3D 打印柔性模具,用于复制蜡硅胶图案和铂金固化硅胶模具。
硅胶和橡胶是模具制造商车间中常见的材料。随着柔性 3D 打印树脂的推出,人们有了更多选择,可以直接通过 3D 打印机制作定制柔性模具。 Liqcreate 合伙人 Dombrun 先生 – 因其选角工作而闻名 –测试了一系列灵活的 Liqcreate 用于此项工作的树脂。
在本文中,我们将重点介绍两种使用柔性 3D 打印模具的工作流程。第一种是制作用于蜡复制品的 3D 打印橡胶模具,例如用于制作珠宝或艺术品。在这种情况下,柔性模具是 3D 打印的,液体蜡被倒入型腔中。蜡冷却后会凝固。几分钟后,模具就变得足够坚硬,可以打开,然后产生一块坚硬的纯蜡。这部分可用于熔模铸造并可制成任何金属。
在第二步中,柔性模具也使用树脂进行 3D 打印,尽管现在腔体已填充 RTV 硅胶(加成固化、铂催化)。这种方法的理念是,真正的硅胶部件既可以用作最终部件,也可以用作模具母模(例如用于浇注锡和铅等低熔点金属)。在许多情况下,形状将与我们的示例不同。本文中的工作流程表明,加成固化、铂催化硅胶可以与这些 3D 打印的光聚合物树脂一起使用。

Dombrun 先生拍摄的图片:Ferris 注射蜡在 3D 打印模具中的最终铸造,模具由 Liqcreate Flexible-X 树脂。
测试用于复制蜡模和铂固化硅胶的柔性 3D 打印树脂。
At Liqcreate 我们测试了三种柔性树脂:
Premium Flex
Liqcreate Premium Flex 是一种半透明的蓝绿色光敏树脂,在 MSLA 和 DLP 基于 3D 打印机。用这种材料打印的 3D 部件具有出色的柔韧性和 63 Shore A 的低表面硬度。它适合原型制作用途。
Flexible-X 是一种坚固而又柔韧的材料,手感非常好……细节也非常清晰,经过水洗后效果完美无瑕
Dombrun先生 - 珠宝铸造专家
Flexible-X
Liqcreate Flexible-X 是一种用于开放式 MSLA 的不透明黑色光聚合物树脂, DLP 以及基于激光的 3D 打印机。用这种材料打印的 3D 部件具有出色的灵活性。 Liqcreate Flexible-X 与开放兼容 DLP、LCD、MSLA 和 SLA 3D 打印机,波长范围为 385 – 420nm。其低硬度为 55 Shore A,伸长率高达 160%,非常适合制造工业用途的柔软触感和弹性部件。
Elastomer-X
Liqcreate Elastomer-X 是一种透明的光聚合物树脂,可在大多数树脂基 3D 打印机上进行加工。用这种材料打印的 3D 部件非常柔软,肖氏硬度为 43,具有很强的柔韧性。其特性模拟柔软的 TPU 和硅胶,非常适合生产数字格子泡沫、机器人的软臂端工具 (EOAT)、索环、波纹管和弹性工业部件。
费里斯注射蜡
本次测试选择了 Ferris 注射蜡。Ferris 注射蜡是一种坚韧的硬蜡,非常适合用于难以处理的角落模具。这种蜡具有内置脱模剂,便于提取。它为复杂的图案提供简单、干净的提取。注射温度:155°F / 68°C。
铂金固化 RTV 硅胶与 3D 打印树脂
TFC Troll Factory 硅橡胶 3 HB 型锡铸耐热 RTV 1:1TFC 用作 RTV 硅橡胶。这是一种加成固化(铂催化)双组分硅橡胶,可在室温 (RTV) 下硫化。它是一种可浇注成型硅橡胶,无需外部加热或真空。据 Dombrun 先生介绍,这种硅橡胶非常适合开放式模具,可很好地流入模腔。它在 2 分钟内变硬,无需将其置于真空下。但是,无法在封闭式模具中使用。
柔性树脂3D打印模具的制备
需要注意的是,铂催化硅胶对污染物非常敏感。污染物可能来自 3D 打印树脂本身或周围环境。除了铂催化硅胶固化的潜在问题外,污染物还会干扰模具中的细节。在使用铂催化硅胶之前,务必彻底清洁模具。用水冲洗后,Dombrun 先生使用清洁技术将柔性模具清洁得非常干净。他使用两种方法,第一种方法是使用 Marabu 04060004873 窗户颜色套件。他的建议是制作均匀的厚层并静置 2 小时。它将去除剩余的灰尘并可用作保护膜。不过,在涂抹这一层之前,模具尽可能干净很重要。或者,他使用纯乳胶。它更具流动性,干燥速度更快,可以用刷子涂抹。如果需要,30 分钟后再涂第二层。可以使用 Reschimica Latex Pro 等产品,但需要注意的是,大多数产品都含有氨,而这并不总是需要的。
简单有效的技巧,可去除灰尘或打磨残留物,尤其是保护和保存印刷件。清洁并完全干燥后,用窗户颜料(用于合成彩色玻璃)覆盖表面。


只需薄薄地涂一层,然后晾干即可。表面会变得半透明。清洁后的作品可以毫无问题地存放。
您只需揭掉薄膜,作品表面就会变得干净。Dombrun 先生还使用该产品进行遮蔽,以保护印刷珠宝。


测试 3D 打印橡胶模具!
柔性 3D 打印树脂模具是在 Phrozen Sonic Mini 8K S 树脂 3D 打印机默认 Liqcreate 树脂 3D 打印参数. 第一个模具设计直接打印在构建板上,并在侧面有一些额外的支撑。

图片:3D 打印模具 Liqcreate Premium Flex 在测试之前。
Dombrun 先生表示:“Premium Flex 具有令人愉悦的透明度,保持柔韧性,没有形状记忆。橡胶很坚固,在 78-83°C 时观察蜡的行为。”
在默认打印设置和此方向下,此半透明材料中存在一些轻微渗色。背景中有一些小空洞,字母没有完整打印。可以改进参数和方向以减少这些缺陷。

图片:用柔性树脂制成的 3D 打印模具 Liqcreate Premium Flex 注射摩天轮注射蜡后。
蜡模铸造在约 80°C 的温度下进行。缺少很多细节,材料 - 工艺 - 蜡的组合并不理想。铸造和/或模具温度可能应该更高。
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图片:3D 打印模具 Liqcreate Premium Flex 将 RTV 硅胶(铂催化)倒入模腔后。
另一方面,RTV 硅胶(加成固化,铂催化)的表现要好得多,细节清晰可见。几乎是硅胶柔性 1D 打印树脂模具的完全 1 对 3 复制品。据 Dombrun 先生称 “将铂催化 RTV 硅胶倒入开放式模具中没有问题,无需抽真空,也不会与柔性 3D 打印树脂发生反应。看看它是否适合封闭式模具!无论如何,细节非常好。”
进行了同样的测试 Liqcreate Elastomer-X。模具以相同的方式在同一台打印机上定位。虽然有些细节比 Premium Flex,底部的一些部分(例如字母“L”)可以更加详细。更优化的方向和略低的曝光时间可能会有所帮助。本实验未对此进行测试。

图片:3D 打印模具 Liqcreate Elastomer-X 在测试之前。
与注射蜡(结果不佳)和灌注 RTV 硅胶(结果良好)相比,获得了类似的结果 Premium Flex. 根据 Dombrun 先生的说法 “不过,对于更实用的蜡注,我做了三次不同温度和压力的测试,没有精细的细节。而且模具表面从一开始就有点粘。”

图片:3D 打印模具 Liqcreate Elastomer-X 注射摩天轮注射蜡后。

图片:3D 打印模具 Liqcreate Elastomer-X 将 RTV 硅胶(铂催化)倒入模腔后。
RTV硅胶复制了几乎所有的细节 Elastomer-X 模具并且运行良好。
进行了同样的测试 Liqcreate Flexible-X. 模具以相同的方式放置在同一个打印机上。由于这种材料是不透明的黑色,因此这里光渗色的问题较少,并且使用默认的 3D 打印参数,细节可以很好地打印在这个模具上。


图片:3D 打印模具 Liqcreate Flexible-X 在测试之前。
Dombrun 先生表示 “Flexible-X,一种坚固而又柔韧的材料,手感非常好。细节很多,幸运的是,我得到了一个可用的封闭模具。所以我把封闭模具切成两半,那里的细节也非常清晰,它很快就会积满灰尘,但在水中经过一段时间后,效果就完美无缺了。”

图片:3D 打印模具 Liqcreate Flexible-X 注射摩天轮注射蜡后。
封闭式和开放式模具都取得了良好的效果。在某些角落,缺少一些文字,因为需要更高的蜡温度/更温暖的模具。据 Dombrun 先生说: “单模或双模,结果足以进行铸造。理想情况下,您可以制作一个两部分模具,边缘为 8 到 10 毫米,以及用于注射的锥形孔。对我来说,这种树脂非常适合这种类型的成型”
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图片:3D 打印模具 Liqcreate Flexible-X 将 RTV 硅胶(铂催化)倒入模腔后。
正如预期的那样,RTV 橡胶也表现良好 Flexible-X 模具。
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图片:成分 Liqcreate 采用 3D 打印的柔性树脂作为模具,用于在模腔中倒入 RTV 硅胶(铂催化)。
首次蜡和硅胶试验总结
引用 Dombrun 先生的话: “如果你想打印一个单模或双模,将蜡注入其中以铸造熔融金属,或打印一个硅胶模具(用于肥皂、蜡烛或其他成型), Flexible-X 是最好的选择:灵活。它坚固、无形状记忆、表面光洁度非常好、能很好地抵抗热蜡,并且能用硅胶提供出色的细节。经过测试,这是注射蜡的理想模具设计”

完善流程。
对于第一个开模设计,很难控制部件的背面。第一个开模仅在 Flexible-X 树脂。主要是因为设计漏掉了排水孔。设计新的两部分模具后,测试继续进行 Flexible-X.
模具有尖角,因此打印时要倾斜地放在打印机的支架上。由于方向的原因,模具中以及从模具中取出的蜡块中都有层线。由于时间限制,测试没有延长,但如果模具设计成可以以 90° 角打印,质量会更好!



细节非常清晰可见。此外,模具在 20 次注射后没有出现任何退化的迹象。这款 Ferris 注射蜡对模具没有粘附性 Flexible-X 所以预计它能够存活一段时间。
Flexible-X
Liqcreate Flexible-X 是一种用于开放式 MSLA 的不透明黑色光聚合物树脂, DLP 以及基于激光的 3D 打印机。用这种材料制成的 3D 打印部件具有出色的柔韧性和良好的回弹性。 Liqcreate Flexible-X 与开放兼容 DLP、LCD、MSLA 和 SLA 3D 打印机,波长范围为 385 – 420nm。其低硬度为 55 Shore A,伸长率高达 160%,非常适合制造工业用途的柔软触感和弹性部件。与 (RTV) 铂催化、加成固化硅胶兼容。
主要优点 |
3D 打印机兼容性 |
| · 高伸长率 | · Epax3D系列& Nexa3D XiP |
| · 出色的篮板球 | · Phrozen & Anycubic 系列 |
| · 良好的撕裂强度 | · Shining3D AccuFAB-L4K |
| · 耐用柔软触感 | · Asiga & W2P系列 |
| · 与(RTV)铂催化、加成固化的硅胶兼容 | · 以及更多 |
