Il silicone è un materiale molto usato per la produzione di parti morbide per utilizzo finale e di stampi morbidi per la colata di materiali rigidi. La terminologia relativa a "stampaggio e colata" in silicone è ampiamente utilizzata per fare riferimento a qualsiasi metodo in più fasi che impieghi gomme siliconiche. Qui distinguiamo i due processi: realizzazione di stampi in silicone e produzione di parti in silicone.

Nella creazione di stampi in silicone, talvolta chiamata anche stampaggio in silicone, il silicone colabile viene utilizzato come materiale per lo stampo per replicare un modello originale rigido. La gomma siliconica viene versata intorno a un master stampato in 3D, dopodiché la cavità nello stampo in silicone viene riempita con un altro materiale colabile. Quest'ultimo è spesso un materiale rigido che si presenta inizialmente in forma liquida e polimerizza raffreddandosi o a seguito di una reazione chimica. È il caso di termoplastiche, resine, cemento, cera o gesso e talvolta di materiali espandibili come le schiume polimeriche.

Nella produzione di parti in silicone, uno stampo stampato in 3D contiene silicone colabile per la produzione di prodotti finali morbidi e gommosi. Esistono diversi modi per produrre parti in silicone, tra cui:

• Stampaggio a compressione di silicone in pasta
• Stampo a iniezione riempito per silicone liquido
• Sovrastampaggio per l'incapsulamento completo o parziale in silicone dell'hardware
• Stampo a guscio d'uovo per prodotti in silicone personalizzati

Gli stampi tradizionali per la produzione di parti in silicone sono lavorati a CNC da blocchi di alluminio o acciaio. Con la stampa 3D, è possibile fabbricare strumenti in modo rapido e a basso costo, tra cui prototipi, produzioni in piccola scala e parti personalizzate.

La Clear Resin è la più utilizzata grazie alla sua capacità di essere lucidata fino a raggiungere la trasparenza ottica e di offrire visibilità nelle cavità dello stampo e nei perni di allineamento durante la colata. Tuttavia, Formlabs offre un'ampia gamma di materiali per diverse applicazioni.

Quando selezioni un tipo di stampo, tieni conto dei seguenti criteri: geometria della parte finale, capacità di accogliere sottosquadri e fori nel progetto, scala di produzione e materiali che intendi colare.

I diversi tipi di stampi richiedono considerazioni di progettazione diverse. Per maggiori informazioni, consulta il documento tecnico Produzione di parti in silicone con strumenti stampati in 3D.

Formlabs consiglia di stampare con uno spessore del layer di 25-50 µm per ottenere un equilibrio tra una superficie liscia e tempi di stampa rapidi. Le applicazioni più estetiche possono richiedere un'altezza dello strato di 25 µm.

Orienta le parti sulla piattaforma di stampa in modo che le superfici interne, le più importanti, non presentino segni lasciati dai supporti. In alcuni casi può essere utile poggiare lo stampo sulla piattaforma di stampa.

Lava accuratamente la resina in eccesso dal materiale per lo stampo con alcool isopropilico pulito, poiché la resina non polimerizzata può inibire la polimerizzazione del silicone. Polimerizza completamente la scorta di resina per ridurre la quantità di monomero non reagito sulle parti in resina SLA. Per le istruzioni specifiche sul lavaggio e la polimerizzazione post-stampa, consulta i singoli articoli sui materiali.

Aggiungi olio minerale alle superfici esterne per riempire i graffi superficiali e fornire una finestra estremamente chiara sul processo di riempimento del silicone.

Utilizza un agente distaccante ogniqualvolta due materiali diversi entrano in contatto tra loro. Questo vale anche per i componenti elettronici incorporati da inserire e rimuovere da una guaina in silicone sovrastampata. Segui le linee guida riportate sull'imballaggio del materiale e attendi che i rivestimenti siano completamente polimerizzati o asciutti prima di passare alla fase successiva.

Formlabs consiglia inoltre le seguenti buone pratiche:

• Risciacqua con acetone per rimuovere i residui di solvente e i detriti.
• Polimerizzazione eccessiva dello stampo per 60-120 minuti.
• Dopo la post-elaborazione, attendi 24-48 ore per consentire allo stampo di riposare a temperatura ambiente e alla luce prima di applicare i rivestimenti e colare il silicone.
• Applica un rivestimento epossidico per creare una barriera efficace tra il silicone e lo stampo 3D.
• Utilizza una concentrazione più elevata di catalizzatore.

La stampa 3D è una soluzione potente per la fabbricazione rapida ed economica di stampi e parti in silicone. È particolarmente consigliata per:

• Prototipi
• Prodotti per uso finale
• Modelli e oggetti di scena
• Riproduzione di parti
• Produzione in piccola serie di dispositivi in silicone per applicazioni di consumo, mediche o di ricerca e sviluppo

Anche se gli stampi stampati in 3D possono offrire vantaggi se utilizzati in modo appropriato, presentano ancora dei limiti. Gli stampi stampati in 3D non hanno le stesse prestazioni degli stampi metallici lavorati. Alcune limitazioni:

• Gli stampi durano in genere 10-20 utilizzi prima che compaiano segni di usura.
• Le prestazioni dello stampo dipendono in larga misura dalla precisione della polimerizzazione e dal tipo di silicone.
• L'adesione di una parte allo stampo può causare il deterioramento dello stampo stesso in fase di estrazione.

• Produzione di parti in silicone con strumenti stampati in 3D documento tecnico
• Creazione di parti in silicone utilizzando stampi stampati in 3D webinar