快速制作硅橡胶模具的方法

目前，硅橡胶模制作方法主要有两种，一种是真空浇注法，另一种是简便浇注法。

（1）真空浇注法

由于浇注普通硅橡胶时会产生较多的气泡，从而影响成形品质，为此，常采用真空浇注法进行浇注。根据硅橡胶的种类、零件的复杂程度和分型面的形状规则情况，这种方法又可以分为两种方法。

1）刀割分型面制作法

这种方法适用于透明硅橡胶、分型面形状比较规则的情况，其硅橡胶模具制作的步骤如下：

①彻底清洁定型样件，即快速原形零件。

②用薄的透明胶带建立分型线。首先要分析原形，选择分型面。硅橡胶模具分型面的选择较为灵活，有很多种不同的选择方法。根据原形零件的形状特点，硅橡胶模具可以有上下两个型腔，也可以只有一个型腔（此时就不用分型了），选择不同分型面的目的就是要使得脱模较为方便，不损伤模具，避免模具变形或者影响模具应有的寿命。

③利用彩色、清洁胶带纸将定型样件边缘围上，以作后期分模用。

④利用薄板围框，把定型样件固定在围框内，必要时加注一些通气杆。根据原形零件的不同，应选择、制作合适的模框。首先模框不能太小，如果太小，模具制作出来后侧壁太薄，分模时容易造成模具损坏并且影响模具的寿命。当然模框过大也会造成不必要的浪费，增加成本。

⑤计算硅胶、固化剂用量，称重、混合后放入真空注型机中抽真空，并保持真空10 min。

⑥将抽真空后的硅胶倒入构建的围框内，之后，将其放入压力罐内，在0.4～0.6 MPa 压力下，保持15～30 min 以排除混入的空气。

⑦硅橡胶固化。浇注好的硅橡胶，要在室温25 ℃左右放置4～8 h，待硅橡胶不黏手后再放入烘箱内保持100 ℃、8 h 左右，这样即可使硅橡胶充分固化。

⑧待完全固化后，拆除围框，随分模边界用手术刀片对硅胶模分型。

⑨把定型样件完全外露并取走，得到硅胶模。如果发现模具有少量缺陷，可以用新配的硅橡胶修补，并经同样固化处理即可。

2）哈夫式制作法

这种方法适用于不透明硅橡胶或分型面形状比较复杂的情况。采用哈夫式制作法，其硅橡胶模具的制作步骤如下：

①彻底清洁定型样。

②分析原形，选择分型面。

③利用薄板围框，根据原形零件的不同，选择和制作合适的模框。模框不能太小，如果太小，模具制作出来后侧壁太薄，分模时容易造成模具损坏并且影响模具的寿命。当然模框过大也会造成不必要的浪费，增加成本。

④用橡皮泥将定型样件固定在围框内，橡皮泥的厚度约占围框高度的1/2，并使橡皮泥与定型样件的相交线为分型面的部位。

⑤在橡皮泥的上平面上挖2～4 个定位凹坑，以作上、下模合模时定位用。

⑥计算半模（如上模）所需的硅橡胶、固化剂用量，称重、混合后放入真空注型机中抽真空，并保持真空10 min。

⑦将抽真空后的硅橡胶倒入构建的围框内，然后，将其放入压力罐内，在0.4～0.6 MPa压力下，保持15～30 min 以排除混入其中的空气。浇注好的硅橡胶要在室温25 ℃左右放置4～8 h，待硅橡胶不黏手后，再放入烘箱内100 ℃下保温8 h 左右，使硅橡胶充分固化。

⑧待硅橡胶完全固化后，将围框翻转180°，取出橡皮泥，重新清洁定型样件，重复步骤⑥—⑦，做出硅橡胶模具的另一部分。

⑨撤除围框，把定型样件完全外露并取走，得到硅胶模。如果发现模具有少量缺陷，可以用新配的硅橡胶修补，并经同样固化处理即可。除了采用橡皮泥外，也可以采用脱模板的方法进行哈夫式制模。

（2）简便浇注法

硅橡胶模具的简便浇注方法，是在非真空状态下进行浇注，它特别适用于大型制件的模具，其制作步骤为：

①在普通工作室中，混合少量的硅橡胶和固化剂。

②将混合后的硅橡胶涂覆在母体的表面，构成厚度为1～2 mm 的薄涂层。

③在固化过程中，使涂覆的硅橡胶层充分脱气，用刀片或针划破无法自行消失的气泡。

④待该薄层硅橡胶模初步固化和脱气后，将大量混合的硅橡胶和固化剂注入固定有原形零件的模框内，构成模具。

⑤待硅橡胶模初步固化后，撤去原形零件，再将硅橡胶模置于烘箱中，使其完全固化。这种方法虽然多了一道涂覆硅橡胶薄层并使其固化、脱气的工序，但是，不必采用真空箱就能得到表面无气泡的硅橡胶模，即使其内壁中可能有少量的小气泡，也不会影响硅胶橡模的使用性能。

除了在真空箱中对硅橡胶进行脱泡外，也可以采用压力罐对其进行脱泡和成形，其效果基本相同。

（3）硅橡胶模具制作工艺

1）母样件准备

快速成形法制作的原形在其叠层断面之间一般存在合阶纹或缝隙，需进行打磨、防渗与强化处理等，以提高原形的表面光滑程度、抗湿性、抗热性等。只有原形表面足够光滑，才能保证制作的硅胶模型腔的表面质量，进而确保翻制的产品具有较高的表面质量和便于从硅胶模中取出。制作硅橡胶模具前要对原形进行必要的处理。(www.xing528.com)

具体步骤如下：

①将硅油脱模剂均匀地喷在母样件表面，并用干净的布擦干。应保证所有表面均有脱模剂，尤其是深孔和窄槽。

②确定分模线，并用红色油性笔标记出分型面。

2）固定母样

模框板的准备：按零件的几何尺寸单边加20～30 mm 的原则下料，模框材料为ABS 板（厚度大于2 mm）。模框的尺寸应配合零件的大小决定。零件大则模具边相应放大。如某零件长、宽、高尺寸为300 m×200 m×100 mm，则模具尺寸为340 mm×240 mm×140 mm。在固定母样之前，需确定浇口的位置。当分型面和浇道选定并处理完毕后，确定母样在模框中的位置，将母样固定在模框的下底板中央中，可利用浇道口、排气道进行支撑。

3）模框制作

制作模框时，配合使用热熔胶枪进行黏接。注意黏接的时候，要黏接牢固。

4）准备硅橡胶

计算所需硅橡胶用量：硅橡胶用量根据所制作的模框体积和硅橡胶的密度准确计量，计算公式为

W=k×a× b×c×p

式中　W——硅橡胶质量，g；

k——考虑硅橡胶固化收缩、硅橡胶黏壁等损耗因素的安全系数，一般取1.1～1.3；

a——模具长度， mm；

b——模具宽度， mm；

c——模具高度， mm；

p——硅橡胶密度，g/ mm。

用电子秤按比例准确称量硅橡胶和所需固化剂的质量。

5）硅橡胶抽真空

将装好硅胶料的杯子放入真空注型机。真空注型机抽真空后，将硅胶料充分搅拌均匀。

6）硅橡胶浇注

将搅排好真空脱泡后的硅橡胶倒入已固定好母样的模框内。浇注时注意，从侧壁浇注，不要冲到母样。

7）模具抽真空

硅橡胶浇注后，为确保模具型腔充填完好，再次进行真空脱泡。脱泡的目的是抽出浇注过程中抄入硅胶中的气体和封闭于母样空腔中的气体，此次脱泡的时间应比浇注前的泡时间适当延长，具体时间应根据所选用的硅橡胶材料的可操作时间和母样大小而定。

8）模具固化

脱泡后，硅胶模可自行硬化或加温硬化。加温硬化可缩短硬化时间。

9）开模

当硅胶模硬化后，即可将模框拆除并去掉浇道棒等。参照母样分型面的标记用刀剖开模，将母样取出，并对硅胶模的型腔进行必要清理，便可利用所制作的硅橡胶模具在真空状态下进行产品的制造。具体步骤如下：

①沿分型面标记找到模具分型面。

②在模具四周对应分型面处用手术刀划出波浪线，确保母样在无受力或少受力的情况下顺利脱模。

③使用专用开模钳和手术刀剖开模具，行刀的要求是刀尖走直线，刀尾走曲线。

④小心取出母样，注意不要损坏凸模上的细小结构，如薄里结构、小圆柱等。

⑤取出ABS 棒，形成浇口。

⑥用气针在上模内侧垂直向上打出若干孔，用于排气。

⑦用棉球浸酒精清洗模具表面及浇口，风干待用。

对已制成的模具进行必要的修模和保养，确保浇口畅通，避免影响合模错位引起误差。