исследованиях с нашими клиентами, мы предлагаем выбрать смолу для 3D-печати на основе критериев из таблицы ниже. Три звезды означают, что смола очень эффективна, одна звезда — менее эффективна.

Настройка печати занимает всего несколько секунд в PreForm, программном обеспечении для подготовки к печати для 3D-принтеров Formlabs. Если для вашего проекта пресс-формы требуются опорные конструкции для печати, обязательно сориентируйте половинки пресс-формы в PreForm так, чтобы полость была обращена вверх. Это упростит постобработку и обеспечит высокое качество поверхности ваших формованных деталей.

В зависимости от геометрии и размера несколько форм могут быть напечатаны одновременно на платформе сборки для повышения эффективности печати.

Теперь, когда вы спроектировали и напечатали форму на 3D-принтере, вы можете формовать детали на своей настольной машине для литья пластмасс под давлением.

У вас есть широкий выбор материалов для литья под давлением. Formlabs и наши клиенты протестировали следующие материалы с помощью 3D-печатных форм для литья под давлением:

• LDPE
• ПП
• ПА
• ПЭ
• ТПЭ
• ТПУ
• ПЛА
• АБС
• АСА
• ПЭВП
• Ева
• ПС
• ПОМ

Рассмотрите желаемые свойства вашего объекта и возможности вашей машины для литья под давлением, прежде чем сделать свой выбор. Оттуда просто следуйте специальным инструкциям на вашей машине для литья под давлением, чтобы быстро и эффективно производить ваши детали.

В зависимости от впрыснутого материала прилипание детали к форме может привести к повреждению формы во время извлечения, особенно при использовании гибких материалов, таких как ТПУ или ТЭП. Использование смазки для пресс-формы является хорошим решением, помогающим отделить деталь от формы. Силиконовые разделители для форм совместимы со смолами Formlabs Grey Pro Resin, High Temp Resin и Rigid 10K Resin.

Если у вас есть дополнительные вопросы о рабочем процессе, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей часто задаваемых вопросов: литье под давлением с помощью 3D-печатных форм.

При проектировании пресс-формы подумайте, что будет успешно напечатано в 3D, а также что будет успешно отлито.

Точный подход к литью под давлением своими руками зависит от желаемого дизайна и объема, но эти советы и рекомендации помогут повысить вероятность успеха.

• Чтобы уменьшить видимость линий печати на готовой детали, напечатайте форму с меньшей высотой слоя (50 или 25 микрон на слой вместо 100 по умолчанию). Обратите внимание, что это увеличивает время печати.

• Добавление уклона от двух до пяти градусов на поверхности, перпендикулярные направлению натяжения, позволит легче снимать деталь и сведет к минимуму разрушение пресс-формы.

• Вы можете отполировать поверхности с разделенными плоскостями мелкозернистой наждачной бумагой, чтобы уменьшить заусенцы.

• Рассмотрите возможность использования водяной бани для более быстрого охлаждения детали и уменьшения деформации.

• Тисненые и гравированные детали должны быть смещены от поверхности не менее чем на 1 мм.

• При проектировании алюминиевой рамы пресс-формы добавьте 0,125 мм дополнительной толщины к задней части пластин пресс-формы, чтобы учесть силы сжатия и обеспечить полное уплотнение.

Чтобы ознакомиться с полным рабочим процессом и другими рекомендациями, загрузите нашу техническую документацию.

Белая книга

Заинтересованы в других областях применения 3D-печатных форм? Загрузите наш информационный документ, который также охватывает термоформование и литье с использованием эластомеров.

Загрузить информационный документ

Разговоры о 3D-печати и литье под давлением часто противоречивы, но это не всегда вопрос противопоставления одного и другого. За счет прямой 3D-печати деталей или использования 3D-печатных форм для литья под давлением для прототипирования и мелкосерийного производства вы можете использовать преимущества обеих технологий. Это сделает ваш производственный процесс более эффективным с точки зрения затрат времени и средств и позволит вам быстрее выводить продукцию на рынок.

Хотите узнать больше о литье под давлением с помощью 3D-печатных форм? Загрузите наш информационный документ, чтобы получить подробные рекомендации по использованию 3D-печатных форм в процессе литья под давлением, и посмотрите реальные примеры использования приложений Braskem, Holimaker и Novus.

Загрузить информационный документ

Полное руководство по литью и литью из смолы своими руками | Джейкон Системс | Jaycon Systems

Вам когда-нибудь понадобились запасные пластиковые детали или вам нужно заменить сломанную или изношенную деталь, например пластиковую крышку или выключатель дверного звонка? Вы когда-нибудь хотели сделать несколько моделей любимой модели, например детали автомобиля, или заменить что-то из пенопласта/глины на пластиковый компонент? Все это можно сделать с помощью литья смолы, то есть сделать форму желаемого предмета, а затем залить в эту форму пластиковую смолу.

Хотя об этом легче писать, в реальной жизни это занимает немного больше времени, и процесс состоит из множества шагов. Желаемый предмет должен быть подготовлен для формы, форма и смола для детали должны быть залиты, а окончательная деталь должна быть очищена для достижения наилучших результатов.

Следующие предметы необходимы для изготовления пластмассовой детали:

• Формируемый предмет (в данном случае пластиковая часть держателя телефона)
• Пластилин для лепки
• A Силиконовый каучук (здесь используется соотношение смешивания 1:1)
• Чашки для смешивания (различные размеры помогают)
• Желаемая литейная смола (здесь используется соотношение смешивания 1:1)
• Разделитель формы
• Палочки
• Blade Blade
• Резиновые полосы
• Tweezers
• DIPBOARD
• КАСКАЯ ЛЮБОВЬ
• Маленькие кисти для красок
• Rolling Pin0047
  

  Подготовка предмета:

  Предметом может быть что угодно: от уже существующей пластиковой детали до куска пенопласта, которому вырезали и придали форму, чтобы сделать нестандартный предмет для косплея (или даже распечатанную на 3D-принтере деталь, которую вы хотели бы сделать больше). Независимо от происхождения предмета, все они готовятся одинаково. Первый шаг — подготовить кусок глины; этот кусок глины должен быть немного больше, чем предмет, который нужно отлить, сохраняя при этом толщину около 0,5 дюйма. Лучше начинать с большего количества глины, чем нужно, чем с недостатком. Глина должна быть замешана, чтобы предотвратить любые дефекты на поверхности глины. Замешивание также нагревает глину, облегчая работу с ней. После замеса скатайте глину в шар. Поместите шарик глины на гладкую чистую поверхность и с помощью скалки расплющите его. Не следует пытаться разровнять всю глину сразу; это нужно делать понемногу. Каждый раз при использовании скалки глину следует переворачивать и поворачивать примерно на ¼ оборота для более равномерного распределения. Когда глина приблизится к желаемой толщине, используйте несколько палочек от эскимо, сложенных стопкой с каждой стороны глины, чтобы позволить скалке получить идеально гладкую и ровную поверхность.

  Поместите пластилин, похожий на блин, на кусок ДСП. Поместите предмет для лепки в середину глины. Деталь, возможно, придется немного утопить в глине; если это так, удалите немного глины из середины, чтобы это произошло. Другие части, подобные той, что показана здесь, могут просто лежать на поверхности глины. После того, как деталь установлена, разгладьте глину до края детали, соединив глину и деталь. Это предотвратит попадание силикона под деталь. Возьмите предмет с небольшим наконечником, например, заднюю часть маленькой кисти или тупой карандаш, чтобы сделать небольшие отверстия для ключей близко к детали. Повторите это с объектом большего диаметра вокруг и снаружи меньших замочных отверстий. Эти ключевые отверстия позволяют двум половинам формы правильно выровняться и не скользить или двигаться во время процесса отверждения детали.

  Чтобы сделать коробку для формы, измерьте длину и ширину детали в глине. Добавьте 1 дюйм к измерению. Это даст 0,5-дюймовую границу по всему периметру. Отрежьте полосу пенокартона нужной толщины; эта толщина должна быть как минимум в два раза больше высоты торчащей из глины части, но не слишком высокой. Полоса пенопласта должна быть размечена в соответствии с размерами необходимой границы. Чередуйте измерения, то есть 3 дюйма, затем 4,5 дюйма, затем 3 дюйма и снова 4,5 дюйма. По этим отметкам сделайте надрезы на одной стороне пенопласта. Этот надрез или надрез не должны проходить через доску. Это позволит согнуть доску по этим отметкам. Склейте концы вместе, чтобы получилась четырехсторонняя коробка.

  Затем поместите эту коробку вокруг детали в глине, прикладывая достаточное усилие, чтобы сделать углубление или отметку в глине. Снимите коробку и разрежьте глину по оставленным отметкам. Как только глина будет нарезана по размеру, снова поместите коробку вокруг детали, а теперь и вокруг вырезанной глины. Если все сделано правильно, глина должна плотно прилегать к коробке. Теперь коробку нужно закрепить глиной снаружи. Возьмите кусок глины и раскатайте его в длинный кусок, оберните глиной основание коробки и пригладьте глину к стенкам коробки и ДСП.

  Закрепив коробку, пригладьте глину к внутренней части коробки, как это было сделано при приглаживании глины к детали, не допуская попадания силикона между глиной и коробкой. В зависимости от ориентации и дизайна предмета может быть идеальным добавить литник (горлышко для выливания) и вентиляционные отверстия (для выхода воздуха из формы) сейчас или с другой стороны предмета. Сторона, на которой они лучше всего, решает пользователь. Имейте в виду, что место, где они размещены, будет иметь отметку и должно быть очищено или отшлифовано для удаления. Чтобы сделать литник, возьмите конический предмет (здесь используется тупой конец карандаша) и приклейте к месту, где пластиковая смола входит в деталь. Вентиляционные отверстия размещаются где угодно. Существует опасность образования пузырьков, которые будут препятствовать затеканию пластиковой смолы на место. Отверстия для воздуха могут быть любыми: от зубочисток до проволоки и соломинок для кофе. Они также приклеиваются в нужных местах. Подождите, пока клей высохнет, прежде чем продолжить.

  Заливка формы:

  Теперь, когда изделие полностью подготовлено, оцените или измерьте, какой объем потребуется для первой половины заливки. Убедитесь, что толщина заливки составляет не менее полдюйма от самой высокой точки детали, но будьте осторожны, чтобы не закрыть верхнюю часть литника или вентиляционные отверстия, если они полностью покрыты силиконом, отверстия можно разрезать после этой половины. форма полностью высохла. Смешайте необходимое количество силиконового материала (здесь мы смешали 1:1, что означает, что половина объема — часть А, а другая половина — часть В) и тщательно перемешайте. Налейте небольшое количество силикона на деталь, ровно столько, чтобы покрыть деталь, а затем возьмите маленькую кисть и «нанесите» силикон на деталь. Это должно удалить любые пузырьки на поверхности детали. Продолжайте заливать силикон в коробку. Если лить издалека, кремний образует тонкую струйку, заставляя удаляться любые крупные пузырьки. Дайте силикону впитаться и высохнуть в течение необходимого времени (указанного на упаковке купленного материала).

  Теперь, когда силикон высох, удалите пластилин, которым коробка крепится к ДСП. Переверните коробку — она может немного сопротивляться из-за прилипшей к ДСП глины — и аккуратно удалите пластилин, который когда-то был дном. Будьте осторожны, чтобы не удалить и не потревожить деталь при удалении глины. Очистите часть глины от части, которая могла быть оставлена, не перемещая часть. Если литник и вентиляционные отверстия не были установлены при первой заливке, самое время сделать это с этой стороны.

  Используйте смазку для пресс-формы, чтобы покрыть открытый силикон. Это предотвращает слияние новой заливки силикона с текущей заливкой. Здесь используется жидкая смазка для форм. Если на деталь попала смазка для пресс-формы, осторожно протрите или очистите ее. Можно использовать несколько слоев смазки для форм.

  Это не обязательно, но может помочь сохранить устойчивость коробки при заливке; коробку можно снова прикрепить к ДСП с помощью пластилина, но стороной, с которой был удален пластилин, вверх. Как и раньше, оцените или измерьте необходимое количество силиконового материала и действуйте, как прежде. Как только вторая половина формы затвердеет, удалите всю глину, которая может фиксировать коробку, и извлеките коробку из формы. Если было использовано достаточно смазки для формы, половинки формы должны легко разделиться. Аккуратно извлеките деталь из формы, обращая внимание на компоненты литника и вентиляционного отверстия. Теперь сама форма готова для отливки детали.

  Отливка детали:

  Соедините две половинки формы вместе, совместив ключи, которые были сделаны в половинках формы. Закрепите одной или несколькими резинками, стараясь не затягивать их слишком сильно. Две половинки нужно просто скрепить вместе; не сжимайте и не деформируйте форму. Поместите сторону с литником и воздушными отверстиями вверх. Основываясь на отформованной детали, оцените или измерьте количество пластиковой смолы, которую необходимо смешать (здесь смола в пропорции 1:1). Если требуется определенный цвет, добавьте в смесь краситель. Медленно залейте смесь в литник. Медленная заливка необходима, чтобы дать время воздуху выйти из формы.

  После заливки слегка постучите по форме, чтобы удалить пузырьки, которые могут застрять, налейте еще немного смеси, если уровень литника падает из-за выпуска воздуха. Дайте смоле затвердеть в течение времени, установленного производителем. Снимите резиновые ленты и медленно разделите половинки формы, стараясь не сломать литую часть при извлечении литника и литника из формы. Если сегменты формы не были полностью заполнены пластиковой смолой, то либо был захвачен воздух, либо форма была сжата слишком сильно. Попробуйте еще раз с легким удержанием резинкой и большим количеством постукиваний.

  Очистка детали:

  На готовой детали будут заусенцы (излишки материала на швах формы), линии деталей, литники и воздушные отверстия по всей детали. Литники и вентиляционные отверстия можно вырезать или аккуратно выломать. Там, где они были соединены с деталью, будет отметка, их можно сгладить легким шлифованием. Заусенец можно срезать лезвием бритвы, а также отшлифовать до гладкости.