Urethane gietmaterialen uitgelegd: Siliconen, elastomeren en rigide urethanen

Urethane gieten is een snelle en kosteneffectieve methode voor het produceren van eindgebruikskunststofonderdelen in lage tot medium volumes. Het proces omvat het creëren van silicone gietvormen van een onderdeels master patroon, dan de vormen in twee snijden zodat ze naar productie gebracht kunnen worden. In staat om een breed scala aan levensvatbare onderdeelsontwerpen te ondersteunen, wordt urethane gieten veel gebruikt voor onderdelen prototyping, bridge tooling en het fabriceren van onderdelen met fijn detail, variërende wanddikten en complexe geometrieën.

Onder de processen opvallende voordelen kan urethane gieten time-to-market versnellen, aangezien de meeste onderdelen in minder dan twee weken gegoten kunnen worden. Verder ervaren gegoten onderdelen tendens tot lagere krimpercentages dan die geproduceerd via processen zoals spuitgieten.

Overwegende dat urethane gieten een hoogst veelzijdig productieproces is, kan materiaalselectie een verscheidenheid aan factoren omvatten. Het is belangrijk dat productteams hun deugdelijkheid doen om te garanderen dat ze het best-passende materiaal selecteren voor hun gegeven project.

Urethane gietmateriaal selectiefactoren

Urethane gieten is compatibel met een breed scala aan zowel rigide als flexibele materialen — dus gegoten urethane onderdelen kunnen geproduceerd worden in een verscheidenheid aan kleuren, texturen en afwerkingen. Echter, met zoveel opties beschikbaar, is het belangrijk dat u design for manufacturability (DFM) best practices volgt bij het selecteren van een materiaal. U zult een complexe set factoren wegen, inclusief:

• Toepassingsvereisten: Moet het onderdeel energie opslaan of dissipateren? Vereist het scheurweerstand, belastingdragend vermogen of geluidsdemping? Elk van deze factoren noodzaakt verschillende fysieke en chemische eigenschappen, wat de pool van levensvatbare materiaalopties moet helpen verfijnen.

• Omgevingsoverwegingen: Als de toepassingsvereisten het onderdeel blootstellen aan extreme temperaturen, vochtigheid, UV-straling of chemicaliën, moeten deze omgevingsoverwegingen ook uw materiaalselectie informeren.

• Verwachtingen: Andere factoren zoals cosmetische overwegingen en het managen van de klantverwachtingen wanneer het gaat om onderdeelsleven, duurzaamheid en kosten kunnen een significante rol spelen bij het bepalen van de eindkeuze.

Uiteindelijk is het bepalen van het best-passende materiaal voor een gegeven toepassing vitaal om de gehele productiecyclus voor succes te positioneren. Urethane gietmaterialen inclusief siliconen, schuimen en urethane giet harsen kunnen gecategoriseerd worden door hun hardheid volgens de durometer schaal. Hier is een snelle blik op durometer, de Shore-schaal en enkele van de meest voorkomende urethane gietmaterialen.

Een opmerking over durometer en de Shore-schaal

Rubbers, kunststoffen en metalen kunnen wijd uiteenlopen in termen van hun fysieke eigenschappen en kenmerken, wat een directe impact heeft op de toepassingen waarvoor elk materiaal geschikt is — een zacht, buigzaam plastic zal duidelijk niet doen wanneer gehard staal vereist is, en vice versa.

Durometer is de gestandaardiseerde metric voor het meten van de hardheid van een gegeven materiaal, wat wil zeggen hoe weerstandig het is tegen locale deformatie. De durometer van de meeste van deze materialen zal in een van drie categorieën vallen: Shore 00, Shore A, of Shore D, elk vertegenwoordigend een bereik van hardheid, met Shore 00 het zachtst en Shore D het hardst. Urethanen variëren typisch in hardheid van 25 shore 00 (iets als een gel fietszadel) tot 75 shore D (iets als een bowlingbal).

Rigide urethane (Shore D harsen)

De Shore D spectrum spant zich uit van rigide poly urethane harsen tot hoogst rigide. Meeste materialen harder dan 65 Shore D zullen volledig rigied aanvoelen aan de menselijke hand en zullen niet de oppervlakte flex of buigbaarheid hebben die zachtere Shore A materialen bieden. Aan het uiteinde van het Shore D spectrum komt de Rockwell-schaal, die gebruikt wordt om metalen en extreem harde harsen zoals acetalen en nylons te meten.

Veelvoorkomende shore D materialen omvatten:

AFP3100 (85 shore D)

Uitzonderlijk duurzaam en bestendig tegen zowel hitte als impact, deze rigide hars wordt vaak gebruikt om bekken en behuizingen te creëren voor consumentenelektronica en medische apparatuur. Het is vergelijkbaar met ABS en PC/ABS kunststoffen.

AFP3200 (80 shore D)

Vergelijkbaar met HDPE, biedt deze urethane hoge trek- en impactsterkte, rigiditeit en stijfheid, en wordt uitgebreid gebruikt in consumentenverpakte goederen, industriële buizen en tanks, en auto carrosseriecomponenten zoals kotvleugels, motorkappen en wielkasten.

AFP3320 (80 shore D)

Deze urethane wordt vaak gebruikt voor hoge-hitte toepassingen vanwege de uitstekende hitte- en impactweerstand. Het is een uitstekende optie voor HVAC en onderhood-toepassingen.

AFP3400 (70 shore D)

Vergelijkbaar op veel manieren met polypropyleen, biedt dit materiaal flexibiliteit terwijl het nog een lage flexibele modulus en goede impactweerstand behoudt. Deze hars is goed geschikt voor toepassingen zoals living hinges waar superieure elongatie essentieel is.

AFP3600 (~82 shore D)

Dit heldere materiaal kan gemakkelijk gekleurd worden, biedt goede hittebestendigheid en biedt voldoende flexibiliteit voor kleine onderdelen zoals clips en snap fits. Lenzen, behuizingen, backlight-toepassingen, en zowel heldere als gematte componenten worden vaak met deze urethane gemaakt.

PT8958 (85 shore D)

Dit materiaal wordt meest gebruikt om medium of grote medische componenten te creëren die zowel MRI-doorzichtig als vlamvertragend moeten zijn.

RC 79D (85 shore D ±5)

Ook MRI-doorzichtig en vlamvertragend, is deze zachte, impactbestendige materiaal vaak een goede fit voor kleinere medische apparaten en assemblages.

Urethane elastomeren (shore A harsen)

Shore A materialen zijn zachter dan de rigide shore D materialen, biedend grotere flex en, vaak, goede scheursterkte. Aan het ene einde van het materiusspectrum, 0 Shore A verwijst naar zachte, gel-achtige materialen, terwijl semi-rigide kunststoffen 90 of 95 Shore A meten.

Veelvoorkomende shore A materialen omvatten:

E1005AL (5 shore A)

Deze extra zachte elastomeer is een uitstekende all-round zachte rubber die gemakkelijk gekleurd kan worden en goede trek- en scheursterkte biedt. Om die reden wordt het vaak gebruikt om medische trainingsmodellen, special effects en requisieten te creëren.

E1015AL (15 shore A)

Vergelijkbaar met E1005AL, maar met iets verhoogde rigiditeit, is deze elastomeer uitstekend voor het creëren van zachte rubber grepen en rekbare voeringen.

E1040AL (40 shore A)

Deze medium-zachte hars is vergelijkbaar in hardheid met een standaard gummetje, wat het goed geschikt maakt voor overgieten en toetsenbladen.

E1060AL (60 shore A)

Deze medium-harde materiaal is een goed general purpose elastomeer vaak gebruikt om bellows, laarzen en overgietcomponenten te creëren.

E1070 AB (70 shore A)

Vergelijkbaar met de hardheid van autobanden, is de mengsel van duurzaamheid en slijtvaste van dit materiaal ook ideaal voor kabelconnectoren.

E1095AB (95 shore A)

Dit materiaal biedt goede slijt- en scheurweerstand, en wordt vaak gebruikt om winkelwagentjeswielen, rollen en bumpers te produceren.

Elk van deze thermoplastische elastomeer harsen zijn compliant met de Europese Unie's Registratie, Evaluatie, Autorisatie en Beperking van Chemicaliën (REACH) en de Beperking van Gevaarlijke Stoffen (RoHS) standaarden.

Siliconen

Siliconen zijn zachter dan shore A materialen en worden gebruikt om een select paar soorten onderdelen te creëren; echter, ze worden veel gebruikt om de vormen te creëren waarmee eindgebruiksonderdelen gegoten worden. Dit is vooral waar bij het gebruik van het urethane gietproces voor bridge tooling, een tussentijdse stap die productie toestaat te beginnen terwijl de spuitgietvormen en andere harde tooling gefreesd en gefinaliseerd worden. Gietingen voor bridge tooling kunnen ook in urethane, schuim of metaal gedaan worden.

Veelvoorkomende siliconen omvatten:

AFS15 (15 shore A)

Een zachte rubber, deze silicone wordt vaak gebruikt in toepassingen zoals stempelkussens en druk-kussens die goede flexibiliteit vereisen.

AFS30 (30 shore A)

Etwat fester dan AFS15, kan deze giet-silicone gebruikt worden in vormmaken en om andere componenten te encapsuleren.

AFS40 (40 shore A)

Deze medium-zachte silicone maakt uitstekende knoppen en toetsenbladen, terwijl ook goede waterweerstand biedt.

AFS60 (60 shore A)

Deze medium-harde rubber werkt goed voor vormmaken en toepassingen die encapsuleren vereisen.

Elk van deze siliconen kan ook gebruikt worden om levensvatbare componenten zoals pakkingen en afdichtingen in variërende hardheden te creëren.

De voordelen van deze veelvoorkomende urethane gietmaterialen benutten vandaag

Urethane gieten is een nuttige productiemethode voor een aantal redenen. Eén, het is snel en over het algemeen vrij kosteneffectief. Twee, het produceert hoogwaardige, eindgebruiksonderdelen. Drie, u heeft een enorme verscheidenheid aan poly urethane elastomeer harsen aan uw vingertoppen om mee te werken. Echter, het hebben van zoveel opties beschikbaar kan soms overweldigend zijn — hoe kunt u bepalen hoe subtiele verschillen tussen materialen de levensduur en prestaties van uw onderdeel op de lange termijn zullen beïnvloeden?

Het goede nieuws is dat partneren met een geschoolde, on-demand fabrikant Fast Radius de last van materiaalselectie, ontwerp en productie van uw schouders neemt. Feitelijk is onze aanpak getoond om urethane gietkosten met tot 60% te verlagen. Als u geïnteresseerd bent in meer te leren over hoe onze flexibele productiemethoden uw plannen tot leven kunnen brengen — op tijd en op budget — neem vandaag nog contact met ons op.