реимущества силикона на основе платины при изготовлении форм

Силикон на основе платины, также известный как аддитивный силикон, — это двухкомпонентный жидкий силиконовый материал, широко используемый для изготовления высокоточных форм. Он отверждается в результате реакции присоединения с платиновым катализатором и обычно отличается низкой усадкой при отверждении, высокой размерной стабильностью, эластичностью и длительным сроком хранения готовых силиконовых форм.

По сравнению со многими продуктами на основе олова и конденсационными силиконами, силикон на основе платины обычно обладает меньшей усадкой при отверждении и лучшей долгосрочной размерной стабильностью. Некоторые составы также отличаются высокой прочностью на раздир и хорошими механическими свойствами. Благодаря этим характеристикам он подходит для литья смол, изготовления ювелирных изделий, воспроизведения прототипов, художественной скульптуры и других задач, требующих высокой точности и долговечности форм.

Однако разные составы силикона на основе платины могут значительно отличаться по твёрдости, вязкости, прочности на раздир, времени отверждения и термостойкости. При выборе подходящего продукта необходимо тщательно учитывать конструкцию формы, материал мастер-модели и материал для литья.

Силикон на основе платины

1. Что такое силикон на основе платины?

Силикон на основе платины — это жидкий аддитивный силикон, в котором используется платиновый катализатор. Обычно он состоит из двух компонентов: части A и части B. При смешивании в установленной пропорции между компонентами происходит реакция сшивания, в результате которой постепенно образуется эластичный силиконовый каучук.

В отличие от силикона на основе олова, силикон на основе платины обычно не выделяет низкомолекулярные побочные продукты в процессе отверждения. Это способствует низкой усадке при отверждении и хорошей размерной стабильности.

При изготовлении форм силикон на основе платины обладает несколькими важными характеристиками:

• Низкая усадка: Помогает сохранять детали мастер-модели и точность размеров.
• Хорошая эластичность: Облегчает извлечение готовых изделий, особенно при работе с моделями сложной формы и поднутрениями.
• Различные варианты твёрдости: Доступны составы для изготовления мягких, средней твёрдости и твёрдых форм.
• Хорошие механические свойства: Некоторые составы обладают высокой прочностью на раздир, прочностью на растяжение и относительным удлинением.
• Длительная стабильность при хранении: Правильно изготовленные и хранящиеся формы из силикона на основе платины обычно сохраняют свои свойства в течение длительного времени.

Важно отметить, что это типичные характеристики силикона на основе платины, а не гарантированные свойства каждого продукта. Фактические показатели следует проверять по техническому паспорту (TDS) конкретной марки материала.

2. Основные преимущества

2.1 Низкая усадка при отверждении

Низкая усадка при отверждении — одно из главных преимуществ силикона на основе платины при изготовлении высокоточных форм.

В процессе отверждения материал постепенно формирует стабильную структуру каучука. Поскольку аддитивный силикон обычно не выделяет низкомолекулярные побочные продукты, характерные для реакций конденсации, его усадка при отверждении, как правило, невелика. Это помогает свести к минимуму изменения размеров формы.

Данное свойство особенно важно для следующих применений:

• Высокоточные детали из смолы и воспроизведение прототипов изделий.
• Ювелирные изделия, аксессуары и небольшие предметы ручной работы.
• Воспроизведение художественных моделей со сложными текстурами и мелкими деталями.
• Повторное производство изделий, при котором необходимо обеспечить стабильность размеров.

Однако окончательная размерная точность формы зависит не только от усадки силикона. На размеры готового изделия также могут влиять точность мастер-модели, способы заливки, условия отверждения, конструкция формы и усадка материала для литья.

2.2 Высокая точность воспроизведения деталей

При изготовлении форм обычно требуется, чтобы силикон плотно прилегал к поверхности мастер-модели и точно воспроизводил текстуры, канавки, края и мелкие конструктивные элементы.

Силикон на основе платины выпускается с различной вязкостью для разных условий применения. Продукты с более низкой вязкостью обычно обладают лучшей текучестью, что позволяет им легче покрывать мелкие детали мастер-модели и способствует подъёму и выходу пузырьков воздуха.

При изготовлении детализированных моделей, ювелирных изделий и форм со сложными текстурами особое внимание следует уделить следующим характеристикам продукта:

• Вязкость после смешивания компонентов.
• Время жизнеспособности смеси.
• Время отверждения.
• Пригодность для вакуумной дегазации.
• Пригодность для заливки или нанесения силикона кистью.

Важно понимать, что аддитивная система отверждения не означает, что каждый продукт автоматически обладает низкой вязкостью. Фактическая текучесть зависит от конкретного состава. Для изготовления крупных форм методом нанесения кистью также могут подходить тиксотропные или более вязкие продукты, специально разработанные для этой цели.

2.3 Хорошая эластичность

После отверждения силикон на основе платины образует эластичный силиконовый каучук, который может в определённых пределах деформироваться при извлечении готового изделия. Это облегчает извлечение моделей с канавками, поднутрениями, тонкими элементами или сложными поверхностями.

По сравнению с жёсткими материалами для изготовления форм гибкие силиконовые формы удобнее использовать при воспроизведении сложных изделий. Они также помогают уменьшить риск механических повреждений как самой формы, так и отлитых деталей во время извлечения.

Для разных конструкций форм подходят различные степени твёрдости силикона:

• Силикон низкой твёрдости: Легче сгибается и растягивается, поэтому подходит для сложных конструкций, глубоких поднутрений и форм, требующих значительной деформации при извлечении изделий.
• Силикон средней твёрдости: Обеспечивает баланс между эластичностью и способностью формы сохранять свою структуру, поэтому подходит для широкого спектра задач по изготовлению форм.
• Силикон высокой твёрдости: Обеспечивает лучшую поддержку формы и подходит для относительно простых конструкций или применений, в которых форма должна сохранять заданную геометрию.

При выборе твёрдости не следует ориентироваться исключительно на удобство извлечения изделий. Для форм с тонкими стенками, острыми углами или элементами, подверженными разрыву, также необходимо оценивать прочность на раздир и относительное удлинение.

Эластичность силикона на основе платины

2.4 Хорошие механические свойства

При многократной заливке и извлечении изделий формы постоянно подвергаются растяжению, изгибу и локальным нагрузкам, способным вызвать разрывы. Поэтому механические свойства силикона напрямую влияют на эксплуатационные характеристики формы.

При покупке силикона на основе платины особое внимание следует уделить следующим параметрам:

Обратите внимание, что более высокая твёрдость не обязательно означает более высокую прочность на раздир, а более мягкий силикон не всегда является более долговечным. Механические свойства разных продуктов следует сравнивать по соответствующим техническим паспортам (TDS).

При реальной эксплуатации срок службы формы также зависит от материала для литья, метода извлечения изделий, разделительного состава, толщины формы, частоты производства и условий работы.

2.5 Длительный срок хранения готовых форм

Ещё одним преимуществом силикона на основе платины является, как правило, длительный срок хранения готовых форм.

При этом важно различать два понятия:

Срок хранения готовой формы

Это период, в течение которого изготовленная силиконовая форма сохраняет пригодность к использованию при правильном хранении и отсутствии производственных циклов литья. Силикон на основе платины обычно обладает хорошей стабильностью при длительном хранении. Поэтому он подходит для проектов, в которых необходимо сохранять возможность воспроизведения мастер-моделей или иметь запасные формы для дальнейшего использования.

Срок службы при производстве

Это период, в течение которого силиконовая форма остаётся пригодной для использования в реальном производственном процессе. На срок службы влияют различные факторы, включая материал для литья, разделительный состав, конструкцию формы, частоту использования и операции по извлечению изделий.

Таким образом, силикон на основе платины обычно обладает хорошей стабильностью при длительном хранении, однако это не означает, что каждая форма имеет фиксированный срок службы или выдерживает определённое количество циклов литья.

Кроме того, срок хранения готовой формы относится к периоду сохранения пригодности уже отверждённой силиконовой формы. Его не следует путать со сроком годности несмешанных жидких силиконовых компонентов.

2.6 Совместимость с различными материалами для литья

В зависимости от конкретного состава силикон на основе платины можно использовать для литья и воспроизведения изделий из различных материалов, включая:

• Эпоксидную смолу.
• Полиуретановую смолу.
• Полиэфирную смолу.
• Гипс.
• Воск.
• Цемент и бетон.
• Некоторые металлы и сплавы с низкой температурой плавления (фактическую температуру заливки необходимо сопоставлять с термостойкостью конкретной марки силикона).

При работе со многими распространёнными материалами для литья силиконовые формы обладают хорошими разделительными свойствами и при подходящих условиях применения могут не требовать дополнительного разделительного состава.

Однако эффективность извлечения изделий зависит от материала для литья, поверхности формы, сложности конструкции и условий эксплуатации. При работе со специальными смолами, материалами, склонными к прилипанию, или в производственных процессах, требующих увеличенного срока службы формы, использование подходящего разделительного состава всё же может быть необходимым.

При заливке силикона в силиконовую форму особое внимание следует уделить двум вопросам: силиконовые материалы могут прочно соединяться друг с другом, а разные системы отверждения могут иметь проблемы с совместимостью. В таких случаях сначала проведите испытание на небольшом образце и при необходимости используйте специальный разделительный состав для силикона.

3. Области применения

Благодаря низкой усадке при отверждении, эластичности и хорошим механическим свойствам силикон на основе платины подходит для широкого спектра задач по изготовлению форм.

3.1 Изготовление форм для смол

Силикон на основе платины широко используется для изготовления форм под эпоксидную, полиуретановую и другие виды смол.

К типичным областям применения относятся изделия из смолы ручной работы, декоративные изделия, детали моделей и воспроизведение прототипов. В зависимости от требуемой твёрдости и прочности на раздир можно выбирать различные составы для изготовления форм разного размера и уровня сложности.

Силиконовые формы для эпоксидной смолы

3.2 Формы для ювелирных изделий и мелких предметов ручной работы

Ювелирные изделия, аксессуары и небольшие предметы ручной работы часто имеют мелкие текстуры, сложные контуры и высокие требования к точности размеров.

Силикон на основе платины с низкой вязкостью помогает точно передавать мелкие детали поверхности мастер-модели, а его эластичность облегчает извлечение моделей со сложной структурой.

Силиконовые формы для ювелирных изделий и аксессуаров

3.3 Изготовление форм для скульптур и художественных моделей

Силикон на основе платины можно использовать для изготовления гибких форм для воспроизведения скульптур, человеческих фигур, декоративных изделий и других произведений искусства.

Для крупных моделей или изделий с глубокими поднутрениями также необходимо учитывать разделение формы на части, толщину силикона и конструкцию внешней поддерживающей оболочки. Это помогает предотвратить деформацию или повреждение формы при извлечении готового изделия.

3.4 Формы для воска, гипса и бетона

Силикон на основе платины также подходит для изготовления форм для восковых изделий, гипсового декора и некоторых видов бетонных изделий.

При выборе подходящего продукта учитывайте температуру и вес материала для литья, наличие частиц и степень трения его поверхности, а также количество производственных циклов, которое должна выдерживать форма.

Силиконовая форма для свечей

3.5 Формы для контакта с пищей и выпечки

Некоторые специально разработанные и прошедшие испытания продукты на основе платины можно использовать для изготовления форм, контактирующих с пищей, включая формы для выпечки, шоколада и конфет.

Однако важно подчеркнуть, что использование платинового катализатора само по себе не делает силикон пищевым и не означает, что все продукты на основе платины подходят для непосредственного контакта с пищевыми продуктами.

Силикон, предназначенный для контакта с пищей, должен оцениваться на соответствие нормативным требованиям целевого рынка и конкретным условиям эксплуатации. Для продукта также должны быть доступны соответствующие протоколы испытаний или документы о соответствии. Условия отверждения, требования к дополнительной обработке, используемые пигменты и разделительные составы также могут влиять на соответствие готового изделия установленным требованиям.

Кроме того, соответствие требованиям к контакту с пищей и термостойкость при выпечке являются двумя отдельными критериями, которые необходимо проверять независимо друг от друга.

Силиконовая форма для контакта с пищей

4. Как выбрать силикон на основе платины?

Не все продукты на основе платины подходят для одних и тех же процессов изготовления форм. При выборе материала оцените следующие факторы.

4.1 Выберите твёрдость с учётом конструкции формы

Размер формы, толщина стенок, наличие поднутрений и методы извлечения готовых изделий влияют на выбор твёрдости силикона.

Для сложных конструкций, глубоких поднутрений или форм, требующих значительной деформации при извлечении изделий, рекомендуется рассмотреть силикон с более низкой твёрдостью. Для форм, которым необходима определённая структурная поддержка, может лучше подойти продукт средней или высокой твёрдости.

4.2 Выберите вязкость с учётом деталей формы и технологии изготовления

Для мастер-моделей с мелкими текстурами и сложной структурой продукты с более низкой вязкостью обычно обеспечивают лучшую текучесть и точность воспроизведения деталей.

Если большая форма изготавливается методом нанесения кистью, рассмотрите продукт с более высокой вязкостью и подходящими тиксотропными свойствами. Это поможет предотвратить стекание силикона с поверхности мастер-модели.

4.3 Учитывайте сопротивление раздиру с учётом производственных требований

Если форма имеет тонкие стенки, острые углы, глубокие канавки или сложные поднутрения, особое внимание следует уделить прочности на раздир и относительному удлинению при разрыве.

Для таких применений одной только твёрдости по Шору A недостаточно, чтобы определить пригодность материала.

4.4 Проверьте время жизнеспособности смеси и время отверждения

Время жизнеспособности смеси и время отверждения силикона на основе платины могут значительно различаться в зависимости от продукта.

Более продолжительное время жизнеспособности подходит для работы со сложными мастер-моделями, крупными формами или технологическими процессами, требующими тщательной дегазации. Более короткое время отверждения, в свою очередь, может способствовать повышению производственной эффективности.

При выборе продукта учитывайте температуру нанесения, размер формы и производственный график.

4.5 Проверьте термостойкость и документы о соответствии

Если форма будет контактировать с горячими материалами для литья или использоваться для выпечки либо контакта с пищей, отдельно проверьте данные о термостойкости продукта и соответствующие документы о соответствии.

Не следует считать продукт термостойким или пригодным для контакта с пищей только потому, что он называется силиконом на основе платины. Всегда руководствуйтесь техническим паспортом (TDS), протоколами испытаний и установленными условиями применения конкретного продукта.

5. Важные рекомендации по применению

Силикон на основе платины обладает высокими эксплуатационными характеристиками, однако его система аддитивного отверждения чувствительна к определённым химическим веществам. Перед изготовлением формы обратите особое внимание на следующие моменты.

5.1 Учитывайте риск ингибирования отверждения

Некоторые химические вещества могут влиять на отверждение силикона на основе платины, замедляя процесс, вызывая локальные непрореагировавшие участки или появление липкой поверхности.

К распространённым потенциальным причинам относятся:

• Серосодержащие материалы, например некоторые виды пластилина на основе серы.
• Определённые соединения аминов.
• Соединения олова и остатки некоторых продуктов на основе конденсационного силикона.
• Некоторые клеи, покрытия и смолы.
• Отдельные модели, изготовленные методом 3D-печати, которые не были должным образом очищены или прошли недостаточную дополнительную обработку после печати.

Если вы используете мастер-модель, изготовленную методом 3D-печати, проверьте её совместимость с силиконом на основе платины. При очистке, дополнительном отверждении и обработке поверхности следуйте рекомендациям поставщика материала для печати и поставщика силикона.

Для материалов мастер-моделей с неподтверждённой совместимостью перед изготовлением всей формы проведите испытание на небольшом образце.

5.2 Строго соблюдайте инструкции по смешиванию компонентов A и B

Силикон на основе платины обычно поставляется в двухкомпонентной системе. Пропорция смешивания может отличаться в зависимости от продукта. Всегда измеряйте компоненты в соответствии с соотношением по массе или объёму, указанным в техническом паспорте (TDS).

Недостаточное перемешивание или неправильная пропорция компонентов могут привести к неполному отверждению и ухудшить эксплуатационные характеристики формы.

5.3 Соблюдайте установленные процедуры дегазации и отверждения

При изготовлении высокоточных форм вакуумная дегазация помогает уменьшить количество пузырьков воздуха, попадающих в материал при смешивании.

После заливки оставьте силикон отверждаться при температуре и в течение времени, указанных производителем продукта. Условия отверждения различаются в зависимости от продукта, поэтому не следует напрямую применять параметры обработки другой марки материала.

5.4 Определите необходимость разделительного состава с учётом материала для литья

Некоторые составы силикона обладают хорошими естественными разделительными свойствами при использовании с распространёнными материалами для литья, такими как смола, гипс и воск.

Однако, если материал для литья склонен прилипать к форме или форма будет многократно использоваться в производстве, выберите разделительный состав, совместимый как с силиконом, так и с материалом для литья. Заранее проведите испытание, чтобы оценить его влияние на качество поверхности и процесс отверждения.

6. Часто задаваемые вопросы

Q1: Что лучше для изготовления форм: силикон на основе платины или силикон на основе олова?

Оба материала можно использовать для изготовления форм, однако их эксплуатационные характеристики и области применения различаются.

Силикон на основе платины обычно обладает меньшей усадкой при отверждении, хорошей долгосрочной размерной стабильностью и более длительным сроком хранения готовых форм. Он подходит для высокоточного воспроизведения и проектов с повышенными требованиями к стабильности размеров в течение длительного времени.

Силикон на основе олова имеет длительную историю применения и выпускается в широком ассортименте. Он также подходит для многих стандартных задач по изготовлению форм.

Окончательный выбор следует делать с учётом точности формы, бюджета, материала мастер-модели, производственных требований и фактических результатов испытаний, а не только системы отверждения.

Q2: Какова усадка силикона на основе платины?

Силикон на основе платины обычно имеет низкую усадку при отверждении, однако точное значение зависит от состава продукта и условий испытаний.

При выборе продукта проверьте его технический паспорт (TDS) и различайте усадку самого силикона при отверждении и усадку материала для литья после формования. Оба показателя могут влиять на окончательные размеры готового изделия.

Q3: Нужно ли использовать разделительный состав при изготовлении форм из силикона на основе платины?

Не обязательно. Формы из силикона на основе платины могут обеспечивать хорошие разделительные свойства при работе со многими распространёнными материалами для литья. Однако необходимость применения разделительного состава зависит от материала для литья, конструкции формы и фактических условий технологического процесса.

При заливке силикона в силиконовую форму особое внимание следует уделить риску соединения силиконовых материалов между собой. Используйте специальный разделительный состав после предварительного тестирования.

Q4: Все ли виды силикона на основе платины обладают термостойкостью?

Нет. Термостойкость зависит от конкретного состава, и разные продукты на основе платины могут иметь разные показатели устойчивости к высоким температурам.

При выборе продукта проверьте установленную температуру длительной эксплуатации и кратковременную термостойкость. Также учитывайте фактическую температуру материала для литья и влияние повторяющихся температурных циклов на характеристики формы.

Q5: Весь ли силикон на основе платины подходит для контакта с пищей?

Нет. Платиновое отверждение описывает систему отверждения силикона и само по себе не доказывает соответствие продукта нормативным требованиям к контакту с пищей. Для соответствующих пищевых применений в установленных условиях можно использовать только конкретные составы, прошедшие необходимые испытания и отвечающие применимым требованиям целевого рынка. Например, при проверке соответствия соответствующим требованиям FDA США необходимо убедиться, что конкретный продукт отвечает применимым положениям нормативных документов FDA, а также изучить соответствующие протоколы испытаний и условия эксплуатации. Перед покупкой также следует уточнить требования к отверждению и дополнительной обработке продукта.

Q6: Почему силикон на основе платины остаётся неотверждённым или становится липким на поверхности?

Это может быть вызвано ингибированием отверждения. Серосодержащие вещества, амины, соединения олова, определённые покрытия и клеи на поверхности мастер-модели, а также некоторые материалы для 3D-печати могут препятствовать нормальной реакции сшивания силикона на основе платины.

В таком случае проверьте материал мастер-модели, обработку её поверхности и процесс очистки. Перед полномасштабным производством проведите небольшое испытание с использованием фактического материала мастер-модели.

7. Заключение

Благодаря низкой усадке при отверждении, хорошей размерной стабильности, эластичности и широкому выбору механических характеристик силикон на основе платины является важным материалом для изготовления высокоточных форм, воспроизведения изделий из смол, производства ювелирных изделий и художественных моделей.

При изготовлении форм выбор подходящего силикона на основе платины требует учёта не только системы отверждения. Также необходимо оценивать твёрдость, вязкость, прочность на раздир, время жизнеспособности смеси, термостойкость и совместимость с материалом мастер-модели.

Выбор подходящего состава с учётом конкретной конструкции формы и производственных требований поможет максимально эффективно использовать преимущества силикона на основе платины при изготовлении форм.