Lasso.ru





Как обойтись без вакуума при вулканизации жидких резин холодного отверждения


Вне зависимости от того, занимаетесь ли вы литьем самостоятельно, или поручаете эту работу кому-нибудь другому, при работе по технологии литья по выплавляемым моделям, в первую очередь необходимо изготовить резиновую форму. Резиновая форма может использоваться тысячи раз. Резиновые формы необходимы тогда, когда необходимо изготовить тираж ювелирных изделий или маленькой скульптуры одного вида, а также в случае, если Вы хотите сделать копию с какого-либо объекта для дальнейшей ее доработки и последующего полного или частичного воплощения в Ваших моделях.

При выборе материалов для изготовления резиновой формы наиболее важным является выяснение следующих вопросов:

1. Вид изделия, которое вы планируете формовать (размеры, степень сложности поверхности, наличие филигранных элементов, раковин или пустот и т.д.)

2. Вид материала, из которого изготовлен прототип или мастер модель, подлежащая формованию (механическая прочность, химическая инертность, чистота поверхности, устойчивость к температурам и давлению формования, необходимость сохранения прототипа после формования).

3. Геометрический тип изделия (плоское, объемное).

4. Насколько легко будет разрезать полученный заформованный блок?

5. Каков планируемый тираж продукции с одной резиновой формы?

Решив эти вопросы для каждой конкретной модели, вы сможете осмысленно подобрать именно ту формовочную резину, которая оптимально подойдет для решения конкретной задачи.

В связи с растущей популярностью трехмерного прототипирования для изготовления мастер-моделей ювелирных изделий, в последнее время актуальной проблемой является изготовление резиновых форм с использованием резин холодного отверждения. Резины существуют латексные, полиуретановые (уретан) и силиконовые (полиорганосилоксан).

Для разрезания резиновых форм удобно использовать прозрачные резины. Для получения качественной резиновой формы по такой технологии, следует особенно тщательно избавляться от воздушных пузырей, возникающих в объеме формы. Традиционно используется для этих целей вакуумирование.

Подготовка модели (прототипа).

Поверхность прототипа должна быть очищена от посторонних частиц. В случае необходимости, в особенности на пористых поверхностях, используйте смазку, вазелин или мыльный раствор для облегчения последующего отделения резины от прототипа. Во всех случаях, перед заливкой прототипа из незнакомого материала, рекомендуется проверить совместимость резины и прототипа путем нанесения маленького количества резиновой смеси на поверхность прототипа.

Перемешивание.

Перед смешиванием исходных компонентов, перемешайте по отдельности основу и отвердитель для достижения равномерной консистенции компонентов.

Резина перемешивается с определенной дозой катализатора в чистой емкости. Тщательно перемешайте компоненты. Избегайте слишком долгого перемешивания или перегрева смеси выше 35оС. Не рекомендуется замешивать большие количества за один раз - необходимо обеспечить тщательное перемешивание компонентов.

Настоятельно рекомендуется вакуумировать смесь 1-2 минуты для удаления пузырей воздуха. Для этого смесь поместить в вакуумную камеру, добиваясь увеличения объема смеси и последующего ее опадания. Для работы следует выбрать емкость соответствующего объема, т.к. при вакуумировании объем смеси увеличивается в 3-5 раз.

Заливка и полимеризация.

Аккуратно залить приготовленную смесь поверх прототипа, избегая захвата воздушных пузырьков. Снова процесс вакуумирования.

При комнатной температуре (22-24 оС) смесь полимеризуется за 18-24 часа, после чего форму можно отделять от модели. При более низких температурах в помещении, полимеризация происходит дольше, при повышенных температурах - существенно быстрее (так, слой резины 5мм затвердеет при 65оС - за 30 минут, при 100оС - за 12 минут с момента достижения заданной температуры). Следует учитывать, что при повышении температуры полимеризации, усадка резины заметно увеличивается.

Растворимостью газа в жидкости называется его концентрация в насыщенном растворе, и она зависит от природы газа и растворителя, от давления данного газа над раствором и от температуры.

Природа газа и растворителя оказывает очень сильное влияние на их взаимную растворимость.

Состав и свойства воздуха таблица

Газ

Формула

% об

%масс

Азот

N2

78,09

75,50

Кислород

O2

20,95

23,10

Аргон

Ar

0,932

1,286

Углекислый

Газ

CO2

0,032

0,046

Неон

Ne

1,8.10-3

1,3.10-3

Гелий

He

7,2.10-5

7,2.10-5

Масса 1 моля 28,96 г. Плотность при давлении 1 атм - 1,2929 кг/м3

Воздух - это не чистое вещество, а смесь газов. Рассмотрим усредненный химический состав воздуха. Как видно из таблицы, 99% воздуха составляют азот и кислород. Поэтому, в тех случаях, когда для оценки интересующих нас процессов, не хватает сведений о воздухе, воспользуемся опубликованными экспериментальными данными по этим газам. Известно, что жидкости обладают способностью растворять газы. Растворимость газов зависит от температуры жидкости и от давления газа.

Рассмотрим процесс появления воздушного пузырька.

Появление газового пузырька представляет собой процесс зарождения и роста частиц новой фазы. Давление в пузырьке в момент его образования можно выразить в виде следующей формулы:

p=pв+pг+2 (δ /r), где

pв - внешнее давление;

рг - гидростатическое давление;

δ - поверхностное натяжение на границе резина - газ;

r-радиус пузырька.

Если парциальное давление газа в растворе меньше величины р, то пузырек не сможет образоваться. Следовательно, создавая повышенное давление газа над жидкой резиновой формой, можно получить качественную резиновую форму даже из газонасыщенной резины. Именно это было проверено экспериментальным путем.

Эксперимент по удалению пузырей с помощью избыточного давления.

Для примера была взята высокопрочная прозрачная вязкая двухкомпонентная формовочная силиконовая резина холодного отверждения. (ρ=1,12 г/см3) и барокамера.

В данной работе предлагается вместо вакуумирования использовать повышенное давление. На примере вязкой силиконовой резины была проведена серия экспериментов, позволяющих определить оптимальное давление и время выдержки.

Была произведена формовка фотополимерной модели в резину

эксперимент проводился при давлении сжатого воздуха:

· Р=2 атм, через 10 мин рамку вынули

Результат: пузыри остались

· Затем при Р=4 атм, через 15 мин

Результат: остался один пузырь



b1


· Следующий эксперимент

Р=6 атм, t=40 мин

Результат: остался один воздушный пузырь Ø 7 мм

· Р=8 атм, t=50 мин

Результат: остался один воздушный пузырь Ø 1,5 мм

· Р=10 атм, t=30 мин

Результат: пузырь полностью растворился



b2


· Р=3 атм, t=6 часов

Результат: не было ни одного пузырька.

По истечении времени резина полностью полимеризовалась, и рамка с резиной была раскрыта, и затем разрезана.



b3


Сокращение времени полимеризации объясняется следующим: растворение газов в жидкостях обычно сопровождается выделением тепла.

Фото камеры избыточного давления.

b4

Фрагмент из доклада Караваевой А.С. ООО «Софрино»



Возврат к списку

Художественное литье
Промышленное производство
Дизайн
Реклама и сувенирка
Таксидермия, реставрация
Куклы и игрушки
3-D Прототипирование
Хобби

Модели