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>> マスターモデルの作成
>> シリコンモールド作り
>> 真空下での鋳造
>> 脱型と仕上げ
>> 2. 表面の欠陥
>> 4. 反りおよび寸法誤差
>> 5. バリとバリ
● 結論
● よくある質問
>> 2. 表面の欠陥はどのようにして防ぐことができますか?
>> 3. 一部の部品に不完全な充填や欠落した機能があるのはなぜですか?
>> 4. 樹脂の収縮は部品の品質にどのような影響を与えますか?
>> 5. フラッシュの欠陥を最小限に抑えるにはどうすればよいですか?
● 引用:
真空金型鋳造は、真空圧力下で液体材料をシリコン金型に引き込むことにより、精密なプラスチックまたはゴム部品を製造するために使用される精密な製造プロセスです。この技術は、空気の巻き込みを軽減し、滑らかな仕上げを実現できるため、複雑なプロトタイプ、少量生産、高忠実度部品の作成に好まれています。ただし、他の製造方法と同様に、 真空モールド鋳造では、 品質に影響を与える欠陥が発生する可能性があります。
この包括的なガイドは、真空成型鋳造部品の一般的な欠陥を特定し、これらの問題を修正および防止するためのソリューションを提供するのに役立ち、OEM サービスやその他のアプリケーション向けに一貫して高品質の出力を保証します。この記事では、欠陥の原因、検出手法、最適化のベスト プラクティスについて説明します。
真空モールドキャスティングでは、真空チャンバー内の柔軟なシリコンモールドに液体ポリマーまたは樹脂を注入します。真空によって閉じ込められた空気が除去され、材料が気泡や空隙を作ることなく複雑な金型の細部に充填されるようになります。このプロセスはマスター モデルを正確に複製するため、詳細なプロトタイプや限られた量産に最適です。
主な利点は、エアポケットを排除する真空の能力であり、これにより他の鋳造プロセスでよくある欠陥が軽減され、滑らかで詳細な部品が得られます。
このプロセスは、最終部品の形状と詳細を定義する高精度のマスター モデルを作成することから始まります。このステップでは、3D プリンティング (通常は光造形 (SLA) を使用) や CNC 加工などの技術が一般的です。金型はこれらを正確に複製するため、マスター モデルの表面品質と寸法精度は非常に重要です。
表面仕上げを強化し、鋳造部品に欠陥が移るのを防ぐために、成形前にマスター モデルをサンディング、プライマー処理、またはコーティングすることがよくあります。
次に、マスターモデルを型枠内に吊り下げ、型内に気泡が入らないように真空条件下で液状シリコーンゴムを流し込みます。シリコーンは中程度の温度 (例: 40°C) で数時間硬化し、すべてのモデルの詳細を忠実に再現する柔軟な型に硬化します。
ライザーとゲート (樹脂を注入して空気を排出するためのチャネル) が金型上の戦略的な位置に追加され、流れを最適化し、欠陥を減らします。
二液性ポリウレタン樹脂を計量し、必要に応じて顔料と混合し、真空チャンバー内で脱気して液体材料自体から気泡を除去します。次に、真空チャンバー内のシリコン型に樹脂を流し込みます。真空環境により、空気が閉じ込められることなく樹脂がすべての金型の隙間に均一に流れ込みます。
充填後、樹脂と部品のサイズに応じて、通常、金型をオーブンに入れ、制御された温度で約 1 時間硬化させます。
硬化後、キャストパーツをシリコン型から慎重に取り外します。バリと呼ばれる余分な材料は切り取られ、表面仕上げの改善や塗装が必要な場合はサンディングと研磨が行われます。
通常、金型は劣化が始まり、部品の品質と寸法精度に影響を与えるまでに 10 ～ 30 回の鋳造サイクルをサポートします。
原因: 樹脂の脱ガスが不完全、真空圧が不十分、または金型の通気が不十分です。
影響: 部品の内部または表面に目に見える穴や空洞があると、機械的強度が弱まり、外観が損なわれます。
修正: 真空時間を延長して脱気を改善します。真空チャンバーの効率を高めます。空気の逃げを良くするために金型の通気口を再設計しました。
原因：金型の汚れ、離型剤の不適切な使用、金型表面への樹脂の付着。
影響: パーツに粗い、鈍い、または不均一なテクスチャやマークが表示されます。
修正: 金型を徹底的に洗浄します。互換性のある離型剤を使用します。金型表面を定期的にメンテナンスしてください。
原因: 樹脂の硬化が早すぎる、樹脂の量が不十分、または真空適用のタイミングが不適切です。
影響: 部品フィーチャーの欠落、不完全な金型、または薄肉。
修正: 硬化の遅い樹脂を使用します。適切な量の樹脂を注入します。真空のタイミングと圧力曲線を最適化します。
原因：冷却ムラ、金型の変形、樹脂の収縮。
影響: 部品の形状が設計から逸脱し、フィット感と機能に影響を与えます。
修正: 硬化温度を慎重に制御してください。堅牢な金型材料を使用します。設計時の樹脂収縮を補正します。
原因：金型のパーティングラインのズレ、注入時の樹脂圧力の過剰。
影響: エッジの周囲に不要な薄い材料があり、追加の仕上げが必要です。
修正: 金型の位置をしっかりと調整してください。樹脂射出圧力を制御します。
- 目視検査: 適切な照明と倍率を利用して表面の傷を検出します。
- 寸法検証:仕様に対してノギスまたは 3D スキャン ツールを使用して測定します。
- 機能テスト: 最終使用条件をシミュレートして、パフォーマンスの問題をチェックします。
- 顕微鏡/画像処理: X 線または顕微鏡を使用して、多孔性などの内部欠陥を見つけます。
- ドキュメンテーション: パターンを特定するための処理パラメータとともに欠陥の種類と頻度を追跡します。
- 適切な圧力を維持するための定期的な真空システムの校正。
- 樹脂混合、真空サイクル、硬化などのプロセス変数に関する一貫したオペレータートレーニング。
- 通気とゲートのための適切な設計を備えた、耐久性のある高品質のシリコン型を使用します。
- 温度、真空レベル、樹脂の流れのリアルタイム監視を実装します。
・金型と樹脂の両方に適合する離型剤を採用。
- 最適な流動性と硬化時間のバランスを得るために、さまざまな樹脂配合をテストします。
- 応力集中と流動障害を軽減するために、段階的に移行する金型を設計します。
- 一貫性を保つために、自動または半自動の真空鋳造機を組み込みます。
- 重要な部品を研磨またはコーティングで後処理して、表面の外観を向上させます。
- 鋳造サイクル数と部品品質のフィードバックに基づいて、金型交換のスケジュールを設定します。
真空金型鋳造は、特にプロトタイピングや少量生産において、精密で高品質のプラスチック部品を製造するための優れたソリューションを提供します。ただし、その成功は、多孔性、表面欠陥、不完全な充填、寸法の不正確さなどの潜在的な欠陥を完全に理解し、それに対処できるかどうかにかかっています。
樹脂の準備、真空レベル、金型設計、硬化条件を慎重に制御することで、メーカーは欠陥を最小限に抑え、厳しい OEM 品質基準を満たす完璧な部品を製造できます。真空鋳造の効率と信頼性を維持するには、継続的な検査、文書化、プロセスの改善が不可欠です。
多孔性は通常、樹脂の不適切な脱気、不十分な真空圧、または樹脂や金型内に閉じ込められた空気の効率の悪い金型の排気によって閉じ込められた空気や気泡によって発生します。
金型を清潔に保ち、適切な離型剤を塗布します。樹脂の固着や汚染による傷を防ぐために、金型を定期的に検査してください。
原因としては、樹脂の硬化が早すぎること、樹脂の量が不十分であること、または注型中の真空のタイミングが悪いことが挙げられます。硬化の遅い樹脂を使用し、真空サイクルを最適化すると効果的です。
硬化中の樹脂の収縮は反りや寸法変化を引き起こすため、設計時に補正し、硬化パラメータによって制御する必要があります。
金型の半分がしっかりと位置合わせされていることを確認し、樹脂の射出圧力を制御し、過剰な樹脂の漏れを防ぐために金型のパーティング面を維持します。
[1](https://formlabs.com/blog/vacuum-casting-urethane-casting-polyurethane-casting/)
[2](https://www.immould.com/vacuum-casting/)
[3](https://an-prototype.com/ultimate-guide-to-vacuum-casting/)
[4](https://xdmining.in/2024/10/02/elementor-11005/)
[5](https://objectify.co.in/a-comprehensive-guide-to-vacuum-casting-everything-you-need-to-know/uncategorized/)
[6](https://ame-3d.co.uk/news/a-complete-guide-to-vacuum-casting-polyurethane-casting)
[7](https://blog.isa.org/what-are-vacuum-casting-factories-a-comprehensive-guide-to-the-manufacturing-process)
[8](https://leadrp.net/blog/overview-of-vacuum-casting/)
[9](https://www.kemalmfg.com/complete-guide-to-vacuum-casting/)
[10](https://www.rapiddirect.com/blog/vacuum-casting-design-guide/)
