Azienda cinese di stampa 3D e fusione sotto vuoto

Azienda cinese di stampa 3D e fusione sotto vuoto

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modello finito di colata sotto vuoto

assemblaggio finale

colata sotto vuoto finita

I vantaggi della colata sottovuoto in Cina e il suo impatto sul processo

It isn't like other primary molding processes you've heard about. In fact, vacuum casting is the third most cost-effective way to manufacture complex designs. It's an alternative that many companies are turning to, especially in these tough economic times. If you're looking to cast thinner plastics or even metals, or if your budget is getting a little tight and you want to save a few bucks, vacuum casting may be right for you.

Produzione a basso volume

It can be used when low volumes or high tolerances are needed ,while other way needs high cost. In addition to prototypes and custom products, it is commonly used when large quantities of parts aren't necessary. Hence, it is ideal for making prototypes and jewelry in small batches to test the market before mass production begins. Learn more about stampaggio a iniezione a basso volume.

Produzione e consegna rapida

Nonostante il fatto che la colata sottovuoto offra una produzione e una consegna rapida dei prodotti, le industrie di tutto il mondo la preferiscono. Si ottiene il prodotto in tempo per i clienti che ne hanno bisogno con urgenza e, poiché non è necessario creare gli stampi, si risparmia anche il tempo necessario per l'arrivo sul mercato di un nuovo prodotto.

A differenza di altri tipi di processi di fusione di metalli, la colata sotto vuoto produce pezzi molto più velocemente. Il tempo necessario per ogni colata varia in base alla complessità, ma di solito va da pochi giorni a una settimana.

Un'alternativa più economica allo stampaggio a iniezione

Questo materiale non ha requisiti particolari rispetto all'acciaio o all'alluminio, che devono essere lavorati e quindi i tempi sono più lunghi.

It's used to create prototypes, molds, as well as molds for casting in epoxy, plaster, and concrete because silicone is less expensive than other materials. It reduces the overall cost of production,normally 30% . For a deeper look at costi dello stampaggio a iniezione, see our comprehensive guide.

Il programma può essere utilizzato anche per creare facilmente prototipi grandi e complessi.

Non c'è bisogno di utensili di qualità per la produzione

Rispetto ad altri metodi di colata, la colata sottovuoto non richiede l'uso di utensili, il che significa che è un'ottima opzione per le aziende che non desiderano investire in stampi e utensili costosi.

Gli stampi per colata sottovuoto sono più semplici degli stampi per iniezione di plastica in acciaio o degli stampi per pressofusione e, di conseguenza, sono più adatti alla prototipazione perché possono essere realizzati in modo rapido ed economico.

Migliore qualità del prodotto

Con la colata sotto vuoto, la qualità del prodotto è migliore grazie alla minore porosità, alla migliore finitura superficiale e alla maggiore precisione dimensionale. Inoltre, il ritiro e la deformazione sono ridotti al minimo durante l'indurimento.

This makes vacuum casting ideal for industries requiring high-quality components, such as dispositivi medici and aerospace. A vacuum casting process produces parts with fewer defects and cleaner parting lines than other types of casting processes.

Processo di fusione sotto vuoto:

Per controllare la qualità e la velocità di formazione del prodotto e ridurre i costi di manodopera, i produttori ricorrono al processo di colata sottovuoto utilizzando stampi o matrici.

Primo passo: stabilire il modello di riferimento

Il primo compito nello sviluppo dei componenti di fusione deve essere la creazione di un modello di riferimento per lo stampo e la forma dei componenti finali. Le tecniche di lavorazione CNC o di stampa 3D possono essere utilizzate come soluzioni di prototipazione; ogni caratteristica del design del prodotto, come le dimensioni, le forme e le caratteristiche della superficie, deve essere accuratamente rappresentata all'interno di questo modello.

Material selection for models typically includes metals, plastics, wood, wax and epoxy resins. Selection depends upon requirements for machinability, heat resilience and dimensional stability - such as Aluminum's excellent surface quality which lends itself to easy machining; on the other hand ABS plastic offers more affordable material changes as needed.

Per la creazione del modello per la fusione dei componenti è necessario un impegno costante, con una precisione di +-0,005 pollici per ottenere risultati accurati. In questo modo si garantisce che i pezzi fusi soddisfino con precisione le specifiche di progetto; è inoltre possibile aggiungere testi, loghi o filetti nel disegno del modello per un maggiore appeal; può essere necessario includere angoli di sformo per facilitare i processi di sformatura.

Una costruzione impeccabile dei modelli è fondamentale per evitare che le imperfezioni si insinuino negli elementi di produzione finale, come superfici irregolari, deformazioni, bolle d'aria o segni di spine di espulsione. Pertanto, la progettazione e la produzione di questi modelli devono essere accompagnate da una pianificazione esperta.

Fase due di tre: costruire uno stampo in silicone

Dopo aver creato un modello master accurato, il passo successivo nello sviluppo dello stampo dovrebbe essere la creazione dello stampo in gomma siliconica. Una volta sospeso in un telaio dello stampo, il silicone liquido viene versato intorno ad esso, scorrendo liberamente lungo ogni contorno prima di essere polimerizzato attraverso il catalizzatore in uno stampo di gomma estremamente flessibile.

Il silicone è ideale per replicare dettagli intricati e geometrie complesse con una precisione di 0,005 pollici o meno, garantendo un facile rilascio del pezzo dopo la polimerizzazione e una lunga durata dello stampo per molti cicli di colata. I produttori di stampi si affidano ai siliconi ad alte prestazioni con un'eccellente resistenza chimica e al calore come scelta ideale di materiale, che consente ai produttori di stampi di replicare progetti di stampi complessi in modo più affidabile che con qualsiasi altro mezzo.

Gli stampi utilizzati per la colata sottovuoto sono principalmente due:

• Stampo monoblocco - An individual piece mold with one cavity and pouring cup that's suitable for simple part geometries such as symmetricals.
• Stampo multi-pezzo - Comprising multiple pieces that enable flexible demolding after curing has taken place; these moulds must be assembled after being cured before use.

I distaccanti devono essere applicati al modello master prima di versarvi il silicone, per evitare che si attacchi e consentire uno sformaggio pulito. Nel progetto dello stampo possono essere inclusi anche sfiati e perni di espulsione, mentre le coppe di colata devono essere progettate in modo da ridurre al minimo il flusso turbolento della resina.

La creazione di uno stampo in silicone eccellente richiede una notevole abilità nei processi di colata sotto vuoto. La costruzione dello stampo influisce direttamente sulla precisione, sulla qualità della finitura superficiale e sulla consistenza dei prodotti finali.

Terza fase del processo di fusione: preparazione alla fusione

Prima di iniziare la produzione, lo stampo in silicone finito deve essere montato e sigillato all'interno di una camera di colata sotto vuoto. Successivamente, i componenti della resina poliuretanica liquida vengono miscelati secondo le specifiche, prima che gli operatori controllino il corretto rapporto di miscelazione che influisce sul tempo di polimerizzazione e sulle proprietà del materiale.

Il degasaggio del recipiente di resina deve quindi avvenire sotto vuoto per eliminare le bolle d'aria che potrebbero rimanere intrappolate nei pezzi fusi e avere un impatto negativo sulle prestazioni meccaniche e sull'aspetto estetico. Il degasaggio può durare dai 5 ai 20 minuti, a seconda della viscosità della resina.

Quarto passo: Ciclo di colata sotto vuoto

Una volta che lo stampo e la resina sono stati assemblati, la camera viene chiusa e inizia la colata automatica. Le fasi principali includono:

Il preriscaldamento dello stampo a 150-182°F accelera la polimerizzazione. Una volta riscaldata, la resina deve essere versata direttamente nelle cavità dello stampo e nelle tazze di trabocco per riempire rapidamente tutti i dettagli prima della polimerizzazione.
La pressione del vuoto di 29 pollici di mercurio deve essere applicata per 60-90 secondi per eliminare le bolle d'aria nella resina e garantire una colata senza vuoti. Dopo la rimozione della pressione del vuoto, il pezzo si solidifica nello stampo mentre la resina polimerizza; i tempi di polimerizzazione variano in genere tra i due e i dieci minuti.
After adequate curing, the part is demolded and finished. For outstanding surface quality and mechanical properties, controlled vacuum pressure must be used to pull liquid resin evenly throughout all crevices of silicone molds - this guarantees exceptional surface quality, accuracy and mechanical properties. Heated tooling speeds resin curing speeding productivity even further.

La colata sottovuoto pone molte sfide e limitazioni uniche che devono essere prese in considerazione, tra cui i vincoli dei materiali e le difficoltà operative. Qui esploriamo queste considerazioni come parte di Vacuum Casting 101.

Sebbene la colata sottovuoto offra diversi vantaggi, ci sono alcuni ostacoli e restrizioni associati alla sua implementazione che devono essere considerati prima di intraprendere questa strada:

Limitazioni delle dimensioni dei pezzi

Vacuum chamber dimensions dictate the maximum part size. Commercial machines usually accept parts up to around 60"x20"x20", though custom systems can handle much larger dimensions. Also, larger parts require higher capacity vacuum pumps in order to achieve desired pressures.

Durata dello stampo

Sebbene gli stampi in silicone tendano a durare centinaia di cicli senza usurarsi e dover essere sostituiti, alla fine i loro delicati dettagli iniziano a deteriorarsi nel tempo e devono essere aggiornati o sostituiti del tutto. L'utilizzo di siliconi più performanti può prolungare la durata, ma con un costo aggiuntivo.

I pezzi di colata sottovuoto richiedono ulteriori lavori di finitura come la levigatura, la foratura, la maschiatura o l'incollaggio. Inoltre, quando si tratta di angoli di sformo minimi su superfici verticali, possono essere necessari agenti distaccanti. Sebbene le operazioni secondarie siano una componente integrante dei processi di colata in generale, la colata sotto vuoto spesso richiede tempi e costi aggiuntivi rispetto ai metodi di forma netta.

Vacuum Casting of polyurethanes offers unique properties compared to other processes; however, their range is more restricted compared to others. High temperature engineering thermoplastics like PEEK cannot be vacuum cast due to this process's limited material selection; similarly highly filled or specialty materials requiring high shear/pressure may not be suitable either.

Competenza di processo
There's an art to creating precision master patterns, high fidelity silicone molds, degassing resins properly, and dialing in process parameters correctly when initiating vacuum casting operations. A trial-and-error period often occurs at first - significant process expertise should generally be fostered in-house before beginning vacuum casting operations.

Engineers need to keep these limitations in mind in order to choose an optimum manufacturing technology, like vacuum casting. While no manufacturing method can meet every application perfectly, keeping these restrictions in mind helps engineers select appropriate technologies - in many instances vacuum casting remains highly competitive and effective precision manufacturing method for certain purposes.

Confronto tra i metodi di fusione

Per avere un quadro completo, può essere utile confrontare la colata sottovuoto con i metodi di colata alternativi più diffusi:

La pressofusione è adatta alla produzione di parti metalliche complesse in volumi molto elevati e in tempi brevi, con un'eccellente coerenza dimensionale e cicli veloci, ma i costi di attrezzaggio per gli stampi in acciaio possono essere proibitivi; in alternativa, la colata sottovuoto può offrire un maggiore potenziale di prototipazione quando si tratta di prototipi, volumi di pre-produzione o produzioni di breve durata.

Colata in sabbia offre un'opzione economica per la colata di metalli e leghe; tuttavia, la precisione e la finitura superficiale non sono paragonabili a quelle delle plastiche e degli uretani colati sotto vuoto. Inoltre, gli stampi in sabbia tendono a durare meno delle loro controparti in silicone riutilizzabili.

Stampaggio a iniezione
Injection molding offers exceptional efficiency and precision when manufacturing polymer part runs at large scale, yet steel tooling requirements can be expensive and lead times long. Vacuum casting provides an alternative method when dealing with low volumes where injection molding simply cannot justify itself due to steel tooling costs and long lead times. Read our ultimate guide to injection molding for a full comparison.

Stampaggio a trasferimento di resina (RTM) è stata inventata e perfezionata durante la Prima Guerra Mondiale per produrre componenti durevoli a costi accessibili.

RTM impiega stampi chiusi simili alla colata sottovuoto, ma inietta la resina sotto pressione senza il vuoto. L'RTM è diventato molto popolare come approccio per la produzione di compositi ad alte prestazioni, ma manca della precisione e della finitura superficiale offerte dalle plastiche colate sotto vuoto. Inoltre, per le applicazioni di stampaggio a iniezione, l'RTM si avvale di stampi in metallo o in composito, più costosi, anziché di stampi in silicone.

Stampaggio rotazionale
Per lo stampaggio rotazionale, i polimeri in polvere vengono riscaldati contro le superfici calde dello stampo prima di essere fusi insieme mediante rotazione. Questo metodo consente di ottenere geometrie di pezzi cavi molto grandi, impossibili da ottenere con la colata sottovuoto; tuttavia, manca di precisione e dovrebbe essere preso in considerazione solo per la creazione di pezzi solidi complessi, che in genere richiederebbero invece la colata sottovuoto.

Stampa 3D mes 3D printing offers unparalleled geometric freedom and part complexity through an additive process with no tooling requirements, but its surface finish, precision, and end use material properties typically fall below those offered by vacuum cast parts - therefore 3D printing and vacuum casting should be seen as complementary rapid prototyping technologies. See also: 3D Printing vs CNC vs Vacuum Casting.

Colata centrifuga involves dispensing liquid metal evenly into an ever-spinning permanent mold using centrifugal force, with casting weights reaching 10,000 lbs - surpassing even vacuum casting's capabilities! However, for high precision plastic parts vacuum casting offers superior accuracy, detail, and surface finish over centrifugal methods.

Overall, vacuum casting offers an optimal combination of initial tooling costs, material selection options, part sizes available to be produced in production runs of various lengths, precision production runs sizes and surface quality - making it an attractive and cost-effective alternative for applications aligning with its capabilities.