Vantagens do silicone de adição na fabricação de moldes

O silicone de adição, também conhecido como silicone de platina, é um material de silicone líquido de dois componentes amplamente utilizado na fabricação de moldes de precisão. Ele cura por meio de uma reação de adição catalisada por platina e geralmente oferece baixa contração durante a cura, excelente estabilidade dimensional, flexibilidade e longa vida útil de armazenamento do molde.

Em comparação com muitos produtos de silicone de condensação e silicone de estanho, o silicone de adição geralmente apresenta menor contração durante a cura e melhor estabilidade dimensional a longo prazo. Algumas formulações também oferecem alta resistência ao rasgo e boas propriedades mecânicas. Essas características o tornam adequado para fundição de resinas, fabricação de joias, reprodução de protótipos, esculturas artísticas e outras aplicações que exigem alta precisão e durabilidade dos moldes.

No entanto, as diferentes formulações de silicone de adição podem variar em dureza, viscosidade, resistência ao rasgo, tempo de cura e resistência à temperatura. A escolha do produto adequado exige uma avaliação cuidadosa do projeto do molde, do material do modelo mestre e do material utilizado na fundição.

Silicone de adição

1. O que é silicone de adição?

O silicone de adição é um silicone líquido que utiliza um catalisador de platina e cura por reação de adição. Geralmente é composto por dois componentes, Parte A e Parte B. Quando misturados na proporção especificada, os dois componentes passam por uma reação de reticulação e formam gradualmente uma borracha de silicone elástica.

Diferentemente do silicone de condensação, o silicone de adição geralmente não libera subprodutos de baixo peso molecular durante a reação de cura. Isso contribui para uma baixa contração durante a cura e uma boa estabilidade dimensional.

Na fabricação de moldes, o silicone de adição apresenta várias características importantes:

• Baixa contração: ajuda a preservar os detalhes do modelo mestre e a precisão dimensional.
• Boa flexibilidade: facilita a desmoldagem, especialmente em modelos com formatos complexos ou reentrâncias.
• Diferentes opções de dureza: existem formulações para moldes macios, de dureza média e rígidos.
• Boas propriedades mecânicas: algumas formulações oferecem alta resistência ao rasgo, resistência à tração e alongamento.
• Boa estabilidade durante o armazenamento prolongado: moldes de silicone de adição fabricados e armazenados adequadamente geralmente apresentam uma longa vida útil de armazenamento.

É importante observar que essas são características típicas do silicone de adição, e não propriedades garantidas de todos os produtos. O desempenho real deve ser verificado na ficha técnica (TDS) do produto específico.

2. Principais vantagens

2.1 Baixa contração durante a cura

A baixa contração durante a cura é uma das principais vantagens do silicone de adição na fabricação de moldes de precisão.

Durante a cura, o material desenvolve gradualmente uma estrutura de borracha estável. Como o silicone curado por reação de adição geralmente não produz os subprodutos de baixo peso molecular associados às reações de condensação, ele apresenta baixa contração durante a cura, ajudando a minimizar as alterações nas dimensões do molde.

Essa característica é especialmente importante para as seguintes aplicações:

• Peças de resina de precisão e reprodução de protótipos de produtos.
• Joias, acessórios e pequenos artigos artesanais.
• Reprodução de modelos artísticos com texturas complexas e detalhes finos.
• Produção repetitiva em que a consistência dimensional é essencial.

No entanto, a precisão dimensional final de um molde não depende apenas da contração do silicone. A precisão do modelo mestre, os métodos de vazamento, as condições de cura, o projeto do molde e a contração do material de fundição também podem afetar as dimensões do produto acabado.

2.2 Excelente reprodução de detalhes

Na fabricação de moldes, geralmente é necessário que o silicone se adapte perfeitamente à superfície do modelo mestre e reproduza com precisão texturas, ranhuras, bordas e características estruturais delicadas.

O silicone de adição está disponível em diferentes viscosidades para atender a requisitos específicos de aplicação. Os produtos de menor viscosidade geralmente apresentam melhor fluidez, permitindo cobrir detalhes finos do modelo mestre e facilitando a subida e a liberação das bolhas de ar.

Para modelos detalhados, peças de joalheria e moldes com texturas complexas, preste atenção especial às seguintes especificações do produto:

• Viscosidade da mistura.
• Vida útil da mistura (pot life).
• Tempo de cura.
• Adequação à desgaseificação a vácuo.
• Adequação aos processos de moldagem por vazamento ou aplicação com pincel.

É importante compreender que um sistema de cura por platina não significa automaticamente que todos os produtos tenham baixa viscosidade. As propriedades de fluidez reais dependem da formulação específica. Para moldes grandes fabricados por aplicação com pincel, produtos tixotrópicos ou de maior viscosidade, especialmente desenvolvidos para esse processo, também podem ser adequados.

2.3 Boa flexibilidade

Após a cura, o silicone de adição forma uma borracha de silicone elástica, que pode se deformar até certo ponto durante a desmoldagem. Isso facilita a retirada de modelos com ranhuras, reentrâncias, partes estreitas ou superfícies complexas.

Em comparação com os materiais rígidos para moldes, os moldes flexíveis de silicone são mais fáceis de manusear na reprodução de formatos complexos. Eles também podem ajudar a reduzir os danos mecânicos tanto ao molde quanto às peças fundidas durante a desmoldagem.

Diferentes níveis de dureza do silicone são adequados para diferentes projetos de moldes:

• Silicone de baixa dureza: mais fácil de dobrar e esticar, sendo adequado para estruturas complexas, reentrâncias profundas e moldes que exigem maior deformação durante a desmoldagem.
• Silicone de dureza média: oferece um equilíbrio entre flexibilidade e sustentação do molde, sendo adequado para uma ampla variedade de aplicações na fabricação de moldes.
• Silicone de alta dureza: proporciona melhor sustentação do formato e é adequado para projetos relativamente simples ou aplicações nas quais o molde precisa manter sua forma.

Ao escolher a dureza, não considere apenas a facilidade de desmoldagem. Para moldes com paredes finas, cantos vivos ou áreas propensas a rasgos, também devem ser avaliadas a resistência ao rasgo e o alongamento.

Flexibilidade do silicone de adição

2.4 Boas propriedades mecânicas

Durante operações repetidas de vazamento e desmoldagem, os moldes são continuamente submetidos a forças de alongamento, flexão e rasgos localizados. Por isso, as propriedades mecânicas do silicone afetam diretamente o desempenho do molde.

Ao comprar silicone de adição, preste atenção especial aos seguintes parâmetros:

Observe que uma dureza mais elevada não significa necessariamente maior resistência ao rasgo, assim como um silicone mais macio não é automaticamente mais durável. As propriedades mecânicas de diferentes produtos devem ser comparadas com base em suas respectivas fichas técnicas (TDS).

Na utilização real, a vida útil do molde também é influenciada pelo material de fundição, método de desmoldagem, agente desmoldante, espessura do molde, frequência de produção e condições de operação.

2.5 Longa vida útil de armazenamento do molde

Outra vantagem do silicone de adição é sua geralmente longa vida útil de armazenamento do molde.

É importante distinguir dois conceitos diferentes:

Vida útil de armazenamento do molde

Refere-se ao período durante o qual um molde de silicone acabado pode permanecer utilizável quando armazenado corretamente, sem ser utilizado na produção por fundição. O silicone de adição geralmente apresenta boa estabilidade durante o armazenamento prolongado, sendo adequado para projetos que exigem a preservação da capacidade de reprodução do modelo mestre ou o armazenamento de moldes de reserva para uso futuro.

Vida útil em produção

Refere-se ao período durante o qual um molde de silicone permanece utilizável durante a produção efetiva. Essa vida útil é influenciada por vários fatores, incluindo o material de fundição, o agente desmoldante, o projeto do molde, a frequência de uso e as operações de desmoldagem.

Portanto, o silicone de adição geralmente oferece boa estabilidade durante o armazenamento prolongado, mas isso não significa que todos os moldes tenham uma vida útil fixa ou suportem um número específico de ciclos de fundição.

Além disso, a vida útil de armazenamento do molde refere-se ao período de armazenamento em que um molde de silicone já curado permanece utilizável. Ela é diferente do prazo de validade das matérias-primas de silicone líquido ainda não misturadas.

2.6 Compatibilidade com diversos materiais de fundição

Dependendo da formulação específica, o silicone de adição pode ser utilizado na fundição e reprodução de produtos feitos com diversos materiais, incluindo:

• Resina epóxi.
• Resina de poliuretano.
• Resina de poliéster.
• Gesso.
• Cera.
• Cimento e concreto.
• Alguns metais ou ligas com baixo ponto de fusão (a temperatura real de vazamento deve ser verificada em relação à resistência térmica da qualidade específica do silicone).

Para muitos materiais de fundição comuns, os moldes de silicone oferecem boas propriedades de desmoldagem e podem dispensar um agente desmoldante adicional em condições adequadas de aplicação.

No entanto, o desempenho de desmoldagem depende do material de fundição, da superfície do molde, da complexidade estrutural e das condições de operação. Para resinas especiais, materiais que tendem a aderir aos moldes ou processos de produção que exigem uma vida útil maior do molde, ainda pode ser necessário utilizar um agente desmoldante adequado.

Ao despejar silicone em um molde de silicone, dois aspectos exigem atenção especial: os materiais de silicone podem aderir uns aos outros, e diferentes sistemas de silicone podem apresentar problemas de compatibilidade durante a cura. Nessas aplicações, realize primeiro um teste em pequena escala e utilize um agente desmoldante específico para silicone sobre silicone quando necessário.

3. Aplicações

Com sua baixa contração durante a cura, flexibilidade e boas propriedades mecânicas, o silicone de adição é adequado para uma ampla variedade de aplicações na fabricação de moldes.

3.1 Fabricação de moldes para resina

O silicone de adição é amplamente utilizado na fabricação de moldes para resina epóxi, resina de poliuretano e outros produtos de resina.

As aplicações típicas incluem artesanato em resina, itens decorativos, peças de modelos e reprodução de protótipos. Dependendo da dureza e da resistência ao rasgo necessárias, diferentes formulações podem ser selecionadas para moldes de vários tamanhos e níveis de complexidade.

Moldes de silicone para resina epóxi

3.2 Moldes para joias e trabalhos artesanais delicados

Joias, acessórios e pequenos artigos artesanais frequentemente apresentam texturas finas, contornos complexos e requisitos rigorosos de precisão dimensional.

O silicone de adição de baixa viscosidade ajuda a cobrir os detalhes finos da superfície do modelo mestre, enquanto sua flexibilidade facilita a desmoldagem de modelos com estruturas complexas.

Moldes de silicone para joias e acessórios

3.3 Reprodução de esculturas e modelos artísticos

O silicone de adição pode ser utilizado para fabricar moldes flexíveis de reprodução para esculturas, figuras humanas, ornamentos decorativos e outras obras de arte.

Para modelos grandes ou com reentrâncias profundas, também devem ser considerados a divisão do molde em partes, a espessura do silicone e o projeto da carcaça externa de suporte, a fim de evitar deformações ou danos ao molde durante a desmoldagem.

3.4 Moldes para cera, gesso e concreto

O silicone de adição também pode ser utilizado na fabricação de moldes para produtos de cera, peças decorativas de gesso e determinados produtos de concreto.

Ao escolher um produto adequado, considere a temperatura e o peso do material de fundição, suas partículas ou o atrito superficial e o número de ciclos de produção que o molde precisa suportar.

Molde de silicone para velas

3.5 Moldes para contato com alimentos e panificação

Alguns produtos de silicone de adição, especialmente formulados e testados, podem ser utilizados em moldes para contato com alimentos, incluindo formas para panificação, moldes de chocolate e moldes para doces.

No entanto, é importante enfatizar que a catálise por platina não torna automaticamente um produto de silicone próprio para contato com alimentos, nem significa que todos os produtos de silicone de adição sejam adequados para contato direto com alimentos.

O silicone destinado ao contato com alimentos deve ser avaliado de acordo com as regulamentações e as condições específicas de uso do mercado de destino. O produto também deve possuir os relatórios de ensaio ou a documentação de conformidade pertinentes. As condições de cura, os requisitos de pós-tratamento, os pigmentos e os agentes desmoldantes também podem afetar a conformidade do produto acabado.

Além disso, a conformidade para contato com alimentos e a resistência à temperatura para panificação são dois critérios distintos e devem ser verificados separadamente.

Molde de silicone próprio para contato com alimentos

4. Como escolher

Nem todos os produtos de silicone de adição são adequados aos mesmos processos de fabricação de moldes. Ao selecionar um produto, avalie os seguintes fatores.

4.1 Escolha a dureza de acordo com o projeto do molde

O tamanho do molde, a espessura das paredes, as reentrâncias e os métodos de desmoldagem influenciam a escolha da dureza do silicone.

Para projetos complexos, reentrâncias profundas ou moldes que exigem maior deformação durante a desmoldagem, considere um silicone de menor dureza. Para moldes que precisam de determinado nível de suporte estrutural, um produto de dureza média ou alta pode ser mais adequado.

4.2 Escolha a viscosidade de acordo com os detalhes do molde e o processo de fabricação

Para modelos mestres com texturas finas e estruturas complexas, os produtos de menor viscosidade geralmente oferecem melhor fluidez e reprodução de detalhes.

Se um molde grande for fabricado por aplicação com pincel, considere um produto de maior viscosidade e com propriedades tixotrópicas adequadas para evitar que o silicone escorra pela superfície do modelo mestre.

4.3 Considere a resistência ao rasgo de acordo com os requisitos de produção

Se o molde apresentar paredes finas, cantos vivos, ranhuras profundas ou reentrâncias complexas, preste atenção especial à resistência ao rasgo e ao alongamento na ruptura.

Para essas aplicações, a dureza Shore A, isoladamente, não é suficiente para determinar se um material é adequado.

4.4 Verifique a vida útil da mistura e o tempo de cura

A vida útil da mistura e o tempo de cura do silicone de adição podem variar significativamente entre os produtos.

Uma vida útil da mistura mais longa é adequada para modelos mestres complexos, moldes grandes ou processos que exigem desgaseificação completa. Por outro lado, um tempo de cura mais curto pode ajudar a melhorar a eficiência da produção.

Ao escolher um produto, considere a temperatura de aplicação, o tamanho do molde e o cronograma de produção.

4.5 Verifique a resistência à temperatura e os documentos de conformidade

Se o molde entrar em contato com materiais de fundição quentes ou for utilizado em aplicações de panificação ou contato com alimentos, verifique separadamente os dados de resistência à temperatura do produto e os documentos de conformidade pertinentes.

Não presuma que um produto seja resistente ao calor ou adequado para contato com alimentos simplesmente por ser chamado de silicone de platina. Consulte sempre a ficha técnica (TDS), os relatórios de ensaio e as condições de uso especificadas para o produto específico.

5. Cuidados importantes

O silicone de adição oferece excelente desempenho, mas seu sistema de cura por adição é sensível a determinadas substâncias químicas. Antes de fabricar um molde, preste atenção especial aos seguintes pontos.

5.1 Fique atento à inibição da cura

O silicone de adição pode ser afetado por determinadas substâncias químicas, resultando em uma cura mais lenta, áreas localizadas sem cura ou uma superfície pegajosa.

As causas potenciais mais comuns incluem:

• Materiais que contêm enxofre, como algumas massas de modelar à base de enxofre.
• Certos compostos de amina.
• Compostos de estanho e resíduos de alguns produtos de silicone de condensação.
• Determinados adesivos, revestimentos e resinas.
• Alguns modelos impressos em 3D que não foram devidamente limpos ou submetidos à pós-cura.

Se utilizar um modelo mestre impresso em 3D, verifique sua compatibilidade com o silicone de adição. Siga as recomendações dos fornecedores do material de impressão e do silicone quanto à limpeza, à pós-cura e ao tratamento superficial.

Para materiais de modelos mestres cuja compatibilidade não seja conhecida, realize um teste de cura em pequena escala antes de iniciar a fabricação completa do molde.

5.2 Misture as partes A e B rigorosamente de acordo com as instruções do produto

O silicone de adição geralmente é fornecido em um sistema de dois componentes. A proporção de mistura pode variar de um produto para outro. Meça sempre os componentes de acordo com a proporção por peso ou por volume especificada na ficha técnica (TDS).

Uma mistura incompleta ou uma proporção incorreta pode resultar em cura incompleta e afetar o desempenho do molde.

5.3 Siga os procedimentos especificados de desgaseificação e cura

Para moldes de alta precisão, a desgaseificação a vácuo pode ajudar a reduzir as bolhas de ar introduzidas durante a mistura.

Após o vazamento, deixe o silicone curar na temperatura e pelo período especificados pelo fabricante do produto. As condições de cura variam entre os produtos, portanto, não aplique diretamente os parâmetros de processamento de outra qualidade de silicone.

5.4 Determine a necessidade de um agente desmoldante de acordo com o material de fundição

Algumas formulações de silicone oferecem boas propriedades naturais de desmoldagem quando utilizadas com materiais de fundição comuns, como resina, gesso e cera.

No entanto, se o material de fundição tiver tendência a aderir ao molde ou se o molde for utilizado repetidamente na produção, escolha um agente desmoldante compatível tanto com o silicone quanto com o material de fundição. Faça testes prévios para avaliar seus efeitos na qualidade da superfície e no processo de cura.

6. Perguntas frequentes (FAQ)

Q1: Qual é o melhor para a fabricação de moldes: silicone de adição ou silicone de condensação?

Ambos podem ser utilizados na fabricação de moldes, mas apresentam características de desempenho e aplicações diferentes.

O silicone de adição geralmente oferece menor contração durante a cura, boa estabilidade dimensional a longo prazo e uma vida útil de armazenamento do molde mais longa. É adequado para reprodução de precisão e projetos com requisitos rigorosos de estabilidade a longo prazo.

O silicone de condensação possui um histórico consolidado de utilização e está disponível em uma ampla variedade de produtos. Também é adequado para muitas aplicações gerais de fabricação de moldes.

A escolha final deve se basear na precisão do molde, no orçamento, no material do modelo mestre, nos requisitos de produção e nos resultados dos testes reais, e não apenas no sistema de cura.

Q2: Qual é a taxa de contração do silicone de adição?

O silicone de adição geralmente apresenta baixa contração durante a cura, mas o valor exato depende da formulação do produto e das condições de teste.

Ao selecionar um produto, consulte sua ficha técnica (TDS) e diferencie a contração durante a cura do próprio silicone da contração de moldagem do material de fundição. Ambas podem afetar as dimensões finais do produto.

Q3: É necessário utilizar um agente desmoldante ao fabricar moldes com silicone de adição?

Não necessariamente. Os moldes de silicone de platina podem oferecer bom desempenho de desmoldagem com muitos materiais de fundição comuns. No entanto, a necessidade de um agente desmoldante depende do material de fundição, do projeto do molde e das condições reais do processo.

Ao despejar silicone em um molde de silicone, preste atenção especial ao risco de aderência entre os materiais de silicone. Utilize um agente desmoldante específico com base nos resultados dos testes preliminares.

Q4: Todo silicone de adição é resistente ao calor?

Não. A resistência à temperatura depende da formulação específica, e nem todos os produtos de silicone de adição apresentam a mesma resistência térmica.

Ao selecionar um produto, verifique a temperatura especificada para uso contínuo e sua resistência a temperaturas de curta duração. Considere também a temperatura real do material de fundição e os efeitos dos ciclos térmicos repetidos sobre o desempenho do molde.

Q5: Todo silicone de adição é adequado para contato com alimentos?

Não. A cura por platina descreve o sistema de cura do silicone e, por si só, não comprova que um produto esteja em conformidade com as regulamentações para contato com alimentos. Somente uma formulação específica que tenha passado pelos testes pertinentes e atenda aos requisitos aplicáveis do mercado de destino pode ser utilizada nas aplicações correspondentes de contato com alimentos, respeitando as condições especificadas. Por exemplo, ao verificar a conformidade com os requisitos aplicáveis do FDA dos Estados Unidos, confirme se o produto específico atende às disposições regulatórias pertinentes e consulte os relatórios de ensaio e as condições de uso correspondentes. Antes da compra, verifique também os requisitos de cura e pós-tratamento do produto.

Q6: Por que o silicone de adição permanece sem curar ou apresenta uma superfície pegajosa?

Isso pode ser causado pela inibição da cura. Substâncias que contêm enxofre, aminas, compostos de estanho, determinados revestimentos e adesivos presentes na superfície do modelo mestre, além de alguns materiais de impressão 3D, podem interferir na reação normal de reticulação do silicone de adição.

Se isso ocorrer, verifique o material do modelo mestre, o tratamento superficial e o processo de limpeza. Antes de iniciar a produção em escala, realize um teste em pequena escala utilizando o material real do modelo mestre.

7. Conclusão

Com sua baixa contração durante a cura, boa estabilidade dimensional, flexibilidade e variedade de propriedades mecânicas disponíveis, o silicone de adição é uma opção importante de material para moldes de precisão, reprodução com resina, fabricação de joias e aplicações artísticas.

Em projetos reais de fabricação de moldes, a escolha do silicone de adição adequado exige mais do que considerar o sistema de cura. Também é necessário avaliar a dureza, a viscosidade, a resistência ao rasgo, a vida útil da mistura, a resistência à temperatura e a compatibilidade com o material do modelo mestre.

Escolher uma formulação adequada com base no projeto específico do molde e nos requisitos de produção ajudará a aproveitar ao máximo as vantagens do silicone de adição na fabricação de moldes.