弹性体零件:注塑硅胶与3D打印柔性材料

弹性体零件:注塑硅胶与3D打印柔性材料

从工业垫片到鞋底,人造橡胶部件无处不在,独一无二。由弹性体制成,一组类橡胶聚合物在美国,这些具有弹性、弹性和减震性的部件容易制造,而且可以用几种方式生产。

生产弹性体零件的方法之一是注射成型.不是热塑性塑料的注射成型,而是热固性塑料的注射成型,比如液态硅橡胶:这种材料以液态的状态注射,然后固化成固体。但是现在有一个很好的替代液态硅注射成型的方法,那就是3 d打印技术如TPE和TPU等柔性材料。TPE和TPU不再是特殊材料,现在可以在低成本的FDM打印机上进行3D打印。

本文将介绍弹性体零件的基本知识:它们的特性、应用,以及您应该选择注塑还是3D打印。

什么是弹性体?

弹性体被定义为带有低杨氏模量A.高破坏应变,及粘弹性-粘性和弹性的结合。有时简称为橡胶在美国,弹性体实际上是一个更广泛的类别,包括非硫化材料。

用外行人的话来说,弹性体(弹性聚合物)是在室温下在不同程度上具有弹性、弹性、柔韧性或可变形的材料。这是由于他们弱分子间债券.所有这些使得弹性体非常有用。由于它们可以弯曲和拉伸而不折断,因此它们被用于许多刚性更强的材料无法达到其目的的应用场合。

弹性体可以是任何一种热固性(加热时不融化)或热塑性塑料(加热时会熔化),一些最常见的弹性体包括:

  • 天然橡胶
  • 丁二烯橡胶
  • 丁苯橡胶
  • 乙丙单体

然而,由于本文特别关注原型和两个制造过程,我们将更加关注硅树脂热塑性弹性体(TPE)热塑性聚氨酯(TPU)。硅树脂是热固性的,而TPE和TPU都是热聚合物,因此可以用3D打印机挤压。

弹性体零件示例

弹性体非常常见,可以在简单的日常物品和复杂的工业组件中找到。这里,我们将介绍按行业分类的各种弹性体零件,以及一些特定于材料的应用。

1.汽车

对于轮胎和更多的产品,弹性体是许多汽车部件生产的关键。

  • 轮胎
  • 振动抑制设备
  • 挡风玻璃刮水器
  • 悬架部件
  • 密封件和垫圈

2.工业

弹性体广泛应用于工业,特别是密封和密封组件的密封和垫圈。

  • 密封件和垫圈
  • 电绝缘
  • 传送带
  • 传动皮带
  • 软管和管

3.石油和天然气

弹性体,尤其是合成弹性体,在石油和天然气工业中被发现,它们通常用于防止石油泄漏。

  • 液压密封
  • 管刮水器
  • 封隔器杯
  • 软管

4.消费品

从足球到铅笔擦,大量的消费品都是由弹性体制成的。

  • 鞋类包括外底
  • 雨衣
  • 海绵
  • 铅笔橡皮擦
  • 体育用品,包括球
  • 食品容器

Material-specific例子

由于本文的重点是可注射成型的液态硅橡胶和可3D打印的TPE和TPU长丝,以下是这三种材料的一些常见用途:

  • 硅胶:生物相容的医疗设备、假肢、食品安全装置,如冰块托盘、密封件和垫圈、二次成型组件
  • 热塑性弹性体:密封件和垫片,瓶盖衬垫,雪地车履带,医疗部件,包括导管,工具手柄,悬挂衬套,变形部件
  • TPU:电子箱、脚轮、医疗部件、传动带、鞋类、充气物品、电线护套和管道

注射成型弹性体

制造弹性体零件有许多方法,但最可靠的方法之一——尤其是在大批量生产时——是注射成型。

注射成型是用塑料制成零件的过程注射,在压力下,a液体材料变成金属模具,通常由钢或铝制成。在此过程中,注塑机将原材料送入模具,模具的几何形状是最终零件的负面印象,通常由两个部分组成,两部分之间有一个空腔。

与注塑成型兼容热固性弹性体喜欢液体硅胶,这是大量制造柔韧、耐冲击和耐温度部件的极好方法。在成型之前,将两部分的硅酮溶液混合在一起,其中一半含有铂催化剂,使硅酮固化成固体。

注射成型液体硅胶可以生产零件,如垫圈,医疗设备,厨房设备,多材料组件的over模压部分,等等。

赞成的意见

注射成型硅胶有几个优点,包括快速大批量生产,高细节水平,良好的材料性能,以及在某些中高数量的每个部件低成本。

欺骗

注射成型液态硅的局限性包括高金属模具成本和成型过程固有的几何限制,包括薄壁和圆角。

3 d打印弹性体

液体硅氧烷注塑成型的替代方法是3D印刷柔性细丝比如TPE和TPU。虽然这些材料也可以注射成型,但3D打印提供了一个更激进的替代方案,可能适用于不同类型的项目,包括一次性原型。

像TPE和TPU这样的3D打印弹性体的最大优点之一是这些材料热塑性塑料因此可以制成适合熔融和挤压的FDM 3D打印灯丝。FDM是最便宜的3D打印形式——无论是机器成本还是运营成本——这意味着任何人都可以制造高质量的弹性部件。

TPE和TPU光丝都有它们的用途。TPU比TPE更难,更密集,更刚性的材料,具有更好的耐磨性和收缩机会较少。然而,它比TPE更柔软,可用于使部件作为橡皮筋的柔性。

尽管3D打印弹性体时必须小心,尤其是TPE(打印速度必须慢,且直接驱动挤出机比Bowdens工作得更好),但实际上任何FDM打印机都可以处理这些材料。

常见的3D打印弹性部件包括TPU鞋类中底和可穿戴电子设备,以及TPE手柄、软管和智能手机外壳。

赞成的意见

3D打印柔性灯丝的优点包括即使是小批量也非常低的成本,无需模具成本,并且几乎不受限制的几何形状(内部和外部)。这使得该工艺非常适用于弹性体原型。

欺骗

TPE和TPU 3D打印弹性体零件的局限性包括精度和细节水平(与注塑相比)、生产速度和可扩展性,因为在成本或时间节约方面都没有规模经济。

结论

液体硅树脂注射成型和FDM 3D打印都是生产弹性体零件的极好方法。注塑成型在零件质量和可扩展性方面处于领先地位,但3D打印对于原型来说是一种方便且价格合理的选择,尤其是一次性的。

当制造弹性部件或原型时,在决定下一个行动过程之前,你应该考虑诸如预算、单位数量、所需材料属性和未来生产需求等因素,这是3ERP可以帮助的决定。万博娱乐网

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