Какую температуру выдерживает мастер флеш силиконовый: как установить? Характеристики. Какую температуру выдерживает мастер-флеш? Квадратный мастер-флеш 400 мм и другие варианты

как установить? Характеристики. Какую температуру выдерживает мастер-флеш? Квадратный мастер-флеш 400 мм и другие варианты

Одним из самых сложных узлов считается проход дымовой трубы сквозь кровельную конструкцию. Главная задача заключается в том, чтобы обеспечить герметичность и предотвратить возгорание. Чтобы получить такой результат, необходимо использовать такой кровельный уплотнитель, как мастер-флеш. На рынке данное изделие предлагается в разных вариантах.

Вашему вниманию представляется более детальная информация об уплотнителе, его преимуществах, критериях выбора и рекомендации по самостоятельному монтажу разными способами в зависимости от материала, из которого сделана кровля.

Что это такое?

Мастер-флеш для дымохода является гибкой уплотнительной системой, обладающей высокой эластичностью.

Ее главное предназначение заключается в герметизации. Изделие устанавливается в местах пересечения труб в кровле. Данная продукция используется при установке дымоходов и других коммуникаций в различных помещениях. К основным характеристикам можно отнести практичность, безопасность и долговечность.

Производители выпускают мастер-флеш для скатных и плоских кровель. На рынке можно найти несколько разновидностей изделий из тех или иных материалов, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. Защитный элемент уже длительное время пользуется большим спросом в области строительства. С установкой справится каждый, для этого не требуется особых навыков или различных инструментов.

К основным достоинствам можно отнести эластичность. Проходки изготавливаются из резины, поэтому они гибкие и вместе с этим отлично прилегают к трубе, чем обеспечивают надежную защиту от любых протечек.

Универсальность мастер-флеша заключается в том, что он подходит для кровельных покрытий из металлочерепицы, шифера, профнастила и так далее.

Показатель прочности достаточно высокий, материал плотный и пористый, поэтому с легкостью справляется с механическими нагрузками и не боится повреждений. Что касается срока эксплуатации, резиновые проходки служат долгие годы, не теряя первоначальных характеристик. Материал устойчив к перепадам температуры и даже к химической среде, поэтому изделие не будет требовать замены длительное время.

Следует отметить, что мастер-флеш можно устанавливать во время обустройства отопительной системы, так как он выдерживает высокие температурные показатели. Изделие предназначено для формирования переходов на крышу. На рынке можно найти проходы в нескольких форматах и конфигурациях, также есть возможность подобрать подходящую форму и размер.

Специалисты отмечают, что изделие уже давно стало отличной альтернативой традиционным «фартукам». Манжета плотно примыкает к трубе, поэтому внутрь не попадает не только влага, но даже пыль, а это важно.

Какими бывают?

По форме проходка представляет собой ступенчатую пирамиду с прямоугольным основанием, которое может быть изготовлено как из резины, так из силикона. У каждой ступени свой диаметр, чтобы можно было подобрать под соответствующий размер трубы. Проходка надевается через оголовок и передвигается к основанию участка, где на крышу выводится дымоход.

Модели, представленные на рынке, могут быть резиновыми из каучука, который относится к синтетическим материалам. У таких изделий высокий показатель эластичности и гибкости, к тому же проходка отлично защищает от влаги. Такой вариант лучше всего подходит для мест, где температура не превышает 120 градусов. У этой резины пористая структура, важно учитывать, что материал обладает низкой устойчивостью к химическим веществам, которые имеют в составе масла.

Силиконовый мастер-флеш используется для дымохода, где температура достигает 130 градусов. Следует отметить, что такой вариант отлично подходит для условий выше 200 градусов. Если для отопления применяется твердое топливо, лучше устанавливать силиконовую проходку, так как она не подвержена возгоранию.

При этом важно помнить, что такой материал не устойчив к солнечным лучам, поэтому он служит несколько меньше.

Что касается конфигурации мастер-флеша, она бывает разной.

Модель может иметь фланец с армированным металлом, который продлит срок эксплуатации, но прилегание будет не таким плотным. Для пологой крыши предлагаются угловые манжеты. Конусное изделие с гофрами может изменить угол, стоит только наклонить его в нужное направление. Если речь идет о ровной кровле, достаточно разместить проходку перпендикулярно.

Элемент может быть квадратным или прямоугольным, но обязательно оснащается кольцами в центре, которые могут выступать как вниз, так и вверх. Дополнительно мастер-флеш комплектуется алюминиевой вставкой, которая усиливает основание. В описании изделий всегда указывается допустимый диаметр, поэтому можно найти проходку от 100 мм до 400 мм, и даже больше, в зависимости от места использования.

Нюансы выбора

Чтобы правильно выбрать качественную проходку, необходимо знать характеристики кровли и параметры, на которые требуется обратить внимание. Сделать это можно самостоятельно, главное – учитывать несколько нюансов. Следует отметить, что одного размера дымохода знать недостаточно.

Первым делом нужно узнать, из какого материала сделана кровля и является ли она плоской. Для уклонной крыши из полипрофиля без рельефа с углом до 45 градусов потребуется изделие с армированным фланцем. Если уклон несколько больше, рекомендуется брать другой уплотнитель. Для плоской кровли требуется оснащение, у которого есть перпендикулярные манжеты. Если покрытие шиферное или черепичное, проходка должна иметь увеличенные фланцы.

Для некоторых типов дымохода стандартный мастер-флеш не подходит, особенно если труба имеет квадратное сечение, поэтому потребуется брать крызу с застежкой. При выборе материала проходки необходимо отталкиваться от климатических условий и температурных перепадов.

Если речь идет о газовой вытяжке, тогда подойдет резиновый элемент, а вот для дымохода печного лучше брать силиконовый уплотнитель.

Тип дома никак не влияет на поиски подходящего мастер-флеша, он может быть кирпичным или деревянным, главное – учитывать особенности кровельного материала.

Как установить систему?

Правильная установка проходок играет важную роль, поэтому для начала необходимо изучить инструкцию и следовать рекомендациям специалистов, несмотря на то, что задача несложная. Первым делом необходимо учитывать материал, из которого изготовлен уплотнитель, а также условия, в которых он будет монтироваться.

На гибкой основе

Такой вариант предназначен для металлических крыш. Для начала следует определиться с местом среза, при этом нельзя забывать о том, что диаметр должен составлять на 20% меньше отверстия дымохода. В работе используются кровельные ножницы, тогда срез будет ровным.

Трубу необходимо намылить или намочить – это облегчит процесс надевания манжеты. Затем следует сделать отметки по краям, приподнять проходку, чтобы нанести клеевой состав, после чего плотно прижать. На финальном этапе используется герметик.

С жесткой оснасткой

Если по краям мастер-флеша есть полоски из металла, монтаж такой остастки ничем не отличается от выше описанного. При этом покрытие необходимо профилировать, чтобы обеспечить плотное прилегание. Перед работой следует запастись саморезами-шестигранниками. В конце используются крепления, которые вкручиваются в низ профиля.

При ремонте

Если насадить манжет на дымоход нет возможности, есть специальная конструкция для крыш с разрывом. Если необходимо произвести починку кровли, потребуется обзавестись ножницами, чтобы срезать верхний конус уплотнителя, затем отвернуть затвор и обмотать трубу. В конце требуется закрыть замочную систему, поднять края, чтобы нанести клеевой раствор и прижать до полного закрепления.

На черепицу и шифер

Монтаж проходки на металлочерепицу сделать несложно, конусная система в уплотнителе также срезается – это требуется для лучшего прилегания к дымоходу. Верхушка основания заправляется под кровлю, а низ с боками идут под нее. Чтобы предотвратить попадание осадков под покрытие, необходимо загнуть верхнюю полосу.

Все проблемные места и сыки замазываются силиконом.

На профнастил

Если у вас профнастил, монтировать мастер-флеш можно точно по такой же схеме, как на черепицу, следуя некоторым рекомендациям. Иногда уплотнитель туго проходит, поэтому для улучшения труба покрывается мыльным средством, которое обеспечит скольжение. Новички иногда ошибаются с вырезанием, но торопиться выбрасывать элемент не стоит.

Можно взять водостойкий герметик, сверху прикрутить саморезы и спустя время они начнут отлично работать. Не нужно делать много отверстий, через которые будет попадать влага. Криза ставится на коньке, верх стелется под нащельник конька.

Если кровельное покрытие неоднородное, а с нахлестами, верх проходки нужно подвинуть под рядом находящуюся часть, чтобы сток воды был непрерывным. Если выполнить эти действия по порядку, эксплуатация уплотнителей будет долгой и надежной, а это самое главное. Такую работу можно проводить с кровлей жилого или коммерческого помещения, а также в бане, на заводах и других местах, где требуется установка дымохода.

Как видите, эксплуатация мастер-флеша играет важную роль в обеспечении герметичности дымохода. Благодаря разным видам уплотнителя можно подобрать тот материал, который будет служить долго и верно. Главное – провести монтаж соответственно типу кровельного материала, следуя рекомендациям, описанным выше, и вам не понадобится беспокоиться о ремонте еще много лет.

О том, какие бывают ошибки при установке мастер-флеша для дымохода, смотрите в следующем видео.

Установка мастер флеш на профнастил своими руками

Если конструкция дымоотвода предполагает вывод трубы через кровлю дома, необходимо обратить внимание на узел прохода. В качестве герметизации данного узла может быть установка мастер флеш на профнастил своими руками. Это же приспособление в среде специалистов носит название проходка, крыза, выдра.

Кровельная проходка Master Flash.

Как правило, площадь отверстия в крыше на 10% больше чем площадь сечения трубы. Естественно, это место необходимо защитить от проникновения воздуха, влаги, осадков. Таким образом, это место требует особого устройства, и с одной стороны должно гарантировать герметичность узла, быть стойким к внешним воздействиям окружающей среды, а с другой – материал, обеспечивающий водо- и воздухонепроницаемость должен предохранять саму кровлю (место контакта с трубой) от возгорания, обугливания, т.к. температура внутри дымопровода может достигать свыше 1000°С (в зависимости от качества топлива и типа дымохода).

Еще сравнительно недавно для решения этих задач использовалась обмазка (цементная или битумная), а сама труба обтягивалась и изолировалась с помощью накладок из жести, асбеста, рубероида. Естественно, эти материалы не выдерживали сложных условий эксплуатации, разваливались и разрушали кровлю здания в местах контакта.

Кровельный уплотнитель угловой N2 203-280, вес 1,8 кг.

Уплотнители выпускаются с разными размерами, что позволяет использовать их для герметизации любого отверстия крыши, в том числе вывода TV-антен, электропроводки, вентиляционных каналов.

Герметизация кровельного прохода с внешней стороны.

Уплотнитель изготавливается из силикона или высококачественной гофрированной резины EDPM. Силиконовые модели способны выдержать более высокие температуры (до 315°С), но более требовательны к защите от ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы их значительно меньше, чем резиновой. Для защиты силиконовых изделий применяются дополнительные навесы из оцинкованной стали в виде зонтика или тарелки без дна.

Мастер флеш в Леруа Мерлен.

Достоинства изделия

  • Эластичность материала обеспечивает сплошное примыкание уплотнителя к трубе, даже при изменении размеров труб в момент нагревания и остывания;
  • Благодаря особенностям конструкции уплотнителя гасится вибрация и смещение труб, а также снижается внешнее давление слоя снега, собирающегося на поверхности .
  • Мастер флеш для дымохода предохраняет кровлю от разрушения. Даже при нагревании деформация, и расширение объема изделия минимальны;
  • Большой ассортимент уплотнителей с разными размерами позволяет подобрать и качественно смонтировать узел от 0,3 до 66 см;
  • Кроме установки мастер флеш на профнастил своими руками, также может применяться на крышах с любым другим покрытием (шифер, шинглз, черепица глиняная, черепица песчано-цементная, металлочерепица, битумная плитка, металлический лист и т.п.)
  • Материалы, из которых изготавливается флеш уплотнитель, обеспечивают качественную герметизацию;
  • Для монтажа приспособления не требуется специальных умений, вывести и укрепить дымоход на кровле можно самостоятельно, достаточно быстро и без привлечения специалистов.

Герметизация сэндвич трубы.

Приспособление конусообразной формы, состоящее из колец, разного диаметра, каждое из которых больше предыдущего, соединенных силиконовыми перемычками. Стандартно — кольца расположены вертикально под углом 90°, однако для скатной крыши выпускаются специальные модели, с наклоном под 10-30° или 20-55°. Кольца расположены на квадратном или круглом жестком основании (фланце), которое фиксируется на кровле дома с помощью саморезов.

Внимание! Если вам не удалось найти уплотнитель для скатной кровли, возможно использование прямой модели. Но стоит учесть, что диаметр фланца уплотнителя должен будет перекрыть эллипс зазора кровли, чем выше уклон, тем больше диаметр эллипса по большей оси. Поэтому при покупке уплотнителя выбор так же стоит обдавать в пользу большего размера.

Проход крыши Master Flash.

Установка мастер флеш на профнастил своими руками

  1. Верхняя плоскость конуса срезается, из расчета, что диаметр получившегося отверстия должен быть на 20% меньше диаметра трубы дымохода. Срезать лишние секции необходимо аккуратно, лучше использовать ножницы кабельщика или острый крючковатый нож.
  2. Уплотнитель надевается на трубу основанием вниз.
  3. Конус постепенно сдвигается вниз, так что бы фланец плотно прилегал к поверхности крыши. При этом не рекомендуется тянуть за край фланец, приспособление можно продвигать, натягивая гибкий гофрированный конус. Для облегчения продвижения по трубе, рекомендуется плоскость дымохода смазать мыльным раствором.
  4. Если уплотнитель устанавливается на кровле с покрытием из отдельных элементов (черепица, шифер) – верхняя часть фланца приспособления заправляется под предыдущий ряд, а нижняя часть выводится наверх и крепится саморезами. Данный способ крепления способствует свободному стеканию воды и сходу снега. Если флеш монтируется на конек, верхняя часть основания вправляется под нащельник.
  5. На плоских кровлях и на крышах, покрытых листовым покрытием (рубероид, профнастил) основание фиксируется с помощью влагостойкого герметика или промазывается битумом. Если внутренняя сторона основания снабжена пористой уплотняющей прокладкой – приклеивания силиконом или герметиком не требуется.
  6. В завершении установки мастер флеш на профнастил своими руками — фланец закрепляется на кровле с помощью саморезов. Определитесь с разумным числом отверстий. Через некоторое время любой герметик теряет свои свойства, а через отверстия для саморезов будет проникать влага. Рекомендуемое расстояние между саморезами – не менее 35мм. Если покрытие кровли ребристое (профнастил, шифер), не рекомендуется делать крепеж в углублениях, по которым стекает вода.

Видео

 

Уплотнитель кровельный N5 силикон 102-178 мм чёрный

Характеристики

Торговый дом «ВИМОС» осуществляет доставку строительных, отделочных материалов и хозяйственных товаров. Наш автопарк — это более 100 единиц транспортных стредств. На каждой базе разработана грамотная система логистики, которая позволяет доставить Ваш товар в оговоренные сроки. Наши специалисты смогут быстро и точно рассчитать стоимость доставки с учетом веса и габаритов груза, а также километража до места доставки.

Заказ доставки осуществляется через наш колл-центр по телефону: +7 (812) 666-66-55 или при заказе товара с доставкой через интернет-магазин. Расчет стоимости доставки производится согласно тарифной сетке, представленной ниже. Точная стоимость доставки определяется после согласования заказа с вашим менеджером.

Уважаемые покупатели! Правила возврата и обмена товаров, купленных через наш интернет-магазин регулируются Пользовательским соглашением и законодательством РФ.

ВНИМАНИЕ! Обмен и возврат товара надлежащего качества возможен только в случае, если указанный товар не был в употреблении, сохранены его товарный вид, потребительские свойства, пломбы, фабричные ярлыки, упаковка.

Доп. информация

Цена, описание, изображение (включая цвет) и инструкции к товару Уплотнитель кровельный N5 силикон 102-178 мм чёрный на сайте носят информационный характер и не являются публичной офертой, определенной п.2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской федерации. Они могут быть изменены производителем без предварительного уведомления и могут отличаться от описаний на сайте производителя и реальных характеристик товара. Для получения подробной информации о характеристиках данного товара обращайтесь к сотрудникам нашего отдела продаж или в Российское представительство данного товара, а также, пожалуйста, внимательно проверяйте товар при покупке.

Купить Уплотнитель кровельный N5 силикон 102-178 мм чёрный в магазине Санкт-Петербург вы можете в интернет-магазине «ВИМОС».

Высокотемпературные связующие, герметизирующие и лакокрасочные составы

Master Bond включает обширную линейку термостойких клеев, герметиков, покрытий и герметиков / герметиков, которые могут выдерживать такие суровые температуры, как 600 ° F и выше. Эти материалы были разработаны, чтобы противостоять краткосрочному и долгосрочному воздействию повышенных температур, сохраняя при этом свои механические и электрические свойства.

Химический состав и термостойкость клеев

Эпоксидные смолы — самые универсальные клеи, работающие в широком диапазоне температур, выдерживающие температуры от 250 ° F до 650 ° F.Но другие химические составы клея, такие как силиконы, УФ-отверждаемые системы и покрытия на основе силиката натрия, обеспечивают высокую термостойкость в сочетании с очень желательными эксплуатационными характеристиками. В приведенной ниже таблице показаны значения термостойкости, которые могут быть достигнуты для отдельных марок систем с различным химическим составом:

Тип системы Товар Отверждение Термостойкость
Однокомпонентная эпоксидная смола EP17HT-LO Термообработка 600 ° F (316 ° C)
Двухкомпонентная эпоксидная смола ЭП42НТ-2 Отверждение при комнатной температуре 232 ° C (450 ° F)
Двухкомпонентная эпоксидная смола EP45HTAN Термообработка 500 ° F (260 ° C)
Однокомпонентный силикон MasterSil 800 Отверждение при комнатной температуре 572 ° F (300 ° C)
Двухкомпонентный силикон MasterSil 972TC-LO Отверждение при комнатной температуре или при нагревании 400 ° F (204 ° C)
УФ-отверждение УВ25 УФ-свет (с дополнительным тепловым пост-отверждением) 500 ° F (260 ° C)
Силикат натрия МБ600SCN Отверждение при комнатной температуре или при нагревании 700 ° F (371 ° C)

Выбор термостойкого клея

Чтобы выбрать подходящий клей для экстремальных температур, необходимо проанализировать следующие факторы:

  • Ожидаемая рабочая температура
  • Продолжительность воздействия повышенной температуры
  • Температура стеклования (T г ) клея
  • Коэффициенты теплового расширения (КТР) склеенных подложек
  • Другие требования к эксплуатационным характеристикам (низкая газовыделение, химическая стойкость, термоциклирование, удары и т. Д.))

Большинство инженеров склонны выбирать клеи, рассчитанные на более высокие рабочие температуры, чем это необходимо для их конкретных применений, чтобы обеспечить широкий запас прочности. Однако это упрощение может привести к компромиссу в рабочих характеристиках и обработке. Технические специалисты Master Bond готовы помочь в выборе подходящего материала.

Эксплуатационные свойства термостойких клеев

Как и все продукты семейства Master Bond, определенные марки различаются по вязкости, скорости отверждения, химической стойкости и электрическим свойствам и могут быть адаптированы в соответствии с потребностями конкретного применения.

Предложение специальных жаропрочных марок:

  • Сверхвысокая прочность на сжатие
  • Повышенная стабильность размеров
  • Теплопроводность
  • Электропроводность
  • Огнестойкость
  • Превосходная обрабатываемость
  • Прозрачность

Однокомпонентные композиции, отверждаемые УФ-излучением, обеспечивают жесткое отверждение и идеальны для крупносерийного производства. Эпоксидное печенье и пленки B-стадии приобрели популярность для использования при высоких температурах из-за их уникального сочетания высокой прочности, ударной вязкости, гибкости и электроизоляционных свойств.Одно- или двухкомпонентные фторсиликоны с высокими эксплуатационными характеристиками сохраняют гибкость силиконового типа, термостойкость, обладая при этом исключительной химической стойкостью.

Кроме того, доступны продукты, которые соответствуют требованиям NASA по низкому выделению газов, спецификациям USP Class VI и не содержат галогенов. Наши термостойкие системы в настоящее время используются в спутниках, скважинном нефтяном оборудовании, автомобильных компонентах, медицинских устройствах, лазерах и других промышленных приложениях.

Какую температуру выдерживает сикафлекс?

Какую температуру может выдерживать sikaflex? Sikaflex®-PRO лучше всего хранить при температуре от 10 ° C до 25 ° C в сухих помещениях.Температура хранения не должна превышать 30 ° C в течение длительного времени. Для достижения наилучших результатов используйте открытый картридж или колбасу в тот же день, иначе Sikaflex®-PRO в насадке застынет, и его придется удалить.

При какой температуре можно использовать Sikaflex? Оптимальная температура нанесения Sikaflex® (полиуретаны и полимеры с концевыми силановыми группами) и подложек составляет от 15 ° C до 25 ° C. Не наносите эти продукты при температурах ниже 5 ° C и выше 40 ° C.

Насколько термостойким является sikaflex? Sikaflex®-400 Fire разработан для огнестойких подвижных и соединительных швов и проходов на пористых и непористых основаниях. упаковка в сухих условиях при температуре от +5 ° C до +35 ° C.

Какую температуру выдерживает Sikaflex 221? Sikaflex®-221 не следует подвергать воздействию высоких температур до полного отверждения. Твердость и толщина пленки краски могут снизить эластичность герметика и со временем привести к растрескиванию пленки краски. Избегайте нанесения ниже 41 ° F (5 ° C) и выше 104 ° F (40 ° C).

Какую температуру выдерживает сикафлекс? — Связанные вопросы

Будет ли сикафлекс лечить от холода?

При использовании при температуре ниже 100 ° C клей не высыхает и остается белого цвета. Таким образом, через 24-48 часов прочность склеивания может быть небольшой или совсем отсутствовать. Для правильного функционирования клея необходимо поддерживать температуру во время нанесения и высыхания.

Является ли sikaflex Pro термостойким?

Sikaflex®-400 Fire — огнестойкий полиуретановый однокомпонентный влагоотверждаемый эластичный герметик для швов.Возможность движения ± 35%. Внутреннее и внешнее использование.

Является ли sikaflex постоянным?

Sikaflex®-11 FC — однокомпонентный клеевой и герметизирующий состав оружейного качества с постоянной эластичностью.

Может ли sikaflex выдерживать высокую температуру?

Sikaflex®-PRO лучше всего хранить при температуре от 10 ° C до 25 ° C в сухих помещениях. Sikaflex®-PRO в цветах White и Off White не рекомендуются для герметизации швов плитки на кухне и в ванной, так как герметик может обесцветиться.

Есть термостойкий клей?

Термостойкий силиконовый клей: RUTLAND High-Heat-Silicone

Обладая теплоемкостью до 500 градусов по Фаренгейту (260 градусов по Цельсию), этот мощный клей склеивает и склеивает любое количество предметов и даже может использоваться для защиты от газов и дыма.

Термостойкость герметика?

Высокотемпературные силиконовые герметики выдерживают температуру до 600 градусов по Фаренгейту и устойчивы к старению, вибрациям и ударам. Они специально разработаны для герметизации и герметизации нагревательных элементов и промышленных уплотнений.

Является ли Sikaflex 221 постоянным?

Sikaflex®-221 — это многоцелевой однокомпонентный полиуретановый клей / герметик, который хорошо сцепляется с широким спектром поверхностей, таких как металлы, металлические грунтовки и лакокрасочные покрытия (двухкомпонентные системы), керамические материалы и пластмассы.Подходит для изготовления прочных эластичных уплотнений.

Является ли Sikaflex 221 водонепроницаемым?

Sikaflex®-221 устойчив к пресной воде, морской воде, известковой воде, сточным водам, разбавленным кислотам и щелочным растворам; временно устойчивы к топливу, минеральным маслам, растительным и животным жирам и маслам; не устойчив к органическим кислотам, спирту, концентрированным минеральным кислотам и щелочным растворам или растворителям.

Горит ли сикафлекс?

Утилизировать как неиспользованный продукт. Не используйте повторно пустые емкости.Не сжигайте пустой барабан и не используйте резак.

Является ли sikaflex pro водонепроницаемым?

Великолепная адгезия, а также водонепроницаемость. И Sikaflex PRO, и Sikaflex 11FC можно использовать для герметизации всех окон и дверей в доме, внутри и снаружи. Это поможет предотвратить сквозняки, а также не попадет в дом пыль.

Сколько времени требуется sikaflex для схватывания?

Оптимальное сцепление достигается после полного отверждения Sikaflex® EBT +, то есть через 24–48 часов при + 23 ° C для толщины от 2 до 3 мм.Очистите все инструменты и оборудование для нанесения с помощью Sika® Remover-208 / Thinner C сразу после использования. Затвердевший материал можно удалить только механическим способом.

Устойчив ли sikaflex к ультрафиолетовому излучению?

Sikaflex-295 UV был специально разработан для морской промышленности, где он используется для склеивания и герметизации пластиковых стекол на лодках и кораблях. Благодаря превосходной стойкости к ультрафиолетовому излучению этот продукт также может использоваться для герметизации швов в зонах сильного воздействия.

Является ли Sikaflex 291 постоянным?

Sikaflex 291 LOT можно красить, он поставляется в универсальной упаковке, обеспечивает отличное склеивание, постоянно эластичен, обладает высокой прочностью и поддается шлифовке.Sikaflex 291 LOT одобрен NSF для питьевой воды и одобрен USDA для случайного контакта с пищевыми продуктами.

Чем вы чистите sikaflex?

Удалите большую часть остатков Sikaflex® ножом или шпателем. Смочите тряпку или полотенце средством Sika® Remover-208 и сотрите остатки клея или герметика.

Какой герметик термостойкий?

Термостойкий герметик Vitcas® используется для фиксации и герметизации зазоров в керамике, стекле, металле и других силикатных материалах.Высокая термостойкость до 1300oC.

Может ли силикон выдерживать высокие температуры?

Силиконовый каучук, в отличие от большинства других каучуков, может выдерживать экстремальные температуры от 200 ° C до -60 ° C без деформации. Материал был протестирован на способность выдерживать постоянную температуру 230 ° C, что в большинстве случаев подходит для многих высокотемпературных применений.

Весь ли силикон термостойкий?

Большинство силиконов имеют рабочую температуру от -60 ° C до + 230 ° C.Однако время, в течение которого он подвергается воздействию таких температур, будет определять его способность сохранять целостность в процессе нанесения. Существуют специальные типы силикона, которые могут выдерживать даже более широкий диапазон температур.

Какой самый прочный термостойкий клей?

Специальные двухкомпонентные эпоксидные клеи, которые имеют фазу вторичного термоотверждения, обладают более высокой термостойкостью, чем обычные двухкомпонентные эпоксидные клеи. Однокомпонентные эпоксидные клеи не только являются самым прочным клеем для соединения металла с металлом, но и обеспечивают высочайшую термостойкость.

Прозрачный клей Gorilla Glue термостойкий?

Клей

Clear Gorilla Glue обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики, является отличным выбором для внутренних и наружных работ и склеивает практически все. Прозрачный клей Gorilla Glue не расширяется при отверждении, а водостойкий клей образует невероятно прочную связь, которая может выдерживать как высокие, так и низкие температуры.

Является ли силиконовая герметизация огнестойкой?

Силикон является термостойким и огнестойким. Благодаря необычным химическим свойствам силикона как пластика — он не очень легко воспламеняется и не действует как проводник тепла, а это означает, что он достаточно огнестойкий.

Можно ли закрасить Sikaflex 221?

Строительный герметик Sikaflex и все полиуретановые герметики Sikaflex можно окрашивать после отверждения. Избегайте использования красок на основе силикона или с высоким содержанием растворителей.

Силикон легковоспламеняющийся или огнестойкий?

Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках (без дополнительных затрат для вас).

Силикон не следует путать с элементом кремний, хотя он и содержит немного кремния.За последние несколько лет он стал одним из наших популярных пластиков, так как он очень прост в использовании и имеет множество различных применений. Он есть везде, от герметика до емкостей для хранения продуктов. Но является ли силикон пожароопасным? Будет ли он гореть, и если да, то насколько серьезной проблемой может быть ваш дом?

Силикон не считается горючим. Он может загореться и загореться, но для этого требуется высокая температура. Температура воспламенения силикона составляет 842 градуса по Фаренгейту (450 по Цельсию).

Хотя это может не представлять серьезной опасности возгорания, есть некоторые вещи, о которых следует знать, когда речь идет о силиконе. Давайте подробнее рассмотрим свойства силикона.

Ваш приоритет №1 — безопасность вашей семьи. Как пожарный, я рекомендую всем иметь домашний комплект безопасности, который может гарантировать, что все, кого вы любите, быстро и целыми и невредимыми выйдут из дома в случае пожара или другой чрезвычайной ситуации. Вот комплект безопасности, который я рекомендую.

Также прочтите: Что делает что-то легковоспламеняющимся?

Что такое силикон?

Силикон (также называемый эластомерами) — это разновидность пластика.Он состоит из «силоксановых» групп. Существует много разных форм силикона, в зависимости от того, сколько силоксановых групп объединено в цепочку.

Это может означать, что они выглядят как бесцветное масло (например, подходят для использования в качестве смазки) или имеют резиноподобный внешний вид и текстуру (например, силиконы, используемые в кухонной посуде).

Их можно использовать для различных целей, от медицины до теплоизоляции.

Возможно, у вас дома есть силиконовая резина, силиконовая смола или силиконовый герметик, и у вас может быть даже силиконовая смазка или силиконовое масло.

Силикон ценится за его термическую стабильность. То есть он обладает одинаковыми свойствами в широком диапазоне температур. И этот диапазон обычно составляет от -148 до 482 градусов по Фаренгейту (от -100 до 220 по Цельсию).

Это означает, что он негорючий . Это еще и теплоизолятор, потому что он не очень хорошо проводит тепло.

Это также отличный электроизолятор, который вряд ли станет причиной электрического пожара в вашей среде.

Наконец, силикон нетоксичен, устойчив к росту микробов и водонепроницаем, поэтому это очень удобный пластик, который можно использовать различными способами.

Также прочтите: Легковоспламеняющаяся ли эпоксидная смола? Да и нет…

Будет ли загореться?

Да, силикон загорится. Это верно почти для всего, если вы обеспечиваете достаточное количество тепла в течение достаточно длительного периода времени. Однако силикон не горит легко, и он горит при температурах, превышающих 482 градуса по Фаренгейту (250 по Цельсию).

Вообще говоря, такие высокие температуры вряд ли встретятся в быту или офисе (если уже не пожар), хотя иногда можно встретить такие температуры на кухнях.

Силикон может быть разработан для использования при даже более высоких температурах, если это необходимо, и это часто происходит, когда силикон используется в качестве клея.

Интересно, что силикон не плавится и не сублимируется (это процесс, в результате которого твердое вещество становится газом без промежуточной жидкой стадии), а остается твердым до тех пор, пока не воспламенится.

Стоит отметить, что если вы используете силиконовый каучук, он может не загореться, пока вы не достигнете высокой температуры, но при температуре около 390 градусов по Фаренгейту (198 по Цельсию) он начнет деформироваться и потеряет податливость.

Прочтите также: Легко ли стекло?

Огнестойкость?

Да. Силикон является термостойким и огнестойким.

Благодаря необычным химическим свойствам силикона, как пластика, он не очень легко воспламеняется и не действует как проводник тепла, а это означает, что он достаточно огнестойкий.

Посмотрите это видео для теста на воспламеняемость, сравнивающего силикон с другими пластиками:

Безопасно ли это при нагревании?

Да, силикон безопасен при нагревании. В противном случае от него было бы мало пользы в кухонной посуде.

Хотя силикон при высоких температурах может немного деформироваться — он не плавится и не кипит. Силикон также химически нейтрален, и даже если он горит, как вы увидите ниже, вам не нужно беспокоиться о побочных продуктах.

Также прочтите: Является ли резина легковоспламеняющейся?

Что произойдет, если вы сожжете силикон?

Если предположить, что силикон сжигается на воздухе (или в кислороде), то основным побочным продуктом горения силикона является диоксид кремния (SiO 2 ) «кремнезем», который в повседневной жизни известен как песок или стекло.

Диоксид кремния действительно опасен для здоровья.

Также выделяются газы.

В целом силикон безопасен для горения, а его побочные продукты, как правило, нетоксичны. Это еще одна веская причина использовать силикон по сравнению с некоторыми другими пластиками, которые могут быть ужасно токсичными, когда они горят.

Плавится или горит?

Силикон не плавится. При определенных обстоятельствах он может загореться.

Как насчет силиконового спрея?

Да, хотя силикон, как правило, не горюч, единственное исключение — это когда вы распыляете его.Крошечные капельки силикона подвергаются гораздо большему воздействию кислорода, чем силикон в других областях применения, и это делает аэрозоль легковоспламеняющимся.

Посмотрите это в этом видео:

Силиконовый герметик?

Нет, силиконовый герметик, как и большинство других силиконовых продуктов, не воспламеняется. Однако вы должны знать, что существует множество различных типов герметиков, и не все они на силиконовой основе.

Некоторые герметики легко воспламеняются, и вам всегда следует внимательно читать упаковку, чтобы быть уверенным в том, с чем вы имеете дело.

Силиконовый герметик?

Нет, силиконовый герметик не должен быть горючим, если он не используется вместе с другим герметиком на основе растворителя и, следовательно, воспламеняющимся герметиком.

Также стоит отметить, что после отверждения, на которое у силиконового герметика уходит до 48 часов, конечный продукт также не воспламеняется.

Статьи по теме

Какова температура огня? Насколько жарко становится?

Горючие трубы из ПВХ? Это огнестойкий?

Стекловолокно легковоспламеняющееся или огнестойкое?

Рекомендации по проектированию жидкого силиконового каучука

Жесткие термопласты могут быть отформованы с поднутрениями либо с помощью боковых действий, которые создают элементы поднутрения, а затем отводятся до того, как форма откроется, чтобы позволить выталкивать деталь, либо с помощью сложных методов, таких как вытаскивание.Но поскольку LSR очень гибкий, готовые детали часто можно «отделить» от формы. Это означает, что элементы, отлитые из термопласта, будут захвачены за поднутрением, которое будет вытягиваться вокруг выступа. Единственное реальное ограничение на поднутрения в LSR — возможность их фрезерования.

Литье ЛСР в Protolabs

Как и в случае с термопластами, ProtoQuote, система анализа цен и проектирования Protolabs теперь поддерживает LSR. Процесс подачи дизайна на производство в ЛСР аналогичен процессу подачи термопластов.

  • Загрузить дизайн.
  • Укажите материал и количество.
  • Получите твердое предложение с анализом конструкции и информацией о ценах, как правило, в течение нескольких часов.

Текущий срок изготовления ЛСР — три недели. Для некоторых проектов может быть доступно более быстрое выполнение работ за ускоренную плату. Это намного быстрее, чем это возможно при использовании традиционных методов, потому что процесс Protomold превращает 3D-модели САПР непосредственно в траектории для фрезерных форм.Как и в случае с термопластами, процесс изготовления пресс-форм LSR в Protolabs управляется с помощью проприетарного программного обеспечения, работающего на очень большом вычислительном кластере. Траектории движения инструмента, генерируемые программным обеспечением, запускаются на автоматических фрезерных станках, которые производят половинки пресс-формы, которые затем помещаются в специализированные прессы для формования жидкого силикона.

Этот процесс позволяет с минимальными затратами производить детали LSR в количестве от 25 до 5000+. При умеренных объемах производства этот процесс может производить детали быстрее и дешевле, чем традиционные процессы формования LSR, но даже при очень небольших объемах производства или прототипирования Protolabs по-прежнему использует полномасштабные производственные процессы.Это значительно отличается от других операций прототипирования LSR.

Большинство производителей прототипов LSR в небольших объемах вручную смешивают гели компонентов в смесителе, процесс, который не может соответствовать производственному процессу Protolabs. В некоторых случаях они не используют фрезерованную форму или термоотверждаемый LSR. Вместо этого прототипы изготавливаются с использованием процесса вулканизации при комнатной температуре, который начинается с термопластичной копии детали, сделанной на 3D-принтере. На деталь, напечатанную на 3D-принтере, отливают форму и заполняют ее вручную с помощью пистолета для уплотнения.Полученная в результате деталь может быть подходящей для тестирования формы и соответствия, но поскольку она не дублирует производственный процесс и не использует реальный материал LSR, на нее нельзя полагаться для функциональных испытаний или фактического производства в любом объеме.

Чтобы получить настоящие детали для прототипирования, традиционным производителям часто приходилось ждать изготовления форм, что может занять недели или месяцы. На этой поздней стадии разработки проблемы, которые появляются, могут вызвать серьезные задержки в процессе разработки и отказ от очень дорогих инструментов.Автоматизированное фрезерование алюминиевых форм Protolabs позволяет создавать рентабельные прототипы с использованием реальных материалов и промышленных процессов на ранних этапах разработки, когда реконструкция проще, требует меньше времени и меньше затрат.

Protolabs постоянно расширяет свои процессы и возможности. Перечислены его текущие требования и конструктивные особенности.

  • Максимальный размер детали составляет 12 дюймов (304 мм) на 8 дюймов (203 мм) на 4 дюйма (100 мм). Это конверт размера, в который деталь должна уместиться, хотя деталь не может занимать все пространство.
  • Максимальный объем детали 26 куб. дюймов (426 куб.
  • Толщина стенки может составлять 0,010 дюйма (0,25 мм). Проблема не в способности заливки, а в способности фрезеровать более тонкие стенки и извлекать детали с более тонкими стенками из формы без повреждений. Из-за утонения LSR при сдвиге изменение толщины стенки обычно не является проблемой.
  • Толщина ребра должна быть от 0,5 до 1,0 толщины примыкающей стены.
  • Радиус внутренних галтелей должен быть приблизительно равен толщине стенки.
  • Раковина практически отсутствует, но устранение излишне толстых участков снизит стоимость материала.
  • Чтобы избежать заусенцев, линии разъема должны быть как можно более простыми и короткими.
  • Удаление LSR из формы обычно выполняется вручную, а не с помощью выталкивающих штифтов. Деталь должна быть спроектирована так, чтобы полностью удерживаться в одной половине формы, а некоторые элементы детали должны подниматься над поверхностью линии разъема для облегчения извлечения вручную.
  • Многие детали с простыми поднутрениями могут быть легко удалены из формы оператором пресса без механической помощи. Детали с поднутрениями будут рассматриваться в индивидуальном порядке на предмет осуществимости.
  • Для деталей
  • LSR обычно требуется осадка , аналогичная таковой для термопластов, примерно один градус осадки на дюйм глубины. На неглубоких участках допускается нулевая тяга. LSR более устойчив к пониженной тяги, чем термопласты. Это будет определяться в индивидуальном порядке.
  • Из-за легкости потока LSR требуется относительно небольшие затворы для впрыска смолы. В идеале ворота должны входить в самое толстое или самое широкое поперечное сечение детали, хотя это не является абсолютным требованием. Краевые ворота LSR оставят след или изъян, и их следует размещать на поверхности, которая не имеет критических размеров или косметики, или в углублении.
  • Protolabs при необходимости добавит вентиляционных отверстий, переливов или отрывных полос для улучшения качества деталей.Они могут оставить небольшой след на готовой детали. Protolabs предложит расположение ворот и вентиляционных отверстий, которые заказчики должны одобрить перед производством инструмента.
  • Protolabs предлагает следующие виды отделки формовочных инструментов LSR:
    • PM-F0
    • PM-F1
    • SPI-C1
    • PM-T1
    • PM-T2
    • SPI-A2
  • В ближайшем будущем будут добавлены другие варианты отделки, и особые пожелания будут рассмотрены.
  • Типичные достигаемые допуски для хорошо спроектированной детали — это линейные допуски +/- 0.003 дюйма (0,08 мм) с включенным допуском смолы не менее +/- 0,01 дюйма / дюйм. (0,01 мм / мм).

Силикон термостойкий? — NES

Все типы силикона являются полимерами и состоят из силоксана. Силиоксан представляет собой цепочку чередующихся атомов кремния и кислорода, часто в сочетании с углеродом или водородом. Силикон, содержащийся в песке, является естественным элементом, но большинство из них, с которыми вы будете сталкиваться изо дня в день, — это синтетические продукты, изготовленные из кремнезема.

Силиконовые каучуки — это эластомеры, то есть они могут многократно растягиваться и возвращаться к своей истинной форме. Они нереактивны, стабильны и устойчивы к экстремальным условиям окружающей среды, включая экстремальные температуры. Это делает их популярным выбором для продуктов, используемых в транспортных средствах, самолетах, фармацевтическом производстве и многом другом.

Какие температуры выдерживает силикон?

Силикон невероятно популярен из-за его устойчивости к экстремальным температурам.Большинство силиконов имеют рабочую температуру от -60 ° C до + 230 ° C. Однако время, в течение которого он подвергается воздействию таких температур, будет определять его способность сохранять целостность в процессе нанесения.

Существуют специальные типы силикона, которые могут выдерживать даже более широкий диапазон температур. Высокотемпературный силиконовый каучук может подвергаться воздействию температур до + 300 ° C.

Почему силикон такой термостойкий?

Силикон имеет низкую теплопроводность.Это означает, что он передает тепло гораздо медленнее, чем некоторые другие материалы, что приводит к отличной термостойкости. Его также можно охарактеризовать как хорошую «термостабильность», что означает, что он сохраняет свою структуру и свойства в широком диапазоне температур.

Его термостойкость во многом обусловлена ​​очень стабильной химической структурой материала. Основа силоксана — это стабильное образование, которое не позволяет материалу разлагаться под воздействием тепла. Неудивительно, что с такими выдающимися характеристиками силикон имеет такой широкий спектр применений и применений.

Для получения дополнительной информации о том, какие силиконовые продукты NES может вам предложить, щелкните здесь или свяжитесь с нашей командой экспертов по продажам!

Фторсиликон как универсальное средство для микрорепликации

Micromachines (Базель). 2018 Авг; 9 (8): 406.

Teng Zhang

1 Кафедра машиностроения, Университет Альберты, Эдмонтон, AB T6G 2G8, Канада; [email protected]

2 Национальная ключевая лаборатория динамики аэрокосмических полетов, Северо-Западный политехнический университет, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Сяокуй Юэ

2 Национальная ключевая лаборатория динамики аэрокосмических полетов, Северо-Западный политехнический университет, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Дэн Самеото

1 Кафедра машиностроения, Университет Альберты, Эдмонтон, AB T6G 2G8, Канада; [email protected]

1 Кафедра машиностроения, Университет Альберты, Эдмонтон, AB T6G 2G8, Канада; [email protected] 2 Национальная ключевая лаборатория динамики аэрокосмических полетов, Северо-Западный политехнический университет, Сиань 710072, Китай; [email protected]

Поступило 19.07.2018; Принято 10 августа 2018 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья — статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Мягкая литография и формование реплик были неотъемлемой частью микротехнологии полимерной основы на протяжении более 20 лет. Использование силиконовых резиновых материалов в качестве форм или непосредственно формованных деталей хорошо описано в литературе и предоставило исследователям легкодоступный метод воспроизведения сложных микро- и наноструктур с минимальными затратами и техническими проблемами.Тем не менее, для многих применений использование стандартных силиконов не обязательно может быть лучшим выбором либо в качестве материала для форм, либо в качестве воспроизводимой поверхности. В тех случаях, когда требуется форма, устойчивая к высоким температурам, гибкая, долговечная и способная использоваться в качестве формы для различных материалов, включая силиконовый каучук, наиболее часто используемый силиконовый каучук Sylgard-184 имеет существенные недостатки. В этой работе мы представляем новый материал, фторсиликон, который не был подробно описан в области микротехнологии, и определяем, что он способен воспроизводить микроструктуры с помощью методов мягкой литографии и использоваться в качестве формы для термопластичных и термореактивных полимеров, включая силиконовые каучуки. .Сообщается о совместимости материалов, соответствующих условиях обработки для получения качественных реплик и демонстрации чрезвычайно быстрого производства силиконовых микроструктур.

Ключевые слова: фторсиликон, мягкая литография, литье, адгезия, силикон, полиуретан, литье

1. Введение

литография, включая горячее тиснение, литье под давлением или ламинирование, широко применяется [1,2,3,4].По сравнению со стандартной литографией, многие процессы самолитографии можно выполнять за пределами чистого помещения, что снижает стоимость и сложность, а также возможно крупномасштабное производство. Ключевой частью процесса изготовления является изготовление высококачественной негативной формы с заданной структурой [5].

При использовании жестких форм материал формы должен обладать некоторыми специфическими свойствами [5]: (i) высокой жесткостью и прочностью, (ii) хорошей физической и химической стойкостью, (iii) простотой изготовления с различными структурами и (iv) низкая поверхностная энергия для облегчения демонтажа формы.Как правило, есть два типа форм: жесткие и мягкие. По сравнению с жесткими формами, такими как SU-8 (MicroChem, Worcester, MA, USA) на кремниевых пластинах или подложках из полиметилметакрилата (PMMA, Plaskolite, Columbus, OH, USA), мягкие формы, изготовленные из полидиметилсилоксана (PDMS) или других эластомеров, обычно могут иметь более длительный срок службы, потому что термическое напряжение или напряжение при извлечении из формы не влияет на форму, но для жестких форм конструкции могут быть повреждены при отверждении или извлечении из формы [6]. Кроме того, мягкие формы позволяют завершать формование на неплоских поверхностях или их легче адаптировать к процессам непрерывного формования вальцового типа.Из материалов, которые можно использовать для изготовления мягких форм, PDMS часто выбирают из-за его хороших физических и химических свойств, а также простоты изготовления вне чистых помещений, что сокращает время, сложность и стоимость [7,8]. Однако PDMS имеет некоторые недостатки, которые ограничивают его применение при изготовлении мягких форм:

  • Его прочность на разрыв может быть низкой (около 0,87 кН / мм для Dow Corning ® Sylgard-184), поэтому его легко разрывать и сложно получить тонкую форму;

  • Когда требуется конструкционный материал PDMS для конечного продукта, требуется модификация поверхности формы для достижения антипригарных свойств [6];

  • PDMS набухает в некоторых органических растворителях [7,9], что делает невозможным использование некоторых типов литья из растворителей.

Фторсиликон — это эластомер из силоксановых полимеров с фторированными органическими заместителями, связанными с кремнием, который может использоваться в экстремальных условиях и может противостоять повреждениям / деформации при контакте с различными химическими веществами, которые обычные силиконовые каучуки не могут [10]. Согласно литературным данным, большинство исследований фторсиликона посвящено его составу и производству [11,12,13,14,15], а также его применению в областях топлива, масел, литья под давлением в качестве уплотнительных колец, разделительных или покрывающих слоев [16, 17,18,19,20,21,22].Однако в области микроэлектромеханических систем (МЭМС), микрофлюидики или микротехнологии в целом фторсиликон еще не исследован, особенно использование фторсиликона в качестве материала в мягкой литографии для изготовления прочных, гибких и устойчивых к высоким температурам форм.

Несколько важных свойств обычно используемого ПДМС (Dow Corning ® Sylgard-184, Мидленд, Мичиган, США) и исследуемого фторсиликона (Dow Corning ® 5-8601 Фторсиликон, Мидленд, Мичиган, США) сравниваются в .Они имеют одинаковую твердость, а ПДМС имеет больший модуль упругости, но фторсиликон имеет гораздо большую прочность на разрыв (примерно в 23 раза, чем ПДМС) и более длительную жизнеспособность при комнатной температуре (96 часов против 1,6 часа). Кроме того, фторсиликон более устойчив к органическим растворителям [10], что может быть полезным в определенных мягких литографических процессах, таких как микролитье с помощью растворителя.

Таблица 1

Сравнение фторсиликона Sylgard-184 и 5-8601.

Свойство Единица Материалы
PDMS Фторсиликон
Относительное удлинение% 120 350
9013 мм .87 20
Модуль упругости МПа 7,1 6,2
Дюрометр по Шору A баллов 44 45
Жизнеспособность при комнатной температуре 1,4 часа 96

В этой статье исследуется использование фторсиликона в мягкой литографии с точки зрения совместимости с рядом материалов мастер-форм и литьевых конструкционных материалов из фторсиликона.Как бесструктурные, так и высокоструктурированные формы для сухого клея используются для испытаний совместимости форм. Материалы мастер-формы, испытанные на выделение отрицательных фторсиликоновых реплик, включают: PMMA, SU-8, силиконовая пластина (Silicon Materials, Glenshaw, PA, USA), стекло, полимолочная кислота (PLA, Filaments.ca, Mississauga, Ontario, Canada), Kraton ® G1657, стирол, этилен, бутилен, стирол (SEBS, Kraton , Хьюстон, Техас, США), полимер с памятью формы (SMP, MM-2520, SMP Technologies Inc, Токио, Япония), полистирол (PS, Fisher Scientific, Хэмптон, штат Нью-Хэмпшир, США), PDMS (BJB Enterprise ® TC- 5030, BJB Enterprises, Тастин, Калифорния, США; и Dow Corning ® Sylgard-184, Dow Corning).Чтобы отливать тонкие фторсиликоновые формы по эталонным шаблонам, мы используем модифицированный процесс ламинирования из-за чрезвычайно высокой вязкости неотвержденного фторсиликона. Ламинирование может выполняться, например, при комнатной температуре, тогда как для литья под давлением форма должна быть нагрета до 170–220 ° C [26]. После изготовления высококачественных фторсиликоновых негативных форм проверяются свойства формования и извлечения из формы различных термопластичных и термореактивных полимеров на фторсиликоновых формах с плоскими и негативными характеристиками.Результаты показывают, что почти все полимеры в эксперименте могут быть полностью отверждены и хорошо извлечены из формы для фторсиликоновых негативов. В качестве демонстрации полезности фторсиликона в качестве мягкой формы для литографии в производственных приложениях реплика сухих адгезивных волокон Sylgard-184 была отверждена всего за минуту без вакуумной дегазации с фторсиликонового негативного шаблона. Это значительно сокращает время и сложность изготовления микроструктурированных поверхностей силиконового каучука.

2. Процесс изготовления

Dow Corning ® 5-8601 Фторсиликоновая жидкая силиконовая резина разработана для литья под давлением [24] и используется и тестируется в этой работе в качестве типичного материала, поскольку имеет самую низкую вязкость доступные нам фторсиликоны. Продукт поставляется в виде двухкомпонентной реакционной системы отверждения, смешанной в соотношении 1: 1. Из-за высокой вязкости фторсиликона, как показано на f, традиционные методы мягкой литографии для изготовления форм из силиконового каучука использовать нельзя.Вместо этого применяется метод ламинирования, заимствованный из предыдущей работы [27]. Процесс изготовления после смешивания и дегазации показан на a – e. Обычно рекомендуется использовать планетарный миксер, чтобы избежать попадания пузырьков воздуха в вязкую фторсиликоновую пасту, но поскольку этого оборудования не было в наличии, для ручного перемешивания материала использовался стальной стержень с покрытием из тельфона. Затем смешанный фторсиликон дегазируют в течение 24 часов при ~ 5 кПа, чтобы удалить как можно больше воздуха. После этого его переносят в форму с помощью шпателя и прозрачную пленку (3M ® PP2910 Plain Paper Copier Transparency Film, The 3M Company, Maplewood, MN, USA) слегка прижимают к фторсиликону, чтобы получить относительно ровную поверхность. поддержка.Затем всю стопку помещают в пакет Ziploc и пропускают через ламинатор при комнатной температуре с постепенно уменьшающимися зазорами между роликами до получения относительно однородного фторсиликонового слоя. Затем фторсиликон с формой и пленкой отверждают при 80 ° C в течение 96 часов. Фторсиликон и пленку извлекают из формы и снова отверждают при 150 ° C в течение 30 мин. Наконец, после отделения пленки от фторсиликоновой формы, проводят пост-отверждение при 200 ° C в течение не менее 30 минут.

Технологический процесс изготовления фторсиликоновых форм. 1: Тонкая пленка; 2: форма; 3: фторсиликон; 4: ролик; ( a ) Пленка покрыта фторсиликоновой оболочкой с помощью формы; ( b ) Ламинирование модифицированное; ( c ) Отверждение при 200 ° C; ( d ) Отверждение при 150 ° C после извлечения из формы; ( e ) Последующее отверждение при 200 ° C после отслаивания пленки; ( f ) Фотография фторсиликона после смешивания.

In, остаточное отношение определяется как отношение между площадью остаточного фторсиликона после извлечения из формы и площадью формы, первоначально покрытой фторсиликоном.Формы, которые могут быть извлечены из формы, но с остатками после извлечения из формы, показаны на. Масштабные линейки представляют собой расстояние 1 см.

Остатки на различных формах после извлечения из формы. На приведенных выше рисунках, за исключением d, все остатки обведены кружком. В c пунктирным кружком обозначена область, поврежденная при демонтаже формы. ( a ) Стекло; ( b ) PLA; ( c ) SEBS; ( д ) СМП; ( e ) Сильгард-184.

Таблица 2

Результаты извлечения фторсиликона из различных форм.

легко демонтировать
Материалы Категория пресс-формы Простота демонтажа Остаточный коэффициент Примечания
PMMA Плоский ++ Не наблюдается Легко демонтировать
Силанизированное стекло Плоское ++ Не наблюдается Легко разбирается, хорошо работает
Стекло Плоское ~ 5% Остаточный фторсиликон на стекле
Силиконовая пластина Плоская ++ Не наблюдается Легко разбирается, хорошо работает
Кремниевая пластина Плоская 100% Невозможно демонтировать
SU- 8 Структурированный ++ Не наблюдается Легко демонтируется, хорошо работает
PLA Структурированная + ~ 5% Верхняя поверхность PLA выглядит шероховатой после извлечения из формы
SEBS Структурированная ~ 40% Форма SEBS повреждена в процессе демонтажа
Полистирол Структурированный ++ Не наблюдается Легко разбирается, хорошо работает
SMP Структурированный ~ 50% Остаточный фторсиликон SMP
TC-5030 Структурированный 100% Невозможно демонтировать
Sylgard-184 Структурированный ~ 30% Остаточная форма PDMS на фторсиликоне

Для плоских форм фторсиликон хорошо отделяется от силанизированного стекла, силианизированного кремния и ПММА. h остатков не наблюдается.Невозможно извлечь фторсиликон из чистой кремниевой пластины, и извлечение из формы стекла возможно, но при этом остается значительный остаточный материал, как показано на a. Как правило, обработка силаном полезна для изготовления фторсиликоновых форм, и фторсиликоновые адгезионные свойства аналогичны PDMS в этом отношении.

Для позитивных форм только конструкционные материалы СУ-8 и ПС показывают хорошие характеристики, без остатков после извлечения фторсиликона. Для других мастер-форм остается некоторое количество фторсиликона, а в случае SEBS форма сильно повреждается после использования.

Для проверки точности микромасштаба фторсиликоновых негативных форм, соответствующие копии PS из форм PS, PLA, SEBS, SMP и Sylgard-184 изготавливаются методом компрессионного формования, и на СЭМ-изображениях типичных деталей показаны. Поскольку фторсиликон остается на некоторых частях форм, за исключением положительного PS, только те области фторсиликон, которые чисто извлечены из формы, используются для создания копий изображений.

Образцы полистирола (PS), полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), из фторсиликоновой формы.( a ) Дубликаты мастер-формы PS. ( b ) Дубликаты мастер-формы из PLA. ( c ) Дубликаты мастер-формы SEBS. ( d ) Дубликаты мастер-формы SMP. ( e ) Дубликаты мастер-формы Sylgard-184.

In, все масштабные линейки соответствуют 20 мкм. Для дублирования из формы PS волокна высокого качества, а поверхности гладкие, как у a. В отличие от пресс-формы SU-8, пресс-форма из полистирола может быть изготовлена ​​путем горячего тиснения за пределами чистого помещения, что снижает временные затраты и затраты и демонстрирует хороший потенциал для быстрого и массового производства.Для дублирования из формы PLA волокна выглядят приемлемо, но верхние поверхности шероховатые, как показано на b. Для реплик эталонной формы SEBS и SMP на c, d волокна выглядят поврежденными, даже если они взяты из хороших участков формы. В то время как для дубликатов из мастер-формы Sylgard-184 волокна выглядят того же качества, что и волокна из мастер-формы PS, как показано на a, e. Для Sylgard-184 и TC-5030 оба являются PDMS, но показывают разную производительность. Фторсиликоновая форма может быть извлечена из основной формы Sylgard-184, хотя некоторые остатки остаются, но фторсиликон навсегда связывается с TC-5030 после того, как она полностью затвердеет.

3. Фторсиликон в качестве отрицательной формы для репликации мягкой литографии

После изготовления высококачественной фторсиликоновой формы проверяется ее пригодность в качестве отрицательной формы для репликации различных конструкционных материалов. Многие термореактивные и термопластические каучуки и твердые полимеры, используемые нашей группой, проверены на совместимость с фторсиликоновыми формами, включая Dow Corning ® 93-500 (Dow Corning), ECO-Flex ™ 00-10 (Smooth-on, Macungie, PA, США), Dow Corning 7-9850 (Dow Corning), Dragon skin ® 30 (гладкое покрытие), Dow Corning ® MS-1002 (Dow Corning), полиуретан (PU, Normac ® NR-906 , Normac Adhesive Products Inc., Берлингтон, Онтарио, Канада), Chronoprene 5A (биоматериалы AdvanSource ® , Уилмингтон, Массачусетс, США), PS (Fisher Scientific), SEBS (Kraton ® G1657), SMP (SMP Technologies Inc), PDMS (TC- 5030 и Sylgard-184), 3M ™ ESPE ™ Imprint ™ 3 Regular Body (The 3M Company) и силиконовый клей Momentive RTV 159 (Momentive, Нью-Йорк, Нью-Джерси, США).

Все эти материалы имеют особые условия обработки и методы, которые лучше всего подходят для их воспроизведения из фторсиликоновых форм, но используемые производственные технологии относятся к компрессионному формованию, вакуумному литью и ламинированию, как показано на.Компрессионное формование термопластов и термопластических эластомеров было завершено при 220 ° C и нагрузке приблизительно 0,5 МПа с использованием процесса, описанного ранее для форм из силиконового каучука [28]. Вакуумное литье было выполнено с термореактивными материалами, которые имели относительно низкую вязкость, и было выполнено в соответствии с рекомендациями по материалам, а ламинирование было завершено для термореактивных материалов, которые отверждались исключительно быстро или имели слишком высокую вязкость для работы с вакуумным литьем. Некоторые важные свойства материалов, использованных в этих экспериментах, перечислены в.

Технологические процессы, используемые для изготовления образцов полимеров из фторсиликоновых форм. ( a) Горячее тиснение; ( b ) вакуум; и ( c ) ламинирование.

Таблица 3

Свойства материалов, из которых изготовлены реплики фторсиликоновых мастеров.

Качественные результаты по выходу при извлечении из формы перечислены в. Для Sylgard-184, из-за его низкой прочности на разрыв, полиимидная лента Kapton ® (DuPont, Wilmington, DE, USA) с силиконовым клеем аккуратно помещается на неотвержденный PDMS после вакуумной дегазации.После полного отверждения образец Sylgard-184 с лентой извлекается вместе из формы.

Таблица 4

Результаты отслаивания полимеров от фторсиликоновых форм после отверждения.

Полимеры Плоская форма Отрицательная форма Примечание
Хронопрен 5A Работа Слишком мягко для образования устойчивых структур Легко демонтировать
Dow 93-500 Работа Слишком мягкая, чтобы формировать устойчивые конструкции Трудно демонтировать даже плоскую форму, хотя она хорошо затвердевает
ECO-Flex ™ 00-10 Работа Слишком мягкая, чтобы образуют устойчивые конструкции То же, что и Chronoprene 5A
MG 7-9850 Рабочий Слишком мягкий, чтобы формировать устойчивые конструкции То же, что и Dow Corning ® 93-500
PS Рабочий Работа Работает хорошо, легко разбирается
SEBS Работа Работа То же качество Тип как PS
SMP Work Work То же качество, что и PS, но сложнее прессовать в пресс-форму
PU Work Work То же, что PS
Sylgard -184 Рабочий Рабочий Каптоновая полиимидная лента необходима для демонтажа без разрывов.Образцы хорошего качества можно получить с помощью ленты или более толстого PDMS
TC-5030 Рабочий Рабочий При слишком долгом отверждении волокна повреждаются после отслаивания
Dragon Skin ® 30 Work Work Хорошие характеристики при отверждении при комнатной температуре
MS-1002 Work Work Хорошие характеристики, но из-за низкой прочности на разрыв легко ломаются
3 Обычный корпус Работа Работа Хорошая производительность
Клей RTV 159 Работа Неудачный Хорошая производительность для плоской формы, но не для отрицательной формы

Все термореактивные полимеры в эксперимент может быть излечен без каких-либо доказательств того, что фторсиликон каким-либо образом препятствует излечению.Для очень мягких материалов волокна повреждаются при извлечении из отрицательной формы. Некоторые из них, в том числе Dow Corning ® 93-500 и Dow Corning ® MG 7-9850, настолько мягкие, что их трудно извлечь даже из плоской формы, но они полностью отверждены и могут быть демонтированы без оставляя остаток. Хронопрен 5A и ECO-Flex ™ 00-10 не вызывают затруднений при извлечении из плоской формы. Что касается полимеров, которые жестче, чем Ecoflex 00-10, почти все они могут быть извлечены как из плоской, так и из отрицательной формы, за исключением клея RTV 159.который используется в качестве высокопрочного герметика из силиконовой резины. Поэтому неудивительно, что он прочно связан с отрицательной формой.

В идеале фторсиликоновая форма могла бы беспрепятственно работать со всеми материалами, которые отслаиваются от нее, но, к сожалению, другие факторы могут иметь значение. Например, отверждаемый добавлением ПДМС, такой как Sylgard-184, нельзя отверждать на мягких полиуретановых формах из-за ингибирования сшивающего агента в ПДМС полиуретаном. Хотя фторсиликоновые формы работают как с полиуретаном, так и с Sylgard-184, было обнаружено, что одна и та же форма несовместима с каждым из них из-за остаточного полиуретана, диффундирующего во фторсиликон.Это было подтверждено проведением эксперимента, показанного на. Полиуретан отливается на фторсиликоновую форму, отверждается, а затем извлекается из формы. После извлечения полиуретана Sylgard-184 заливается по всей форме. Sylgard-184 отверждают при 80 ° C в течение 2 часов, а затем исследуют, зондируя его аппликатором. Прикосновение к PDMS показало, что материал все еще был жидким на части формы, ранее покрытой полиуретаном (области A и B), и твердым везде (области C и D). Видео (Video S1) показывает результаты.

Эксперимент с полиуретаном на фторсиликоновой форме (пунктирная линия представляет край полиуретана, слева от линии полиуретан отверждается и извлекается из формы). Слева: ( a ) полиуретан на части формы, ( b ) Sylgard-184 на всей форме после извлечения полиуретана; Справа: фотографии после контакта аппликатора с различными участками, как на ( b ) .

4. Обсуждение

Одним из ограничений быстрых и недорогих процессов с использованием мягкой литографии является время отверждения силиконов (часто час или больше для многих приложений).Более высокие температурные допуски и долговечность фторсиликона позволяют обойти это ограничение. Формы из фторсиликона могут работать при температуре до 225 ° C [24] в сухой среде, поэтому было завершено испытание для определения возможности быстрого отверждения Sylgard-184 при 200 ° C. Мягкая форма устойчива к повреждениям, поэтому ПДМС можно распространять в отверстия с помощью легкого давления, прикладываемого стеклянным стержнем, и микроволокна воспроизводятся без необходимости вакуумной дегазации. Видеозапись испытания показана в дополнительной информации (Видео S2), а некоторые ключевые моменты видео показаны на.После смешивания и дегазации жидкий ПДМС аккуратно втирают в фторсиликоновую форму, а затем переносят на электрическую плиту, поддерживаемую при 200 ° C. Образец затвердел в течение минуты, а затем форму снимают с горячей плиты. Образец охлаждается до комнатной температуры в течение 30 с, после чего образец извлекается из формы и исследуется под микроскопом. В целом время от дозирования до завершения составляет примерно 2 мин. Для Sylgard-184 образец обычно следует отверждать более 48 часов при комнатной температуре или 2 часа при 80 ° C.Устойчивость к высоким температурам и механическая прочность фторсиликоновой формы позволяет выполнять литье силикона на несколько порядков быстрее, чем традиционное литье, а поскольку фторсиликоновая форма мягкая и гибкая, ее можно использовать для термической прокатки системы нанопечати для массового производства, так как в ссылке [29].

Быстрое отверждение образцов PDMS через фторсиликоновую форму: ( a ) Sylgard-184 натирают на фторсиликоновой форме; ( b ) Sylagrd-184 нагревают до 200 ° C; ( c ) образец удаляют через 1 мин; ( d ) образец извлекается из формы и исследуется.

5. Выводы

Фторсиликон был представлен в качестве материала для форм для мягкой литографии. По сравнению с жесткими формами мягкие формы могут быть более механически прочными, и этот конкретный материал может использоваться с очень широким спектром литейных и термически формованных материалов. Хотя изготовление высококачественных исходных шаблонов из форм с литографическим рисунком является более сложной задачей, устойчивость к высоким температурам и хорошая механическая стойкость фторсиликона делают его отличным выбором для быстрого литья обычно используемых материалов из силиконового каучука, таких как Sylgard-184.Легкое механическое давление может использоваться для заполнения массивов адгезионных волокон, вдохновленных гекконами, а гибкая природа фторсиликона означает, что непрерывное производство микро- или наноструктурированных поверхностей PDMS может быть коммерчески жизнеспособным в процессах с рулона на рулон, поскольку отверждение может быть ускорено на заказы при использовании фторсиликона в качестве материала для форм.

Благодарности

Авторы благодарят Дончан (Шон) Ан из Dow Corning Corporation за предоставление фторсиликона и некоторых других кремний, а также Совет по естественным и инженерным исследованиям (NSERC) и Совет по стипендиям Китая за финансовую поддержку представленной работы.

Дополнительные материалы

Следующие ниже материалы доступны в Интернете по адресу http://www.mdpi.com/2072-666X/9/8/406/s1. Видео S1: Эксперимент с полиуретаном на фторсиликоновой форме. Видео S2: Быстрое отверждение образцов PDMS через фторсиликоновую форму.

Вклад авторов

T.Z. и Д.С. задумали и спланировали эксперименты; T.Z. проводил эксперименты. Все авторы написали, отрецензировали и изменили статью.

Финансирование

Это исследование не получало внешнего финансирования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. McCormick R.M., Nelson R.J., Alonso-Amigo M.G., Benvegnu D.J., Hooper H.H. Микроканальное электрофоретическое разделение ДНК в пластиковых подложках, полученных литьем под давлением. Анальный. Chem. 1997; 69: 2626–2630. DOI: 10.1021 / ac9701997. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Lan S., Lee H.J., Kim E., Ni J., Lee S.H., Lai X., Song J.H., Lee N.K., Lee M.G. Исследование параметров процесса микрогретого тиснения стекловидного полимера для воспроизведения рисунка.Микроэлектрон. Англ. 2009. 86: 2369–2374. DOI: 10.1016 / j.mee.2009.04.023. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Зандвакили М., Хонари М.М., Мусави П., Самеото Д. Прокладки Gecko-Gaskets для многослойных, сложных и растягиваемых жидкометаллических микроволновых схем и антенн. Adv. Матер. Technol. 2017; 2: 1700144. DOI: 10.1002 / admt.201700144. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Soltannia B., Sameoto D. Сильная обратимая адгезия под водой за счет гидрофобных волокон, вдохновленных гекконами. ACS Appl. Матер. Интер. 2014; 6: 21995–22003. DOI: 10.1021 / am5075375. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Jena R.K., Yue C.Y., Lam Y.C., Tang P.S., Gupta A. Сравнение различных форм (эпоксидной, полимерной и силиконовой) для микротехнологии методом горячего тиснения. Приводы Sens. B Chem. 2012; 163: 233–241. DOI: 10.1016 / j.snb.2012.01.043. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Лопера С., Мансано Р.Д. Плазменная модификация поверхности полидиметилсилоксана для формования ПДМС-ПДМС. ISRN Polym. Sci. 2012; 2012: 1–5. DOI: 10.5402 / 2012/767151. [CrossRef] [Google Scholar] 7.Макдональд Дж. К., Уайтсайдс Г. М. Поли (диметилсилоксан) как материал для изготовления микрофлюидных устройств. В соотв. Chem. Res. 2002; 35: 491–499. DOI: 10.1021 / ar010110q. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Лю С. Последние разработки полимерных МЭМС. Adv. Матер. 2007; 19: 3783–3790. DOI: 10.1002 / adma.200701709. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Чой В.М., Пак О.О. Техника мягкого оттиска для прямого изготовления узоров в субмикронном масштабе с использованием формы из PDMS с модифицированной поверхностью. Микроэлектрон. Англ. 2003. 70: 131–136.DOI: 10.1016 / S0167-9317 (03) 00436-2. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Роменеско Д.Дж., Чорват И., Олсен К.В., Тонг Л.М. Энциклопедия химической технологии Кирк-Отмера. Wiley & Sons; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2005. Поли (фторсиликоны) [Google Scholar]

11. Кофорд С.К., Фторсиликоновые эластомеры Allied Corp, Метод изготовления таких эластомеров и электрических соединителей, включая эластомеры. 4 488 771. Патент США. 18 декабря 1984 г.

12. Фукуда Т., Фукусима М., Ито К., Фудзики Х. Композиция фторсиликонового каучука.4,988,758. Патент США. 1991 29 января

13. Осава Ю. Способ производства формованных фторэластомерных деталей. 6 468 463 человека. Патент США. 2002 Oct 22;

14. Уно Т., Такита К., Секигучи С., Шин-Эцу Кемикал Ко Лтд. Композиция фторсиликонового каучука и формованные резиновые изделия. 7 510 772. Патент США. 2009 31 марта

15. Итами Ю., Мицухаши Х., Масутани Т., Хупфилд П.С., Клейер Д.Л. Композиция для высвобождения фторсиликоновых форм. 8 497 340. Патент США. 2013 30 июля;

16.Кикучи С. Устройство для трехмерного формования. 7,780,429. Патент США. 2010 24 августа;

17. Ямана М., Накамаэ Ю., Сакашита Х., Кашиваги М. Разделительный агент для форм, отвержденная пленка, полученная из указанного агента для удаления плесени, и метод формования с использованием указанного агента для удаления плесени. 5,804,674. Патент США. 1998 Sep 8;

18. Такамизава М., Фудзисава Т., Шиотани С., Футаки К. Процесс формования пластиковых линз с покрытием. 5 096 626. Патент США. 1992 17 марта;

19. Клемм К.А., Fairbank J.A. Метод подготовки детали пресс-формы, полезный для переноса покрытия на оптическую основу.6,986,857. Патент США. 2006 17 января;

20. Экберг Р.П., Эванс Е.Р., Туб М.Р. Фторсиликоновые покрытия. 5,616,403. Патент США. 1997 Apr 1;

21. Парк до н. Э. Оценка фторсиликонового эластомера, используемого в качестве динамического уплотнения в двигательной установке LANCE (№ RL-76-2), армейской научно-исследовательской и инженерной лаборатории ракет. Управление наземного оборудования и материалов Redstone Arsenal Ala; Хантсвилл, Алабама, США: 1975. [Google Scholar] 22. Стрицке Б. Индивидуальное формование термореактивных эластомеров: комплексный подход к материалам, проектированию пресс-форм и обработке.Карл Хансер Верлаг ГмбХ; Мюнхен, Германия: 2012. [Google Scholar] 25. Флитни Б. Расширение сферы применения фторсиликоновых эластомеров. Тюлень. Technol. 2005; 2: 6–11. DOI: 10.1016 / S1350-4789 (05) 00519-2. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Давир М. Уплотнения в автомобильной промышленности жидкими фторсиликоновыми эластомерами. Тюлень. Technol. 2008; 7: 10–14. DOI: 10.1016 / S1350-4789 (08) 70415-X. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Фергюсон Б.Дж. Магистерская диссертация. Университет Альберты; Эдмонтон, штат АБ, Канада: июнь 2013 г. Улучшенные сухие клеи на основе Gecko, применяемые для упаковки МЭМС.[Google Scholar] 28. Ван Ю., Леманн С., Шао Дж., Самеото Д. Адгезионный круг: новый подход к получению более точных характеристик сухих клеев, созданных на основе гекконов. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 2017; 9: 3060–3067. DOI: 10.1021 / acsami.6b11708. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Мякеля Т., Хаатайнен Т., Майяндер П., Ахопельто Дж. Непрерывное наноимпринтинг рулона на рулон собственно проводящего полианилина. Микроэлектрон. Англ. 2007. 84: 877–879. DOI: 10.1016 / j.mee.2007.01.131. [CrossRef] [Google Scholar]

пластиковых прототипов с использованием форм из силиконовой резины

Рисунок 2: Отливка уретана из двухэлементной формы.

Рисунок 3: Мастера SLA были закончены опытными моделистами. Затем была изготовлена ​​силиконовая форма и произведена отливка из уретана (черная часть).

Рисунок 1: Традиционная форма для книг с уретановым литьем, все еще находящаяся внутри формы.Процесс формования книги используется, когда мы вручную заливаем уретановый материал. Цифры любезно предоставлены Prototech Engineering, Inc.

Предыдущий Следующий

Прототипирование существует уже несколько лет, и с добавлением одного слова «быстрое» была создана новая отрасль.Экономические проблемы наряду с глобальной конкуренцией делают необходимость в аддитивном производстве. Недорогой и наиболее часто используемый метод в процессе создания прототипов — это литье уретановых деталей из форм из силиконовой резины. Современные уретановые материалы, наряду с технологиями изготовления форм прошлых лет, придают прототипированию то уважение, которого оно заслуживает. В этой статье описываются методы, используемые для отливки качественных уретановых деталей из формы из силиконовой резины с использованием пятиэтапного процесса дублирования:

  1. Создание мастер-шаблона
  2. Проектирование пресс-формы
  3. Изготовление формы
  4. Литье уретановых деталей
  5. Отделка уретановых деталей

1.Создание мастера

Шаблон
Первым шагом в процессе копирования является создание основного шаблона. Раньше мастера создавали выкройки из глины, дерева или пластика. Сегодня мы можем добавить технологии быстрого прототипирования (RP), чтобы помочь в создании мастеров. Эти технологии включают стереолитографию и селективное лазерное спекание от 3D Systems, моделирование методом наплавления от Stratasys, PolyJet от Objet Geometries, 3DP от Z Corp и мастеров с ЧПУ.

За исключением обработки с ЧПУ, в технологиях быстрого прототипирования используется техника наслоения. Для получения качественной литой детали из полиуретана в большинстве случаев требуется последующая обработка. Эту отделку можно наносить шлифованием, подпиливанием и покраской для достижения однородной гладкости или желаемого фактурного эффекта.

2. Проектирование пресс-формы

Установка
Перед изготовлением пресс-формы необходимо продумать вентиляцию и затвор.Необходимо сформировать вентиляционные отверстия и заслонки, чтобы контролировать поток уретана в форму. Размер и расположение ворот, необходимых для конкретной формы, определяется объемом и формой мастера (т. Е. Чем больше объем, тем больше площадь ворот). Другие факторы включают толщину стенок эталона, вязкость и жизнеспособность литейной массы.

Чтобы предотвратить смещение пресс-формы, локаторы пресс-формы жизненно важны для точного выравнивания половин пресс-формы для производства точных деталей. Добавление локаторов в форму можно выполнить несколькими способами.Простая техника — вырезать выемку на первой стороне формы. Реверс этого углубления образуется при отливке противоположной стороны формы. Локаторы пресс-формы могут быть размещены на первой стороне конструкции пресс-формы. После отверждения снимите эти фиксаторы и залейте вторую сторону формы.

Silicone Choice
Силиконовый каучук для быстрого прототипирования и изготовления форм доступен в двух типах: аддитивное отверждение (платиновая основа) и конденсационное отверждение (оловянная основа).Характеристики силиконов аддитивного отверждения включают:

  1. практически не усаживается при отверждении при комнатной температуре
  2. отверждение может быть ускорено нагреванием
  3. лучше химическая стойкость
  4. обычно более высокий твердомер для сохранения целостности внутренней стенки

Некоторые из силиконовых свойств, отверждаемых конденсацией, включают:

  1. выдающаяся стойкость к ингибированию
  2. Скорость отверждения регулируется в зависимости от соотношения основной смеси катализатора
  3. отлично подходит для одноступенчатых форм для книг
  4. Низкий твердомер для гибкости при демонтаже сложных деталей

Силиконы также способны выдерживать диапазон температур литья 390–590 ° F.

При выборе силикона одним из основных соображений является его ингибирующая стойкость. Ингибирование силиконового каучука вызвано определенными загрязнениями в формованном шаблоне или на нем. Эти загрязнители ухудшат или остановят сшивание, необходимое для отверждения силиконового каучука, что приведет к липкости у мастера или к полному отсутствию отверждения по всей форме.

Материалами, вызывающими ингибирование, являются содержащие серу лепные глины, натуральный каучук, арнины, неопрен, незапечатанное дерево и даже воск из бумажных стаканчиков.В случае сомнений рекомендуется провести тест на исправление. Ингибирование происходит, если резина становится липкой или полностью неотвержденной по прошествии рекомендованного времени отверждения.

Для предотвращения ингибирования стандартной практикой является использование барьерного покрытия. Барьерное покрытие — это агент, который наносится на мастер для предотвращения контакта ингибирующего свойства с неотвержденной резиной. Приемлемыми покрытиями могут быть поливиниловый спирт, акриловые аэрозоли или грунтовки для краски.

3.Изготовление пресс-формы

Как только мастер будет построен, можно сконструировать форму из силиконовой резины. Важнейшая характеристика силиконовой резины — точность воспроизведения. Силиконы широко известны своей крайней степенью дублирования деталей. Силиконовая резина также обеспечивает гибкость для создания различных форм (см. Рисунок 1).

Книжная форма
Одним из типов форм является одноступенчатая или книжная. Этот тип пресс-формы требует от прототипа подвесить мастер внутри пресс-формы, а затем приступить к инкапсуляции детали силиконовой резиной, пока пресс-форма не заполнится.Когда резина затвердеет, форму можно разрезать пополам ножом. При разрезании формы таким образом создается линия разделения вместе с волнистой текстурой, обеспечивающей совмещение двух сторон формы. Это самый быстрый и экономичный способ изготовления силиконовой формы.

Двухэлементная форма
Многоступенчатая или двухкомпонентная форма более трудоемка по своей конструкции, чем одноступенчатая форма, но обеспечивает лучший контроль линии разделения и позволяет отливать более крупные детали, обеспечивая стабильность плесени.Многоступенчатая форма получается путем формирования линии разъема с помощью пластилина. Формовочная коробка сконструирована и заполнена силиконом, который покрывает половину мастера. После затвердевания первой заливки форма переворачивается, пластилин удаляется и силикон отделяется от каркаса. Затем каркас можно заменить, а вторую половину формы залить и отвердить (см. Рисунок 2).

Кожная форма
Кожная форма или техника нанесения кистью используется для очень больших деталей с глубокими поднутрениями, высокими вертикальными стенками или и тем и другим.Чтобы сделать этот тип формы, производитель форм начинает с нанесения предварительного слоя из смеси силикона и катализатора. Это покрытие следует вылить или нанести кистью на мастер. Если во время этой процедуры образуются пузырьки воздуха, разбейте их легким воздушным спреем или рукой. Как только предварительный слой станет липким, наносится слой силикона консистенции сливочного масла. Эта техника «намазывания маслом» продолжается до тех пор, пока не будет сформирован слой толщиной 3/8 дюйма. Добавление большего количества слоев поможет снизить сопротивление разрыву. После того, как силикон затвердеет, конструируется формовочная коробка, и кожная форма подкладывается или поддерживается материалом, изготовленным из гипса или уретановой пены.

Смешивание и удаление воздуха
После того, как опытный образец определил, какой тип формы должен быть изготовлен и какой силикон подходит, пора подготовить силикон для формы. Начните с точного взвешивания двух компонентов (силиконовой основы и катализатора), следуя инструкциям производителя для правильного соотношения смешивания.

Смешивание должно происходить в пластиковом контейнере, в четыре-пять раз превышающем объем материала, чтобы обеспечить расширение во время вакуумной дегазации / удаления воздуха.Вакуумная дегазация / удаление воздуха рекомендуется для всех силиконовых каучуков, когда не используется автоматическое дозирующее оборудование.

Целью этого процесса является удаление пузырьков воздуха, образующихся в результате смешивания, которые могут мешать точному воспроизведению поверхности. Пузырь рядом с шаблоном-шаблоном вызовет пустоту. Когда литейный материал. (т. е. уретан), при воспроизведении возникнет неровность, что добавит времени процессу мгновенной очистки. Удалите воздух из смеси в колпаке или вакуумной камере, способной вытягивать 29 дюймов ртутного столба.При этом жидкость будет вспениваться и значительно подниматься. Пузырьки лопнут, и материал опустится до исходного уровня.

Этот очень важный этап изготовления пресс-формы занимает всего несколько минут и стоит потраченного времени. Удалите материал из камеры и начните заливку в раму формы. Залейте в самую нижнюю точку, чтобы силикон растекся по мастеру. Не выливайте прямо на мастер. Это может вызвать волновой эффект и потенциально захватить воздух.Продолжайте заливку до тех пор, пока силикон не достигнет верхней части формовочной коробки или, по крайней мере, на 1 дюйм выше мастера. Отложите форму в сторону, чтобы она застыла, следуя инструкциям производителя. После того, как форма затвердеет, разделите половинки формы или разрежьте форму для книги (установив линию разъема) и удалите мастер. Теперь форма готова для литья из уретана.

4. Отливка уретановых деталей

Выбор уретана
Популярность форм из силиконовой резины побудила производителей уретана производить широкий ассортимент уретанов.Эти материалы имеют характеристики от твердомера по шкале Шор A 10 до 85 по Шору D до продуктов, имеющих жизнеспособность 45-60 секунд и время извлечения из формы 5 минут. Другие уретаны имеют рабочую температуру от 225 ° F до 300 ° F.

При выборе следует учитывать следующие факторы: твердость (рейтинг твердомера), предел прочности на разрыв, ударная вязкость, удлинение, температура теплового прогиба и прозрачность. Все производители уретана предоставляют спецификации, чтобы помочь в выборе.

Уретановая отливка
Начните процесс отливки с распыления или нанесения смазки на каждую сторону формы.Соберите форму и закрепите скотчем, резиновыми лентами или шурупами через деревянные рамы на двухчастных формах. Поскольку большинство уретановых систем состоят из смолы и отвердителя, тщательно смешайте эти компоненты в емкости, как и силикон. Учитывайте расширение во время процесса дегазации, но с меньшей скоростью. Поместите смесь в вакуумную камеру и запустите процесс дегазации. Материал снова пенится и поднимется. Пузырьки воздуха лопнут, и уретан опустится до исходного уровня. Тонкой струйкой вылейте уретан в заслонку формы.Продолжайте заливку, пока затвор не будет заполнен и уретан не будет выпущен через вентиляционные отверстия.

На этом этапе рекомендуется повторное введение в вакуумную камеру, чтобы избавиться от любого захваченного воздуха. Если камера недоступна, форму можно поместить в сосуд под давлением и отверждать под давлением от 80 до 110 фунтов на квадратный дюйм, пока не будет достигнуто время гелеобразования уретана. Использование напорной камеры сжимает любые пузырьки или пустоты до микроскопических размеров, создавая, таким образом, часть без пустот и пузырьков.

Для ускорения процесса отверждения форму можно поместить в нагревательную печь.После завершения процесса отверждения разделите две стороны формы и извлеките дубликат. Чтобы отлить больше деталей, повторите процедуру. Формы из силиконовой резины позволяют получить примерно 20 деталей при использовании этого метода литья; однако возможно получение большего или меньшего количества деталей в зависимости от сложности детали (см. Фиг.3).

Уретановое литье (метод впрыска)
Ранее упоминалось, что производители уретана разработали так называемый уретан «быстрого литья» или «быстро затвердевающего».Эти конкретные уретаны имеют время гелеобразования 45-60 секунд при времени извлечения всего 5 минут. Еще одно преимущество — более высокие температуры отклонения тепла и увеличенный срок службы пресс-формы. Используя эти уретаны, опытный образец может отливать 15-30 деталей в день, а общее количество достигает нескольких сотен деталей.

Метод отливки этих уретанов аналогичен технике формования книги. Разница в том, что добавляется дополнительный затвор, позволяющий заполнять полость формы снизу вверх.После того, как форма открыта, на каждую сторону формы распыляется смазка для формы и соединяется лентой, резиновыми лентами, скобами или зажимами.

Далее уретан помещается в картридж с отдельными цилиндрами для смолы и отвердителя. Этот картридж помещается в пистолет-дозатор, аналогичный пистолету для уплотнения, и приводится в действие вручную или под давлением воздуха. Можно приобрести сложную систему дозирования, которая включает в себя регулируемые пропорции смеси, линейные нагреватели или изготовленную по индивидуальному заказу в соответствии с вашими требованиями.Сопло для статического смешивания прикреплено к концу картриджа, поэтому смола и отвердитель тщательно перемешиваются. Под низким давлением уретан впрыскивается в форму до тех пор, пока не потечет из вентиляционного отверстия. На этом этапе форма помещается в резервуар высокого давления, чтобы помочь устранить пузыри. Примерно через пять минут форма готова к открытию.

5. Обработка уретановых деталей

Последний этап воспроизведения детали — чистовая обработка. Чтобы закончить прототип, просто отрежьте ворота, вентиляционные отверстия и удалите любую вспышку, которая могла произойти.Загладьте неровности мелким напильником и наждачной бумагой. При наличии пустот можно смешать уретановый материал, дегазировать и заполнить острым инструментом. После застывания материала удалите излишки напильником или наждачной бумагой с мелким зерном.

.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *