изготовление силиконовых форм для литья своими руками
Литье форм из жидкого силикона в домашних условиях
В прошлый раз я описывал разработку набора для фокуса «Растворимая ложка», в котором фигурировала форма из силикона.
Сегодня подробно распишу сам процесс литья таких форм из жидкого силикона на основе платины. Предупреждаю, под катом много фото!
Материалы и оборудование
Двухкомпонентный жидкий силикон
Какой именно и где я покупал жидкий силикон описал в прошлый раз.
Форма для отливки силикона
Форму мне изготавливали на заказ из алюминия, но для простых и домашних задач ее можно сделать своими руками из гипса. Этот процесс я еще не описывал, так что будет тема для очередного поста.
Вот пример гипсовой формы, которую делали сами в самом начале: 
А это уже промышленная форма: 
Емкость для замешивания
Лучше использовать прозрачные емкости с мерными рисками. Но чтобы не портить тару я взял флакон из под шампуня и обрезал верхушку. А так как флакон не прозрачный, понадобились дополнительные стадии для определения уровня наполнения. Но это мелочи.
Палочка для перемешивания
Силикон состоит из двух компонентов которые нужно смешать вместе в равных пропорциях. Для перемешивания отлично подходят китайские палочки для еды, которые можно прихватить по дороге домой в любом фастфуде с роллами.
Воронка
Как правило, формы для отливки имеют небольшое отверстие для заливки в них силикона. Поэтому пригодится воронка, изготовить которую можно из глянцевой бумаги, сверху зафиксировав скотчем.
Перчатки
При работе использовал обычные латексные перчатки. Но подойдут любые, лишь бы в них было удобно.
Обезжириватель
Форму, куда будет заливаться силикон, нужно очистить и обезжирить. В первые разы я этого не сделал и на форме оказались небольшие рытвины от твердого мусора, а в паре мест силикон довольно сильно прилип к форме.
Для очистки я использовал очиститель, купленный на строительном рынке. Фотку его забыл сделать, к сожалению. Но можно спирт или WB использовать.
Что еще может пригодится
Восковая смазка
У поставщика силикона продается специальная восковая смазка в виде спрея. Ее наносят на форму перед заливкой и это гарантирует легкое извлечение готовой силиконовой детали из формы. Но я пока обошелся без нее.
Вакуумная камера
Можно еще использовать центробежную или вакуумную камеры, чтобы удалять пузырьки воздуха из силикона. Но для моей цели это было не так критично, да и пузырьков почти не оказалось.
Процесс изготовления
Установка по уровню
Так как мои формы для отливки имеют форм-фактор ванночки, то их нужно установить горизонтально при помощи уровня. После замера я подложил под низкий край картонки и все готово.
Определение объема формы
Для начала нужно понять сколько понадобится силикона для изготовления конкретной формы. Проще всего использовать воду.
Заполняем форму водой и выливаем ее из формы в мерный стаканчик. В моем случае объем составил 130 мл. Вторая форма почти так же. Итого получилось 260 мл.
Теперь про емкость для замешивания силикона. По сути, нужен мерный стаканчик с двумя метками 130 мл и 260 мл, чтобы по очереди залить два компонента силикона.
Я вышел из положения так: взял одну из двух китайских палочек, поместил ее в емкость и залил внутрь 130 мл воды. В том месте, где оказалась грань между сухой палочкой и мокрой, прочертил линию. Затем добавил в емкость еще 130 мл и прочертил вторую риску.
Приготовление силиконовой смеси
Для приготовления силиконовой смеси нужно смешать два компонента жидкого силикона в равных пропорциях и тщательно перемешать.
Компонтент А
Компонент B:
Очень важно хорошо перемешать, иначе реакция произойдет не равномерно и часть силикона останется жидким и форма будет испорчена.
На все про все есть 15 минут, после силикон станет застывать и его невозможно будет вылить в форму.
Заливка силикона в форму
В первую форму медленно и в одну точку стал лить приготовленную силиконовую смесь. Важно лить в одну точку, чтобы силикон сам распространялся по форме и выгонял воздух. Если начать перемещать струю, то может образоваться полость с воздушным пузырьком, и из-за этого внутри силиконовой формы окажется либо дырка, либо пустое место.
Когда почти вся форма заполнилась силиконом, закрыл ее специально приготовленной крышкой с отверстиями. В одно из них вставил воронку и стал подливать в нее силикон. Вторая дырка нужна для выхода воздуха.
Важно отметить, что крышки нужно плотно прижимать к форме. Я делал это рукой, но было не очень удобно. На будущее изготовлю фиксаторы или защелки.
После того, как формы полностью заполнились силиконом, сверху поставил груз. В таком виде будет находится 24 часа для полного застывания.
Извлечение готовых силиконовых форм
Через сутки силиконовые формы готовы и их можно извлекать из оснастки. Для этого аккуратно плоским предметов (я использовал металлическую линейку) нужно поддеть с краю и медленно приподнять.
Если два компонента жидкого силикона были хорошо перемешены и после заливки прошло 24 часа, то изделие легко отстает от формы. А вот если плохо перемешать смесь, то местами она останется жидкая и деталь будет испорчена.
Дефекты и удаления излишек
Все таки образовались воздушные полости и теперь форма немного с браком. Для моей задачи это вообще не критично, но страдает товарный вид. В следующий раз это учту.
Между крышкой и формой существует небольшой зазор, силикон в него проникает и на форме остаются излишки. А еще в отверстиях для заливки тоже остается силикон и получаются наросты. Их легко удалить при помощи ножниц и канцелярского ножа.
Для чего могут еще пригодится формы из силикона
При выборе силикона для литья основным ограничителем является температура, поэтому заливать что-либо с температурой выше 120°C не получится. Конкретно в эти силиконовые формы будет заливаться галлий, металл с низкой температурой плавления (около 30 градусов), поэтому проблем не будет.
Для чего еще можно использовать формы, отлитые из жидкого силикона:
Разборная форма из силикона для литья своими руками
Сегодня мы будем создавать сложную форму из силикона для многоразовых отливок.
Материалы и инструменты:
1. Силикон
2. Вазелин
3. Пара досок
4. Шуруповерт и саморезы
5. Нож
6. Пассатижи
7. Пластиковые колпачки
8. Скульптурный пластилин
При снятии слепка очень важно продумать то, как будет располагаться модель, чтобы не получилось так, что при заливке силикона, он не может заполнить какие-то участки. Либо в будущем когда будете заливать в форму пластик, эпоксидку, гипс, воск или что-нибудь еще, то так же не должно оказаться такое место где могут появиться воздушные полости, в которые состав просто не сможет попасть.
Для этой цели автор прикупил ведерочко дешманского китайского силикона и, наверное, это самый дешевый силикон из, всех которые существуют. Твердость тридцатка. То есть вроде как средней жесткости. Для разборных форм то что нужно.
Если же силикон не хочет застывать, то нужно покрыть пластилин слоем вазелина. Или, как вариант, приобрести специальные аэрозольные разделители. Продаются они там же где и силикон.
Прикинув необходимый объем силикона, с учетом того, что он еще и по таре размажется при размешивании, автор решил приготовить полтора кило. При смешивании с отвердителем нужно очень аккуратно, вручную перемешивать, чтоб не нагнать пузырей в силикон. Обычно даже если пузыри появились, то они в принципе хорошо выходят из смеси. Но не в нашем случае. Китайский силикон хапает воздух прямо как перед смертью. Даже при легком помешивании внутри оказывается куча пузырей. Автор попытался сделать дегазацию с помощью небольшого вакуумного насоса.
При заливке второй половины, в получившиеся углубления зальется силикон и получатся замки, которые помогут точно стыковать две половины.
Далее смазываем вазелином поверхность силикона, чтобы следующий слой к нему не прилип. Окончательно закрываем опалубку последний доской. Затем наливаем силикон до отметки, которую ранее наметили карандашом.
Чтобы силикон лучше смочил модель и выпустил газы, его можно слегка провибрировать ложкой.
Теперь нужно ждать, когда полностью застынет вторая половина. На это должно уйти около 16 часов при комнатной температуре. Вообще конкретно вот этот силикон схватывается уже через час, но полную твёрдость набирает почти через сутки.
Силикон, оставшийся в контейнере, полимеризовался, но не до конца. Как обычно у дна и в углах хорошо перемешать силикон с отвердителем не получается. Он так и остается навсегда липкой бякой.
Поэтому лучше для замеса использовать одноразовую посуду. Или ту которую не жалко. Но если вас угораздило замешивать силикон в любимой чашки своей мамки, жены, или не дай бог тещи, то отмывать ее точно придется. В принципе, как и руки. Обычное мыло, честно говоря, хреново справляется. Точнее силикон с рук оно вообще не смывает. Большую часть силикона с посуды и рук можно вытереть тряпками. А с оставшимся силиконом хорошо справляется чистящая паста для рук.
Ну что ж, можно разбирать эту чудо шкатулку. Всякие лишние торчащие куски, сразу срезаем. Видно, как силикон протек через небольшую щель.
Несмотря на большое количество пузырей в силиконе слепок кажется получился без заметных косяков. Но только после заливки будет видно, что на самом деле получилось. Слепок покрыт шероховатостями из-за того, что поверхность пластилина не была сглажена перед заливкой.
Возможно все-таки стоило пройтись кисточкой с растворителем, чтобы убрать слишком мелкую фактуру с поверхности модели.
Давайте попробуем состыковать две половины.
Стыкуются вообще идеально. Практически не видно линии стыка. Даже при нажатии две половины двигаются как одно целое. Как будто стыка нет вообще.
Боковые стороны автор специально оставил ровными, чтобы было удобнее фиксировать две половины перед заливкой, прижав их с обеих сторон двумя кусками доски. Сильно сжимать не нужно, но хотя бы слегка придерживать необходимо. Эпоксидка имеет свойство протекать через любые щели. Так что посмотрим, как она себя поведет.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Создание пресс-форм из силикона: практическое руководство
Сегодня литье в силиконовых пресс-формах используется компаниями во многих отраслях. Чтобы создать модель в одном экземпляре или несколько ее партий, силиконовые пресс-формы используют все, от разработчиков продукции и инженеров до любителей творчества и даже шеф-поваров.
В этом практическом руководстве по созданию пресс-форм из силикона мы рассмотрим все вопросы, которые нужно знать перед началом работы. Мы также расскажем о том, что вам для этого потребуется, и пошагово продемонстрируем, как использовать силиконовые пресс-формы в любых проектах.
Литье в силиконовых пресс-формах для разработки продукции
В этом докладе содержатся практические примеры компаний OXO, Tinta Crayons и Dame Products, иллюстрирующие три различных случая применения литья в силиконовых пресс-формах для разработки и производства продукции, в том числе многослойное литье и литье со вставкой.
Зачем нужны пресс-формы из силикона?
Силикон — это надежное решение для изготовления пресс-форм. Он обладает множеством преимуществ. С помощью литья в силиконовых пресс-формах можно создавать проекты по индивидуальным параметрам. Сами пресс-формы получаются достаточно прочными. Их можно использовать несколько раз, и они не сломаются. Силикон — это неорганический материал. По сравнению с каучуком, своим органическим аналогом, он обладает высокой устойчивостью к теплу и холоду, воздействию химических веществ и даже образованию плесени. Пресс-формы из силикона обладают следующими преимуществами:
Гибкость
Силикон — гибкий материал. Благодаря этому с ним легко работать. Силиконовые пресс-формы можно сгибать; они мало весят по сравнению с более жесткими материалами, например пластмассой. Из них также легко извлекать отлитые модели. Силикон обладает хорошей гибкостью. Поэтому вероятность того, что силиконовые пресс-формы или отлитые в них модели сломаются, меньше. Пресс-формы из силикона, созданные по индивидуальным параметрам, можно использовать для изготовления любых изделий, от сложных инженерных компонентов до кубиков льда и сладостей к празднику.
Стойкость
Долговечность
В большинстве случаев одну силиконовую пресс-форму можно использовать много раз. Однако нужно понимать, что срок службы разных пресс-форм может сильно отличаться. Чем чаще выполняется литье и чем сложнее форма создаваемой модели, тем быстрее пресс-форма будет изнашиваться. Чтобы максимально продлить срок службы пресс-форм из силикона, их нужно очищать слабым мыльным раствором, тщательно высушивать и хранить по отдельности, не складывая друг на друга.
Ограничения
Силикон обладает массой преимуществ, но у него есть и ряд ограничений:
Силикон дороже латекса или органического каучука. Если заглянуть на Amazon, то можно найти много предложений по продаже силикона за 100 долларов США, что почти в два раза дороже латекса.
Несмотря на хорошую гибкость, силикон может порваться, если его сильно растянуть.
Силикон создают, применяя разные формулы. Поэтому его и другие материалы для производства нужно покупать у надежного поставщика.
Типичные случаи применения силиконовых пресс-форм
Как любители, так и профессионалы используют пресс-формы из силикона из-за их универсальности и простоты в применении. Вот несколько отраслевых примеров и случаев применения, где их используют для производства продукции:
Прототипирование
Литье в силиконовых пресс-формах используется для прототипирования и разработки продукции в различных отраслях. Стоимость силиконовых пресс-форм значительно ниже, чем жестких инструментов для традиционных производственных процессов, таких как литье под давлением. Литье в пресс-формах из силикона отлично подходит для прототипирования конструкций изделий, а также для создания образцов, чтобы проверить потребительский спрос на новую продукцию на рынке. Если 3D-печать лучше подходит для создание моделей в одном экземпляре, то литье в силиконовых пресс-формах и из полиуретана — идеальное решение для мелкосерийного производства моделей.
Внедрение новых технологий с помощью 3D-печати и полиуретана
Производство с помощью новых технологий быстрее традиционных методов, а также эффективно при создании продукции в малых масштабах или внесении изменений в ее конструкцию. Посмотрите этот вебинар и узнайте, как использовать 3D-печать для создания моделей в средних масштабах методом литья под давлением. Смотреть вебинар
Ювелирное дело
Ювелиры используют силиконовые пресс-формы для дублирования созданных вручную или напечатанных на 3D-принтере моделей из воска. Это дает им возможность постепенно отказаться от трудоемкой работы, вырезая модели из воска для каждого нового изделия, но при этом продолжать использовать этот материал для литья. Благодаря этому можно совершить значительный скачок в серийном производстве и использовать литье по выплавляемым моделям в заданных масштабах. Так как силиконовые пресс-формы позволяют хорошо передать детали, ювелиры могут создавать изделия с мелким орнаментом и замысловатой геометрической формой.
» title=»» gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ decoding=»async»/>
Силиконовая пресс-форма с вулканизацией при комнатной температуре, наложенная на созданный на 3D-принтере образец.
Литье в пресс-формах из вулканизированного каучука с использованием напечатанных на 3D-принтере образцов
3D-печать с использованием высокоэффективных материалов позволяет проектировщикам и специалистам по литью использовать в своих производственных процессах цифровые технологии. Прочитайте эту статью и узнайте, как можно использовать 3D-печать для производства мелких металлических изделий. Скачать технический доклад
Потребительские товары
Мастера используют силиконовые пресс-формы, чтобы создавать изделия ручной работы с индивидуальными параметрами, например, мыло или свечи. Чтобы изготовить продукцию, такую как мел и ластики, пресс-формы из силикона используют даже производители школьных принадлежностей.
Например небольшая австралийский компания Tinta Crayons применяет пресс-формы из силикона для производства цветных восковых мелков с забавной формой и высоким качеством поверхности.
» title=»» gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ decoding=»async»/>
Цветные восковые мелки в виде роботов компании Tinta Crayons, отлитые в силиконовых пресс-формах (источник изображения).
Еда и напитки
С помощью силиконовых пресс-форм для еды можно создавать различные кондитерские изделия причудливой формы, в том числе шоколад, фруктовый лед и леденцы. Так как силикон выдерживает температуру до 400 градусов Цельсия, такие пресс-формы можно также использовать для запекания. Кроме того, в них хорошо поднимаются маленькие мучные изделия, такие как булочки и кексы.
Творческие проекты
Как создавать образцы с помощью литья в пресс-формах из силикона
Образец — это модель, которую используют для получения точного ее отпечатка в силиконовой пресс-формы. Если вы просто хотите сделать копию существующего объекта, имеет смысл использовать его в качестве образца. Нужно лишь убедиться в том, что этот объект способен выдержать процесс создания пресс-формы.
Для получения новой конструкции или прототипа сначала нужно изготовить образец. Для этого есть несколько способов. Среди них следующие:
Лепка: если вы талантливый скульптор или создаете модель с относительно простой конструкцией, для изготовления образца можно использовать глину. Лепка образца также будет интересна детям и представляет собой экономичное решение для любителей творчества.
Резьба: образец можно создать с помощью резьбы по дереву. Образцы, вырезанные из дерева, — это отличный выбор для создания плиток и плоских конструкций.
3D-печать: многие профессионалы и проектировщики в компаниях выбирают печать образцов на 3D-принтере. Настольные 3D-принтеры обладают множеством преимуществ. Они дают широкие возможности для проектирования в программном обеспечении САПР, обеспечивают высокую детализацию, легкость при внесении изменений в прототипы, а также быстрое создание моделей.
Получив образец, можно начинать изготовление силиконовой пресс-формы.
Изготовление силиконовых пресс-форм
Для создания базовой пресс-формы из силикона потребуется следующее:
Жидкий силикон, например, Smooth-On OOMOO 30
Емкость или беспористый контейнер в качестве корпуса для пресс-формы
Смазка для пресс-формы, например, Smooth-On Universal Mold Release
Воск, полимер или другой материал для конечного использования
Однокомпонентные и двухкомпонентные силиконовые пресс-формы
Прежде чем приступить к созданию пресс-форм, нужно решить, какие вам нужны.
Однокомпонентные силиконовые пресс-формы похожи на лоток для кубиков льда. В них заливают материал и дают ему затвердеть. Однако, как и в случае с кубиками льда, у которых верхняя поверхность плоская, однокомпонентные пресс-формы подходят только для создания моделей, у которых одна из сторон ровная. Если у вашего образца есть глубокие канавки, после затвердевания силикона его и готовые модели будет сложнее извлечь, не повредив.
Если у вашего образца другая конструкция, то однокомпонентные силиконовые пресс-формы идеально подойдут для непрерывного 3D-воспроизведения всей его поверхности.
» title=»» gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ decoding=»async»/>
Однокомпонентные силиконовые пресс-формы — наилучшее решение для изготовления моделей с плоской стороной и без глубоких канавок.
Для 3D-воспроизведения образца без плоской стороны или с глубокими канавками лучше подойдет двухкомпонентная пресс-форма. Она состоит из двух элементов, которые соединяются и образуют трехмерную полость (аналогично тому, как осуществляется литье под давлением).
У двухкомпонентных пресс-форм нет плоских поверхностей, и с ними проще работать, чем с формами, состоящими из одного компонента. Из недостатков: их немного сложнее изготовить. Также на поверхности моделей могут оставаться швы, если компоненты пресс-формы не расположить вровень друг с другом.
» title=»» gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ decoding=»async»/>
С помощью двухкомпонентных пресс-форм можно воспроизводить образцы с любой конструкцией (источник изображения)
Создание пресс-форм из силикона
Сначала нужно решить, какую пресс-форму использовать: одну- или двухкомпонентную. Процесс их изготовления схож, но на создание двухкомпонентной пресс-формы потребуется немного больше времени. Для изготовления силиконовых пресс-форм можно использовать следующие пошаговые инструкции.
Однокомпонентная силиконовая пресс-форма
Создайте образец вашего изделия: это ваш окончательный проект модели, которая будет воспроизведена из другого материала. При печати на стереолитографическом 3D-принтере используйте стандартные полимеры с высотой слоя 50 мкм. На детализированной поверхности не должно быть следов от поддерживающих структур. Промойте модели с помощью ИПС. Если поверхность остается липкой, это может повлиять на процесс литья в силиконовых пресс-формах.
Создайте корпус для пресс-формы: популярное решение для изготовления емкости для пресс-формы — ДВП с порошковой окраской, но подойдет и обычный пластиковый контейнер. Материалы должны быть беспористыми и с плоским дном.
Расположите образец и нанесите смазку для литья: нанесите немного смазки на внутреннюю поверхность корпуса для пресс-формы. Поместите образцы в емкость так, чтобы их детализированная поверхность была обращена вверх. Нанесите на них небольшой слой смазки для литья. Подождите 10 минут, пока они полностью высохнут.
Приготовьте силикон: смешайте силиконовый каучук в соответствии с указаниями на упаковке. Для удаления пузырьков воздуха можно использовать устройства, создающие вибрацию, такие как ручная электрошлифовальная машина.
Залейте силикон в корпус для пресс-формы: осторожно залейте смешанный силиконовый каучук в емкость узкой струей. Сначала заливайте каучук в нижнюю часть емкости (основание) и постепенно поднимайтесь по контурам образца, напечатанного на 3D-принтере. Толщина слоя каучука сверху образца должна быть не менее одного сантиметра. В зависимости от типа и торговой марки силикона процесс затвердевания займет от одного часа до дня.
Извлеките силикон из емкости: после того как силикон затвердеет, извлеките его и образцы из емкости. Полученная форма будет использоваться наподобие лотка для льда, чтобы изготовить продукцию для конечного использования.
Отлейте вашу модель: рекомендуется нанести небольшой слой смазки на силиконовую пресс-форму и дать ей высохнуть в течение 10 минут. Залейте материал для конечного использования (например, воск или цемент) в полости и дайте ему затвердеть.
Подготовьте пресс-форму к следующей заливке: силиконовую пресс-форму можно использовать много раз. Перейдите к седьмому пункту и повторите процесс.
Двухкомпонентная силиконовая пресс-форма
Чтобы создать двухкомпонентную силиконовую пресс-форму, выполните первые два действия, указанные выше: создайте образец и корпус для пресс-формы. После этого выполните следующие действия:
Расположите образцы в корпусе, поместив их в глину: чтобы сформировать половину пресс-формы, используйте глину. Глину нужно выложить в корпус для пресс-формы. Образец нужно вставить в глину наполовину.
Приготовьте силикон и залейте его: приготовьте силикон, следуя указаниям на его упаковке, и осторожно залейте его поверх глины и образцов. Залитый слой силикона — это первая половина двухкомпонентной пресс-формы.
Извлеките все содержимое из корпуса для пресс-формы: после того как первая половина затвердеет, извлеките ее, образцы и глину из корпуса для пресс-формы. При извлечении содержимого допускается отделение слоев друг от друга.
Выполните очистку от глины: полностью очистите первую половину пресс-формы и образцы от глины. Образцы и полученная часть пресс-формы должны быть абсолютно чистыми.
Поместите пресс-форму и образцы обратно в корпус: снова поместите полученную часть пресс-формы со вставленными в нее образцами в корпус так, чтобы они были обращены вверх, а не вниз.
Нанесите слой смазки для литья: чтобы проще было извлечь второй компонент пресс-формы, нанесите тонкий слой смазки на верхнюю поверхность образца и первой части пресс-формы.
Приготовьте силикон и залейте его для получения второй части пресс-формы: следуя приведенным ранее указаниям, приготовьте и залейте силикон в корпус, чтобы получить второй компонент пресс-формы.
Дождитесь, пока вторая часть пресс-формы затвердеет: прежде чем извлечь второй компонент пресс-формы из корпуса, дождитесь, пока она затвердеет.
Извлеките модели: извлеките обе части пресс-формы из корпуса и аккуратно отсоедините их друг от друга.
Безграничные возможности благодаря методам литья в пресс-формах
Будь то еда, фигурки или коммерческие компоненты, единственно верного способа производства продукции в целом не существует. Для достижения наилучших результатов зачастую используется сочетание разных методов. Чтобы принимать наиболее эффективные решения в рамках своего проекта, важно знать о преимуществах и недостатках каждого из них.
Хотите узнать о других методах литья в пресс-формах и случаях их применения? Скачайте наш технический доклад «Прессование из силикона для разработки продукции».