Inyección en moldes de silicona
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¿Qué es la inyección en moldes de silicona?
La inyección en moldes de silicona o colada en vacío se utiliza para series de producción pequeñas o para duplicar prototipos y modelos en un corto espacio de tiempo. Partiendo del modelo producido a través de CNC, SLA o SLS o de una escultura hecha por tallado en arcilla como un molde maestro se hace la huella en una pieza de silicona. Este molde es luego utilizado a través de colada al vacío para producir duplicados exactos de los productos originales.
Esta tecnología está especialmente indicada para la fabricación de prototipos de goma o materiales gomosos como el Poliuretano (PU), si bien a éste se le pueden incorporar aditivos para darle características funcionales similares a PMMA, PC o ABS, entre otros. También se les puede dar coloración a las piezas inyectadas o incluso hacerlas transparentes.
PS: El tamaño máximo es de 1000 mm × 800 mm × 800 mm, y la tolerancia se puede controlar hasta 100 mm / ± 0,20 mm.
El proceso de fabricación del molde de silicona por colada en vacío
- Antes de hacer moldes de silicona, necesitamos un prototipo producido por CNC, SLA, SLS, o una escultura como un molde maestro.
- A continuación hay que fabricar la caja en la que se verterá la silicona para hacer el molde:
- Confirmación de la cara de separación: Hay tres puntos clave a tener en cuenta en el proceso de fabricación y desmoldeo, que son la superficie visual y la oculta, la superficie de montaje y la complejidad del moldeo. Hay otros factores que deben ser considerados, por ejemplo, el control de las burbujas durante la inyección, el tamaño del molde de silicona, la cantidad de silicona, la forma de la pieza maestra, etc. Normalmente es fácil determinar la superficie de separación, como por ejemplo en algunas tapas, cajones-estructuras, pero también hay muchas piezas difíciles de separar.
- Ajuste de la línea de separación: El ajuste de la línea de separación significa cortar el molde de silicona hasta el borde de la pieza maestra, de manera que éste sea fácil de separar. Si las piezas tienen orificios hay que dejar pequeños huecos para que las burbujas de aire puedan salir de la caja al hacer en vacío.
- Ajuste de los bebederos: Este paso también es importante para la parte final de colada. Normalmente, la columna de bebedero se fija en la superficie no visible del componente. Para algunas piezas sencillas y/o simétricas, la columna del bebedero debe ajustarse en la parte central de la pieza, de manera que la resina líquida correrá por igual en el molde cuando se inyecte, y las burbujas puede ser controladas fácilmente. Mientras tanto deben controlarse otros factores, por ejemplo, el tratamiento de la pieza de inyección, la apariencia y el montaje, la construcción de moldes, etc. Para algunos componentes muy pequeños o delgados, la columna del bebedero se debe establecer en el borde o en la cara lateral.
- Construcción de la estructura del molde: Se hace una caja de madera o de aluminio según la dimensión de la pieza patrón. A continuación se cuelga la pieza patrón a la que previamente se le ha pegado la columna de llenado, dejando una distancia de al menos 25 mm entre la pieza patrón y las paredes del molde. Una vez que toda la estructura está montada hay que comprobar si ésta es estable o si tiene pérdidas, para a continuación poner la caja en un lugar plano y verter en él la silicona.
- Vertido silicona líquida: Se calcula el peso necesario de silicona, se vierte en un cubo y se añade el catalizador según la proporción en la silicona. La mezcla se pone en la máquina de vacío y se vierte lentamente en la caja que contiene la pieza patrón. Es importante que la silicona no toque la pieza antes de que el nivel de la misma llegue a su parte inferior, porque puede romper la estructura del molde.
Después se coloca la caja en la máquina de vacío para sacar las burbujas que pueda tener la silicona, esto es importante especialmente en piezas que tienen una superficie grande y que no tiene orificios que la atraviesen. Al terminar la aspiración, la caja se lleva a un horno a curar a unos 40ºC durante unas 8-12 horas, dependiendo del tamaño de la pieza patrón. - Separar el molde: Se toma el molde de curado y con una cuchilla se corta el molde en forma de sierra para facilitar la unión posterior de las dos partes del mismo, evitando la deflexión. Una vez cortado se extrae el patrón. En ocasiones es necesario hacer algunos drenajes para que las burbujas de aire puedan salir al hacer el vacío. Finalmente se pone el molde en el horno y se precalienta a unos 70ºC.
- Modelos de vacío: Se saca el molde precalentado del horno, se limpia con una pistola de aire y se rocía con un agente de liberación para que sea más sencillo separar las piezas una vez inyectadas.
Por lo general, si la resina al inyectarse erosiona el molde, o si la estructura de la pieza es simple y fácil de desmoldear no es necesario usar el agente desmoldeante. En la medida de lo posible es conveniente evitar el uso de estos agentes, por una parte, porque son difíciles de limpiar y por otra parte porque en moldes hechos para partes con mucho brillo deja marcas. Después, se monta el molde, se pesa la resina, y se ponen en la máquina de colada en vacío durante 5 a 10 minutos. A continuación, se hace funcionar la máquina para que los dos componentes de la resina se mezclen durante aproximadamente 1 minuto, y luego se echa en el molde hasta que se llena la cavidad del mismo. El timing y el ritmo de desgasificación tiene relación crítica con la generación y la desaparición de las burbujas. Al final, poner el molde que ha sido rellenado en el horno para solidificar la resina por debajo de 70º C - Solidificación: El tiempo de curado es diferente en función del material, normalmente necesita entre 40 y 90 minutos. Después del curado, se saca el molde, se abre y se extrae la pieza de inyección, y a continuación se limpia el hueco y el canal de colada.
PS: Un molde de silicona se puede utilizar hasta 25 veces, pero entre 15 y 20 se garantizan los mejores resultados. Y el espesor de la parte duplicada ha de ser mayor de 2,5 mm
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