1. Kerndefinitie en werkingsprincipe
Siliconenvacuümgieten, ook wel vacuümspuitgieten genoemd, is een veelgebruikte, vormloze technologie voor het produceren van kleine series in de rapid prototyping-industrie.
Het proces werkt door een zeer nauwkeurig prototype, geproduceerd via SLA 3D-printing of CNC-bewerking, als mastermodel te gebruiken om een flexibele siliconen mal te maken. Onder vacuüm en negatieve druk wordt PU-polyurethaanhars in de mal gegoten. Na ontgassing en uitharding worden snel plastic onderdelen geproduceerd die identiek zijn aan het prototype.
In vergelijking met traditioneel spuitgieten met stalen mallen, verwijdert vacuümgieten de lucht grondig in een vacuümomgeving, wat resulteert in luchtbelvrije onderdelen met een hoge detailweergave. Dankzij de flexibiliteit van siliconen mallen kunnen onderdelen met ondersnijdingen, diepe groeven en complexe gebogen oppervlakken soepel worden ontvormd zonder ingewikkelde kernverwijderingsmechanismen, waardoor het ideaal is voor productverificatie en productie in kleine series.
2. Het complete proces van siliconen vacuümgieten
Stap 1: Fabriceer een zeer nauwkeurig mastermodel
Het originele onderdeel wordt vervaardigd met behulp van SLA-stereolithografie 3D-printing of CNC-precisiefrezen om nauwkeurige afmetingen, gladde oppervlakken en intacte structuren te garanderen. De precisie van het mastermodel bepaalt direct de kwaliteit van de gegoten onderdelen. Wanddikte en lossingshoeken worden vooraf geoptimaliseerd om krimp, vervorming en onvolledige vulling in latere stadia te voorkomen.
Stap 2: Het mastermodel voorbehandelen en het malframe bouwen
Het mastermodel wordt gepolijst, gereinigd en gelijkmatig met lossingsmiddel behandeld. Vervolgens wordt het in een malframe geplaatst met goed ontworpen aanspuitkanalen, kanalen en ontluchtingsopeningen om een volledige vulling en voldoende luchtafvoer tijdens het gieten te garanderen.
Stap 3: Giet en laat de siliconenmal uitharden
Vormsilicone wordt gemengd met een uithardingsmiddel, geroerd en ontgast in een vacuümkamer voordat het wordt gegoten om het mastermodel volledig te omhullen. Een tweede vacuümbehandeling wordt uitgevoerd, gevolgd door thermische uitharding in een oven om een geïntegreerde, flexibele siliconenmal te vormen.
Stap 4: De mal splitsen, het mastermodel verwijderen en de mal bijsnijden.
Na volledige uitharding wordt de siliconenmal langs de scheidingslijn opengesneden om het originele mastermodel eruit te halen. Overtollig materiaal en resten in de holte worden verwijderd en kleine defecten worden gerepareerd, waarna de herbruikbare siliconenmal gereed is.
Stap 5: Vacuüm gieten en vormen
Op basis van de productvereisten wordt een PU-hars met de juiste hardheid, taaiheid en transparantie geselecteerd. De hars en het uithardingsmiddel worden gemengd, geroerd en ontgast, waarna het mengsel onder vacuüm met een constante snelheid in de siliconenmal wordt geïnjecteerd om een volledige vulling zonder luchtbellen te verkrijgen.
Stap 6: Thermische uitharding en ontvormen
De mal wordt in een temperatuurgecontroleerde ruimte geplaatst om volledig uit te harden. Zodra het materiaal volledig is uitgehard, wordt de flexibele mal geopend om het afgewerkte onderdeel eruit te halen. De siliconenmal kan vervolgens meerdere keren worden hergebruikt.
Stap 7: Nabewerking en afwerking
Aanvoerkanalen en gietranden worden bijgesneden en de randen worden geschuurd. Aanvullende oppervlaktebehandelingen zoals schilderen, zandstralen, zeefdrukken en kleuren kunnen worden toegepast om een afwerking te bereiken die vergelijkbaar is met spuitgietonderdelen.
3. Kernvoordelen
Lage kosten: Er is geen dure stalen mal nodig. Siliconen mallen kosten veel minder dan spuitgietmallen, waardoor de investering in onderzoek en ontwikkeling en proefproductie in kleine series aanzienlijk wordt verlaagd.
- Korte doorlooptijd: Kleine series afgewerkte onderdelen kunnen binnen 1 tot 3 dagen na het maken van het mastermodel worden voltooid, veel sneller dan traditioneel spuitgieten, waardoor snelle levering van monsters mogelijk is.
Zeer gedetailleerde reproductie: Vacuümvormen produceert dichte onderdelen met minimale luchtbellen, waardoor fijne texturen, dunne wanden en complexe gebogen oppervlakken nauwkeurig worden gereproduceerd.
Sterke ontvormingscapaciteit: Dankzij de flexibele siliconen kunnen onderdelen met ondersnijdingen en onregelmatige vormen direct worden ontvormd zonder complexe kernverwijderingsstructuren.
- Flexibele materiaalmogelijkheden: PU-hars kan de eigenschappen van ABS, TPU, PC, nylon en andere kunststoffen nabootsen. Hardheid, zachtheid, transparantie en kleur kunnen naar wens worden aangepast.
