聚氨酯铸造的五个设计技巧

聚氨酯铸造是一种通用的传统制造工艺，它使用 3D 打印的主图案和硅胶模具来制造最终用途的塑料部件。在聚氨酯浇注过程中，母模被放置在一个密封的盒子里，用液态硅胶覆盖，然后固化。硅胶凝固后，制造商将其切成两半以释放母模——此时，浇注聚氨酯模具就可以使用了。

为了制造定制的聚氨酯浇注部件，工程师将聚氨酯浇注树脂（通常是一种聚氨酯材料，可以模仿注塑中使用的塑料的物理特性）倒入模具中，然后在烤箱中固化。最后的部分通常需要很少的后期处理。

与硬质模具相比，聚氨酯铸造成本更低、耗时更少，是快速原型制作和复杂构建的中小批量生产的理想选择。为了充分利用这一制造过程，产品团队必须尽早设计可制造性并优化模具设计，以简化生产过程并保持低成本。以下是创建清洁且功能强大的定制聚氨酯铸件的五个基本设计技巧：

聚氨酯铸件的 5 个顶级设计技巧

1。使壁厚均匀

许多工程师更喜欢聚氨酯铸造而不是注塑成型，因为前一种工艺可以提供更大的壁厚变化，但确保给定的聚氨酯模具设计具有均匀的壁仍然很重要。均匀的壁面可降低固化过程中的变形风险，确保模具完全准确地填充，并缓解其他设计问题。

建议的最小壁厚为 0.040” (1mm)，但在某些情况下，小零件的壁厚可能只有 0.020”(0.5mm)。对于较大的零件，壁厚应始终与零件尺寸成比例增加，以保证壁能提供足够的支撑。

2。考虑收缩

当在聚氨酯模具设计中具有不同厚度的两个壁相交时，可能会发生收缩。由于较厚的壁比较薄的壁固化得慢，它们在标称壁处连接的区域将随着突起（肋或凸台）的缩小而缩小。这会导致标称壁中的凹陷区域。为了最大限度地减少收缩并防止凹陷区域，工程师应确保加强筋的厚度在它们所附着的墙壁的 50% 到 60% 之间。

尽管如此，有时聚氨酯铸件会因聚氨酯模具设计缺陷以外的原因而收缩。聚氨酯铸件的最终尺寸取决于母模和模具的精度、零件几何形状以及聚氨酯铸件材料。 0.15% 的收缩率被认为是可以接受的，但如果收缩率超过这个阈值，工程师应该重新审视他们的聚氨酯模具设计。

3。采用肋骨

在聚氨酯模具设计中添加加强筋可以在不增加厚度的情况下增加端部的强度和刚度。要正确使用肋骨，工程师应遵守以下准则：

身高

较长的肋条提供更大的加固，但铸造长肋条会使零件难以成型。因此，肋骨的高度不应超过其厚度的三倍。为了完全避免高度问题，工程师可以使用多根短肋代替一根长肋来增加零件的刚度。

宽度

零件相交处的加强筋宽度应为零件厚度的40%～60%。如果设计中包含圆角半径，则它应至少为零件厚度的 25%。这些参数有助于使肋骨尽可能坚固。

拔模角度

工程师必须起草一个旨在减少下沉可能性的肋。每侧的拔模角应在 0.25 和 0.5 度之间，并且每侧的拔模角应相等。对于带纹理的表面，每 0.025（0.001 英寸）深度的纹理添加一个额外的 1.0 度拔模。

间距

工程师应将连续的肋条设置为彼此间隔至少两倍的厚度，以使零件的重量均匀分布在所有肋条上。

方向

加强筋的方向决定了零件承受应力的方式和位置，因此工程师应注意以使零件的弯曲刚度最大化的方式布置加强筋。如果肋条放置在错误的位置，它们不会对零件的强度产生任何积极影响。

产品团队在使用 ribs 时也应该注意交叉点和下沉。在肋与零件相交的点处，较重的肋会导致零件下陷。为避免在肋交叉处下沉，工程师可以使用圆角来缓解零件表面的应力并减少零件另一侧的下沉。圆角的半径应至少为零件厚度的四分之一。此外，对零件进行取芯或轻量化可减少使用的材料量，并有助于在整个零件上保持均匀的壁厚。

Ribs 可以显着提高终端部件的性能，但工程师和产品团队不应该忘乎所以。加强筋仅在零件需要额外加固时才有用。在情况并非如此的情况下，肋条通常放置不当，对提高零件的强度或刚度几乎没有作用。此外，不必要的肋会增加零件的重量和价格，导致成型问题，并导致材料浪费。工程师和产品团队在决定他们的聚氨酯模具设计是否需要加强筋时，应牢记这些考虑因素。

4。考虑吃水和底切

拔模和咬边不是聚氨酯铸造的问题，因为液态硅胶可以形成任何模具的形状。但是，如果工程师使用聚氨酯铸造来构建最终将使用不同工艺（如注塑成型）制造的原型，他们应该按照最终用途生产的预期创建设计。这可能包括合并草稿和底切。较长的零拔模特征在从模具中取出零件时有轻微的零件破损风险，因此较小的角度可能很有用，尤其是对于较大的生产运行。