Urethane Gieten: Materialen, Kleur, Transparantie & Toepassingen

Urethane gieten is een laagkostengietproces voor de fabricage van starre of rubberachtige kunststofonderdelen. Geschikt voor prototypes en bepaalde eindgebruiksonderdelen, vereist urethane gieten geen dure harde tooling, maar gebruikt silicone vormen om een beperkt aantal gietstukken te maken.

Klanten hebben verschillende opties bij urethane gieten. Naast de keuze tussen starre of flexibele onderdelen, kunnen ze eenvoudig kleur toevoegen aan hun gietstukken – hetzij tijdens, hetzij na de productie – en zelfs transparante materialen gebruiken om items als heldere elektronica-behuizingen en presentatieboxen te maken.

Dit artikel bespreekt enkele kernaspecten van urethane gieten: wat het is, welke materialen je kunt gebruiken, hoe je kleur of transparantie aan gegoten onderdelen kunt toevoegen, en voorbeelden van wanneer urethane gieten een geschikte techniek is.

Wat is urethane gieten?

Urethane gieten is een productiekwaliteit productieproces voor kleine series onderdelen. Het lijkt op spruitgieten, maar de gebruikte tooling is zacht en flexibel in plaats van metaal. Hierdoor is urethane gieten veel meer kosteneffectief dan spruitgieten, vooral voor lage-volume productie, en biedt kortere levertijden.

Urethane gieten produceert onderdelen die over het algemeen minder sterk zijn dan gesproten onderdelen, maar die een uitstekende oppervlakteafwerking hebben. Deze hoogwaardige onderdelen kunnen met redelijk strakke toleranties worden gemaakt en vereisen minimale nabewerking.

Het urethane gietproces verloopt als volgt:

1. We verkrijgen een positief meesterpatroon of fabriceren er ééntje met een techniek als Stereolithografie 3D-printen of CNC-bewerking.
2. We plaatsen het meesterpatroon in een container met vloeibaar silicone, wat een negatieve vorm creëert.
3. We snijden de volledig uitgeharde silicone vorm in twee helften en verwijderen het meesterpatroon.
4. We vullen de silicone vorm met urethane en laten het uitharden om het gegoten onderdeel te maken. We kunnen de silicone vorm ongeveer 20 keer hergebruiken voordat we ervan af doen.

Urethane gieten wordt soms aangeduid als vacuümgieten of urethane vormgeven. Het is echter niet altijd noodzakelijk om de vacuümprocedure toe te passen om urethane onderdelen te maken.

Lees ons artikel over hoe je een silicone vorm maakt voor meer informatie over het silicone vormmakingsproces.

Urethane gietmaterialen

Urethane gieten biedt niet een groot aantal materiaalopties vergeleken met, bijvoorbeeld, CNC-bewerking (compatibel met een breed scala aan thermoplastische polymeren). Het werkt wel met twee verschillende typen urethane giethars, wat fabrikanten een belangrijk element van flexibiliteit in hun productontwikkeling geeft.

Het moetalredelijk duidelijk zijn of een onderdeel een starre of elastomere materiaal vereist, afhankelijk van het eindgebruik. Starheid is essentieel voor de meeste mechanische functies, terwijl elasticiteit nuttig kan zijn voor schokdemping, grijpen en andere toepassingen.

Starre

Shore D urethanes zijn een groep starre urethane kunststoffen die vaak zacht en duurzaam zijn en gebruikt kunnen worden voor eindonderdelen zoals behuizingen, hoesjes, consumentenelektronica, speelgoed, verpakking, lenzen, medische en wetenschappelijke apparaten, en panelen.

Elastomere

Shore A urethanes zijn een groep zachte en urethane kunststoffen die flexibel zijn met goede slagvastigheid. Ze delen fysieke eigenschappen met rubber. Deze urethanes kunnen gebruikt worden voor items zoals rubberen grepen en hussen, overmolding, knoppen en toetsenborden, kabelconnectoren, en zelfs rubberen laarzen.

Gekleurde urethane gegoten onderdelen

Hoewel urethane gieten geen brede materiaalselectie biedt, biedt het wel uitstekende kleuromopties, inclusief ingegoten kleuren.

Dit kan urethane gieten een goede keuze maken voor speelgoed, consumentengoed, en gemerkte producten die moeten matchen met het bedrijfskleurenpalet van een bedrijf. Het stelt ook R&D-afdelingen in staat om producten in een reeks kleuren te prototypen.

Ingegoten kleur

Omdat urethanes in vloeibare vorm in de silicone vorm worden geïnjecteerd, is het relatief eenvoudig om pigmenten toe te voegen aan het vloeibare mengsel.

Deze benadering voor gekleurde urethane onderdelen levert verschillende voordelen op. De toegepaste kleur zal niet afsplitteren of afvellen, omdat het doorheen het onderdeel met het plastic is gemengd, niet alleen op het oppervlak. Bovendien beïnvloedt het de oppervlaktetextuur van het onderdeel niet, wat voor sommige toepassingen belangrijk kan zijn.

Aan de andere kant kan het moeilijk zijn om het juiste hoeveelheid verf toe te voegen aan de urethane vóór het gieten, zodat het nodig kan zijn om testgietstukken weg te gooien voordat de juiste toon is gevonden.

Schilderen

Kleur kan ook na het gieten worden toegepast aan urethane onderdelen, in de vorm van verf die op het oppervlak van het onderdeel wordt aangebracht.

Schilderen van urethane onderdelen geeft de fabrikant toegang tot een breder scala aan kleuren en stelt hen in staat om de glansgraad aan te passen. Verf kan ook worden gebruikt om de oppervlaktetextuur van een onderdeel gladder te maken. Daarnaast zijn hoogwaardige verfen minder geneigd te vervagen na blootstelling aan UV-licht dan interne pigmenten.

Het nadeel van schilderen van urethane onderdelen is dat verfen vatbaar zijn voor scheuren en krassen. Het vereist ook een volledig extra stap in het productieproces, wat toevoegt aan het totale projectbudget.

Transparante urethane gegoten onderdelen

Een van de voordelen van urethane is de beschikbaarheid in heldere formuleringen. Heldere harsen zijn nuttig voor items zoals elektronica-behuizingen, lenzen, en verlichtingscomponenten.

In de meeste gevallen wordt een vacuümkamer gebruikt op heldere onderdelen om luchtbellen te verwijderen, die anders het uiterlijk van de transparante gegoten onderdelen zouden verminderen.

Heldere materialen kunnen ook met pigmenten gemengd worden voor gekleurde heldere onderdelen.

Urethane gieten vergeleken met alternatieven

Urethane gieten vs Stereolithografie

Net als urethane gieten, is een ander veelvoorkomend productieproces voor de creatie van heldere onderdelen Stereolithografie (SLA), een laser-gebaseerde additieve productie (3D-printen) proces. SLA wordt gebruikt in tandheelkunde, juwelierij, en andere disciplines die gedetailleerde heldere onderdelen vereisen.

SLA kan complexere geometrieën en fijner details produceren dan urethane gieten; immers, urethane gieten gebruikt soms een SLA-geprint onderdeel voor het meesterpatroon, en er zal enige detailverlies zijn na het vormen en gieten.

Maar urethane gieten kan beter zijn als meerdere kopieën van het onderdeel vereist zijn. Bovendien is het niet mogelijk om pigmenten toe te voegen aan SLA-harsen, terwijl dit wel kan bij gieturethanes.

Urethane gieten vs CNC-bewerking

Urethane gieten en CNC-bewerking zijn volledig verschillende productietechnieken, maar ze kunnen occasioneel gebruikt worden om vergelijkbare onderdelen te produceren. Beide kunnen starre kunststofonderdelen zoals behuizingen maken, en beide zijn geschikt voor lage-volume productielopjes.

CNC-bewerking is veel nauwkeuriger dan urethane gieten en kan gedetailleerdere kenmerken creëren. Het is ook compatibel met een diverse reeks materialen, in tegenstelling tot urethane gieten.

Het urethane gietproces is in elk volume veel goedkoper, maar vooral wanneer meerdere eenheden vereist zijn.

Urethane gieten vs spruitgieten

De processen van urethane gieten en spruitgieten delen veel gelijkenissen, met het belangrijkste verschil in het vormmateriaal: urethane gieten heeft een zachte silicone vorm, terwijl spruitgieten metalen tooling vereist.

Spruitgieten is veel meer geschikt voor medium tot grote bestelhoeveelheden en voor onderdelen die sterker moeten zijn.

Bij kleine hoeveelheden is urethane gieten een goed laagbudget alternatief voor spruitgieten, omdat geen dure metalen tooling nodig is.

Toepassingen van urethane gieten

Urethane gieten wordt breed gebruikt voor prototyping, maar het is ook een productiekwaliteit proces geschikt voor bepaalde eindgebruikstoepassingen. Omdat hoewel urethane gegoten onderdelen niet bijzonder sterk zijn, bezitten ze andere wenselijke eigenschappen.

Medische apparaten

Vergelijkbaar met voedselveilige producten, kunnen medische apparaten profiteren van urethane gieten door de niet-toxische materialen die betrokken zijn.

Het is echter belangrijk om te onthouden dat niet alle gietbare urethanes bio-compatibel zijn.

Behuizingen en omhulsels

Kleur- en transparantieopties maken urethane gieten geschikt voor de fabricage van behuizingen en omhulsels voor items zoals consumentenelektronica en aangepaste medische apparaten.

Het is mogelijk om overmolding te bereiken met urethane gieten, wat bijvoorbeeld nuttig kan zijn voor het plaatsen van elektronische componenten binnen een gerubberde schil.

Sportuitrusting

Sommige polyurethanes zijn geschikt voor de productie van sportartikelen zoals kleine wielen, hantelgrepen, onderwatercomponenten, en helmpadding.

Lage-volume productieonderdelen

Urethane gieten wordt regelmatig gebruikt voor lage-volume productie in batches van maximaal 20 eenheden. Het kan met name nuttig zijn voor grote onderdelen zoals auto bumpers, die erg duur zouden zijn om te bewerken of te gieten met metalen tooling.

Prototypes

Vanwege de snelheid en lage kosten is urethane gieten een tamelijk veelzijdige oplossing voor diverse prototyping taken. Het kan gebruikt worden om onderdelen te prototypen die uiteindelijk massaproduceerd zullen worden met spruitgieten.

Leer meer over onze urethane gietcapaciteiten en neem contact op voor een gratis offerte voor je volgende lage-volume productieproject.