用橡胶制作模具

用橡胶制作模具
用橡胶制作模具是从80年初开始使用的一种简易模具。

由于模具使用橡胶制成，必须在真空条件下将塑料注入模具中成形，所以也称为真空注模成形法。

到80年代中期，已有400多台真空注模装置投入运转。

并生产了一批汽车零件、电子电器零件、各种玩具零件及工艺美术制品等。

在小批量生产方面收到了缩短模具制造周期和降低生产成本的效果。

模具的结构
橡胶模是一种用手工在真空中注入塑料的模具，因而结构简单，如图1所
示。

在注入塑料之前，将橡胶模的两个半模对合后，用紧固带将其固紧。

在两个半模的分型面处插入注塑漏斗，即可在真空中注入塑料。

模具的制作过程
橡胶模的制作过程如图2所示。

首先用金属、塑料或木材等材料制作母型。

然后在母型的一端接上浇口材料（图3）。

这样在制成的橡胶模分型面处有一浇口，可插上注塑漏斗进行浇注。

然后将接上浇口料的母型放入浇注框中（图4）。

浇注框的内形即为橡胶模的外形，应保证有足够的型腔壁厚。

对已决定配比的硅橡胶主剂和固化剂进行搅拌后放入真空装置中，在减压真空条件下抽去搅拌时混入的空气（图5），约需7～10分钟。

下一步是将浇注框放入真空装置中进行浇注。

把母型全部埋没，并保证浇注上平面处型腔也有足够的壁厚（图6）。

对已浇成的橡胶模具再进行真空抽气。

尽量抽去混入橡胶模具中的空气（图7）。

抽气后将浇注框移出真空装置外，在室温下放置10～15小时，待其固化。

当完全固化后，即将橡胶模具从浇注框中取出。

沿浇口处将橡胶模切开，形成两块半模，并取出母型（图8）。

将两半模对合在一起即成为一副橡胶模具。

用橡胶模浇注塑件的过程
用橡胶模浇注塑件的过程如图9所示。

首先对主剂塑料和固化剂进行计量，并分别置于真空装置中进行抽气。

通过玻璃窗口确认其抽气状态，排出主剂和固化剂中水份和空气。

打开橡胶模具，对型腔喷乙醇进行清洗。

为便于脱模，再在型腔表面喷硅脱模剂。

然后将两半模对合，并在两边垫上垫板后用紧固带将橡胶模紧固在一起，插上漏斗，即可进行浇注。

将已抽气的主剂和固化剂混合搅拌（图10）。

再将混合料在真空中浇入橡胶模中（图11）。

在停止减压排气作业后，由室内大气压将退出来的塑料挤入型腔中（图12）。

然后待塑料在模具中完全固化。

若放在温中，则可加速固化。

开模时应先取下漏斗，松开紧固带，然后拆去两侧垫板。

用手工轻轻地将橡胶模沿分型面处打开。

再从橡胶模中取出塑件（图13），
取出塑件后，首先去除浇口废料。

然后对分型面处的废边和去除浇口废料后的部位进行精加工。

用橡胶模浇注成形的塑料及用途
基本上所有塑料均可用橡胶模浇注成形，如聚氨酯浇注塑料、环氧树脂，以及聚酯塑料、丙烯酸酯塑料、聚乙烯塑料等。

但橡胶模的渗透性很强，由于溶胀作用而使橡胶模具发生变形。

因而，用橡胶模浇注成形的主要是聚氨酯和环氧树脂两种材料。

最近开发了一种称为BT树脂的新材料。

这种材料的性能非常适合于用橡胶模浇注成形，受到各方面的关注。

通常把浇注塑料分成以下3种类型。

1.硬质类
目前用得最多的是热固性聚氨酯。

大多被用于试制汽车内装件及办公室机器中的塑料零件。

2.透明类
这主要是用环氧树脂制造的各种透明塑件。

3.软质类
主要是各种设备中的橡胶零件。

橡胶模的特点
通过多年的使用，可将橡胶模的特点归纳如下。

1.使用寿命通常为成形20～30件，最多可达到200件，能满足试制新产品样件数量的需要。

2.制模周期短，通常为1～3天。

浇注一只塑件的时间约为2小时。

因而在几天之内即可提供塑料样件。

3.由于在真空中浇注，所以塑件中的气泡极少，可成形高精度塑件，并由于硅橡胶的收缩极小，因而复映性能极佳，可真实地复映木纹、皮纹等各种装饰纹。

又由于硅橡胶具有一定的弹性，对于侧面的浅槽可采用强迫脱模。

4.不会因壁厚不同而出现气孔。

还可成形壁厚为0.5mm的薄壁件。

5.可成形带螺钉等金属嵌件的塑件。

6.制作母型的材料多样化。

可在金属、木材、塑料、石膏等材料中自由选择。

只是用木材制作母型时需进行填料处理。

硅橡胶的硬化温度是从室温到60℃，因具有高耐热性所以不必进行特殊加工，但浇注透明件时，母型表面必须达到镜面。

7.可对浇注塑料色及对浇注件进行涂装和真空电镀。

只要将浇注件在溶剂中进行蒸气洗净处理即可。

8.制作硅橡胶模具不需要特殊的熟练技术。

9.需减少模具的变形时，可用金属嵌件对橡胶模进行增强。

10.由于硅橡胶模具随温度变化略有变动，因而必须进行严格的温度控制。

真空浇注装置
按使用目的选用装置
1.新产品试制部门，其使用目的是为了快速制造样机的极少量零件，降低样机生产成本及保守新产品的设计秘密。

2.为客户加工试制样件的专业工厂，和现有手工操作加工样件同时使用，以缩短样件的交货时间，降低生产成本。

还可接受小批量生产的任务。

3.生产塑料制品的专业厂，为本厂开发新产品试制样件或接受客户订货后首先进行小批量试生产，以保证大批量生产时的产品质量，并以此作为接受多品种、小批量生产任务的一种加工手段。

真空浇注装置类型
1.手工操作型
这是一种最基本的类型。

塑料的计量、混合、浇注和脱模均用手工操作。

这种类型多适用于试制项目生产数量少的场合。

调换浇注塑料也比较方便。

2.手工操作加自动出料型
这是一种由手工操作加自动混料和出料装置的类型。

这种类型适用于生产数量较多或浇注件体积大而用料较多的场合。

3.半自动型
这是一种自动混合和定量出料后由手工操作浇注和脱模的类型。

这种类型设备在换料以后必须对混合部分用溶剂进行清洗。

它也具有手动功能。

4.全自动型
这是一种通过按钮即可对塑料自动进行定量、混合、出料、浇注及出模，调换材料时能自动用溶剂进行清洗。

这种类型适用于生产数量较多的场合。

用户应充分掌握各种类型真空浇注装置的使用特性，并根据试制品的数量，试制品的大小选择合适的类型。

目前，真空浇注装置还在不断完善，对各部份进行组合化，将更适合于用户的需要。

使用实例
按钮式电话机壳体
原来用手工加工10只样件的费用27,000美元。

现改用橡胶模浇注成形后，制作母型的费用为2,700美元。

制作硅橡胶模的费用2,600美元，浇注10只样件的总费用（材料费、人工费及使用设备费）共7,000美元。

合计为12,300美元，降低成本的55%。

传真机外壳
原来用手工加工10只样件的费用共40,000美元。

改用橡胶模浇注成形后，制作母型的费用为4,000美元。

制作橡胶模的费用为5,000美元，浇注10只样件的总费用为14,000美元。

合计23,000美元，降低成本约40%。

汽车保险杠
原来用手工加10只样件的费用共70,000美元。

改用橡胶模浇注成形后，制作母型的费用为7,000
美元。

制作硅橡胶模的费用为5,000美元。

浇注10只样件的总费用为5,000美元。

合计17,000美元，降低成本约76%。