Литье смолы

Литье смолы — это метод литья пластмассы , при котором форма заполняется жидкой синтетической смолой , которая затем затвердевает. В основном он используется для мелкосерийного производства, такого как промышленные прототипы и стоматология. Это могут сделать любители -любители с небольшими первоначальными вложениями, и они используются в производстве коллекционных игрушек, моделей и фигурок, а также в мелкосерийном производстве ювелирных изделий.

Синтетическая смола для таких процессов представляет собой мономер для изготовления пластичного термореактивного полимера . В процессе схватывания жидкий мономер полимеризуется в полимер, тем самым затвердевая до твердого состояния.

В процессе могут быть использованы одномономерные смолы, которые образуют гомополимеры (полимеры, содержащие только один тип полимера). В таких случаях «отвердитель», смешанный со смолой, содержит то, что в общих чертах называют « катализатором », но с технической точки зрения является первоначальным источником свободных радикалов (таких как МЭКП ), которые действуют как инициатор свободного процесса. радикальная химическая цепная реакция полимеризация. Альтернативно, литье из смолы может быть выполнено с использованием смолы и почти равного количества жидкости-отвердителя (как во многих системах эпоксидной смолы или полиэфирной смолы ), которая функционально содержит второй полимер для использования при формировании конечного продукта из пластика, который сополимер . Сополимеры содержат два разных чередующихся химических соединения в конечной молекуле полимера.

Процесс

Чаще всего термореактивная используется смола, которая полимеризуется при смешивании с отвердителем (катализатором полимеризации) при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Смолы названы по аналогии с растительными смолами, но представляют собой синтетические мономеры для изготовления полимерных пластмасс. Используемые так называемые синтетические смолы включают полистирольную смолу, полиуретановую смолу, эпоксидную смолу, ненасыщенную полиэфирную смолу , акриловую смолу и силиконовую смолу .

Эпоксидная смола имеет более низкую вязкость, чем полиуретановая смола. ^{[ нужна ссылка ]}; полиэфирная смола также заметно сжимается во время отверждения. ^[1] Акриловая смола , в частности метилметакрилата синтетическая смола типа , позволяет получить акриловое стекло (также называемое ПММА, люцит, оргстекло), которое представляет собой не стекло, а прозрачный и очень твердый пластиковый полимер. Подходит для встраивания предметов (таких как, например, акриловые трофеи ), в демонстрационных целях. Стирол представляет собой аналогичный жидкий мономер при комнатной температуре, который также полимеризуется в прозрачный стеклоподобный полистирольный пластик при добавлении подходящего катализатора.

может Гибкая форма быть изготовлена из латексной резины, вулканизированной при комнатной температуре силиконовой резины, которая бывает двух типов: катализируемая оловом. ^[2] (иногда называемый конденсацией, отверждаемой из-за вытекания спиртов в качестве побочного продукта реакции) или платина ^[3] (или отверждение присоединением, поэтому нет побочных продуктов), катализируемый. Другие подобные материалы могут использоваться при относительно низкой стоимости, но их можно использовать только для ограниченного количества отливок.

Самый простой метод — гравитационное литье, при котором смола заливается в форму и под действием силы тяжести проникает во все детали. Когда две части смолы смешиваются, в жидкость обычно попадают пузырьки воздуха, которые можно удалить в вакуумной камере . Отливку также можно производить в вакуумной камере (при использовании открытых форм), чтобы извлечь эти пузырьки, или в автоклаве, чтобы уменьшить их размер до такой степени, что они станут невидимыми. Специальное оборудование позволяет заполнять закрытые формы под вакуумом — процесс, известный как вакуумное литье смолы , при котором пузырьки воздуха и газа полностью удаляются из отлитой детали. Можно использовать давление и/или центробежную силу, чтобы протолкнуть жидкую смолу во все детали формы. Форму также можно вибрировать, чтобы вытеснить пузырьки.

Каждая единица требует определенного количества ручного труда, что делает конечную стоимость произведенной единицы довольно высокой. В этом отличие от литья под давлением , где первоначальная стоимость создания металлической формы выше, но форму можно использовать для производства гораздо большего количества единиц, что приводит к более низкой стоимости единицы.

Коллекционирование и модели

Литье смолы используется для производства коллекционных и индивидуальных игрушек и фигурок, таких как дизайнерские игрушки , гаражные комплекты и шарнирные куклы , а также масштабных моделей , отдельных частей или целых моделей объектов, таких как поезда , самолеты или корабли . Обычно они производятся в небольших количествах, от десятков до нескольких сотен экземпляров, по сравнению с пластиковыми фигурками, отлитыми под давлением, которые производятся многими тысячами. Литье из смолы более трудоемко, чем литье под давлением, и используемые мягкие формы изнашиваются при каждом литье. Низкая первоначальная инвестиционная стоимость литья из смолы означает, что отдельные любители могут производить небольшие партии для собственного использования, например, для индивидуальной настройки, в то время как компании могут использовать ее для производства небольших партий для публичной продажи.

Создание игрушки или фигурки начинается с традиционного процесса лепки , когда художник создает глиняную скульптуру. При необходимости, например, при изготовлении гаражного комплекта, скульптуру рассекают на несколько частей: голову, туловище, руки и ноги. Для каждой детали изготавливается гибкая форма из силиконовой резины , вулканизированной при комнатной температуре (RTV).

После изготовления формы в каждую полость формы заливается синтетическая смола , такая как полиуретан или эпоксидная смола, смешанная с отвердителем. Смешивание двух жидких частей вызывает экзотермическую реакцию , которая генерирует тепло и в течение нескольких минут приводит к затвердеванию материала, в результате чего получаются отливки или копии, повторяющие форму формы, в которую он был залит. Формы обычно разделены наполовину (как полые шоколадные пасхальные яйца с конфетами внутри), и разделительный состав для облегчения удаления затвердевшей/застывшей смолы из формы можно использовать . Отливку из затвердевшей смолы вынимают из гибкой формы и дают остыть.

Комплект 6-осного локомотива Baldwin, отлитый из смолы в масштабе HO.

Из-за агрессивного характера большинства составов, используемых для литья, и высокой температуры реакции форма постепенно разрушается и теряет мелкие детали. Обычно гибкая форма позволяет получить от 25 до 100 отливок в зависимости от размера детали и интенсивности выделяемого тепла.

В зависимости от типа изделия его затем можно разрезать или отшлифовать, чтобы удалить любые дефекты литья, такие как литники и швы. Некоторые изделия также собираются и окрашиваются, а некоторые модели и комплекты, предназначенные для сборки потребителем, остаются незавершенными.

Способность силиконовых форм RTV воспроизводить даже мельчайшие детали означает, что многие из этих отливок небольшого объема имеют очень высокое качество. Качество как оригинальных мастеров, так и отливок из смолы варьируется из-за различий в мастерстве создателя, а также в технике литья.

Опасности для здоровья

См. также

Библиография

Харпер, Чарльз А. (2003). В пластмассовых материалах и процессах: Краткая энциклопедия . Уайли-Интерсайенс. стр. 80–82. ISBN 0-471-45603-9 . Поиск книг Google. Проверено 26 июня 2009 г.

Ссылки

^ «Полиуретановая смола против полиэфирной смолы - ArtMolds» .
^ ван дер Вейдж, Фредерик Виллем (декабрь 1980 г.). «Действие соединений олова в силиконовых резинах RTV конденсационного типа» . Макромолекулярная химия . 181 (12): 2541–2548. дои : 10.1002/macp.1980.021811211 .
^ «Определения силикона» . ВВР . Проверено 6 января 2023 г.

[1] «Полиуретановая смола против полиэфирной смолы - ArtMolds» .

[2] ван дер Вейдж, Фредерик Виллем (декабрь 1980 г.). «Действие соединений олова в силиконовых резинах RTV конденсационного типа» . Макромолекулярная химия . 181 (12): 2541–2548. дои : 10.1002/macp.1980.021811211 .

[3] «Определения силикона» . ВВР . Проверено 6 января 2023 г.

[1]

[2]

[3]