Как сделать силиконовые формы: практическое руководство

На протяжении всей истории ремесленники использовали формы для изготовления всего, от оружия бронзового века до современных потребительских товаров.

Сегодня огромное количество отраслей промышленности полагаются на изготовление силиконовых форм. Разработчики продуктов, инженеры, производители товаров «сделай сам» и даже повара изготавливают силиконовые формы для изготовления единичных или небольших партий деталей.

В этом практическом руководстве по изготовлению силиконовых форм мы разберем все, что вам нужно знать перед тем, как начать, предоставим список предметов, которые вам понадобятся, и дадим вам пошаговое руководство по изготовлению силиконовых форм для любой тип проекта.

Информационный документ

Загрузите этот отчет, чтобы узнать о примерах использования OXO, Tinta Crayons и Dame Products, которые иллюстрируют три различных варианта силиконового литья для проектирования и производства продуктов, включая многослойное литье и литье со вставками.

Загрузить информационный документ

Силикон — отличный выбор для изготовления пресс-форм, поскольку он обладает множеством преимуществ. Вы можете легко создать индивидуальный дизайн с помощью силиконового литья. Сами формочки тоже достаточно прочные, поэтому их можно использовать многократно, не опасаясь поломки. Неорганический состав силикона — по сравнению с каучуком, его органическим аналогом — делает его очень устойчивым к теплу и холоду, химическому воздействию и даже грибку. Некоторые из преимуществ силиконовых форм включают следующее:

Гибкость силикона облегчает работу с ним. Силиконовые формы гибкие и легкие по сравнению с более жесткими материалами, такими как пластик, и их также легче удалить после того, как деталь полностью сформирована. Благодаря высокому уровню гибкости силикона как форма, так и готовая деталь с меньшей вероятностью сломаются или отколются. Вы можете использовать специальные силиконовые формы, чтобы формировать все, от сложных инженерных компонентов до кубиков льда или кондитерских изделий на праздничную тематику.

Силикон выдерживает температуру от -65° до 400° градусов Цельсия. Кроме того, он может иметь удлинение 700%, в зависимости от состава. Обладая высокой стабильностью в широком диапазоне условий, вы можете помещать силиконовые формы в духовку, замораживать их и растягивать во время извлечения.

В большинстве случаев вы получите много тиражей из силиконовой формы. Однако важно отметить, что срок службы плесени может сильно различаться. Чем чаще вы отливаете и чем сложнее или детальнее ваш дизайн, тем быстрее ваша литейная форма может разлагаться. Чтобы продлить срок службы силиконовых форм, очистите их водой с мягким мылом, тщательно высушите и храните в горизонтальном положении, не штабелируя.

Несмотря на то, что работа с силиконом имеет множество преимуществ, необходимо помнить о некоторых ограничениях:

• Силикон стоит дороже, чем латекс и органический каучук. Быстрое сравнение на Amazon показывает, что стоимость галлона силикона обычно превышает 100 долларов — почти в два раза больше, чем латекса.

• Несмотря на свою гибкость, силикон может порваться, если его слишком сильно растянуть.

• Не все силиконы имеют одинаковый состав. Всегда покупайте силикон и любые производственные материалы у надежного поставщика.

Как любители, так и профессионалы полагаются на силиконовые формы из-за их универсальности и простоты использования. Вот несколько примеров отраслей и областей применения, которые изготавливают силиконовые формы для производства своей продукции:

Силиконовое литье используется при создании прототипов и разработке продуктов в самых разных отраслях промышленности. Поскольку стоимость силиконовых форм значительно ниже, чем стоимость жестких инструментов для традиционных производственных процессов, таких как литье под давлением, литье в силиконовые формы идеально подходит для создания прототипов продуктов, а также для создания бета-моделей для тестирования рынка и реакции потребителей на новый продукт. В то время как 3D-печать лучше подходит для быстрого создания одноразовых деталей, силиконовое литье и литье из уретана идеально подходят для небольших партий деталей.

Веб-семинар

Производство мостов быстрее, чем традиционные методы производства, и полезно для продуктов, объемы которых невелики или может потребоваться изменение конструкции. Посмотрите этот вебинар, чтобы узнать, как перейти от 3D-печати к литью среднего объема и литью под давлением.

Посмотреть вебинар прямо сейчас

Ювелиры используют специальные силиконовые формы для дублирования вырезанных вручную или напечатанных на 3D-принтере узоров из воска, что позволяет им постепенно отказаться от трудоемкой работы по созданию вырезанных из воска узоров для каждого нового изделия, но при этом продолжают отлить из воска. Это предлагает значительный скачок в серийном производстве, позволяя литью по выплавляемым моделям работать в больших масштабах. Поскольку силиконовые формы обеспечивают высокий уровень детализации, ювелиры могут изготавливать изделия с богато украшенными деталями и сложной геометрией.

Силиконовая форма RTV (вулканизированная при комнатной температуре), сформированная вокруг 3D-печатного образца.

Информационный документ

3D-печать с использованием высокоэффективных материалов позволяет дизайнерам и литейщикам использовать цифровые технологии в своих производственных процессах. Прочтите сейчас, чтобы узнать, как 3D-печать можно использовать для производства мелких металлических деталей.

Загрузить информационный документ

Создатели используют силиконовые формы для изготовления множества нестандартных поделок, таких как мыло и свечи. Даже производители школьных принадлежностей часто используют силиконовые формы для изготовления таких предметов, как мел и ластики.

Например, небольшая австралийская компания Tinta Crayons использует силиконовое литье для изготовления мелков игривой формы с высокой детализацией поверхности.

Силиконовые формованные мелки от Tinta Crayons. (Источник изображения)

Силиконовые формы для пищевых продуктов используются для изготовления всевозможных причудливых кондитерских изделий, включая шоколад, мороженое и леденцы. Так как силикон выдерживает температуру до 400 градусов по Цельсию, формы можно использовать и в кулинарии. Маленькая выпечка, такая как кексы и кексы, хорошо поднимается в силиконовых формах.

Независимые художники и мастера часто используют силиконовую лепку для создания уникальных творений. Вы можете использовать силиконовые формы, чтобы сформировать или воспроизвести что угодно, от бомбочек для ванн до лакомств для собак — возможности практически безграничны. Забавный проект по лепке из силикона для детей — создать слепок своей руки. Просто убедитесь, что вы выбрали безопасный для кожи силикон.

Шаблон, иногда называемый мастером, — это деталь, которую вы используете для создания точного негатива в силиконовой форме. Если вы просто пытаетесь воспроизвести существующий объект, возможно, имеет смысл использовать этот объект в качестве шаблона. Вам просто нужно быть уверенным, что объект выдержит процесс изготовления формы.

Чтобы создать новый дизайн или прототип, вы должны сначала изготовить свой шаблон; у вас есть несколько вариантов для этого. Вот несколько способов изготовления лекал для силиконовой лепки:

• Лепка. Если вы талантливый скульптор или создаете относительно простой дизайн, вы можете использовать глину для создания узора. Лепка по шаблону также является забавным проектом для детей и экономичным вариантом для мастеров, занимающихся своими руками.

• Резьба – Вы можете сделать свой узор из дерева. Мастера по резному дереву – отличный выбор для изготовления плитки и плоских конструкций.

• 3D-печать. Многие профессионалы и коммерческие дизайнеры выбирают 3D-печать шаблонов. Настольные 3D-принтеры предлагают множество преимуществ, включая гибкость проектирования в рамках программного обеспечения САПР, высокую точность, простоту модификации прототипа и быстрое время выполнения работ.

Когда у вас есть шаблон, вы можете приступить к изготовлению силиконовой формы.

Информационный документ

В этом техническом документе вы узнаете, как сочетать быструю оснастку с традиционными производственными процессами, такими как литье под давлением, термоформование или литье.

Загрузить информационный документ

Образец детали

Посмотрите и почувствуйте 3D-печатный образец высокого разрешения из первых рук. Мы отправим бесплатный образец детали в ваш офис.

Запросите бесплатный образец Деталь

Вот все, что вам нужно для создания базового набора силиконовых форм:

• Мастер-шаблон

• Жидкий силикон, например Smooth-On OOMOO 30

• Коробка или непористый контейнер для корпуса пресс-формы

• Разделитель для форм, например, универсальный разделитель для форм Smooth-On

• Воск, смола или другой материал конечного использования

Прежде чем приступить к изготовлению форм, вам необходимо определить, какой тип форм вы хотите создать.

Цельные силиконовые формы похожи на формочки для кубиков льда. Вы заполняете форму, а затем даете материалу застыть. Однако так же, как лоток для кубиков льда создает кубики с плоской вершиной, цельные формы будут работать только с конструкциями, имеющими плоскую сторону. Если у вашего мастера есть глубокие подрезы, это также усложняет его извлечение и готовые детали из формы после того, как силикон затвердеет без повреждений.

Если это не касается вашего дизайна, цельная силиконовая форма — идеальный способ создать бесшовную 3D-репродукцию вашего мастера на всех его других поверхностях.

Цельные силиконовые формы идеально подходят для конструкций с плоской стороной и без глубоких подрезов.

Силиконовая форма, состоящая из двух частей, лучше подходит для воспроизведения вашего 3D-мастера без плоской стороны или с глубокими подрезами. Форма разделяется на две части, которые снова соединяются вместе, образуя заполняемую трехмерную полость (аналогично тому, как работает литье под давлением).

Двухкомпонентные формы не оставляют плоских поверхностей, и с ними легче работать, чем с цельными формами. С другой стороны, их немного сложнее создать, и могут образоваться швы, если две части не будут идеально заподлицо.

Двухкомпонентные силиконовые формы позволяют воспроизвести любой мастер-дизайн. (источник изображения)

Во-первых, вам нужно решить, хотите ли вы использовать цельную или двухкомпонентную форму. Процессы изготовления этих форм аналогичны, но создание формы, состоящей из двух частей, займет немного больше времени. Вы можете использовать следующую пошаговую инструкцию, чтобы создать свои собственные силиконовые формы.

1. Создайте шаблон изделия:  Это окончательный дизайн детали, который будет воспроизведен в другом материале. При 3D-печати на стереолитографическом (SLA) 3D-принтере используйте любой стандартный полимер с высотой слоя 50 микрон. Следите за тем, чтобы на детализированной поверхности не было следов поддержки. Тщательно промойте детали изопропиловым спиртом — любая остаточная липкость на поверхности может повлиять на процесс литья силикона.

2. Изготовление корпуса пресс-формы:  МДФ с покрытием — популярный выбор для изготовления герметизирующей коробки для силиконовой формы, но подойдет даже простой готовый пластиковый контейнер. Ищите непористые материалы и плоское дно.

3. Разложите шаблон и нанесите смазку:  Начните с легкого распыления смазки на внутреннюю часть корпуса формы. Разместите шаблоны внутри коробки детализированной стороной вверх. Слегка распылите на них разделитель для плесени. Для полного высыхания потребуется около 10 минут.

4. Подготовьте силикон:  Смешайте силиконовый каучук в соответствии с инструкциями на упаковке. Вы можете использовать вибрирующее устройство, например, ручную электрическую шлифовальную машину, чтобы удалить пузырьки воздуха.

5. Залейте силикон в корпус пресс-формы: Аккуратно тонкой струйкой залейте смешанный силиконовый каучук в защитную коробку. Сначала нацельтесь на самую нижнюю часть коробки (основание) и постепенно приближайтесь к контурам вашего 3D-печатного шаблона. Покройте его хотя бы одним сантиметром силикона. Процесс отверждения занимает от одного часа до одного дня, в зависимости от типа и марки силикона.

6. Извлечение силикона из формы:  По завершении отверждения выньте силикон из контейнера и извлеките шаблоны. Это послужит вашей формой в виде лотка для кубиков льда для отливки конечного продукта.

7. Отливка детали:  Опять же, рекомендуется слегка сбрызнуть силиконовую форму смазкой и дать высохнуть в течение 10 минут. Залейте готовый материал (например, воск или бетон) в полости и дайте им застыть.

8. Подготовьте форму для следующего литья:  Эту силиконовую форму можно использовать несколько раз. Вернитесь к шагу семь, чтобы повторить процесс.

Чтобы создать пресс-форму, состоящую из двух частей, начните с первых двух шагов, описанных выше, которые включают создание шаблона и изготовление корпуса пресс-формы. После этого выполните следующий процесс, чтобы создать пресс-форму, состоящую из двух частей:

1. Выложите шаблоны из глины:  Используйте глину, чтобы сформировать то, что в конечном итоге станет половиной вашей формы. Глина должна быть помещена внутрь корпуса формы так, чтобы половина мастера торчала из глины.

2. Подготовьте и залейте силикон:  Следуйте инструкциям на упаковке силикона, чтобы подготовить и аккуратно залить силикон в корпус формы поверх глины и мастеров. Этот слой силикона будет половиной вашей формы, состоящей из двух частей.

3. Удалите все из корпуса формы:  После того, как ваша первая форма затвердеет, вам нужно будет удалить силиконовую форму, шаблоны и глину из корпуса формы. Ничего страшного, если слои разделятся при извлечении.

4. Очистите глину:  Очистите всю глину, чтобы открыть свою первую силиконовую форму и мастера. Убедитесь, что ваши мастера и существующая форма полностью чистые.

5. Поместите форму и шаблоны обратно в корпус формы:  Вставьте существующую силиконовую форму и шаблоны (уложенные в форму) обратно в корпус формы лицевой стороной вверх, а не вниз.

6. Нанесите разделительный состав:  Нанесите тонкий слой разделительного состава на верхнюю часть шаблона и существующей силиконовой формы, чтобы облегчить извлечение из формы.

7. Подготовьте и залейте силикон для второй формы:  Следуя тем же инструкциям, что и раньше, подготовьте и залейте силикон в корпус формы для создания второй формы.

8. Подождите, пока затвердеет вторая форма:  Подождите, пока вторая форма затвердеет, прежде чем пытаться извлечь ее из корпуса формы.

9. Извлеките из формы детали:  Извлеките обе силиконовые формы из корпуса формы и осторожно раздвиньте их.

В конце концов, не существует единственно правильного способа производить продукты, будь то еда, фигурки или коммерческие компоненты.