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.