Литьё уретаном: доставка надёжных, высококачественных пластиковых деталей

Литьё уретаном — производственный метод, позволяющий дизайнерам и инженерам последовательно создавать производственного качества пластиковые детали с рядом материальных свойств. Процесс начинается с размещения мастер-модели — которая по сути реплика желаемой конечной детали — в коробку для формы и покрытия её жидким силиконом. После отверждения силикона блок резается пополам для извлечения мастера из силиконовой формы. Как финальная серия шагов, мастер-модель реплицируется заполнением формы литьёной смолой и отверждением детали в нагретой вакуумной камере.

Процесс объединяет прочность литьёных под давлением деталей с высококачественными поверхностными финишами и химической и абразивной стойкостью. Короткие сроки исполнения и низкая стоимость мягкого инструментария делают процесс особенно полезным для прототипирования и для низко- и среднеобъёмного производства, не оправдывающего затрат или время, требуемые для жёсткого инструментария.

Литьё уретаном совместимо с широким спектром материалов, и его универсальность — преимущество для дизайнеров и инженеров. Однако критически важно, чтобы продуктовые команды выбирали подходящий материал на основе своих специфических требований проекта — которые могут включать стоимость, функциональность, эстетику и другие факторы — для максимизации качества и производительности конечной детали. Вот что командам нужно знать.

Ключевые соображения для выбора материала для литья уретаном

Как и с большинством производственных проектов, желаемые качества и характеристики конечного применения детали должны информировать процесс выбора материала. Например, прокладки, овермолды и колеса для скейтбордов — все обычно производятся литьём уретаном — имеют широко отличающиеся требования к производительности. Для обеспечения лучшего уплотнения и посадки прокладки и овермолды должны быть сделаны из более мягких, резиноподобных материалов, в то время как колеса скейтборда должны предлагать комбинацию долговечности и шумоглощения и амортизации ударов.

Семейство уретановых смол высоко универсально и может предоставлять материальные и производительные характеристики, сопоставимые со многими инженерными пластиками. Смолы часто можно дополнять добавками, такими как измельчённое стекловолокно и другие частицы, для улучшения прочности детали, антистатических качеств, огнестойкости или других желательных свойств. Материальные и добавки предложения отдельных поставщиков будут варьироваться, но уретановые смолы часто широко категоризируются согласно шкале твёрдости Shore durometer (в которой рейтинг «А» указывает на более мягкие, эластомерные материалы, а рейтинг «D» относится к высоко жёстким материалам).

Жёсткие полиуретаны

ABS-подобные полиуретаны — низкозатратные универсальные смолы, обеспечивающие сопоставимую — если не лучшую — прочность и ударную стойкость к акрилонитрилбутадиенстиролу (ABS), термопластическому полимеру, обычно используемому в автомобильных exteriors.

С типичными дурометрами 80–85 Shore D, эти смолы делают отличные корпуса продуктов и компоненты, которые выдержат частую манипуляцию (например, контроллеры игровых консолей). Уретаны восприимчивы к УФ-излучению и поэтому потребуют стабилизаторов или покрытий, если используются в наружных применениях.

Акрил-подобные полиуретаны — другой распространённый литьёный материал. Эти смолы жёсткие и прозрачные, предлагающие схожие свойства с полиметилметакрилатом (PMMA), лёгким акрилом, обычно используемым как заменитель стекла. Предлагая дурометры около 87 Shore D, эти материалы отличны для создания долговечных, прозрачных деталей вроде световых трубок.

Более мягкие жёсткие смолы (такие как те, что попадают между 60 и 75 Shore D по шкале дурометра) также можно использовать для создания твёрдых деталей со степенью гибкости, таких как автомобильные шины или каски безопасности. Эти смолы имеют низкую вязкость и поэтому отличны для заполнения сложных дизайнов форм.

Эластомерные полиуретаны

Эластомерные полиуретаны предлагают схожие свойства с гибкими материалами вроде TPE, TPU и силиконовой резины, делая их идеальными для производства продуктов вроде носимых компонентов и бамперных накладок.

Как и жёсткие смолы, эластомерные полиуретаны приходят с рядом механических преимуществ. Те с дурометрами 50 Shore A и ниже обеспечивают высокую растяжную прочность, жёсткость и гибкость, в то время как те между 60 и 80 Shore A хорошо подходят для производства абразивностойких деталей и приспособлений со степенью гибкости. Shore A смолы также можно использовать для создания форм литья уретаном, более долговечных, чем их силиконовые аналоги.

Жёсткие эластомерные уретановые материалы включают дурометры от 90 Shore A до 60 Shore D и идеальны для требовательных промышленных применений вроде штамповочных матриц и шестерёнок. В некоторых случаях эти смолы способны пережить металлические паттерны.

Начало работы с литьём уретаном

Литьё уретаном — эффективный и действенный процесс для многих производителей, так как он обеспечивает короткие производственные сроки, гибкий выбор материалов и недорогие затраты на инструментарий. Кроме того, полиуретановые материалы могут наделять деталь рядом желательных свойств — от податливости и термостойкости до высокой растяжной прочности и жёсткости.

Однако доверенный производственный партнёр вроде Fast Radius может облегчить часть этой ноши. Наша талантливая команда дизайнеров и инженеров работает тесно с каждым клиентом, предоставляя экспертные советы и помощь от идеации через пост-обработку и исполнение заказов. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы открыть, как мы можем оптимизировать жизненный цикл продукта для максимальной эффективности.