Пошаговое руководство по литью в вакуумную форму для быстрого прототипирования

Меню контента

● Введение в литье в вакуумные формы

● Шаг 1. Разработка 3D-модели

● Шаг 2: Создание основного узора

● Шаг 3: Изготовление силиконовой формы

● Шаг 4: Процесс вакуумного литья

● Шаг 5: Демонтаж и постобработка

● Применение литья в вакуумных формах

● Преимущества литья в вакуумные формы

● Заключение

● Часто задаваемые вопросы

>> 1. Сколько деталей можно изготовить с помощью силиконовой формы при вакуумном литье?

>> 2. Можно ли использовать вакуумное литье для изготовления крупных деталей?

>> 3. Какие материалы обычно используются при вакуумном литье?

>> 4. Чем вакуумное литье отличается от литья под давлением?

>> 5. Всегда ли необходима постобработка после вакуумного литья?

● Цитаты:

Литье в вакуумных формах — это высокоточная и экономичная технология производства, широко используемая при быстром прототипировании и мелкосерийном производстве. Он сочетает в себе изготовление силиконовых форм и вакуумное литье смолы для производства деталей с превосходной детализацией, гладкими поверхностями и минимальными дефектами. Этот процесс идеально подходит для прототипов, моделей функционального тестирования и ограниченного производства, особенно когда традиционное литье под давлением слишком дорого или медленно для небольших партий.

В этом руководстве представлено подробное пошаговое объяснение Литье в вакуумные формы : от первоначального проектирования до окончательной отделки. Его структура призвана помочь дизайнерам, инженерам и производителям продукции максимально использовать преимущества этого универсального метода.

Введение в литье в вакуумные формы

Литье в вакуумных формах позволяет воспроизводить детали путем заливки жидкой смолы в силиконовые формы внутри вакуумной камеры. Вакуум удаляет пузырьки воздуха из жидкой смолы, предотвращая распространенные дефекты отливки, такие как пустоты и пузырьки, которые ухудшают механическую прочность и качество поверхности. Силиконовые формы, изготовленные по шаблонам, позволяют быстро и недорого создавать формы по сравнению с металлическими инструментами.

Такие формы подходят для производства до 20 деталей на одну форму, что делает эту технологию идеальной для быстрых циклов прототипирования и мелкосерийного производства, где решающее значение имеют гибкость, точность и качество поверхности.

Шаг 1. Разработка 3D-модели

Процесс начинается с создания точной 3D-модели в программном обеспечении САПР, таком как SolidWorks, AutoCAD или CATIA. Внимание к деталям, касающимся толщины стенок, углов уклона и особенностей отделения формы, обеспечивает долговечность формы и ее легкость извлечения из формы.

- Обеспечьте равномерную толщину стенок во избежание утоплений и короблений.

- Включите углы уклона (обычно 1-2 градуса), чтобы облегчить удаление плесени.

- Избегайте подрезов, за исключением случаев использования гибких форм или вставок.

- Используйте 3D-сканирование для определения размеров существующих физических объектов для обратного проектирования.

Окончательная обработка поверхности и текстура должны быть определены в модели САПР, поскольку эти детали переносятся непосредственно в форму и готовые отлитые детали.

Шаг 2: Создание основного узора

Мастер-выкройка — это физическая копия 3D-модели, использованной для создания силиконовой формы. Он должен быть высокого качества с гладкими поверхностями для обеспечения наилучшего соответствия формы.

Мастер-выкройки изготавливаются:

- Обработка на станке с ЧПУ металлических, полимерных или пластиковых блоков.

- 3D-печать методами SLA (стереолитография) или SLS (селективное лазерное спекание).

Постобработка включает в себя шлифовку, полировку и покраску для достижения желаемого результата и защиты модели во время изготовления формы. Мастер-модели должны выдерживать температуру отверждения силикона (около 40°C) без деформации.

Шаг 3: Изготовление силиконовой формы

Когда мастер-выкройка готова, форму изготавливают путем помещения выкройки в литейную коробку или рамку. Жидкий силиконовый каучук смешивают и заливают мастер-выкройку. Затем эту установку помещают в духовку при температуре около 40°C для отверждения на 8-16 часов.

После отверждения силиконовую форму аккуратно разрезают и удаляют мастер-модель, оставляя полость, точно повторяющую мастер-модель. На мастер-форму часто наносят антиадгезивы, чтобы облегчить удаление формы и продлить срок ее службы - обычно от 15 до 20 циклов литья.

Гибкость силиконовых форм позволяет извлекать из формы изделия сложной геометрии, включая определенные подрезы, без повреждения формы или детали.

Шаг 4: Процесс вакуумного литья

Сердцем процесса литья в вакуумные формы является этап наполнения смолой под вакуумом:

1. Приготовьте полиуретан или другую литейную смолу, смешав два компонента и добавив при необходимости пигменты или добавки.

2. Предварительно нагрейте смолу примерно до 40°C для лучшей текучести.

3. Поместите силиконовую форму в вакуумную камеру.

4. Залейте смолу в полость формы.

5. Примените вакуум, чтобы дегазировать смолу и удалить попавшие в нее пузырьки воздуха.

6. Поддерживайте вакуум, пока смола затвердевает в форме.

Вакуумная среда гарантирует, что смола проникнет в каждую деталь формы без пузырьков и пустот, создавая детали с гладкой поверхностью и отличными механическими свойствами. После отверждения вакуум сбрасывается и форма открывается.

Шаг 5: Демонтаж и постобработка

После отверждения деталь извлекается из формы путем сгибания силикона или разрезания формы по заранее заданным линиям разъема. Излишки материала и литники обрезаются.

Детали могут подвергаться вторичной отделке для конкретных применений, в том числе:

- Шлифование и полирование для улучшения качества поверхности.

- Окраска или покрытие в эстетических или защитных целях.

- Сборка со вставками или фитингами.

Окончательный контроль качества проверяет точность размеров и целостность поверхности.

Применение литья в вакуумных формах

Вакуумное литье позволяет производить:

- Функциональные прототипы для проверки и тестирования конструкции.

- Мелкосерийное производство для тестирования на рынке.

- Компоненты для автомобильной, аэрокосмической, электронной, потребительских товаров и медицины.

- Визуальные модели для презентаций и маркетинга.

Это особенно ценно, когда сжатые сроки и ограничения по стоимости не позволяют использовать дорогостоящие инструменты.

Преимущества литья в вакуумные формы

- Высокая точность детализации: силиконовые формы отражают сложные детали и текстуры.

- Результат без пузырьков: вакуум удаляет воздух, избегая дефектов, характерных для гравитационного литья.

- Универсальное использование материалов: полиуретан и другие смолы могут имитировать различные свойства материалов, такие как гибкость или твердость.

- Короткие сроки выполнения заказа: детали могут быть готовы в течение нескольких дней или недели.

- Экономическая эффективность: идеально подходит для серий от 1 до 20-30 деталей без затрат на металлические формы.

- Гибкость: несколько итераций с минимальными изменениями в настройках.

Заключение

Литье в вакуумных формах обеспечивает быстрый, экономичный и точный путь от прототипа до мелкосерийного производства. В этом процессе используются силиконовые формы и вакуумная технология для производства деталей с высокой детализацией без пузырьков, пригодных для функционального использования или вывода на рынок. Освоив каждый этап — проектирование, создание мастер-образцов, изготовление пресс-форм, вакуумное литье и отделку — предприятия могут значительно расширить свои возможности быстрого прототипирования и оперативно реагировать на потребности в разработке продукции.

Часто задаваемые вопросы

1. Сколько деталей можно изготовить с помощью силиконовой формы при вакуумном литье?

Обычно срок службы силиконовой формы составляет от 15 до 20 циклов литья, прежде чем деградация повлияет на точность размеров и чистоту поверхности деталей.

2. Можно ли использовать вакуумное литье для изготовления крупных деталей?

Да, вакуумное литье позволяет обрабатывать относительно большие детали, хотя их размер ограничен размерами формы и вакуумной камеры.

3. Какие материалы обычно используются при вакуумном литье?

Наиболее распространены полиуретановые смолы, предлагающие различные уровни твердости и цвета. Другие материалы включают силикон и эпоксидные смолы в зависимости от требований применения.

4. Чем вакуумное литье отличается от литья под давлением?

При вакуумном литье используются гибкие силиконовые формы, которые работают под вакуумом для удаления пузырьков воздуха, что подходит для мелкосерийного производства. При литье под давлением используются металлические формы и высокое давление, что идеально подходит для массового производства с более высокими первоначальными затратами на оснастку.

5. Всегда ли необходима постобработка после вакуумного литья?

Хотя детали, отлитые под вакуумом, имеют гладкую поверхность, для удовлетворения конкретных эстетических или функциональных требований могут выполняться дополнительные процессы, такие как шлифовка, покраска или механическая обработка.

Цитаты:

[1](https://formlabs.com/blog/vacuum-casting-urthan-casting-polyurthan-casting/)

[2](https://www.immould.com/vacuum-casting/)

[3](https://an-prototype.com/ultimate-guide-to-vacuum-casting/)

[4](https://objectify.co.in/a-comprehensive-guide-to-vacuum-casting-everything-you-need-to-know/uncategorized/)

[5](https://xdmining.in/2024/10/02/elementor-11005/)

[6](https://ame-3d.co.uk/news/a-complete-guide-to-vacuum-casting-polyurthan-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.zintilon.com/blog/vacuum-casting/)