Ключевые аспекты изготовления силиконовых форм из RTV-2

Двухкомпонентный силикон (RTV-2) — это профессиональный материал, используемый для изготовления силиконовых форм. Он состоит из двух жидких компонентов, части A и части B, которые при смешивании отверждаются при комнатной температуре, образуя гибкую и эластичную силиконовую форму. Хотя он относительно прост в использовании, необходимо уделять внимание нескольким эксплуатационным деталям для обеспечения качества формы и безопасности работы.

1. Основные знания

Прежде чем использовать двухкомпонентный силикон, важно понять две его основные системы: силикон на основе олова и силикон на основе платины. Их химические принципы, свойства и требования к обращению существенно различаются, и их смешивание или неправильное использование может привести к серьезным проблемам.

Силикон на основе олова: Этот тип силикона имеет усадку примерно от 0,3 до 0,5% при отверждении, и формы могут стать хрупкими при длительном хранении. Примечание: Он не подходит для проектов, требующих высокой точности размеров или длительного хранения. Однако он очень устойчив к условиям эксплуатации, не склонен к «ингибированию отверждения» и идеально подходит для общего копирования форм.

силикон на основе олова

Силикон на основе платины: Этот тип имеет очень низкую усадку (<0,1%), обеспечивает высокую точность и может быть пищевым. Однако, пожалуйста, обратите внимание: он чрезвычайно чувствителен к примесям и очень восприимчив к «ингибированию отверждения» (отравлению), что делает требования к его эксплуатации гораздо более строгими, чем для силикона на основе олова.

силикон на основе платины

Избегайте заблуждения «чем дороже, тем лучше»: не все проекты требуют силикон на основе платины. Пожалуйста, принимайте решение, основываясь на вашем конечном применении (требования к точности, контакт с пищей, бюджет, срок службы формы), чтобы избежать ненужных затрат и эксплуатационных рисков. Начальная прочность на разрыв (непосредственный физический показатель прочности, соответствующий ASTM D624) силикона на основе олова может быть выше, но «архивный срок хранения» (показатель долгосрочной химической стабильности) силикона на основе платины дольше. Это связано с тем, что побочные продукты, выделяющиеся в процессе отверждения оловом, со временем постоянно разрушают полимерную структуру силикона, что в конечном итоге приводит к его хрупкости.

2. Меры предосторожности

Хотя большинство двухкомпонентных силиконов нетоксичны после отверждения, жидкие компоненты, особенно оловянный отвердитель в системах конденсационного отверждения, могут вызывать раздражение кожи и глаз. Для обеспечения безопасности рекомендуются следующие защитные меры:

Защита рук: Хотя аллергические реакции на силикон редки, рекомендуется носить виниловые или нитриловые перчатки для облегчения очистки. В случае контакта с кожей немедленно промойте её водой с мылом.

Вентиляция: Рабочая зона должна быть хорошо проветриваема. В процессе смешивания и отверждения силикона на основе олова могут выделяться следовые количества химических побочных продуктов (например, спирта) или запахов. Непрерывный поток воздуха эффективно рассеивает эти летучие вещества и поддерживает качество воздуха, предотвращая дискомфорт от длительного вдыхания.

Защита глаз: Носите защитные очки с боковыми щитками или защитные очки для предотвращения случайного попадания брызг жидкого силикона в глаза.

Защита тела: Носите рабочую одежду с длинными рукавами или химически стойкую одежду, чтобы свести к минимуму контакт с кожей.

3. Соотношение смешивания

Это самый важный шаг. При использовании двухкомпонентного силикона необходимо строго соблюдать соотношение смешивания, указанное в технической документации продукта. Обычно силикон на основе олова имеет соотношение смешивания от 100:2 до 100:4, в то время как силикон на основе платины — 1:1 или 10:1.

Точное взвешивание: Используйте цифровые весы с точностью не менее 0,1 грамма. Всегда измеряйте по весу, а не по объему. Оценка объема с помощью мерных стаканчиков может легко привести к ошибкам в соотношении.

Предварительное перемешивание: Перед использованием тщательно перемешайте части A и B по отдельности, особенно часть A, так как наполнители могут оседать во время хранения.

4. Смешивание и перемешивание

Тщательное смешивание — ключ к обеспечению надлежащего отверждения. Вот основные моменты, которые следует помнить:

Соскребайте со стенок и дна: Используйте чистую палочку для смешивания, чтобы многократно соскребать со стенок и дна вашей емкости, чтобы убедиться в отсутствии несмешанных участков.

Визуальная проверка однородности: Перемешивайте до тех пор, пока смесь не станет полностью однородного цвета без разводов или мраморности. Рекомендуется перемешивать в течение 2-3 минут.

Отдельные емкости: При смешивании различных типов силикона (особенно конденсационного и аддитивного отверждения) используйте отдельные емкости и инструменты, чтобы избежать перекрестного загрязнения.

5. Вакуумная дегазация

Процесс смешивания неизбежно приведет к образованию большого количества пузырьков воздуха. Чтобы добиться безупречной, зеркально гладкой поверхности формы, вакуумная дегазация является важным шагом. Используйте вакуумную камеру, чтобы поместить смесь внутрь, создайте вакуум до -0,1 МПа и выдержите 1-2 минуты, пока все пузырьки не поднимутся и не исчезнут.

6. Правильная техника заливки

При заливке выберите самую нижнюю точку литейной коробки и медленно заливайте силикон тонкой, непрерывной струей. Дайте силикону растечься и естественным образом выровняться над мастер-моделью. Эта техника сводит к минимуму образование новых пузырьков воздуха. Не заливайте непосредственно на самую высокую точку мастер-модели, так как это может легко запереть воздух.

Для моделей с высокой детализацией вы можете сначала нанести тонкий слой силикона на поверхность мягкой кистью, чтобы убедиться, что все щели покрыты, прежде чем заливать основную часть формы.

жидкий силикон для изготовления форм

7. Среда отверждения

Многие пользователи упускают из виду факторы окружающей среды, но температура и влажность имеют решающее значение для скорости и качества отверждения. Идеальная рабочая температура составляет от 20°C до 25°C (от 68°F до 77°F). Если температура слишком низкая, реакция отверждения значительно замедлится или даже остановится. Если она слишком высокая, ваше время жизни (рабочее время) резко сократится, что заставит вас торопиться.

Среда с высокой температурой (>25°C): Значительно сокращает время жизни, но также ускоряет время отверждения. Опытные пользователи могут использовать это для преднамеренного ускорения процесса отверждения на основе платины для повышения эффективности производства.

Среда с низкой температурой (<15°C): Значительно продлевает время жизни, но процесс отверждения будет чрезвычайно медленным. Стоит отметить, что при температуре ниже 10°C (50°F) реакция отверждения может полностью остановиться.

Влажность имеет решающее значение для силикона на основе олова, который отверждается за счет атмосферной влаги. Поэтому в чрезмерно сухой среде они могут не отвердиться полностью.

Рекомендуется дать форме отвердиться на ровной поверхности без вибрации, чтобы избежать воздействия внешних факторов на её форму и качество. Чтобы свести к минимуму усадку, отверждайте при комнатной температуре. Если вам нужно ускорить процесс, можно применить легкий нагрев (40-60°C).

8. Ингибирование отверждения

Силикон на основе олова: Очень устойчив к условиям эксплуатации и не подвержен воздействию примесей, которые вызывают сбой отверждения (то есть, не склонен к «отравлению»). Он больше подходит для новичков или для использования в неидеальных условиях.

Силикон на основе платины: Его платиновый катализатор чрезвычайно чувствителен к загрязнителям, что может легко вызвать «ингибирование отверждения» или «отравление». Это приводит к липкой, неотвержденной поверхности там, где силикон контактировал с загрязнителем. Это требует гораздо более высоких стандартов к чистоте среды, инструментов и мастер-модели, чем для силикона на основе олова.

Распространенные ингибиторы

Известно, что следующие вещества ингибируют платиновые катализаторы, и их следует избегать:

Соединения серы: Это наиболее распространённый источник ингибирования. Включает глину для моделирования, содержащую серу, латексные перчатки, натуральный каучук и некоторые вулканизированные каучуковые изделия.

Соединения олова: Включает сами силиконы на основе олова (никогда не используйте одни и те же инструменты), определённые стабилизаторы в ПВХ-пластиках и оловоорганические соединения.

Соединения азота: В основном амины, амиды и полиуретановая смола.

Другие распространённые материалы:

Некоторые смолы для 3D-печати: Неотверждённые мономеры из отпечатков SLA/DLP являются сильными ингибиторами и очень распространённым источником проблем в последние годы.

Полиэфирные смолы, некоторые краски, лаки, ленты и остатки паяльной пасты.

Как предотвратить ингибирование?

Проведите небольшой тест: Перед заливкой всей формы смешайте небольшое количество силикона и нанесите его на незаметное место на вашей мастер-модели или на кусок скрап-материала, идентичного вашей мастер-модели. Подождите несколько часов, чтобы посмотреть, отвердеет ли он должным образом. Это самый надёжный метод предотвращения.

Используйте герметик/барьерное покрытие: Если вы знаете, что материал вашей мастер-модели рискован, наиболее эффективным решением является нанесение физического барьера. Распространённые герметики включают разделительный агент ПВА (поливиниловый спирт) или спрей акрилового лака.

Специальная обработка для 3D-отпечатков: Для отпечатков из светочувствительной смолы обязательны тщательная очистка и длительное постотверждение под ультрафиолетовым светом. В некоторых случаях может потребоваться запекание при низкой температуре, чтобы убедиться, что все летучие ингибиторы полностью удалены.

Что делать, если произошло ингибирование?

Ингибирование отверждения — это необратимая реакция. Единственный способ исправить это — соскрести весь неотверждённый, липкий материал и очистить мастер-модель растворителем (например, изопропиловым спиртом). Только после того, как мастер-модель будет тщательно очищена и загерметизирована барьерным покрытием, вы можете снова попытаться залить.

9. Время отверждения

Время отверждения варьируется для разных типов силикона, но двухкомпонентный силикон обычно отверждается в течение 24 часов. Если он не полностью отвердился или не показывает признаков отверждения через 24 часа, вам нужно выяснить причину и начать всё сначала.

Не извлекайте форму преждевременно. Вы должны дождаться полного времени отверждения, указанного в Технической документации (TDS). Примечание: Даже если поверхность кажется сухой, внутри может всё ещё происходить медленная реакция сшивания. Преждевременное извлечение может ухудшить конечные физические свойства и точность размеров формы.

Мастерство изготовления силиконовых форм из двухкомпонентного силикона заключается в понимании его основных принципов и тщательном выполнении каждого шага. Знание свойств различных силиконов, строгое соблюдение соотношений смешивания, обеспечение безопасности и контроль среды отверждения являются ключом к гарантированию качества ваших форм.