Λάστιχο Σιλικόνης: Οι νέες εξελίξεις στην κατασκευή καλουπιών 1/7

Transcript

1 Προϊόντα υψηλής τεχνολογίας για τη βιομηχανία Λάστιχο Σιλικόνης: Οι νέες εξελίξεις στην κατασκευή καλουπιών Λόγω της μοναδικής χημικής σύστασης της σιλικόνης, το λάστιχο σιλικόνης που βουλκανίζεται σε θερμοκρασία δωματίου (RTV) είναι γενικότερα αναγνωρισμένο σαν το καλύτερης ποιότητας και πιο ευέλικτο υλικό για την κατασκευή καλουπιών. Εξαιτίας της αντοχής της στη θερμότητα, της εξαιρετικά μικρής συρρίκνωσης και της αντοχής της στη μεγάλη πλειοψηφία των οργανικών και ανόργανων υλικών, το λάστιχο σιλικόνης είναι μια ιδανική λύση για μια μεγάλη ποικιλία αναγκών χύτευσης. Πολυεστερικές ρητίνες, εποξειδικές ρητίνες, μέταλλα χαμηλής τήξεως (π.χ. καλάι), ακρυλικά, αφροί πολυουρεθάνης, τσιμέντο, κεριά και γύψοι, μπορούν όλα να διαμορφωθούν χρησιμοποιώντας καλούπια από λάστιχο σιλικόνης. H ποικιλία ειδών λάστιχων σιλικόνης της GE για τις εφαρμογές κατασκευής καλουπιών, προμηθεύονται σαν υγρά 2 συστατικών, για αυτό είναι εύκολα στη χρήση. Όταν τα δύο υγρά αναμιχθούν, το λάστιχο στερεοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου, χωρίς να απελευθερώνει θερμότητα, σχηματίζοντας ένα δυνατό, ελαστικό καλούπι. Τα πλεονεκτήματα των καλουπιών από λάστιχο σιλικόνης περιλαμβάνουν: Η τέλεια αποτύπωση των λεπτομερειών της επιφάνειας εξασφαλίζει την υψηλής ποιότητας αναπαραγωγή ακόμα και των πιο περίπλοκων κομματιών και αντικειμένων. Η αντοχή στη θερμότητα και στις χημικές ουσίες παρατείνουν τη ζωή του καλουπιού, ακόμα και όταν χρησιμοποιείται με διαβρωτικές ρητίνες που παράγουν υψηλές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης. Μικρή ή ακόμα και ανύπαρκτη συρρίκνωση του υλικού εξασφαλίζει μεγάλη σταθερότητα σε όλες τις διαστάσεις. Μεγάλη ελαστικότητα και μεγάλη αντοχή στο σκίσιμο κάνουν πιο εύκολο το ξεκαλούπωμα και μειώνουν τις ζημιές στα κομμάτια και στα καλούπια. Μια μεγάλη ποικιλία προϊόντων, διαφορετικών σκληροτήτων, ρευστοτήτων και καταλυτών, είναι διαθέσιμα για διάφορες εφαρμογές και σχεδιασμούς καλουπιών. Διάφανο υλικό, επιτρέπει το ακριβές κόψιμο του στερεοποιημένου λάστιχου και την εύκολη θέα της ροής του υλικού κατά τη διάρκεια του χυσίματος, σε όλα τα σημεία του καλουπιού. 1/7

2 Εύκαμπτες λύσεις για ένα πλατύ πεδίο εφαρμογών Εξαιτίας της ευελιξίας του, το λάστιχο σιλικόνης χρησιμοποιείται για μια εκτεταμένη ποικιλία λύσεων με καλούπι, σε μια πληθώρα βιομηχανικών δραστηριοτήτων. Αρχαιολογία και Παλαιολογία για παράδειγμα, η διατήρηση και η παραγωγή μοντέλων μωσαϊκών, αγαλμάτων και απολιθωμάτων. Τέχνες και χειροτεχνία, όπως αγάλματα, κεριά και διακοσμητικά κοσμήματα. Ακόμα η αναπαραγωγή νομισμάτων, σφραγίδων και μεταλλίων. Εφαρμογές σε αυτοκίνητο, αεροναυπηγική, όπως καλούπια για παραγωγή μερών από ημίσκληρο πολυουρεθανικό αφρό όπως ταμπλό, τιμονιού και καθισμάτων, παραγωγή προτοτύπων και διακοσμητικών. Κατασκευαστική & Διακοσμητική Βιομηχανία όπως καλούπια για γύψινα διακοσμητικά αντικείμενα, λουλούδια και αγαλματάκια ταβανιών, αναπαραγωγή μνημείων και η κατασκευή και η αναπαραγωγή πέτρινων μορφών. Κεραμικά αντικείμενα, για παράδειγμα στην κατασκευή κρυστάλλινων πιάτων, αγγειοπλαστικής, καθώς και διακοσμητικών για τζάκια. Εφαρμογές στην επιπλοποιία, περιλαμβάνουν διακοσμητικά τμήματα επίπλων. Χύσιμο μετάλλων, ιδίως κασσιτέρου και διακοσμητικών αντικειμένων. Κατασκευή πλαστικών, περιλαμβάνουν παραγωγή πρωτοτύπων, μικρής σειράς κομματιών και καλούπια αντιγραφής επιφανειών. Είδη Υγιεινής- για παράδειγμα καλούπια που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πορσελάνων και κεραμικών αντικειμένων όπως μπάνια και νιπτήρες. 2/7

3 Παπούτσια και δερμάτινα - ιδίως σε σχέση με ανάγλυφη αποτύπωση και αναπαραγωγή της υφής του δέρματος. Σε κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, το λάστιχο σιλικόνης παρέχει ένα πολύ καλό συνδυασμό ποιότητας αναπαραγωγής και ευκολίας στη χρήση. Συστήματα Πήξεως Τα λάστιχα σιλικόνης για την κατασκευή καλουπιών RTV διατίθενται σε δυο διαφορετικά συστήματα πήξεως που προσφέρουν μοναδικά πλεονεκτήματα. Condensation cure Μια μεγάλη ποικιλία καταλυτών είναι διαθέσιμη για διαφορετικούς τρόπους εφαρμογής και χρόνους πήξεως, που διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο και την ποσότητα του καταλύτη που χρησιμοποιείται. Οι σιλικόνες του τύπου αυτού μπορεί να χρησιμοποιηθούν με όλους του τύπους μοδέλων ή υλικών προς αντιγραφή. Το πήξιμο δεν επηρεάζεται με την επαφή της σιλικόνης με οποιοδήποτε υλικό. Addition Cure Οι σιλικόνες αυτές στερεοποιούνται με ανάμιξη ακριβούς αναλογίας ποσοτήτων από τα συστατικά Α και Β που πήζουν σε θερμοκρασία δωματίου. Ο χρόνος πήξεως είναι δυνατόν να ελαττωθεί με χρησιμοποίηση θέρμανσης. Κανένα παραπροϊόν δεν απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας στερεοποίησης και καμία συρρίκνωση δεν συμβαίνει κατά το πήξιμο της σιλικόνης. Το πήξιμο των addition cure RTV σιλικόνων μπορεί να επηρεασθεί από την επαφή με υλικά που περιέχουν οργανομεταλλικά άλατα, ενώσεις φωσφόρου κ.α.. Για τον λόγο αυτό συνιστάται ένα προκαταρκτικό τεστ. 3/7

4 Οδηγός για την κατασκευή καλουπιών Η κατασκευή καλουπιών είναι μια απλή σταδιακή διαδικασία, της οποίας τα πιο σημαντικά σημεία προσοχής είναι η αποφυγή υψηλών θερμοκρασιών (πάνω από 38 C), και όλες οι επιφάνειες και τα δοχεία ανάμιξης πρέπει να είναι καθαρά και στεγνά πριν τη χρήση. 1. Σχεδιασμός πρότυπου καλουπιού και προετοιμασία Ο σωστός σχεδιασμός και ετοιμασία του πρότυπου καλουπιού είναι το βασικότερο βήμα στην διαδικασία προετοιμασίας. Η ποιότητα του προτύπου πρέπει να ταιριάζει με τις απαιτήσεις του τελικού προϊόντος, γιατί το καλούπι από λάστιχο σιλικόνης θα αναπαράγει όλες τις λεπτομέρειες της επιφάνειας. Ως αποτέλεσμα, όλα τα ελαττώματα, γρατσουνιές ή ανεπιθύμητα στοιχεία πρέπει να απομακρύνονται από την επιφάνεια του προτύπου, η οποία πρέπει επίσης να είναι καθαρή, χωρίς σκόνη. Για πορώδη μοντέλα, είναι σημαντικό να γίνει μια δοκιμή σε ένα μικρό δείγμα της επιφάνειας, με το μίγμα της σιλικόνης, προκειμένου να βεβαιωθούμε ότι δεν υπάρχει πιθανότητα να επηρεασθεί το πρωτότυπο ή ο επηρεασμός στο πήξιμο της σιλικόνης. 2. Μέτρηση Ο ευκολότερος τρόπος να μετρηθεί ηποσότητα του βασικού υλικού που χρειάζεται για την εφαρμογή είναι το ζύγισμα. Στη συνέχεια ποσότητα από το βασικό υλικό, αρκετή για να φτιάξει το καλούπι ή τα καλούπια, χύνεται σε ένα καθαρό δοχείο, το οποίο είναι περίπου 4 φορές ο όγκος του υλικού, έτσι ώστε να υπάρχει χώρος για ανακάτεμα και εξαέρωση. 3. Πρόσθεση του καταλύτη Τα βασικά συστατικά και οι καταλύτες της GE Silicones προμηθεύονται σαν 2 υγρά συσκευασμένα σε ειδικά δοχεία. Ο καταλύτης προστίθεται στο βασικό συστατικό με μια αναλογία μίξης, όπως αυτή περιγράφεται στα έγγραφα με τα στοιχεία κάθε προϊόντος. Σε 4/7

5 κάθε περίπτωση, η αναλογία ανάμιξης πρέπει να καθορίζεται με το ζύγισμα των 2 συστατικών. 4. Ανάμιξη Το βασικό συστατικό και ο καταλύτης πρέπει να ανακατεύονται πολύ καλά με μια καθαρή, επίπεδη σπάτουλα μέχρι να δημιουργηθεί ένα ενιαίο μίγμα. Εάν χρησιμοποιηθεί ηλεκτρικό μίξερ, 2 κύκλοι των 20 δευτερολέπτων, είναι συνήθως αρκετοί για μια καλή ανάμιξη. Και στις δυο περιπτώσεις, υλικό που ανεβαίνει στα πλάγια και αυτό που μένει στον πάτο του δοχείου πρέπει να προωθείται μέσα στο μίγμα στο ενδιάμεσο των κύκλων ανάμιξης. 5. Εκκένωση/ Εξαέρωση Ο αέρας που παγιδεύεται κατά τη διάρκεια του κύκλου ανάμιξης πρέπει να απομακρύνεται για να αποφευχθεί η δημιουργία φυσαλίδων στο καλούπι από λάστιχο σιλικόνης. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας το δοχείο σε μια κατάλληλη συσκευή κενού. Στη συνέχεια προκαλώντας κενό, το μίγμα φούσκωνε περίπου 4 φορές του αρχικού του όγκου. Με κενό 25 mm, η εξαέρωση ολοκληρώνεται 2 περίπου λεπτά αφού σταματήσει το φούσκωμα. 6. Χύσιμο Το μίγμα της σιλικόνης πρέπει να χύνεται από όσο πιο κοντά γίνεται στο πρωτότυπο και προς μια κατεύθυνση για να αποφευχθεί η παγίδευση αέρα. Εάν το πρωτότυπο είναι πολύπλοκο, το υλικό πρέπει να περνιέται με πινέλο σε ολόκληρη την επιφάνεια και στη συνέχεια να του επιτραπεί να κατακάτσει για περίπου 5 λεπτά, έτσι ώστε να ανεβούν οι φυσαλίδες αέρα στην επιφάνεια. Οι φυσαλίδες μπορούν να σπάσουν είτε με πιεσμένο αέρα, ή με μια σπάτουλα. Το υπόλοιπο μίγμα μπορεί μετά να χυθεί εντός του πλαισίου. 5/7

6 7. Στερεοποίηση Τα λάστιχα σιλικόνης μπορούν να χωριστούν σε δυο διαφορετικούς τύπους condesation curing και addition curing. Ο τύπος condesation curing στερεοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου ανεξαρτήτως πάχους. Ο τύπος addition curing στερεοποιείται μέσα σε 24 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά η στερεοποίηση μπορεί να επιταχυνθεί μέσο της θέρμανσης. (Βλέπε τα επιμέρους φυλλάδια κάθε υλικού για θερμοκρασίες και χρόνους στερεοποίησης.) 8. Ξεκαλούπωμα Για να αποκολληθεί το στερεοποιημένο λάστιχο σιλικόνης από το πρωτότυπο, όλα τα αντικείμενα στήριξης απομακρύνονται και οι άκρες του καλουπιού τραβιούνται με αργές, συνεχείς κινήσεις. Για να μη σκιστεί το καλούπι οι απότομες και γρήγορες κινήσεις πρέπει να αποφεύγονται και δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται αιχμηρά αντικείμενα για την αποκόλληση του καλουπιού από το πρωτότυπο. Αυτοματοποιημένη Παραγωγή Υπάρχουν μηχανήματα αυτοματοποίησης της παράγωγής, τα οποία αναλαμβάνουν τα στάδια του ζυγίσματος, της ανάμιξης της εξαέρωσης και του χυσίματος. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την παραγωγή μεγάλου αριθμού καλουπιών από λάστιχο σιλικόνης Τύποι καλουπιών και οι εφαρμογές τους Οι δυο πιο συνηθισμένοι τύποι καλουπιών σιλικόνης είναι:-καλούπια με μορφή μπλοκ -καλούπια με επικάλυψη Καλούπια Μπλοκ Τα καλούπια αυτά κατασκευάζονται σχηματίζοντας ένα πλαίσιο στήριξης του καλουπιού, γύρω από το πρωτότυπο και στη συνέχεια χύνοντας το RTV λάστιχο σιλικόνης έτσι ώστε να καλύψει το πρωτότυπο και να γεμίσει το πλαίσιο στήριξης του καλουπιού. Μετά τη στερεοποίηση και την απομάκρυνση του πρωτότυπου, το καλούπι χρησιμοποιείται για χύτευση. Καλούπια με επικάλυψη Τα καλούπια αυτά μπορούν να κατασκευαστούν με δύο διαφορετικούς τρόπους- με χύτευση ή με εφαρμογή της σιλικόνης με πινέλο. Το καλούπι με χύτευση παράγεται δια της επικάλυψης του μοδέλου με πηλό. Στη συνέχεια ο χώρος μεταξύ πηλού και και πλαισίου γεμίζεται με γύψο.το διαιρούμενο καλούπι ανοίγει και απομακρύνεται ο πηλός. Έπειτα στο κενό ανάμεσα στο μοδέλο και το γύψο χύνεται σιλικόνη. Στη δεύτερη περίπτωση καλουπιού επικάλυψης, η σιλικόνη εφαρμόζεται επάνω στο μοδέλο με πινέλο και πολλές φορές με την ενίσχυση με ύφασμα για να προσθέσει επιπλέον αντοχή. Με αυτή τη μέθοδο ο χρόνος παραγωγής μπορεί να επιταχυνθεί εάν χρησιμοποιηθεί ο γρήγορος καταλύτης. 6/7

7 Παρακάτω είναι οι πιο κοινοί τύποι καλουπιών που χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία. Διαφορετικοί τεχνίτες χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές για να παράγουν καλούπια. Καλούπι μπλοκ ενός κομματιού 1.Φτιάξτε ένα κουτί ή πλαίσιο στήριξης γύρω από το πρωτότυπο. 2.Χύστε μέσα την αναμιγμένη σιλικόνη έτσι ώστε να καλυφθεί το πρωτότυπο και να γεμίσει το κουτί. 3. Αφήστε το υλικό να στερεοποιηθεί, απομακρύνετε τη βάση της στήριξης του καλουπιού και βγάλτε έξω το πρωτότυπο. Αυτό θα αφήσει ένα ακριβές αρνητικό αντίγραφο του πρωτότυπου στο καλούπι. 4. Χύστε μέσα στο καλούπι το υλικό χύτευσης για να φτιάξετε αντίγραφα του μοντέλου. Καλούπια μπλοκ διαιρούμενο 1.Τοποθετήστε το μοδέλο εντός του πλαισίουκαι καλύψτε το μέχρι τη μέση με πλαστελίνη (μη περιέχουσα θειάφι ή πηλό. Γεμίστε το υπόλοιπο του πλαισίου με σιλικόνη. 2.Μετά τη στερεοποίηση της σιλικόνης γυρίστε το πλαίσιο ανάποδα. Αφαιρέστε την πλαστελίνη ή πηλό. Επικαλύψτε με αποκολλητικό γεμίστε το πλαίσιο με σιλικόνη. 3.Μετά τη στερεοποιήση της δεύτερης σιλικόνης, αφαιρέστε το πλαίσιο, κάνετε τρύπα στη σιλικόνη και χύσετε μέσα το υλικό κατασκευής αντιγράφων. Skin mould (Καλούπι με επικάλυψη) 1. Εφαρμόστε ένα ομοιόμορφο στρώμα παχύρρευστης σιλικόνης με σπάτουλα ή βούρτσα πιέζοντας να πάει μέσα σε όλες τις εσοχές. 2. Χύστε το ένα ήμισυ γύψου για την στήριξη της σιλικόνης. 3. Αφαιρέστε το διαχωριστικό, επικαλύψτε το τοίχωμα του γύψου με αποκολλητικό και χύστε το δεύτερο ήμισυ του γύψου 4. Αφαιρέστε το μοδέλο και χύστε εντός της κοιλότητας το υλικό για την παραγωγή αντιγράφων 7/7