Как выбрать силикон для литья: подробное техническое руководство

Как выбрать силикон для литья: подробное техническое руководство

Краткое содержание:

1. На какой основе выбрать силикон? — Сравнение силиконов на олове и платине, их плюсы, минусы и области применения.

2. Какой твердости выбрать силикон? — Руководство по выбору жесткости (от 0 до 50 Shore A) для разных типов форм.

3. Ингибирование платинового силикона и методы борьбы — Что делать, если силикон не застывает, и как этого избежать.

1. На какой основе выбрать силикон?

Первый и самый важный выбор — между двумя типами катализаторов отверждения.

1.1. Силикон на основе олова

Это классический и доступный вариант, с которым проще всего начать работу.

• Как работает: Состоит из двух компонентов — основы и отвердителя. Их нужно тщательно смешать, после чего смесь постепенно застывает.

• Главный плюс:

o Устойчивость к ингибированию. Он не боится контакта с многими материалами (например, с 3D-смолами, серой), что делает его менее «капризным» и предсказуемым в работе.

• Существенные минусы:

o Высокая усадка (может достигать 1% и более), что критично для точных моделей.

o Ограниченный срок службы формы: она быстрее теряет эластичность и разрушается по сравнению с платиновой.

o Деформация при неправильном хранении.

o Высокая вязкость: Густая консистенция плохо заполняет мелкие детали и удерживает пузырьки воздуха.

o Короткое «время жизни»: После смешивания и дегазации силикон может очень быстро начать густеть, и вы не успеете его залить.

o Низкая повторяемость: Партии силикона могут отличаться друг от друга довольно сильно, если в прошлый раз силикон был жидкий, то это не означает что он сейчас придет такой же, при аналогичной твердости.

• Важная особенность: Силиконы на олове сильно липнут к самим себе. При создании многокомпонентных форм необходимо тщательно наносить разделительный состав.

1.2. Силикон на основе платины

Это профессиональное решение, которое предлагает высокое качество, но требует аккуратности и понимания процесса.

• Как работает: Также двухкомпонентная система, но с платиновым катализатором. Процесс отверждения более точный.

• Главные плюсы:

o Низкая усадка (менее 0,1%), что обеспечивает высочайшую точность копирования.

o Потенциально более длительный срок службы формы.

o Часто имеют пищевой допуск.

o Возможность ускоренного отверждения при нагреве. Например, при 60-70°C форму можно рассформовывать уже через 1-2 часа.

o Менее вязкий по сравнению с оловянным силиконом.

• Главный минус:

o Склонность к ингибированию. Катализатор "отравляется" при контакте с некоторыми веществами, из-за чего силикон не застывает полностью или частично. Ингибиторы:

•  Сера (содержится в некоторых пластилинах и материалах для лепки).

•  Некоторые виды смол (полиэфирные, эпоксидные).

•  Сильно пахнущие вещества (бензин, спирты, растворители).

•  Силиконы на оловянной основе.

•  Фотополимерные смолы для 3D-печати.

o Всегда делайте тестовую заливку на вашу модель!

• Важная особенность: Платиновые силиконы не липнут к самим себе. Заливка новой порции силикона на уже застывшую (старше 48 часов) не приведет к склеиванию.

2. Какой твердости выбрать силикон?

Твердость силикона измеряется в единицах Шора (Shore A) и напрямую влияет на то, насколько форму можно будет деформировать для извлечения отливки.

• Shore 30-50A (Средняя и высокая твердость)

o Для чего: Простые формы, где для извлечения детали не требуется сильной деформации стенок (например, плоские рельефы, плитка, простые фигурки).

• Shore 10-25A (Мягкий и очень мягкий)

o Для чего: Идеальны для выворачивающихся форм (перчаточные формы). Подходят для изготовления ваз, подсвечников, статуэток без сложных поднутрений.

• Shore 0-10A (Сверхмягкий)

o Для чего: Создание сложных выворачивающихся форм для объектов, у которых площадь сечения увеличивается с высотой (например, скульптуры с широкими плечами). Такая форма сильно растягивается, чтобы "обойти" препятствие.

Важные нюансы при выборе твердости:

1. Толщина стенки: Даже самый мягкий силикон не вывернется, если стенка формы будет слишком толстой. Подбирайте толщину экспериментально.

2. Вязкость: Чем тверже силикон, тем выше его вязкость в жидком состоянии.

o 10 Shore течет, как вода, и легко заполняет мельчайшие детали.

o 50 Shore течет, как густое варенье, соответственно пузыри воздуха будут хуже выходить.

o Силиконы на олове в среднем имеют более высокую вязкость, чем платиновые аналогичной твердости.

3. Ингибирование платинового силикона: что это и как с ним бороться?

Ингибирование — это частичное или полное отсутствие отверждения силикона из-за контакта с веществами, "отравляющими" платиновый катализатор.

Основные причины ингибирования:

• Вещества-ингибиторы: Всегда сверяйтесь с инструкцией, но чаще всего это: сера, спирты, алкидные лаки, натуральный латекс, полиэфирные и эпоксидные смолы, аминосодержащие вещества, силикон на оловянном катализаторе.

• Фотополимерные смолы для 3D-печати — одна из самых частых причин.

Другие причины:

• Плохое перемешивание: Используйте емкости с плоским дном и тщательно выскабливайте стенки и дно.

• Низкая температура: В холодном помещении силикон может отверждаться очень медленно или не полностью.

Методы борьбы с ингибированием (на примере мастер-моделей из стандартной фотополимерной смолы):

1. Изоляция поверхности.

• Техпроцесс: Тщательное мытье модели в изопропиловом спирте → качественная дозасветка УФ-лампой → мытье с моющим средством для удаления остатков спирта → прогрев в сушильной камере при 50°C в течение 4-5 часов для испарения остаточных мономеров → покрытие автомобильным лаком из баллончика в 2-3 слоя.

• Эффективность: Очень хорошо работает в большинстве случаев.

• Недостатки:

o Потеря детализации: Лак может скрыть сверхмелкие детали.

o Труднодоступные места: В глубоких и узких полостях лак может лечь неравномерно, и ингибирование проявится там.

2. Создание промежуточной формы (надежный  метод).

• Техпроцесс:

1. С мастер-модели из стандартной смолы изготавливается форма на оловянном силиконе (который не подвержен ингибированию).

2. В этой форме отливается копия мастер-модели из двух компонентного полиуретана.

3. С этой пластиковой копии уже изготавливается итоговая форма на платиновом силиконе.

• Эффективность: 100% решение проблемы. Полученная пластиковая модель химически нейтральна.

• Применение: Идеально для случаев, когда критически важна сохранность детализации, для серийного производства и когда нужна гарантия отсутствия ингибирования.

3. Печать специальными смолами

Теоретически самым простым решением проблемы ингибирования является использование специальных фотополимерных смол, совместимых с платиновыми силиконами. Однако на практике этот метод имеет существенные недостатки:

• Высокая стоимость: Специализированные смолы стоят в 3-4 раза дороже стандартных аналогов.

• Сложность работы: Такие материалы часто более капризны в настройках печати, что приводит к повышенному риску брака.

• Низкая скорость: Процесс печати обычно занимает больше времени по сравнению с обычными смолами.

Вывод: Несмотря на кажущееся удобство, использование специальных смол на данный момент не является рациональным решением из-за высокой стоимости, технологической сложности и низкой эффективности. Рекомендуется отдавать предпочтение методам изоляции поверхности или созданию промежуточных форм.

Всем тонкостям работы не научиться прочитав статью, так что экспериментируйте, спасибо за уделенное время.