способ изготовления формы

Формула изобретения

1. Способ изготовления формы для получения изделий контактным формованием, включающий нанесение на модель лицевого слоя отверждаемого полимерного материала, частичное отверждение, укладку промежуточного слоя армирующей ткани с пропиткой упомянутым полимерным материалом, отверждение, укладку слоя стекловолокнистого материала, окончательное отверждение и съем формы с модели, отличающийся тем, что в качестве отверждаемого полимерного материала используют материал на основе кремнийорганического каучука, при этом лицевой слой наносят, по меньшей мере, в виде двух подслоев таким образом, чтобы толщина предыдущего подслоя в 1,5-2 раза превышала толщину последнего подслоя, а стекловолокнистый материал укладывают в присутствии полиэфирной смолы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нанесении двух подслоев лицевого слоя кремнийорганического каучука толщина первого подслоя составляет 3-5 мм, а толщина второго подслоя составляет 2-3 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для промежуточного слоя используют армирующую ткань сетчатой структуры.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением лицевого слоя на модель наносят антиадгезионное покрытие.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отверждения промежуточного слоя с армирующей тканью дополнительно наносят антиадгезионное покрытие.

6. Способ по пп.4 и 5, отличающийся тем, что для нанесения антиадгезионного покрытия используют жидкое мыло или жидкий воск.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области формования, преимущественно, изделий из полимерных материалов, в частности к изготовлению форм матриц многократного использования.

Известен способ изготовления полимерного трехмерного объекта, составленного из слоев, последовательно сформированных из жидкого фотополимера, отверждающегося под воздействием излучения, в котором фотополимер помещают между подложкой и разделительной средой и облучают сканирующим лучом инициирующего излучения при непрерывном вертикальном перемещении подложки (RU 2145924, В 29 D 9/00, 2000).

Однако такой способ автоматического изготовления трехмерных пластмассовых моделей требует для его осуществления сложных и дорогих устройств и сложного программного обеспечения.

Более простым и недорогим является способ контактного формования изделий на основе пластиков и соответственно изготовление форм для удобного формования.

Известен способ изготовления форм, включающий первоначальное нанесение на модель лицевого слоя на основе полиэфирной смолы и отверждение этого слоя. Затем нанесение промежуточного слоя ткани, пропитанной смолой, и отверждение. Затем снова нанесение опорного слоя ткани, пропитанной гипсом, а сверху нанесение слоя ткани, пропитанной смолой, и окончательное отверждение полученной таким образом формы (US 4925611, В 29 С 41/22, 1990).

Однако гипс имеет недостаточную адгезию к смоле, что приводит к расслоению и растрескиванию форм со временем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления формы для контактного формования, который заключается в нанесении на модель лицевого слоя в виде отверждаемого полимерного материала, а именно эпоксидной смолы с неорганическим наполнителем и отвердителем. Лицевой слой частично отверждают. Затем наносят промежуточный слой армирующей ткани, пропитанной этой же смолой, и отверждают. Затем проводят последовательно следующие операции: нанесение двух слоев стеклоткани, пропитанной той же смолой, нанесение опорного слоя из эпоксидной смолы, кварцевого песка и отвердителя, и съем формы после отверждения (RU 2114732, В 29 С 33/40, 1998).

Однако полученная форма является излишне жидкой и не очень удобной при ручном контроле формования изделий сложной формы.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого способа получения комбинированных (каучукожестких) матричных форм многократного использования, пригодных для формования изделий сложной конфигурации, например декоративных изделий.

Поставленная задача решается описываемым способом изготовления формы для получения изделия контактным формованием, который включает следующие операции: нанесение на модель лицевого слоя отверждаемого полимерного материала, а именно материала на основе кремнийорганического каучука, при этом лицевой слой наносят в виде, по меньшей мере, двух подслоев таким образом, чтобы толщина предыдущего подслоя в 1,5-2 раза превышала толщину последующего подслоя, частичное отверждение лицевого слоя, затем укладку промежуточного слоя армирующей ткани с пропиткой упомянутым полимерным материалом, отверждение, последующую укладку слоя стекловолокнистого материала в присутствии полиэфирной смолы, окончательное отверждение и съем полученной формы с модели.

Для получения наилучшего результата при нанесении лицевого слоя в виде двух подслоев кремнийорганического каучука толщина первого слоя должна составлять 3-5 мм, а второго слоя - 2-3 мм.

Для промежуточного слоя предпочтительно использовать армирующую ткань сетчатой структуры.

Для улучшения съема формы с модели перед нанесением лицевого слоя на модель можно нанести антиадгезионное покрытие.

Кроме того, антиадгезионное покрытие можно наносить после отвердения промежуточного слоя с армирующей тканью. При этом в качестве антиадгезионных веществ можно рекомендовать жидкое мыло, машинное масло или жидкий воск.

При соблюдении вышеизложенной совокупности признаков способа получают высококачественные формы-матрицы многократного использования. Полученные матрицы относятся к категории полужестких и имеют высокий срок службы, удобны для формования изделий сложной конфигурации.

В последующем изобретение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящего изобретения, варианта выполнения.

Пример изготовления формы.

1. Подготовка рабочего места.

Для изготовления формы-матрицы необходима горизонтальная поверхность, желательно стол, такой, чтобы укладываемый на него исходный образец мог свободно разместиться, и вокруг образца по периметру оставалось свободное поле.

2. Обработка модели.

Модель укладывается на горизонтальную поверхность, и на модель распылением наносится тонкий слой жидкого мыла, или машинного масла, или жидкого воска. При этом смазывается не только образец, но и пространство вокруг него, примерно на 3-5 см, для устройства отливов, которые обеспечивают впоследствии более удобный съем формы и обеспечивают качественный край изделия.

После нанесения антиадгезионного состава модели дают отстояться, например в случае с жидким мылом дают отстояться 10-15 мин. Нанесение антиадгезионного состава обеспечивает в дальнейшем легкий съем формы-матрицы с модели.

3. Нанесение лицевого слоя.

Для нанесения лицевого слоя из кремнийорганического полимера наряду с различными жидкими резинами и другими силиконами используют строительный силикон (в тюбиках). Лучше всего использовать прозрачный силикон марки 101.

Лицевой слой наносят кистью, выдавливая на нее из тюбика силикон так, чтобы заполнить им все неровности фактуры образца.

Первый подслой силикона следует нанести более толстым, чем последующие подслои. Первый подслой может быть, например, толщиной 3-5 мм.

После нанесения первого подслоя необходимо дать ему высохнуть, так чтобы на ощупь он застыл. Это составит примерно 1-2 ч, для ускорения процесса можно смачивать первый слой, распыляя на него воду.

После отверждения первого подслоя кистью наносят второй подслой. Его толщина может составить 2-3 мм.

4. Армирование.

Перед нанесением промежуточного слоя изготавливают армирующую ткань. Лучше всего использовать для этих целей сетку с ячейкой 2-3 мм. Сетка нарезается прямоугольниками. Размер прямоугольников выбирается из условия удобства для укладывания их на образец. Нарезанные прямоугольники укладываются поверх лицевого слоя и кистью с силиконом тщательно промазываются так, чтобы на армирующей ткани не было загибов и складок, для обеспечения плотного прилегания ко второму подслою лицевого слоя. Тщательность укладки армирующего материала, без пропусков и складок в конечном итоге влияет на прочные свойства матрицы. Таким образом, получают промежуточный слой армирующей ткани.

5. Изготовление жесткой оснастки.

После отверждения армирующего слоя на него наносят антиадгезионный слой. Затем укладывают сверху стекломат, промазанный полиэфирной смолой, и кисточкой добиваются наибольшего прилегания стекломата к матрице.

После отверждения смолы производят съем формы с модели. Таким образом, полученная комбинированная (резиново-жесткая) форма-матрица для контактного формования полимерных и иных изделий, в отличие от других способов изготовления матрицы, позволяет экономить силикон, из которого делается лишь оболочка образца, а жесткая оснастка, сделанная по форме мягкой силиконовой матрицы, придает ей жесткость и плотность. Способ позволяет использовать любые кремнийорганические полимерные материалы. В среднем стоимость такой матрицы в отличие от матриц, изготовленных способом заливки, снижается в 2-3 раза, при этом получается высокое качество имитируемой поверхности.