聚氨酯铸件设计技巧

3ERP的聚氨酯浇注服务 让您以比注塑成型低得多的成本制造小批量塑料零件。这些高质量的原型具有出色的表面光洁度，可以为批量生产成型零件提供途径。

然而，许多产品设计师不熟悉聚氨酯铸件，这需要一套独特的设计考虑因素——无论是用于制作主模型还是塑料铸件本身。设计聚氨酯铸件与设计注塑件不同，因此设计人员必须先熟悉流程，然后才能进行 CAD 设计。

本文提供有关如何设计聚氨酯铸件的信息 .它为特征设计提供了建议，着眼于典型的聚氨酯铸件公差，并指出了聚氨酯铸件设计和注塑成型设计之间的差异。

什么是聚氨酯浇注？

也称为真空铸造，聚氨酯铸造是一种原型制作 和小批量生产 适用于创建多达 25 个单位的批次的技术。它与聚氨酯铸造相同，是该工艺的替代术语。

聚氨酯浇注工艺主要包括制作母模、制作硅胶模具、制作铸件三个主要步骤。

大师：使用 CNC 加工或 SLA 3D 打印等工艺，设计师创建零件的正面主图案。或者，可以使用预先存在的部件作为图案，该部件由几乎任何可以承受 40°C 温度（用于硅胶固化阶段）的固体材料制成。
模具：铸造盒半填充液态硅胶，中间有图案。硅胶在烤箱中低温固化 16 小时，直到它变成固体，形成模具的前半部分。然后铸模的其余部分填充液态硅胶，固化后制成模具的后半部分。取出半模并将模型放在一边以备将来使用。
选角：柔性硅胶模具填充有聚氨酯浇注树脂，在模具内固化并呈现与原始母版相同的实体形状。硅胶模具可以使用大约 25 次才需要更换。

聚氨酯铸造是一种有价值的制造技术，因为硅胶模具非常便宜与金属工具相比。它们只能持续大约 25 次铸造 ，但这通常足以制作小型塑料零件的原型。

虽然浇注聚氨酯树脂不会产生强大的功能部件，但它确实具有独特的优势，例如可产生出色的表面光洁度，允许多种颜色和透明度，并且在小批量时非常经济。

制作主模式

产品设计师在聚氨酯浇注设计中必须考虑的第一件事是主图案。用于制作铸造模型的常用技术包括 3D 打印（SLA、PolyJet 等）和 CNC 加工。也可以使用手工雕刻等传统制版技术，但成本较高。

在使用 3D 打印或 CNC 加工等数字制造过程时，设计师必须同时有效地考虑两个独立过程的设计约束：制模过程和铸件，尽管本文将主要关注导致有效铸造的设计技巧（而不是有效的 3D 打印或 CNC 加工）。

3D打印聚氨酯母模的优势在于：

CNC加工母模的优点是：

公差和尺寸

在设计聚氨酯铸件时，设计人员应注意标准公差和最小/最大尺寸，这与注塑成型的不同。

然而，当使用聚氨酯浇铸作为原型设计 对于未来注塑成型零件的技术，创建一个也可以注塑成型的设计（通过结合拔模角等）可能是有意义的。

壁厚

聚氨酯铸件最小壁厚为0.75 mm — 足以进行适当的模具填充，尽管 1.5+ mm 将导致最好的结果。如果需要薄于 0.75 毫米的壁，请联系我们讨论您的设计。

与注塑成型一样，一致的壁厚会产生更好的结果，因为它减少了温度引起的变形变化。然而，不同的壁厚比注塑成型的破坏性更小。

草稿

聚氨酯浇注的优点之一是其硅胶模具的灵活性。由于模具是灵活的，成品聚氨酯零件可以很容易地从模具中取出，而无需顶针。这也意味着拔模（易于弹出的锥形侧面）没有必要 就像注塑成型一样。

也就是说，高达 5° 的小拔模角可以稍微延长硅胶模具的使用寿命，因此在对不需要完全直边的零件进行中等批量生产时，拔模可能是有利的。这也使得聚氨酯浇注设计更适合注塑成型（用于扩大生产）。

半径

在设计聚氨酯零件时，应避免尖锐的内角，以最大限度地提高零件的强度和稳定性。我们建议将圆角添加到半径为 3 毫米 的内角 .

请注意，使用 CNC 加工制作主图案是向聚氨酯铸件添加圆角的理想选择，因为 CNC 切削工具 具有圆柱形形状，并在切割口袋时形成自然圆角内角。

肋骨

为了在不增加壁厚的情况下增加聚氨酯铸件的刚度，设计师可以加入肋条，从而增加惯性矩。通常，使用多个短肋比使用单个高肋更好，并且相对于零件可能弯曲的位置正确定位肋非常重要。

加强筋应具有较大的圆角半径和小于 60% 的厚度壁厚，以避免收缩和缩痕。每条肋的高度应小于3x 它的厚度，以避免破损。

老板

铸造聚氨酯零件可以有凸台——容纳紧固件或螺纹嵌件的小突起。这些凸台可以由角撑板或连接肋支撑。

为防止缩痕，凸台的壁厚应小于60% 零件的壁厚（与肋一样）。 Boss 的基础半径应至少为 25% 零件的壁厚。

螺纹和孔

聚氨酯铸件可以容纳通孔和螺纹，这些最好通过使用嵌件来实现，而不是添加到主模型中。然而，这些复杂的特性会增加项目的成本，并且可能不是原型所必需的。

对于通孔，定位杆 可以放入硅胶模具中。对于螺纹，最好加入金属螺纹嵌件 通过嵌件成型。

关节

聚氨酯铸件可用于制造带有榫槽接头的多组件零件。一个小的显示差距 应纳入部件之间的连接处。

表面特征

文本和徽标等表面特征可以合并到聚氨酯铸件中。一般来说，这些特征——尤其是凹入（雕刻）形式——使用 CNC 加工的主图案比使用 3D 打印的更容易添加。

为获得最佳效果，字母和数字的间距应至少 1.3 毫米 分开。

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