聚氨酯铸造​​的关键设计指南

作为一种生产方法，聚氨酯铸造​​与注塑成型的硬模具形成鲜明对比。注塑成型需要昂贵、费力的工具，而聚氨酯铸造​​则使用灵活的硅胶模具，这使制造商能够以更短的交货时间和更低的成本生产高质量的最终用途零件。这就是为什么该工艺通常用于桥接工具、小批量生产运行、快速原型制作、制造接头以及制造具有精细细节（例如凸起字母）的零件。

聚氨酯铸造​​构建过程首先需要创建一个主模型——本质上是最终零件的复制品（通常是 3D 打印）。然后将图案完全包裹在液态硅胶中并使其固化。将模具切成两半并去除图案。从那里，可以使用适当的聚氨酯浇注树脂重复该过程。

聚氨酯浇注材料能够提供与注塑成型中使用的热塑性塑料相当的性能特征——如果不是更好的话。但是，与其他生产方法一样，铸造满足所有性能要求的高质量零件的过程也需要产品团队遵循可制造性设计 (DFM) 最佳实践。以下是产品团队需要牢记的一些最重要的准则：

公差

在制造过程中，一定程度的变化是不可避免的（尽管团队应该努力考虑尽可能多的变量），并且公差是单个单元之间可接受的尺寸变化量。铸造聚氨酯公差通常约为每英寸 ± 0.015 英寸或 ± 0.003，以较大者为准。可能会根据具体情况提供更严格的公差。

通常，+0.15% 的收缩率是典型的。这是由聚氨酯浇注材料的热膨胀以及柔性硅胶模具如何响应升温造成的。

此外，重要的是要注意，虽然聚氨酯铸件可以很好地进行后处理（尽管额外的工艺，如抛光或定制精加工，会迅速提高生产成本），但某些设计特征（如尖角或刻字）可能会出现轻微的圆角冷却过程，影响更精细细节的定义。也就是说，可以为模仿 SPI 饰面或纹理的主图案添加饰面。您还可以为聚氨酯铸件涂漆以匹配 Pantone 颜色，并且某些颜色和颜料也可以直接添加到铸件材料中。

壁厚

使用聚氨酯铸件生产的部件的最小壁厚应为 0.040” (1mm)，但对于一些小型部件，壁厚可以达到 0.020” (0.5mm)。较大的零件通常需要较厚的壁，以确保零件的结构完整性。

聚氨酯铸造​​确实允许具有不同壁厚或不规则几何形状的零件，但只有在绝对必要时才应进行此类零件的设计。保持一致的厚度有助于最大限度地减少固化过程中发生不当收缩和变形的可能性。

底切和拔模

虽然底切会使注塑成型设计迅速复杂化，但聚氨酯铸造​​中使用的硅胶模具的柔韧性通常可以让零件轻松移除且不会损坏。

拔模斜度也是如此：它们是从金属模具中顶出零件的必要条件，但对于聚氨酯铸件则不太重要。也就是说，在零件设计中加入 3-5 度的拔模可以显着降低模具的压力并延长其生命周期。

肋骨

肋条增加了稳定性和强度，但重要的是要确保它们的方向能够最大限度地提高它们支撑的墙壁的弯曲刚度。作为一般经验法则，加强筋的高度不应超过其宽度的三倍，加强筋与零件壁相接处的宽度应在壁厚的 40-60% 之间。最后，为了最大限度地提高加强筋的强度，所有内角的圆角半径应至少为零件壁厚的 25%。

老板

凸台允许通过使用螺钉、销钉和其他紧固件连接牢固的配合部件。与加强筋一样，基部半径应为零件壁厚的 25% 左右，在这种情况下，这有助于防止紧固件在安装到凸台中时燃烧。

内部凸台角应使用 0.060 英寸（1.5 毫米）圆角半径，以最大限度地减少厚度并减少产生水槽的可能性。确保凸台不超过标称壁厚的 60% 也有助于最大限度地减少收缩。

今天充分利用聚氨酯铸造​​的优势

聚氨酯铸造​​的优势——交货时间短、成本低、设计和材料的灵活性等等——只有在你坚持设计和制造最佳实践的情况下才能真正得到回报。这意味着要注意诸如聚氨酯铸造​​材料特性、橡胶零件的一般公差以及介于两者之间的所有变量——如果没有经验丰富的制造合作伙伴的帮助，这些变量很快就会变得复杂。

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