除了高温外,LSR通常还可以处理低温,在0°C以下的两位数温度,同时保持其灵活性。确切的柔韧性程度因化合物而异,但可以非常高;例如,LR3003/50的断裂伸长率为480%。LSR化合物可在不同的硬度计(硬度),并可以选择以匹配应用的要求。
的材料具有优异的耐热、耐电和耐化学性能,尽管它可以被某些溶剂(如汽油或矿物油)侵蚀,这就是为什么它可以用于高温汽车应用,但不能用于燃料管道。同时,它具有较低的压缩性能,当施加和去除力时,它的永久变形很小,这使它成为弹性体的理想材料。在将LSR与热塑性弹性体(TPE)(如Santoprene)进行比较时,LSR被描述为“类固醇TPE”。
LSR还被批准用于与皮肤接触的医疗应用。它的稳定性使它不会影响皮肤,也不会被皮肤接触所影响。当与适当的制造环境相结合时,某些等级的LSR可用于植入式应用。它的疏水(防水)特性使其成为水处理应用的理想选择。事实上,它是阻燃剂,燃烧时不释放毒素或卤素,适合各种安全应用。通常建议查看材料规格或咨询您的模具以了解更多细节。
热塑性塑料与热固性塑料
热塑性塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和ABS等)和热固性塑料(如LSR)在成型方式的某些方面是相反的。热塑性塑料在室温下开始是固体,加热时变软,冷却时重新凝固,这使它们成为回收利用的绝佳候选者。热固性塑料则相反,通常一开始是凝胶状的,用铂催化剂加热后就会永久固化。这使得它们不适合回收利用,但也说明了它们在高温下的优越性能。
想想当你给一瓶番茄酱小费时会发生什么。然后想象一下把装满蜂蜜的小塑料熊打翻在地。在室温下,蜂蜜会流动,尽管速度很慢;番茄酱可能不会,因为番茄酱更粘稠。这就是为什么你最终会摇晃番茄酱瓶或用餐刀从脖子上钓鱼。现在想象一下,把番茄酱放在一个挤压瓶里,把它和塑料蜂蜜分配器并排挤压。当番茄酱自由流动时,蜂蜜很难分配,只需几秒钟就能覆盖你的汉堡或薯条。这种粘度的变化是剪切变薄的一个例子,当LSR被注入模具时也会发生同样的事情。剪切减薄对LSR的成型既有正面影响,也有负面影响。它实际上改善了薄壁区域的流动,减少了在成型热塑性塑料时建议在整个零件中保持均匀壁厚的需要。 On the other hand, because LSR flows so easily in a mould, it has an increased tendency to flash — to seep into spaces where mould halves meet — creating unwanted vestiges that must be removed by secondary operations (see Figure 3). Flash can be prevented or at least minimized through careful mould design but is still a factor in part design.
LSR成型的零件在冷却后从模具中取出后会继续收缩。这部分是由于通常较高的模具温度。因此,它们不像热塑性塑料那样粘在芯上;相反,它们倾向于粘在具有最大表面积的模具上。由于材料的柔韧性,成品的不同部分可能会粘在每个模具上,模具打开后,一半的零件会挂在上面。防止这个问题可能需要对零件进行重新设计。
LSR部件的设计注意事项
从零件设计者的角度来看,LSR的设计准则与热塑性塑料相似,但在某些区域更宽松。松弛的原因是LSR具有柔韧性,是一种比热塑性塑料更宽容的材料。与模具开孔方向平行的平面通常需要一些牵伸以允许铣削模具,但不是为了防止在弹出过程中对模具壁刮擦零件。每英寸模具深度约一度通常就足够了。
由于剪切减薄LSR在模具中很容易流动,它可以穿过薄壁,这将导致热塑性塑料的填充问题。出于同样的原因,均匀的壁厚不是那么关键。而且由于热固性材料受热固化,并且在冷却之前大部分都是固化的,因此下沉不是问题,这意味着部件特征可以比典型的热塑性材料更厚(尽管仍然有很好的理由不使特征比需要的更厚)。但热塑性和热固性LSR模具设计的最大区别可能是在处理凹口。
刚性热塑性塑料可以通过使用产生凹边特征的侧动作,然后在模具打开之前撤回,允许零件被弹出,或者通过复杂的技术,如挑出。但由于LSR非常灵活,成品零件通常可以从模具中“剥离”出来。这意味着在热塑性塑料中成型的特征会被困在一个凹边后面,然后被拉到投影周围。在LSR中,唯一真正的制约因素是它们能否被磨平。
在Protolabs的LSR成型
与热塑性塑料一样,Protolabs的定价和设计分析引擎ProtoQuote现在也支持LSR。提交设计用于LSR生产的过程与热塑性塑料类似。
- 上传设计。
- 说明材料和数量。
- 通常在几个小时内获得设计分析和定价信息的确定报价。
目前LSR产品的周转时间为三周。对于一些设计,更快的周转可能与加速费。这比使用传统方法要快得多,因为Protolabs过程将3D CAD模型直接转换为铣削模具的刀具路径。与热塑性塑料一样,Protolabs制造LSR模具的过程是使用在一个非常大的计算集群上运行的专有软件进行管理的。由软件生成的工具路径运行自动铣床,生产模具的一半,然后将其放入专门的液态硅模压机中。
该工艺可以经济有效地生产25到5000多个LSR零件。在适度的生产数量下,该工艺可以比传统的LSR成型工艺更快、更便宜地生产零件,但即使在非常小的生产或原型量下,Protolabs仍然使用全尺寸制造工艺。这与其他LSR原型操作明显不同。
大多数小批量LSR原型的生产商在搅拌器中手动混合成分凝胶,这一过程无法与Protolabs的工业过程的过程控制相匹配。在某些情况下,他们不使用铣削模具或热固化LSR。相反,原型是使用室温硫化工艺制作的,该工艺从3D打印机上制作的部件的热塑性副本开始。在3d打印部件周围浇铸模具,并用填缝枪手工填充。所得到的零件可能适合于测试形式和配合,但由于它不复制制造工艺或使用真正的LSR材料,因此不能用于功能测试或任何批量的实际生产。
为了获得用于原型制作的真实零件,传统制造商通常不得不等到制造模具完成,这可能需要数周或数月的时间。在开发的这个后期阶段,出现的问题可能会导致开发过程中的严重挫折和非常昂贵的工具的废弃。Protolabs的自动化铝模具铣削允许在开发早期使用真实材料和工业过程进行具有成本效益的原型设计,此时重新设计更容易,耗时更少,成本更低。
Protolabs正在不断扩展其流程和能力。当前的需求和设计考虑列出。
- 最大零件尺寸尺寸为304mm × 203mm × 100mm。*这是零件必须能够装进去的尺寸信封,尽管零件不能占据整个空间。*零件尺寸可能随着能力的扩大而增加。
- 部分的最大模具投影面积不得超过31,200毫米2.请注意,这比完整的61,712毫米要小2一个零件的占地面积将完全占据上面提到的304mm × 203mm的尺寸。此限制的原因是模具面积大于31,200 mm²的模具填充压力会超过模压机的夹紧压力。
- 最大零件体积是217000毫米3..这是由Protolabs当前LSR成型设备的最大射击体积决定的。
- 壁厚可薄至0.5mm。问题不在于填充的能力,而在于磨薄壁的能力,以及在不损坏的情况下从模具中取出薄壁零件的能力。
- 由于LSR剪切变薄,壁厚变化通常不是问题。
- 肋厚度应为相邻壁厚的0.5 ~ 1.0倍。
- 的内圆角半径应近似等于壁厚。
- 水槽几乎不存在,但消除不必要的厚区将降低材料成本。
- 为了消除闪光,分型线应该保持尽可能的简单和简短。
- 从模具中去除LSR通常是手工完成的,而不是用顶针完成的。零件应设计成完全保留在一个模具的一半中,零件的某些特征应高于分型线表面,以便于手动拆卸。
- 很多部分都很简单削弱了无需机械辅助,可由压力机操作员轻松地从模具中取出。有削价的部件将根据具体情况逐一审查其可行性。
- LSR部件一般要求草案与热塑性塑料相似,每英寸(25.4毫米)深度约有一度的牵伸。浅零件可以容忍零吃水。LSR比热塑性塑料更能承受减少的吃水。这将根据具体情况而定。
- 由于LSR的易于流动,所以要求相对较小盖茨用于树脂注射。理想情况下,浇口应进给零件最厚或最宽的横截面,尽管这不是绝对要求。LSR边缘门会留下痕迹或瑕疵,应放置在尺寸或外观不重要的表面或凹槽中。
- 如有必要,Protolabs将添加通风口,溢出或撕裂条提高零件质量。这些可能会在成品上留下一点痕迹。Protolabs将提出闸门和排气位置,客户必须批准,在制造工具之前。
- Protolabs提供以下功能完成关于LSR成型工具:
- PM-F0
- PM-F1
- SPI-C1
- PM-T1
- PM-T2
- SPI-A2
- 在不久的将来会添加更多的饰面,并将考虑特殊要求。
- 典型的公差对于设计良好的零件,线性公差为0.025mm/mm。
Protolabs也提供了一些二次模具和工装服务华体会app官网来支持你的项目。
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