Литье форм из жидкого силикона в домашних условиях / Хабр

Материалы и оборудование

Двухкомпонентный жидкий силикон

Какой именно и где я покупал жидкий силикон описал в прошлый раз.

Форма для отливки силикона

Форму мне изготавливали на заказ из алюминия, но для простых и домашних задач ее можно сделать своими руками из гипса. Этот процесс я еще не описывал, так что будет тема для очередного поста.
Вот пример гипсовой формы, которую делали сами в самом начале:

А это уже промышленная форма:

Емкость для замешивания

Лучше использовать прозрачные емкости с мерными рисками. Но чтобы не портить тару я взял флакон из под шампуня и обрезал верхушку. А так как флакон не прозрачный, понадобились дополнительные стадии для определения уровня наполнения. Но это мелочи.

Палочка для перемешивания

Силикон состоит из двух компонентов которые нужно смешать вместе в равных пропорциях. Для перемешивания отлично подходят китайские палочки для еды, которые можно прихватить по дороге домой в любом фастфуде с роллами.

Воронка

Как правило, формы для отливки имеют небольшое отверстие для заливки в них силикона. Поэтому пригодится воронка, изготовить которую можно из глянцевой бумаги, сверху зафиксировав скотчем.

Перчатки

При работе использовал обычные латексные перчатки. Но подойдут любые, лишь бы в них было удобно.

Обезжириватель

Форму, куда будет заливаться силикон, нужно очистить и обезжирить. В первые разы я этого не сделал и на форме оказались небольшие рытвины от твердого мусора, а в паре мест силикон довольно сильно прилип к форме.
Для очистки я использовал очиститель, купленный на строительном рынке. Фотку его забыл сделать, к сожалению. Но можно спирт или WB использовать.

Что еще может пригодится

Восковая смазка

У поставщика силикона продается специальная восковая смазка в виде спрея. Ее наносят на форму перед заливкой и это гарантирует легкое извлечение готовой силиконовой детали из формы. Но я пока обошелся без нее.

Вакуумная камера

Можно еще использовать центробежную или вакуумную камеры, чтобы удалять пузырьки воздуха из силикона. Но для моей цели это было не так критично, да и пузырьков почти не оказалось.

Основные свойства и преимущества силикона для форм

Качественный силикон для отливки форм обладает рядом характерных достоинств и свойств:

Отличная текучесть;
Термическая устойчивость;
Стойкость к перепадам температур и агрессивным химическим средам;
Легкость применения и расформовки. Необходимости в применении дополнительных разделительных составов нет;
Несущественная степень усадки (хорошие эластичность, растяжимость).

Готовые формы стабильны в размерах, и обладают высокой точностью заготовки (в деталях передают мельчайшие линии и изгибы образца, создают орнаменты и тонкие рисунки). Они выдерживают многочисленные съемы с готовых изделий.

Важно! Жидкий силикон для гипсовых форм отличается отсутствием адгезии к любым материалам (помимо других силиконов) и не вызывает коррозию металлов и сплавов (в том числе меди).

О хранении

Выгодный по стоимости жидкий силикон купить можно с запасом. Продукция подходит для многократной заливки. Главное, хранить ее в плотно закрытой таре.

Обратите внимание: отвердитель чувствителен к влажности воздуха. Хранить его в негерметичной упаковке не следует.

Сами формы – ударостойкие, морозо- и жаропрочные. Поэтому в создании специальных условий хранения не нуждаются. Инертны они даже по отношению к УФ-лучам.

Правила применения

После смешивания компонентов, в жидкой форме силикон остается в течение 20 минут (при комнатной температуре). Чем ниже температура, тем длительнее этот срок.

Период застывания – примерно 5 часов. Окончательно форма полимеризуется за 1-3 дня. После этого ее можно вынимать из опоки и разрезать пополам.

Важно! В процессе полимеризации достигается стабильность геометрии. Опасных компонентов состав не выделяет.

Силикон для форм Polymerika Mold 20 (1,025 кг)
1280
Силикон для форм Polymerika Mold 20 (5,125 кг)
4680
Силикон для форм Polymerika Mold Plus 30 (1,025 кг)
1280
Силикон для форм Polymerika Mold Plus 30 (5,125 кг)
4680

Процесс изготовления

Установка по уровню

Так как мои формы для отливки имеют форм-фактор ванночки, то их нужно установить горизонтально при помощи уровня. После замера я подложил под низкий край картонки и все готово.

Определение объема формы

Для начала нужно понять сколько понадобится силикона для изготовления конкретной формы. Проще всего использовать воду.
Заполняем форму водой и выливаем ее из формы в мерный стаканчик. В моем случае объем составил 130 мл. Вторая форма почти так же. Итого получилось 260 мл.

Теперь про емкость для замешивания силикона. По сути, нужен мерный стаканчик с двумя метками 130 мл и 260 мл, чтобы по очереди залить два компонента силикона.

Я вышел из положения так: взял одну из двух китайских палочек, поместил ее в емкость и залил внутрь 130 мл воды. В том месте, где оказалась грань между сухой палочкой и мокрой, прочертил линию. Затем добавил в емкость еще 130 мл и прочертил вторую риску.

Приготовление силиконовой смеси

Для приготовления силиконовой смеси нужно смешать два компонента жидкого силикона в равных пропорциях и тщательно перемешать.

Компонтент А

Компонент B:

Очень важно хорошо перемешать, иначе реакция произойдет не равномерно и часть силикона останется жидким и форма будет испорчена.

На все про все есть 15 минут, после силикон станет застывать и его невозможно будет вылить в форму.

Заливка силикона в форму

В первую форму медленно и в одну точку стал лить приготовленную силиконовую смесь. Важно лить в одну точку, чтобы силикон сам распространялся по форме и выгонял воздух. Если начать перемещать струю, то может образоваться полость с воздушным пузырьком, и из-за этого внутри силиконовой формы окажется либо дырка, либо пустое место.

Когда почти вся форма заполнилась силиконом, закрыл ее специально приготовленной крышкой с отверстиями. В одно из них вставил воронку и стал подливать в нее силикон. Вторая дырка нужна для выхода воздуха.

Важно отметить, что крышки нужно плотно прижимать к форме. Я делал это рукой, но было не очень удобно. На будущее изготовлю фиксаторы или защелки.

После того, как формы полностью заполнились силиконом, сверху поставил груз. В таком виде будет находится 24 часа для полного застывания.

Извлечение готовых силиконовых форм

Через сутки силиконовые формы готовы и их можно извлекать из оснастки. Для этого аккуратно плоским предметов (я использовал металлическую линейку) нужно поддеть с краю и медленно приподнять.

Если два компонента жидкого силикона были хорошо перемешены и после заливки прошло 24 часа, то изделие легко отстает от формы. А вот если плохо перемешать смесь, то местами она останется жидкая и деталь будет испорчена.

Дефекты и удаления излишек

Все таки образовались воздушные полости и теперь форма немного с браком. Для моей задачи это вообще не критично, но страдает товарный вид. В следующий раз это учту.

Между крышкой и формой существует небольшой зазор, силикон в него проникает и на форме остаются излишки. А еще в отверстиях для заливки тоже остается силикон и получаются наросты. Их легко удалить при помощи ножниц и канцелярского ножа.

ЛИТЬЕВОЙ СИЛИКОНА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПИЩЕВЫХ ФОРМ

Мягкий силикон для молдов на основе платины представлен в каталоге марками Smooth-On и Sorta Clear. Жидкий компаунд с разной степенью твердости по Шору используется для изготовления пищевых форм, но может применяться и для заливки других мягких молдов.

Этот силикон для литья также является двухкомпонентным. По степени застывания он разделяется на быстросохнущий и медленный. Рабочее время последнего позволяет потратить 40-50 минут на проработку мелких деталей формы.

Для чего могут еще пригодится формы из силикона

При выборе силикона для литья основным ограничителем является температура, поэтому заливать что-либо с температурой выше 120°C не получится. Конкретно в эти силиконовые формы будет заливаться галлий, металл с низкой температурой плавления (около 30 градусов), поэтому проблем не будет.
Для чего еще можно использовать формы, отлитые из жидкого силикона:

для изготовления силиконовых приманок;
для производства декоративного камня и плитки;
для литья из гипса;
для формовки мыла при изготовления;
использовать при формовке шоколада и желе;
для литья деталей из двухкомпонентного жидкого пластика;
при изготовлении декоративных статуэток и поделок;

Если у кого есть опыт в отливке силиконовых деталей и форм, будет здорово дополнить эту историю полезными лайфхаками и приемами.

Ассортимент и особенности видов силикона

Даже зная о том, что такое силикон для форм, не торопитесь с его покупкой. Дело в том, что продукция предлагается разного вида (классификация в зависимости от основного вещества):

На базе олова.
На базе платины.

«Платиновый» силикон для форм нельзя применять с серосодержащими материалами. В противном случае форма получится недостаточно твердой или вовсе останется липкой.

Важно! Используйте жидкий силикон правильно, и вы получите форму, способную справляться с существенными температурными перепадами, и сохранять свои свойства при t -80 гр. Цельсия до +300 гр. Цельсия.

Силикон для форм. Какой купить? Разбираемся.

Мы заботимся о своих клиентах. Мы с полной уверенностью можем так заявлять, потому что не только предлагаем качественные продукты, хорошие цены, удобный график работы магазина и прочее. Мы помогаем вам разобраться и определиться, найти «свой» продукт на рынке.
Эта статья заинтересует тех, кто занимается мелкосерийным производством, декором, искусством и т.д. Перечислять можно бесконечно, потому что речь пойдет о материале, широко востребованном в самых различных отраслях промышленности, — силиконе.

Что такое силикон? Это синтетический полимерный материал, основой которого служит цепочка высокомолекулярных соединений кремния с органическими веществами. Мы не будем углубляться в формулы, а просто обозначим, что благодаря именно химическому составу силикон занимает особое положение в рядах эластичных материалов. Силикон — единственный, выпускаемый в промышленных масштабах, эластомер, в составе которого не содержатся атомы углерода. А, следовательно, силикон является обладателем одного из главных физических параметров — теплостойкостью, т.е. возможностью длительного сохранения эластичности при высоких температурах.

Итак, первое упоминание о силиконе ведет отсчет из начала 20-х годов прошлого века. Запатентован материал был в 1958 году. Использовался в военной промышленности. И только в конце ХХ века силикон активно завоевывает свою позицию в строительстве, дизайне, быту и даже медицине. Собственно, хочется рассказать о сферах применения данного материала, потому что масштабы его использования удивляют:

Строительство и декор — декоративные гипсовые панели, гипсовые розетки, лепнина, статуэтки, реставрация памятников, изготовление репродукций с каменных фигур, изготовление искусственного камня.
Искусство — скульптуры, свечи, маски, искусственные драгоценности, репродукции монет, медалей и т.п.
Литье металлов — формовка декоративных изделий из сплавов олова, свинца, цинка.
Мебель — формовка декоративной фурнитуры.
Археология и палеонтология — для сохранения и моделирования мозаики, статуй, окаменелостей.
Автомобильная / Авиационная / Аэрокосмическая промышленность — формовка деталей из твердых пенополиуретанов: панели приборов, рулевые колеса, подлокотники, элементы отделки и разработка прототипов.
Медицина — силиконовые импланты.
Косметология — мыловарение, шампуни, маски для волос.

Перечислять можно бесконечно.

Выделяют силиконовые жидкости, силиконовые эластомеры и силиконовые смолы. Нас интересуют в данном случае силиконовые эластомеры, это:

силиконовые резины горячего отверждения (высокомолекулярные);
жидкие силиконовые резины горячего отверждения (LSR);
силиконовые компаунды холодного отверждения (низкомолекулярные);
силиконовые герметики холодного отверждения;
силиконовые каучуки.

Мы остановимся на силиконовых компаундах холодного отверждения.

Предложений на рынке эластомерных материалов — масса. Давайте разберемся, как выбирать силикон.

Силиконы:
Однокомпонентные (готовые к использованию)	Двухкомпонентные (состоящие из основы (компомент А) и катализатора/отвердителя (компонент В)). Используются чаще всего, потому что вы можете регулировать скорость отверждения, а соответственно и время жизни силикона

Двухкомпонентные силиконы разделяются по типу катализатора:

на оловянной основе

Силиконовые компаунды на оловянной основе представляют собой хороший материал, соответствующий параметру «цена-качество».

Они просты в применении, но имеют существенный недостаток — низкие показатели «на раздир», по истечении нескольких лет теряют свою физическую форму — становятся хрупкими, расщепляются и рвутся. Поэтому их чаще используют для менее ответственных отливок из полиуретанов, полиэфирных смол, штукатурки, воска, парафина, гипса, бетона, жидких пластиков.

на платиновой основе

Это более дорогие силиконовые компаунды, имеющие длительный срок жизни для использования. Являются термостойкими. Могут использоваться в косметологии и пищевой промышленности*. После отверждения силиконы на платине имеют наибольшую химическую и микробиологическую стойкость. Считаются безопасными.

Недостаток: вступают в реакцию со многими встречающимися в природе соединениями, в частности с серой, оловом, аминами, только что изготовленными полиэфирными, эпоксидными или уретановыми резиновыми изделиями. Даже после покрытия изделия акриловым лаком силикон для форм на платине не застынет при наличии взаимодействия с серо- и оловосодержащими поверхностями. Это делает их несовместимыми с многими природными объектами.

*ВАЖНО!

Силиконовые компаунды для использования в пищевой промышленности должны иметь соответствующие сертификаты с пищевым доступом!

Совет:

силиконовые компаунды плохо держат щелочные составы, соответственно не рекомендуется заливать в них бетон, — формы быстро выходят из строя.

Предположим, вы определились с выбором силиконового компаунда — на платиновой или оловянной основе. Далее ваш выбор будет основываться на технических требованиях:

Твердость

Твердость – это свойство материала не испытывать пластической деформации вследствие местного контактного воздействия, обычно сводящегося к внедрению в материал более твердого тела.

Этот параметр определяется методом вдавливания по шкале Альберта Шора. В соответствии со стандартом ASTMD 2240, описано 12 шкал измерения. Чаще всего используются варианты А (для мягких материалов) или D (для более твердых). Обычно твердость указывается в наименовании силиконового компаунда, например:

Mold Star 15 А Slow

Цифрой (15) указывается значение твердости, определенное методом Шора по шкале А (для мягких материалов).

У силиконовых компаундов показатели твердости могут варьироваться от 10 до 70. Как правило, силиконы с показателем твердости от 10 до 15 используются для отливки небольших относительно легких изделий с мелким рисунком: мыла, свечей, лепнины. Силиконы с твердостью от 20 до 70 применяют для более крупных изделий, например, если требуется изготовиться форму для большой и тяжелой скульптуры.

Вязкость / текучесть

Вязкость – это свойство жидкости сопротивляться сдвигу ее слоев относительно друг друга.

Силикон с более низким значением вязкости удобнее заливать в форму, он лучше обтекает сложные поверхности (мелкие детали).

Время жизни

Это время, в течение которого следует использовать полученный силиконовый компаунд, пока он имеет минимальную вязкость. По истечении этого времени начнется необратимый процесс полимеризации (твердения).

Наиболее оптимальным считается время жизни от 30 до 50 мин.

Время отверждения

Это время, за которое силикон набирает заявленную твердость, и приобретает эластичность.

Линейная усадка

Это уменьшение объема и линейных размеров отливки в процессе ее формирования, выражается, как правило, в процентах. Например, при заливке формы высотой 300 мм компаундом с линейной усадкой в 1% высота после полимеризации силикона уменьшится на 0,3 мм.

Удлинение при разрыве

Это параметр, характеризующий, насколько растягивается силикон, прежде чем он порвется. Чем выше этот параметр, тем качественнее силикон.

Предел прочности на разрыв

Простыми словами, это пороговое значение силы, которую нужно приложить к силикону, чтобы он удлинился на максимальную величину, прежде чем разорвется.

Силиконовый компаунд выделяется на фоне других эластомеров уникальным набором свойств. Не зря он так широко используется в самых различных областях применения. Однако, как любой другой материал, силикон имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества силиконовых компаундов:

Копируют любую форму до мельчайших деталей.
Быстрый способ снятия формы.
Высокая прочность и долговечность.
Выдерживают широкий диапазон температур – от -50оС до +250оС. Есть силиконовые компаунды особоморозостойкие и особотермостойкие, выдерживающие температуры от -110оС до +350оС.
Прочность на растяжение до 800%.
Имеют низкую остаточную деформацию и хорошие механические характеристики.
Водоотталкивающая поверхность.
Высокая озоностойкость и радиационостойкость изделий.
Отличная электрическая изоляция.
Высокая невоспламеняемость, отсутствие токсических продуктов горения.
Считаются наиболее экологически чистыми и безопасными материалами из серии эластомеров.
Соответствуют требованиям Федерального института оценки рисков Германии (BfR) и Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA).
Устойчивы к основной среде обитания человека и атмосферным явлениям: воздух, питьевая и морская вода, дождь, снег, мороз.
Устойчивы к действию озона, окисления, УФ-лучей, коронного разряда, электрических полей, космического излучения.
Высокая стойкость к спирту, мягким щелочам, не окисляющим кислотам, большинству солей, минеральным маслам, сырости и направленным солнечным лучам.

Недостатки силиконовых компаундов:

Условная устойчивость и ускоренное тепловое старение в закрытых системах при отсутствии воздуха или в среде перегретой воды или пара.
Средняя цена на изделие из силикона выше, чем на изделия на основе нитрила.
При окрашивании в черный цвет, изделие теряет часть своих свойств.
Плохо окрашиваются внешне (только спиртовыми красками или на силиконовой основе).

Подводя итог всему вышесказанному, мы поняли, что силикон – один из самых востребованных материалов, имеющих больше плюсов, чем минусов. Мы изучили предложения на рынке силиконовых компаундов, и готовы предложить вам самые популярные из них:

Силиконы на платиновом катализаторе американского производителя Smooth-On серии Mold Star
Силиконы на оловянном катализаторе китайского производителя серии Super Mold

Ознакомиться с подробным описанием предлагаемых вам силиконов вы можете, пройдя по ссылке.

О том, как работать с формовочными силиконами (общие принципы), читайте в нашей следующей статье. Следите за новостями.