ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

آیا تا به حال به ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی برای پروژه‌های خود فکر کرده‌اید؟ ساخت قالب‌های سیلیکونی یکی از روش‌های پرکاربرد در تولید قطعات و محصولات با شکل‌های پیچیده و دقت بالا، قطعات سفارشی، ساخت نمونه‌های اولیه و حتی تولید انبوه قطعات هنری و صنعتی است. اما روش‌های سنتی قالب‌سازی سیلیکونی معمولاً زمان‌بر، پرهزینه و محدود به طراحی‌های ساده هستند.

به‌لطف پیشرفت تکنولوژی چاپ سه‌بعدی، فرآیند ساخت قالب‌های سیلیکونی دستخوش تحولاتی شگرف شده است. ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه‌ بعدی به طراحان این امکان را می‌دهد که قالب‌هایی با دقت بالا و طراحی پیچیده‌تری نسبت به روش‌های سنتی ایجاد کنند. این تکنیک، علاوه بر کاهش زمان تولید و هزینه‌ها، انعطاف‌پذیری زیادی در طراحی قالب‌ها فراهم می‌آورد. در این مقاله، قدم‌به‌قدم بررسی خواهیم کرد که چگونه می‌توان با کمک پرینت سه بعدی قالب سیلیکونی، قالب‌های سیلیکونی باکیفیت و حرفه‌ای ساخت و از آن‌ها برای ریخته‌گری مواد مختلف استفاده کرد.

چرا از روش ساخت قالب با پرینت سه بعدی استفاده کنیم؟

ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی نسبت به روش‌های سنتی، مزایای متعددی دارد که هم از نظر هزینه و زمان و هم از نظر دقت و انعطاف‌پذیری، فرایند قالب‌سازی را بهینه می‌کند. در ادامه، برخی از مهم‌ترین دلایلی که این فناوری را به یک گزینه جذاب برای قالب‌سازی تبدیل کرده است، بررسی می‌کنیم.

۱. کاهش هزینه‌های تولید: از بزرگ ترین مزایای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

یکی از بزرگ‌ترین مزایای ساخت قالب  سیلیکونی با پرینت سه بعدی، هزینه پایین‌تر آن نسبت به روش‌های سنتی است. در حالی که ساخت قالب‌های صنعتی معمولاً هزاران دلار هزینه دارد، با یک پرینتر سه‌بعدی رومیزی می‌توان فرآیند قالب‌سازی را شروع کرد. این موضوع به افراد و کسب‌وکارهای کوچک اجازه می‌دهد بدون نیاز به سرمایه‌گذاری سنگین، قالب‌های موردنیاز خود را تولید کنند.

نمونه ای از ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

همچنین، اگر قصد ندارید برای خرید پرینتر سه‌ بعدی سیلیکونی و نگهداری آن هزینه کنید، می‌توانید از خدمات پرینت سه‌ بعدی برای ساخت قالب استفاده کنید. این خدمات به شما امکان می‌دهند تا بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت، طرح‌های خود را با بهترین کیفیت و هزینه مقرون به صرفه چاپ کنید و از دقت و جزئیات بالای تکنولوژی پرینت سه بعدی در قالب‌سازی بهره ببرید.

۲. سرعت بالاتر و کاهش زمان تولید با پرینت سه بعدی قالب سیلیکونی

در روش‌های قالب‌سازی سنتی، ساخت یک قالب می‌تواند هفته‌ها یا حتی ماه‌ها زمان ببرد، اما به کمک ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی، این زمان به چند ساعت تا چند روز کاهش می‌یابد. علاوه بر این، فرآیندهای پس‌پردازش قالب‌های پرینت شده نیز معمولاً ساده‌تر و سریع‌تر از روش‌های سنتی است. این سرعت بالا به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد چرخه تولید خود را بهینه کرده و سریع‌تر به بازار برسند.

کنجکاوی بیشتر :
نقد و بررسی کامل پرینتر Creality K1 Max - راهنمای جامع خرید

۳. امکان ایجاد تغییرات و طراحی انعطاف‌پذیر در ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

در روش‌های سنتی، ساخت قالب یک فرآیند پیچیده و چندمرحله‌ای است که بعد از تولید قالب، امکان تغییرات زیادی وجود ندارد. اما در روش پرینت سه‌ بعدی قالب سیلیکونی، اگر نیاز به اصلاح یا بهبود طراحی باشد، تنها کافی است مدل سه‌بعدی را در نرم‌افزار طراحی تغییر داده و مجدداً پرینت گرفته شود. این قابلیت، فرآیند توسعه محصول را بسیار منعطف و کارآمد می‌کند.

۴. قابلیت ساخت قالب‌های پیچیده و دقیق با پرینت سه بعدی

یکی دیگر از مزایای کلیدی ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی، امکان تولید قالب‌هایی با جزئیات پیچیده و ابعاد دقیق است. در روش‌های سنتی، ساخت قالب‌هایی با طراحی‌های پیچیده می‌تواند چالش‌برانگیز باشد، اما فناوری پرینت سه‌بعدی با دقت بالای خود، این محدودیت را برطرف کرده و امکان تولید قالب‌های سیلیکونی با شکل‌های نامتعارف و جزئیات بسیار ریز را فراهم می‌آورد.

مراحل ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی

ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی روشی قدرتمند برای تولید چندین نسخه از یک قطعه است. این روش همچنین امکان ساخت قطعاتی از مواد غیرقابل چاپ توسط پرینتر سه‌بعدی را فراهم می‌کند. در این بخش، گام‌به‌گام فرایند ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه‌ بعدی را بررسی می‌کنیم.

لوازم مورد نیاز برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌بعدی

قبل از شروع فرآیند قالب‌گیری، باید تمامی ابزارها و مواد مورد نیاز برای ساخت قالب سیلیکونی سه بعدی را آماده کنید تا کار به‌صورت روان و بدون مشکل پیش برود. در ادامه تصویری از لوازم ضروری برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی برایتان آورده شده است:

 

وسایل مورد نیاز برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی
وسایل مورد نیاز برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

لیست لوازم ضروری برای ساخت قالب سیلیکونی سه بعدی که در تصویر بالا مشاهده میکنید به شرح زیر است:

  • پرینتر سه‌بعدی
  • رزین یا فیلامنت مناسب 
  • سیلیکون قالب‌گیری
  • کاتالیست یا ماده سخت‌کننده سیلیکون
  • اسپری رهاساز (Mold Release Agent)
  • جعبه قالب‌گیری (Mold Box)
  • ترازو دیجیتال
  • چوب یا کاردک برای هم زدن
  • دستکش و ماسک محافظ
  • چسب حرارتی یا سیلیکونی

1.اولین مرحله ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی: آماده‌سازی مدل اولیه (مستر) برای قالب‌گیری 

اولین مرحله در ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی، طراحی دقیق و  چاپ مدل اولیه با پرینتر سه‌بعدی است. این مدل همان چیزی است که قالب شما از روی آن ساخته خواهد شد، بنابراین کیفیت سطح آن تأثیر مستقیمی بر نتیجه نهایی خواهد داشت. اگر قطعه‌ای که قصد قالب‌گیری از آن را دارید، دارای جزئیات بسیار ظریفی است، بهتر است از پرینترهای سه بعدی رزینی (SLA یا MSLA) استفاده کنید، زیرا دقت بالاتری دارند و سطح کار را صاف‌تر چاپ می‌کنند. اما اگر مدل شما نیازی به دقت بسیار بالا ندارد و استحکام آن مهم‌تر است، یک پرینتر FDM با تنظیمات دقیق نیز می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

کنجکاوی بیشتر :
آموزش جامع تبدیل و ساخت فایل‌ STL برای پرینت سه‌بعدی- صفر تا صد فرمت STL
طراحی قالب برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی
طراحی قالب برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

بعد از چاپ مدل، باید سطح آن را بررسی کنید. در اکثر موارد، خطوط لایه‌های چاپ سه‌بعدی روی سطح مدل قابل مشاهده هستند که می‌توانند کیفیت قالب نهایی را کاهش دهند. برای حل این مشکل، باید سطح مدل را سنباده بزنید و در صورت نیاز، از پرایمر و اسپری پوشاننده برای هموارسازی آن استفاده کنید. بعد از سنباده‌کاری و پرایمر زدن، مدل را با الکل ایزوپروپیل تمیز کنید تا هیچ‌گونه چربی یا گردوغبار روی آن باقی نماند.

اگر دسترسی به پرینتر سه‌بعدی ندارید یا اطلاعات، تجربه و مهارت کافی در زمینه کار با پرینتر سه بعدی ندارید اما می‌خواهید مدلی با دقت بالاتر داشته باشید، می‌توانید از خدمات پرینت سه‌ بعدی استفاده کنید.

۲. ساخت جعبه قالب (Mold Box)

پس از آماده شدن مدل، باید یک جعبه قالب بسازید که فضای مناسبی برای ریختن سیلیکون ایجاد کند. این جعبه معمولاً از مواد مختلفی مانند طلق شفاف، فوم برد، چوب، یا حتی با پرینتر سه‌بعدی ساخته می‌شود. هدف از این جعبه، نگه‌داشتن سیلیکون به‌صورت یکدست در اطراف مدل است.

برای تعیین اندازه مناسب جعبه، بهتر است در اطراف مدل حداقل ۵ میلی‌متر فضای خالی در نظر بگیرید تا ضخامت کافی برای قالب ایجاد شود و قالب نهایی استحکام مناسبی داشته باشد. هنگام مونتاژ این جعبه، دقت کنید که هیچ‌گونه درزی بین دیواره‌ها وجود نداشته باشد، زیرا سیلیکون مایع بسیار روان است و ممکن است از شکاف‌های کوچک نشت کند. برای جلوگیری از این مشکل، می‌توانید از چسب حرارتی یا نوار چسب ضدآب برای آب‌بندی گوشه‌های جعبه استفاده کنید.

۳. ثابت کردن مدل در جعبه قالب

قبل از ریختن سیلیکون، باید مدل سه‌بعدی خود را در مرکز جعبه قالب ثابت کنید. برای این کار، می‌توان از چسب حرارتی، چسب دوطرفه قوی یا خمیر چسبنده استفاده کرد. مهم‌ترین نکته در این مرحله این است که مدل کاملاً ثابت باشد و هنگام ریختن سیلیکون جابه‌جا نشود، زیرا حتی کوچک‌ترین حرکت می‌تواند کیفیت قالب را تحت تأثیر قرار دهد.

کنجکاوی بیشتر :
راهنمای جامع خرید elegoo saturn 4 ultra

نگه داشتن مدل در جعبه قالب هنگام ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

علاوه بر ثابت کردن مدل، بهتر است از اسپری جداکننده قالب (Mold Release) استفاده کنید. این اسپری یک لایه نازک بین مدل و سیلیکون ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که مدل بعد از خشک شدن سیلیکون به‌راحتی از قالب جدا شود. اگر این مرحله را نادیده بگیرید، ممکن است مدل به سیلیکون بچسبد و هنگام جداسازی، قالب آسیب ببیند.

استفاده از اسپری جداکننده قالب (Mold Release) در ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

۴. مخلوط کردن سیلیکون و حذف حباب‌ها

برای قالب‌گیری، باید از سیلیکون RTV-2 استفاده کنید که به‌صورت دو جزئی (A و B) عرضه می‌شود. قبل از شروع، مقدار موردنیاز از هر جزء را با یک ترازوی دیجیتال دقیق اندازه‌گیری کنید و طبق دستورالعمل سازنده، دو بخش را با نسبت مشخص مخلوط کنید.

هنگام مخلوط کردن سیلیکون، سعی کنید آن را به آرامی هم بزنید تا از ایجاد حباب‌های هوا در داخل سیلیکون جلوگیری شود. اگر حباب‌های زیادی در مخلوط باقی بمانند، ممکن است در قالب نهایی دیده شوند و سطح آن را ناهموار کنند.

نسبت برابر دو جزء سیلیکون برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

برای حذف حباب‌ها، می‌توانید مخلوط را در یک محفظه وکیوم (Vacuum Chamber) قرار دهید تا هوا از آن خارج شود. اگر به این دستگاه دسترسی ندارید، می‌توانید ظرف حاوی سیلیکون را چندین بار روی سطح بکوبید و صبر کنید تا حباب‌های هوا به سطح بیایند و بترکند.

۵. ریختن سیلیکون داخل قالب

حالا که سیلیکون آماده شده است، باید آن را داخل جعبه قالب بریزید. برای جلوگیری از ایجاد حباب‌های هوا، سیلیکون را از یک گوشه جعبه به‌آرامی بریزید و اجازه دهید که به‌صورت طبیعی روی مدل پخش شود. این کار باعث می‌شود که هوای اضافی به سمت بالا حرکت کند و در قالب گیر نکند.

ریختن سیلیکون داخل قالب برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

بعد از ریختن سیلیکون، چندین بار قالب را به‌آرامی تکان دهید یا روی سطح بکوبید تا حباب‌های باقی‌مانده خارج شوند. سپس، قالب را در یک محیط ثابت قرار دهید تا سیلیکون خشک شود.

۶. صبر کنید تا سیلیکون خشک شود

زمان موردنیاز برای خشک شدن سیلیکون، بسته به نوع آن، معمولاً بین ۴ تا ۲۴ ساعت است. بهتر است قالب را در مکانی با دمای ثابت و بدون گردوغبار قرار دهید تا کیفیت نهایی آن حفظ شود. اگر دمای محیط خیلی پایین باشد، زمان خشک شدن طولانی‌تر خواهد شد.

۷. باز کردن قالب و جدا کردن مدل

پس از اطمینان از اینکه سیلیکون کاملاً سفت شده است، می‌توان جعبه قالب را باز کرد. ابتدا دیواره‌های جعبه را با احتیاط جدا کنید و سپس مدل را از داخل سیلیکون خارج کنید. اگر مدل به قالب چسبیده باشد، می‌توان با یک چاقوی تیز یا تیغ جراحی درز بین آنها را کمی باز کرد. همچنین می‌توان قالب را کمی خم کرد تا مدل راحت‌تر جدا شود.

کنجکاوی بیشتر :
راهنمای پس پردازش و تکمیل پرینت سه بعدی SLA

باز کردن قالب و جدا کردن مدل بعد از ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

۸. تست کیفیت قالب و اصلاح مشکلات

بعد از جدا شدن مدل، داخل قالب را بررسی کنید تا مطمئن شوید که سطح آن صاف و بدون نقص است. اگر حباب‌های هوا یا ترک‌هایی در قالب مشاهده کردید، می‌توان با مقدار کمی سیلیکون مایع و یک قلم‌مو این نواقص را ترمیم کرد.

 انتخاب مواد مناسب برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

یکی از مراحل کلیدی در ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی، انتخاب مواد مناسب برای ساخت مدل اولیه و خود قالب است. انتخاب درست این مواد تأثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی قطعه تولیدی دارد. در این بخش ابتدا به بررسی انواع رزین‌های مناسب برای پرینت مدل اولیه قالب می‌پردازیم، سپس سیلیکون‌های مورد استفاده در فرآیند قالب‌گیری را معرفی خواهیم کرد.

بررسی انواع رزین‌های مناسب برای چاپ سه‌بعدی قالب اولیه در فرآیند پرینت سه بعدی قالب سیلیکونی

مدل اولیه‌ای که برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی استفاده می‌شود، معمولاً با پرینتر سه‌بعدی ساخته می‌شود و باید دقت و کیفیت سطح بالایی داشته باشد. موادی که برای چاپ این مدل به کار می‌روند، به میزان سختی، مقاومت در برابر دما و صافی سطح مدل بستگی دارند. در حال حاضر، رزین‌های پرینتر سه‌بعدی یکی از بهترین گزینه‌ها برای این کار محسوب می‌شوند، چرا که می‌توانند سطحی بسیار صاف و جزئیات دقیق ایجاد کنند.

مواد مورد استفاده برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

رزین‌های استاندارد برای مدل‌های ساده و کم‌هزینه مناسب هستند، اما در صورتی که مدل نیاز به استحکام بیشتری داشته باشد، استفاده از رزین‌های مقاوم (Tough Resin) توصیه می‌شود. این نوع رزین‌ها در برابر فشار و ضربه مقاوم‌تر بوده و می‌توانند برای قالب‌هایی که در طول فرآیند تولید تحت تنش مکانیکی قرار می‌گیرند، گزینه بهتری باشند.

علاوه بر این، برخی قالب‌ها نیاز دارند که در برابر حرارت بالا مقاوم باشند. در چنین شرایطی، رزین‌های مقاوم به دما (High-Temp Resin) بهترین انتخاب هستند، چرا که می‌توانند در برابر دمای بالا بدون تغییر شکل یا از دست دادن جزئیات، مقاومت کنند. همچنین، برخی از شرکت‌ها مانند Addifab رزین‌هایی توسعه داده‌اند که می‌توانند پس از قالب‌گیری، حل شوند. این ویژگی امکان ساخت قالب‌هایی با هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌کند که در روش‌های سنتی دستیابی به آن‌ها دشوار است.

کنجکاوی بیشتر :
تکنولوژی های پرینت سه بعدی فلز: 10 تا از بهترین تکنولوژی های تولید قطعات فلزی

برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، برخی از رزین‌های خاص مانند xFLEX475 به کار می‌روند. این مواد برای تولید قالب‌های سیلیکونی نرم و انعطاف‌پذیر، مانند آن‌هایی که برای ساخت قطعات لاستیکی استفاده می‌شوند، گزینه‌ای ایده‌آل هستند.

معرفی انواع سیلیکون‌های قالب‌گیری در ساخت قالب سیلیکونی سه بعدی

در فرآیند ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی پس از آماده‌سازی مدل اولیه، انتخاب نوع سیلیکونی که برای قالب‌گیری استفاده می‌شود، اهمیت زیادی دارد. سیلیکون‌های قالب‌گیری معمولاً به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: سیلیکون‌های افزایشی (Platinum Cure) و سیلیکون‌های کندانس‌شونده (Condensation Cure).

سیلیکون‌های افزایشی به دلیل داشتن دقت و استحکام بالا، انتخابی مناسب برای قالب‌گیری حرفه‌ای هستند. این نوع سیلیکون‌ها کمترین میزان جمع‌شدگی را دارند و می‌توانند برای تولید قالب‌هایی با عمر طولانی استفاده شوند. یکی از محصولات پرکاربرد در این دسته، Smooth-On Mold Star 15 است که به دلیل خواص مکانیکی عالی، در بسیاری از کاربردهای قالب‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از طرف دیگر، سیلیکون‌های کندانس‌شونده معمولاً هزینه کمتری دارند، اما ممکن است در طول زمان دچار تغییر ابعاد شوند. این نوع سیلیکون‌ها برای قالب‌هایی که دقت کمتری نیاز دارند و یا قرار نیست برای مدت طولانی مورد استفاده قرار بگیرند، مناسب‌تر هستند.

در ساخت قالب سیلیکونی سه بعدی انتخاب بین این دو نوع سیلیکون بستگی به کاربرد موردنظر دارد. اگر قالب‌گیری نیاز به دقت بالا و جزئیات ظریف دارد، سیلیکون‌های افزایشی بهترین گزینه هستند. اما اگر هدف تنها ساخت یک قالب ساده و موقت باشد، سیلیکون‌های کندانس‌شونده نیز می‌توانند نیاز را برطرف کنند.

جمع‌بندی: پرینت سه‌بعدی، راهی نوین برای ساخت قالب سیلیکونی

ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه‌ بعدی نه‌تنها فرآیند قالب‌گیری را سریع‌تر، دقیق‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر کرده، بلکه امکان تولید قالب‌هایی با جزئیات پیچیده و طراحی‌های سفارشی را فراهم آورده است. در این روش، دیگر نیازی به صرف هزینه‌های سنگین برای قالب‌سازی سنتی ندارید و می‌توانید به راحتی طرح‌های خود را با دقت بالا پیاده‌سازی کنید.

با داشتن ابزار مناسب و دقت در مراحل، می‌توان قالب‌های سیلیکونی باکیفیت ساخت. اما اگر به دنبال نتیجه‌ای حرفه‌ای هستید و تجهیزات لازم را ندارید، خدمات پرینت سه‌ بعدی می‌تواند فرآیند کار را برایتان ساده‌تر کند. با استفاده از خدمات پرینت سه‌ بعدی حرفه‌ای، می‌توانید مدل‌های خود را با بالاترین دقت و کیفیت بسازید و فرآیند تولید را بهینه کنید. برای دریافت مشاوره و بررسی امکان‌پذیری پروژه‌های خود، همین حالا با ما تماس بگیرید!

 

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *