Литье двухкомпонентных компаундов и работа с композитными материалами

Изготовление прототипов

Неотъемлемой частью работы специалиста по изготовлению прототипов является воспроизведение одинаковых деталей прототипа, но при этом их цветовые и физико-механические свойства могут отличаться в зависимости от технического задания заказчика. Поэтому овладение технологиями литья двухкомпонентных компаундов (силиконов) является крайне важным этапом в обучении профессии.
Глоссарий
Для успешного освоения материала рекомендуем вам изучить следующие понятия:
Вакуумная литейная машина
Установка для удаления воздуха из литейной формы во время заливки. Обеспечивает дегазацию и однородность смеси компаундов
Выпор
Отверстие для выхода воздуха из формы при литье
Дегазация смеси
Удаление из смеси воздуха
Литник
Отверстие или трубка, через которую при отливке в форму вливается материал
Литниковая система
Система каналов, обеспечивающих подачу материала в форму, а также ее качественное заполнение
Термоклеевой пистолет
Ручной инструмент для расплавления и дозированной подачи полиуретанового клея
Видеолекция
Конспект

Техника безопасности при литье двухкомпонентных компаундов и изготовлении деталей из композитных материалов
1. Проверить работу систем приточной и вытяжной вентиляции.

2. Обеспечить защиту органов дыхания и зрения, а также рук.

3. Надеть специализированную одежду и использовать обувь с нескользящей подошвой.
Расчет необходимого количества компонентов для смешивания
Главным этапом при подготовке к литью двухкомпонентных компаундов является определение объема или массы смешанного материала, состоящего из компонентов А и B. Для этого мы определяем объем отливки по разработанной виртуальной трехмерной модели.
Важно
Пропорции смешивания для одних материалов указываются по массе, а для других — по объему
1. Используя техническую документацию применяемого материала, находим значение его плотности и вариант смешивания по пропорциям. При необходимости вычисляем либо массу, либо объем, необходимый для отливки. Чтобы найти массу, умножаем плотность на объем.

m = p × V

2. К массе отливки прибавляем от 10 до 25% данного материала для того, чтобы избежать его недостатка при заливке, так как часть материала остается на стенках емкости при смешивании. Допустим, мы определили, что необходимая масса заливки детали составляет 235 г. Тогда наши вычисления будут выглядеть следующим образом.

X = 235 + 23,5
X = 258,5

После округления до целого получаем 260 г. Это масса материала, которую нужно смешать и залить.

3. Определяем, сколько необходимо отвесить каждого компонента для смешивания. Допустим, пропорция компонента А к компоненту B = 100:30. Для нахождения общего количества весовых долей используем следующую формулу.

Xв = А + В
Хв = 100 + 30
Хв = 130

4. Переводим весовые доли в граммы. Для этого используем следующую формулу.

Мю = Хв ÷ Х
Мю = 130 ÷ 260
Мю = 0,5

5. Переводим пропорции каждого из компонентов в натуральную величину.

Ан = А ÷ Мю
Ан = 100 ÷ 0,5
Ан = 200 г


Bн = B ÷ Мю
Вн = 30 ÷ 0,5
Вн = 60 г

6. Мы определили, какое количество каждого компонента необходимо взвесить в зависимости от пропорции смешивания и конечного веса отливки. Проверяем себя.

Ан + Вн = 200 + 60 = 260 г
Изготовление литейной силиконовой формы
Что нам понадобится
Вакуумная литейная машина
Термошкаф с регулировкой температуры от +25 до +210 °С
Весы
Шуруповерт с насадкой‑миксером
Тара для взвешивания и смешивания
Деревянные шпажки
Пластиковые трубочки
Карандаш
Термоклеевой пистолет с расходными материалами
Акриловое стекло
Суперклей
Двухкомпонентная силиконовая резина
Мастер-модель для получения литейной формы
Подготовка оснастки для заливки
1. Формируем основной литник. Для этого приклеиваем карандаш к мастер-модели в месте основного литника.

2. Чтобы сформировать систему выпоров, приклеиваем деревянные шпажки с надетыми на них пластиковыми трубочками к верхней части мастер-модели.
3. С помощью термоклеевого пистолета приклеиваем акриловое стекло к мастер-модели, чтобы создать опоку.
Подготовка материала для заливки
1. Взвешиваем нужное количество компонента A.
Важно
Для взвешивания нужно использовать весы с ценой деления 0,1 г и возможностью взвешивать материалы весом до 10 кг
2. В тару с компонентом A на весах доливаем нужное количество компонента B.
3. Смешиваем оба компонента, используя шуруповерт с насадкой-миксером.

4. Переливаем смешанные компоненты в чистую тару и снова перемешиваем. Это нужно для того, чтобы не оставалось непромешанных участков.

5.
Тару со смесью компонентов помещаем в вакуумную литейную машину и выполняем дегазацию смеси, убирая пузырьки воздуха, образовавшиеся при смешивании.
Важно
Во время процесса дегазации смесь увеличивается в объеме от 3 до 5 раз, а после окончания этого процесса оседает на дне тары
Заливка
1. Медленно заливаем смесь в оснастку.
Совет
Чтобы заливка происходила тонкой струей, нужно держать тару высоко над оснасткой
2. После заливки отправляем оснастку со смесью в вакуумную литейную машину для повторной дегазации.

3. Оставляем отливку на 1,5 часа при комнатной температуре.

4. Для более быстрой полимеризации отправляем отливку в термошкаф, разогретый до 70 °C.

Через 4 часа литейная форма будет готова.
Изготовление детали из двухкомпонентного пластика
Что нам понадобится
Вакуумная литейная машина
Термошкаф с регулировкой температуры от +25 до +210 °С
Тара для смешивания
Одноразовые шприцы объемом до 20 мл
Пластиковые трубочки
Пассатижи
Длинногубцы
Канцелярские резинки
Цветовые пигменты
Двухкомпонентный литьевой пластик
Восковой разделитель в аэрозольном баллоне
Готовая силиконовая форма
Подготовка литьевой формы
1. Наносим восковой разделительный слой на обе части формы, чтобы заливаемый пластик не прилипал к стенкам формы.

2. Собираем две части формы воедино с помощью канцелярских резинок.

3. Используя пластиковые трубочки, увеличиваем объем выпоров.
4. Отправляем форму в вакуумную литьевую машину и подключаем ее к литниковой системе.
Подготовка материала для заливки
1. Чтобы окрасить деталь, добавляем краситель в компонент A и тщательно размешиваем.

2. С помощью мерных шприцев набираем компоненты A и B в соответствующие тары.
3. Дегазация и смешивание компонентов двухкомпонентного пластика происходят в вакуумной литейной машине, так как время полимеризации составляет 1 минуту.
Заливка
1. В течение 30 секунд производим заливку пластика в форму.

2. Отслеживая степень пролития по высоте подъема пластика в выпорах, останавливаем и отключаем вакуум. Сбрасываем давление до атмосферного.
3. Помещаем форму с пластиком в термошкаф для последующей полимеризации.

4. После двухчасовой полимеризации детали готовы. Вынимаем трубочки из формы, разбираем ее и достаем готовую деталь.
В этом уроке мы изготовили силиконовую форму и с ее помощью отлили мелкосерийную деталь прототипа, а также научились рассчитывать необходимое количество компонентов для двухкомпонентных составов. А сейчас пройдите небольшое задание, чтобы закрепить свои знания.
Интерактивное задание
Тест
Для закрепления полученных знаний пройдите тест
Стартуем!
Как называется отверстие для выхода воздуха из формы при литье?
Дальше
Проверить
Узнать результат
Сколько длится полимеризация при изготовлении детали из двухкомпонентного пластика?
Дальше
Проверить
Узнать результат
При изготовлении литьевой силиконовой формы для более быстрой полимеризации нужно отправить отливку в термошкаф, разогретый до…
Дальше
Проверить
Узнать результат
К сожалению, вы ответили неправильно на все вопросы
Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз
Пройти еще раз
К сожалению, вы ответили неправильно на большинство вопросов
Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз
Пройти еще раз
Неплохо!
Но можно лучше. Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз
Пройти еще раз
Отлично!
Вы отлично справились. Теперь можете ознакомиться с другими компетенциями
Пройти еще раз