室溫硫化硅橡膠制模工藝及應(yīng)用

室溫硫化硅橡膠制模工藝及應(yīng)用

室溫硫化硅橡膠為模具制造業(yè)，特別是為文物的復(fù)制在制模工藝方面的技術(shù)進(jìn)步奠定了良好的基礎(chǔ)。它具有良好的仿真性、脫模性、制模簡(jiǎn)單易行，在室溫下只需幾小時(shí)即可制成。因此，硅橡膠已成為制模材料的佼佼者。
1室溫硫化硅橡膠（RTV）的性質(zhì),RTV是一種高分子彈性體，它是以硅原子和氧原子為骨架的合成材料，每個(gè)硅原子上含有1~2個(gè)有機(jī)基團(tuán)（主要是甲基—CH3），是一種帶有Si—O—Si鏈帶的纖維狀高分子聚合物。其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。
R為甲基、乙烯基或苯基等。隨著R的不同，可獲得不同類型的硅橡膠，RTV的相對(duì)分子質(zhì)量一般為10000~2000000。RTV具有以下性質(zhì)：（1）良好的化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性；
（2）流動(dòng)性好，能自動(dòng)充滿模具；
（3）可控制硫化速度，室溫常壓下硫化，便于操作；
（4）良好的脫模性； 0 n( Q2 M2 O# {7 L
（5）仿真性強(qiáng)，紋飾逼真；
（6）制模速度快，一般在20h內(nèi)即可制成模具。
室溫硫化硅橡膠制模工藝 （1） 原材料制模用硅橡膠一般由基礎(chǔ)膠、產(chǎn)聯(lián)劑、催化劑、填料等組成?；A(chǔ)膠為106# 或107#硅橡膠，稱為羥基封端聚二甲基硅氧烷。其結(jié)構(gòu)式如圖2所示。
這種硅橡膠在室溫下可以固化，有良好的流動(dòng)性，無(wú)變形，僅有微小的線收縮。交聯(lián)劑為亞硅酸乙酯。交聯(lián)劑的加入量對(duì)硅橡膠的固化時(shí)間、撕裂強(qiáng)度及延伸率都有明顯的影響，實(shí)踐證明，交聯(lián)劑的加入量以占基礎(chǔ)膠的5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為宜。催化劑為二月桂酸二丁基錫。催化劑的加入量與固化時(shí)間有直接的關(guān)系，其不宜過(guò)多，一般為1%~2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。
填料有滑石粉、石英粉、白炭黑。一般用滑石粉作填料。若用白炭黑作填料時(shí)，在機(jī)械強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度和均勻方面都有顯著提高。（2）制模工藝以制造、復(fù)制彌勒佛模具為例，說(shuō)明橡膠模制造工藝。
     （1）選好底部開(kāi)口處為定位部分，翻轉(zhuǎn)向空腔內(nèi)灌入石膏，其高度高出底部30mm左右，并挖出凹坑作以后定位用。
     （2）貼橡皮泥。在器物表面貼一層宣紙，再均勻地在其表面上貼上厚5mm的橡皮泥。
     （3）石膏靠模。為支承和固定RTV模，防止其彈性變形，在泥層外首先制作石膏靠模。按其大概的分型面一塊一塊制作石膏像，注意石膏模之間的定位，石膏漿料為石膏：水=1：1。
     （4）RTV成型模制作。將石膏按制作逆序起模，去掉橡皮泥，清理干凈，在器物和石膏模上分別涂分型劑，然后合模。 與此同時(shí)，將RTV各組分按比例稱好，混合后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。由于在攪拌過(guò)程中，RTV與正硅酸乙酯在促進(jìn)劑有機(jī)錫的作用下進(jìn)行反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生低分子醇類，在澆注硅橡膠時(shí)，在成型模本體上產(chǎn)生氣孔，所以須減壓脫泡，一股在真空度為100mmHg的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，時(shí)間約5min。將氣泡脫盡的硅橡膠注入合好模的型腔內(nèi)，室溫固化24h左右。,脫開(kāi)石膏靠模，按預(yù)想分型線用剃須刀割開(kāi)，將硅橡膠從器物上小心剝下，取走器物，再將硅橡膠模按原樣與石膏靠模合好，硅橡膠模具制作完畢。
3 硅橡膠模具的應(yīng)用
哥倫比亞的蘭德有限公司在熔模鑄造生產(chǎn)中是**家不用金屬模具制作蠟?zāi)５墓I(yè)公司。該公司用硅橡膠模具只花費(fèi)兩天時(shí)間即可產(chǎn)生出皮箱、手提包配用的實(shí)心銅件扣環(huán)和金屬附件，每幅模具成本通常只需5~30美元，而金屬模具的加工成本通常在1000~10000美元。
具有50多年歷史的美國(guó)菲內(nèi)特鑄造公司，多年來(lái)一直在首飾業(yè)中使用硅橡膠型制造蠟?zāi)＃僦频里?。該公司已?jīng)按63.5m×88.9mm的規(guī)格把小零件鑄型尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，制作的零件*大達(dá)50.8mm×25.4mm×12.7mm，零件的*小壁厚為3.2mm。
美國(guó)紐約州特克卡斯特工業(yè)有限公司把硅橡膠模的制造與離心鑄造與離心鑄造相結(jié)合，大大地提高了離心鑄造的生產(chǎn)能力，零件的材質(zhì)可為蠟、塑料乃至低熔點(diǎn)合金。
近年來(lái)，我國(guó)應(yīng)用RTV在模具制造和古代青銅器的復(fù)制等方面有很大進(jìn)展，如湖南省機(jī)械研究所復(fù)制了商代的象尊、豬尊、人面鼎，春秋時(shí)期的提梁鹵，宋朝的銅鍘等，達(dá)到了以假亂真的效果。