Las piezas blandas y gomosas tienen aplicaciones en muchos sectores. Entre otros, los audífonos personalizados, el atrezo y las prótesis para el entretenimiento y las asas y agarres de los productos de consumo. Los diseñadores pueden incorporar en sus catálogos piezas de verdadera silicona robustas, doblables y estirables utilizando herramientas impresas en 3D mediante SLA y gomas de silicona fácilmente obtenibles de ferreterías, revendedores de materiales para arte y joyería y otros proveedores comunes.

La silicona es un material popular para fabricar piezas blandas de uso final, así como para producir moldes blandos para la fundición de materiales rígidos. De hecho, la terminología del "moldeo y fundición" de silicona se utiliza ampliamente para hacer referencia a cualquier método de varios pasos que use gomas de silicona. Aquí distinguimos entre dos procesos: "creación de moldes de silicona" y "producción de piezas de silicona".

En la creación de moldes con silicona, también llamada a veces moldeo con silicona, se utiliza silicona de colada como material de molde para reproducir un modelo maestro rígido. Se vierte goma de silicona en torno a un molde maestro impreso en 3D y a continuación, la cavidad en el molde de silicona se llena con otro material de colada. A menudo, este es un material rígido que comienza como un líquido y después se cura al enfriarse o mediante una reacción química, como los termoplásticos, las resinas, el cemento, la cera o la escayola, y en algunos casos, materiales que se expanden, como las espumas de polímero.

Esta guía cubre la producción de piezas de silicona, que utiliza un molde impreso en 3D para contener silicona de colada para la producción de productos finales blandos y gomosos.

Este informe incluye ejemplos de producción de piezas de silicona de las marcas de consumo OXO y Dame Productos, el innovador en prótesis de extremidades PSYONIC, la empresa de diseño de productos Glassboard, la compañía de efectos especiales para entretenimiento Dreamsmithy el fabricante de productos sanitarios Cosm. Cada marca utiliza una variante diferente de la producción de piezas de silicona para obtener diversos resultados. Algunos ejemplos son los siguientes:

• El moldeo por compresión de masilla de silicona: una silicona de curado rápido se coloca en dos lados de un molde impreso en 3D, que se sujeta con un tornillo de banco. Este método a menudo se usa para prototipos de juntas e imita las herramientas utilizadas en la producción en masa.

Los métodos de diseño, impresión y fundición comparten pasos fundamentales incluso entre diferentes sectores y aplicaciones. Te mostraremos un ejemplo de diseño detallado para un sobremolde llenado por inyección, teniendo en cuenta los consejos y las buenas prácticas que ofrecen nuestros clientes.

1. Cómo seleccionar la silicona para tu aplicación

2. Cómo encapsular dispositivos de hardware con un proceso de sobremolde

3. Buenas prácticas para diseñar los elementos esenciales de moldes impresos en 3D

4. Consejos de compatibilidad entre la silicona y las resinas

5. Diferencias clave entre el prototipado y el utillaje para producción

Las siliconas son un tipo de polímeros que contienen los elementos químicos del silicio y el oxígeno en su cadena molecular, y que pasan de un estado de gel o líquido a un estado sólido muy flexible y estirable después del curado. Son materiales versátiles con propiedades de alto rendimiento, como un excelente aislamiento eléctrico, resistencia al calor, estabilidad química y una gran resistencia al desgarro, lo que las hace atractivas para sectores exigentes, como el automovilístico, el de la construcción y el de la electrónica.

Los elastómeros de silicona dominan el mercado y se pueden dividir en tres categorías:

• Las gomas de silicona líquidas son siliconas de alto rendimiento que se suelen emplear para producir piezas técnicas resistentes con tolerancias ajustadas, como sellos o conectores electrónicos.

  Se procesan a temperaturas elevadas, a menudo mediante el moldeo por inyección de líquido, y se eligen para una producción de gran volumen. Lee nuestra documentación sobre el moldeo por inyección para descubrir cómo los usuarios de Formlabs están imprimiendo en 3D series cortas de moldes para máquinas de moldeo por inyección de escritorio e industriales, preparándose para pasar a la producción en masa. 

• Las siliconas vulcanizadas a alta temperatura (HTV), también llamadas gomas de silicona curadas por calor, ofrecen una buena resistencia a las temperaturas elevadas y al envejecimiento, lo que resulta ideal para cables o aislantes en los sectores de la automoción, la electrónica y la sanidad.

  Suelen utilizar una química catalizada con platino y se les da forma mediante extrusión o moldeo por compresión, con una vulcanización bajo presión y calor. Descubre cómo los expertos en silicona de SiOCAST dan forma moldes de silicona vulcanizada a alta temperatura alrededor de patrones maestros impresos en 3D.

• Las siliconas vulcanizadas a temperatura ambiente (RTV)

  son relativamente más fáciles de procesar, con buenas propiedades mecánicas y térmicas. Son populares en diversos sectores, para aplicaciones como juntas y productos sanitarios, el encapsulado de componentes eléctricos y la fabricación de moldes. Sin embargo, suelen requerir tiempos de ciclo largos y trabajo manual, además de ser más adecuadas para remesas más pequeñas. Se les suele dar forma a temperatura ambiente, mediante moldeo por inyección, moldeo por compresión o fundición por gravedad.  

Este informe repasa las aplicaciones de los materiales vulcanizados a temperatura ambiente (RTV) de la familia de las siliconas. Describe técnicas que se pueden utilizar in situ con un equipamiento limitado en cualquier laboratorio de prototipado o de desarrollo de productos.

Polidimetilsiloxano (PDMS): El PDMS es un tipo químicamente distintivo de silicona líquida RTV que contiene grupos metilo en la cadena polimérica de silicio y oxígeno. El polímero líquido se utiliza mucho como lubricante o aditivo modulador de la viscosidad en productos industriales y de consumo. Como goma curada, el PDMS se utiliza en varias aplicaciones de investigación. Su gran transparencia óptica y su capacidad de capturar texturas y canales microscópicos de las superficies hacen que sea ideal para la microfluídica y la litografía blanda. Muchas fórmulas de PDMS se curan a temperatura ambiente durante un período de 48 horas o en menos de una hora si se someten a temperaturas elevadas.

Masilla de silicona: Se trata de una masilla de dos componentes que se mezclan a mano en volúmenes equivalentes. El tipo que aparece en este informe tiene una dureza Shore de 40A (véase la escala que aparece a continuación) o, en otras palabras, una dureza parecida a la de una goma de borrar. Este tipo de silicona se puede adquirir de proveedores de joyería, ya que se suele utilizar para producir moldes maestros de cera para la fundición de metal. Sin embargo, la misma silicona también es un buen imitador para juntas y sellos moldeados por compresión.

Algunas aplicaciones requieren más sensibilidad que otras cuando entran en contacto con el cuerpo o con la comida. Consulta siempre las fichas de datos de seguridad de los materiales (FDS) del fabricante de la silicona para asegurarte de que el material se pueda utilizar con seguridad para tu aplicación. Ten en cuenta que las siliconas líquidas de dos componentes que están aprobadas para el contacto con la piel tienden a usar un catalizador de platino.

Los materiales elásticos, incluidas las gomas de silicona, pueden ofrecer distintos grados de dureza, desde extremadamente blandos a extremadamente firmes. El número de dureza Shore es el que expresa esa característica. La escala Shore A mide los materiales más blandos, mientras que la escala Shore D recoge los materiales más duros. La tabla que se muestra a continuación ofrece una comparación útil para productos comunes como gomas elásticas o neumáticos de coche.

Los moldes tradicionales para la producción de piezas de silicona se fabrican mediante mecanizado CNC, a partir de bloques de aluminio o acero. Estos moldes tradicionales incluyen moldes de inyección de dos o más piezas para gomas de silicona líquida o moldes de compresión de cavidad única con una lámina de goma de silicona curada por calor que se cura al someterla a presión y altas temperaturas. Normalmente, estos tipos de moldes de metal se utilizan para la producción en masa, pero cuando se emplean para el prototipado, los tiempos de entrega de varias semanas y los miles de dólares que hay que invertir de antemano en herramientas limitan la capacidad de los diseñadores de aplicar y probar pequeños cambios en un diseño de molde.

La impresión3D de escritorio es una potente solución para fabricar herramientas con rapidez y bajos costes. Requiere muy poco equipamiento, por lo que los operarios cualificados pueden centrar su atención en otras tareas importantes. Con la impresión 3D en sus propias instalaciones, los fabricantes y los diseñadores de productos pueden introducir el utillaje rápido en el proceso de desarrollo de productos para validar las decisiones de diseño y materiales antes de pasar a la producción en serie. Pueden realizar iteraciones rápidamente, acelerar el desarrollo de productos y lanzar productos mejores al mercado. 

El utillaje impreso en 3D utilizando las resinas para estereolitografía de Formlabs ofrece muchas ventajas a los diseñadores de productos en el prototipado, las series de producción a pequeña escala y la producción de piezas personalizadas. Mediante el utillaje impreso en 3D, las siliconas RTV de dos componentes se inyectan en un molde de dos o más piezas, o se introduce masilla de silicona RTV entre las secciones de un molde de compresión impreso en 3D. Gracias al utillaje impreso en 3D, hay un amplio abanico de siliconas catalizadas con estaño y con platino disponibles para los diseñadores, que abarcan una amplia gama de durezas, colores y grados de transparencia, así como funciones especiales como su seguridad para el contacto con la piel.

es una buena elección para las herramientas de moldeo con silicona. Las piezas elaboradas mediante SLA se caracterizan por un acabado de la superficie liso y una alta precisión. Las gomas de silicona RTV capturan detalles precisos de la superficie, incluidos sus defectos, por lo que la calidad de la superficie de la herramienta se traduce directamente en la calidad de la superficie de la pieza final. Por ejemplo, un molde impreso con impresoras de modelado por deposición fundida (FDM) dejaría improntas visibles de las líneas de capa de la impresión en la pieza de silicona. LaClear Resin de Formlabs (u otras resinas transparentes como la BioMed Clear Resin) también permiten visualizar el proceso de inyección de la silicona, con lo que los diseñadores pueden evaluar la formación de burbujas y vacíos e identificar las áreas en las que se deberían añadir listones en las esquinas o más respiraderos de aire. La impresión 3D SLA también ofrece una ventaja en cuanto a la complejidad del diseño, ya que un molde impreso en 3D permite a los diseñadores aprovechar los socavados u otras geometrías complejas que no serían posibles o resultarían prohibitivamente caras de fabricar mediante el mecanizado CNC. 

La Clear Resin de Formlabs también es bastante versátil en cuanto a su rendimiento mecánico. El mismo material se puede utilizar para crear un molde de cascarón extremadamente delgado que se quiebra y retira fácilmente de una pieza de silicona personalizada o para crear un molde de impresión robusto que se utiliza varias veces para producir juntas. Por último, llevar a cabo una fabricación asequible a escala del banco de trabajo reduce los tiempos de entrega, ya que un diseñador puede imprimir una geometría de molde y empezar a inyectar silicona el día siguiente. 

Cuando se utiliza con moldes impresos en 3D, la goma de silicona vulcanizada a temperatura ambiente captura los detalles más precisos de la superficie, incluido el texto en relieve. Además, la mayoría de las siliconas para fundición no se adhieren químicamente y se pueden despegar de la superficie del molde tras el curado. Se puede lograr una unión mecánica vertiendo la colada de fundición sobre superficies muy porosas, como por ejemplo la tela tejida, y, en algunos casos, también se puede obtener una unión química con aglutinantes especializados.

Ya que la silicona RTV no requiere temperaturas o presiones elevadas, se le puede dar forma fácilmente con un equipamiento limitado en un laboratorio de prototipado, lo que reduce el coste inicial de incorporar piezas blandas en el catálogo de diseño de cualquier empresa. Este informe incluye pautas para fabricar volúmenes bajos de piezas de silicona en tus propias instalaciones, de forma rápida y asequible.

Siempre que un material para fundición como la silicona entra en contacto con un molde impreso, debemos considerar la interacción química entre los dos materiales. A la hora de fundir siliconas catalizadas con platino en moldes de SLA, surge un desafío concreto: el monómero de resina puede inhibir el proceso de curado de la silicona, lo que deja una superficie gomosa y sin curar. Sin embargo, es posible producir las piezas de silicona catalizada con platino de alta calidad si nos aseguramos de que los moldes de SLA están completamente limpios y curados, además de aplicarles revestimientos protectores y agentes de desmoldeo.

Hay muchas combinaciones posibles de siliconas, resinas, revestimientos protectores y agentes de desmoldeo que se pueden probar. Pedimos a clientes de diversos sectores que nos informaran de si sus procesos de trabajo habían tenido éxito, y sus respuestas están resumidas a continuación. Hemos tenido en cuenta muchas de estas opiniones al desarrollar nuestro propio proceso paso a paso.

Aunque está claro que la combinación de materiales varía, nuestros clientes coincidieron en varias impresiones generales:

• Asegúrate de que tus piezas estén completamente lavadas y curadas. El molde impreso en 3D se debe lavar a conciencia en alcohol isopropílico limpio, para que las superficies no queden pegajosas después de que se seque el molde. También se debería curar completamente el molde para reducir la cantidad de monómero sin reaccionar en las piezas de SLA. Para este proceso, la unidad Form Cure es una opción fantástica. Las piezas de Clear Resin adquirirán un tinte amarillo, lo que es un buen indicador de que tu molde está completamente curado.

• Prueba un revestimiento protector. Hay muchos revestimientos acrílicos o de epoxi disponibles que se aplican como un aerosol en un único paso (p. ej., el revestimiento Crystal Clear Acrylic de Krylon), o como un material aplicado con brocha en dos partes (p. ej., XTC-3D de Smooth-On). Ambos tipos de revestimiento dejarán un acabado vidrioso y brillante en las superficies internas del molde, utilizando muy poco material. Es posible que sean necesarias varias aplicaciones. Consulta las instrucciones del fabricante para conocer los tiempos de secado o de curado.   

Utiliza un agente de desmoldeo
• siempre que la silicona vaya a entrar en contacto con otro material. Esto facilitará la retirada del molde y eliminará los residuos de silicona de su interior, con lo que será más fácil reutilizarlo para múltiples fundiciones. En muchos casos, un agente de desmoldeo genérico o "de uso general" de tu marca de silicona será suficiente (por ejemplo, la película protectora Stoner Dry e408, Smooth-On Super Seal Ease Release 200). Basta con una ligera niebla de agente de desmoldeo. Una vez más, consulta las instrucciones del fabricante para conocer los tiempos recomendados de secado.

Algunas fórmulas de silicona, como el PDMS, son más susceptibles a la inhibición del curado que otras cuando entran en contacto con utillaje impreso en 3D mediante SLA. Hemos incluido más pasos de resolución de problemas proporcionados por usuarios de Formlabs, que se han desarrollado a partir de nuestras recomendaciones generales para las siliconas líquidas RTV.

• Enjuaga con acetona. Rociar el molde impreso en 3D con una botella comprimible de acetona puede ayudar a retirar el disolvente residual y los restos que queden después del paso de lavado estándar con alcohol isopropílico.

• Sobrecura el molde. Para el utillaje impreso con la Clear Resin, aumenta el tiempo de curado de 15-20 minutos a 60-120 minutos, a 60 °C.

• Espera 24-48 horas después del posacabado. Deja que el molde repose expuesto a la temperatura y la luz del ambiente antes de aplicar revestimientos y verter la siicona. En este paso, también ayuda exponer las superficies del molde a un flujo de aire libre.

• Utiliza un revestimiento de epoxi. Un sellante de epoxi de dos componentes puede actuar como una barrera eficaz entre la silicona y el molde impreso en 3D.

• Utiliza una mayor concentración de catalizador. Cuando se usan siliconas de dos componentes, nuestra sugerencia es añadir un poco más del componente catalizador. Si una pequeña proporción del catalizador se ve inhibida por la superficie del molde, el catalizador adicional puede ayudar a compensarlo y evitar que se forme una superficie de silicona pegajosa.

Aunque el resultado de cada proceso de moldeo puede parecer similar, hay algunos criterios que recomendamos para elegir un tipo de molde. Entre ellos se cuentan la geometría que se quiere alcanzar para la pieza y la capacidad de incorporar socavados y agujeros en el diseño, tu escala de producción y los materiales que quieres fundir. Ofrecemos algunas pautas en la siguiente tabla.

OXO es una marca con base en los Estados Unidos que desarrolla objetos ergonómicos y prácticos para el hogar, incluyendo muchos utensilios de cocina icónicos. En OXO, la impresión 3D se emplea para crear prototipos funcionales y de exhibición, y los métodos híbridos son esenciales para prototipar componentes blandos, como por ejemplo, juntas estancas. Tras someter a ensayo muchas de las opciones de gomas de silicona disponibles, los ingenieros de OXO llegaron a la conclusión de que el moldeo por compresión de la masilla de silicona de dos componentes Quick-Sil de Castaldo era ideal para crear un prototipo que imitase una junta de producción.

Para producir un prototipo de junta para una coctelera, se imprime un molde de compresión de dos piezas con la Clear Resin. Para preparar la masilla de silicona, las piezas A y B se juntan rápidamente amasándolas a mano, ya que solo hay un tiempo de trabajo de 90 segundos antes de que el material empiece a curarse. A continuación, se introduce la masilla en ambos lados del molde y el molde se comprime hasta cerrarlo con un tornillo de banco. Al desmoldarlo y con un acabado rápido, la junta de silicona queda lista para probarla.

es una empresa consultora de diseño de productos de Indianápolis, en Indiana. Su equipo de diseño utiliza la silicona en moldes para un abanico muy amplio de aplicaciones de prototipado, como copas menstruales, fijaciones y sobremoldes a medida, sellos, juntas y anillas. Glassboard suele usar moldes compuestos por varias piezas que se pueden desmontar para retirar la silicona fundida y reutilizarse para múltiples fundiciones.

Un diseño de molde típico de Glassboard, como el que se utilizó para la copa menstrual Sunny, es un molde llenado por inyección con la asistencia de una configuración de alimentación por gravedad. La silicona líquida se inyecta a través de un puerto en la parte superior del molde, fluye por un canal para entrar en la parte inferior de la cavidad del molde, llena la cavidad gradualmente hasta su parte superior y sale por respiraderos estrechos en la parte superior del molde.

Un elemento innovador del diseño de moldes de Glassboard es un canal de depósito en la parte superior del molde. Los canales se utilizan para contener la silicona que rebose por las entradas y los respiraderos del molde. Otra meta del canal de depósito es permitir que la silicona sobrante entre en el molde después del llenado para desplazar los vacíos creados por el colapso de las burbujas de aire o por la silicona que se filtra por la superficie estrecha entre los bloques del molde.

Dame Products es una startup de Brooklyn que diseña productos para el sector de la salud y el bienestar. Su línea de productos incluye hardware con geometrías complejas ergonómicas completamente encapsuladas por una capa de silicona de colores llamativos que es segura para la piel. El equipo emplea sobremoldes de silicona con moldes impresos en 3D para producir prototipos en beta para los clientes.

Cada conjunto de molde impreso en 3D es un molde llenado por inyección de dos o tres piezas que tiene relieves a los que se anclan pequeños elementos internos de hardware. Las piezas A y B de silicona catalizada con platino se cargan en los dos lados de un cartucho de epoxi en una proporción 50:50 y se unen a una pistola de epoxi con una boquilla de mezclado. Este método innovador mezcla los componentes de la silicona al mismo tiempo que introduce gradualmente la silicona líquida en el molde.

Los ingenieros de Dame Products pueden prototipar decenas de productos sobremoldeados en un solo día rotando entre tres o cuatro moldes impresos mediante SLA. Así, mientras la goma de silicona de uno de los prototipos se está curando, se puede desmoldar el siguiente y preparar el molde para llenarlo de nuevo. Al mismo tiempo, también se pueden acabar y limpiar los prototipos. Cuando la empresa recibe uno de sus prototipos de hardware de vuelta, se lava el producto beta en lejía, se retira la fina capa de silicona y se reutiliza el hardware interno en un nuevo prototipo.

Dreamsmith es una empresa de atrezo y efectos de maquillaje con sede en Sudáfrica. Su equipo trabajó en diseños para series populares como Raised By Wolves, en las que uno de los efectos especiales que se necesitaban era una máscara de silicona con un exterior muy geométrico y un interior que se ajustase a la cara de su actor.

Utilizando la Form 3L, su equipo imprimió un molde que usaba datos de escaneo ópticos de la cara del actor para una superficie interna y una cenefa geométrica para la otra. Aunque su diseño tiene un aspecto bastante diferente al de algunos de ejemplos de diseño de productos de este informe, el equipo de Dreamsmith tenía muchas de las mismas preocupaciones respecto a los materiales, como la de asegurar la compatibilidad del material de su molde con silicona catalizada con platino segura para el contacto con la piel. Acabaron eligiendo la Rigid 10K Resin de Formlabs por su gran precisión.

PSYONIC, una empresa con sede en California, está reinventando las prótesis de las extremidades con la primera mano biónica del mundo con sentido del tacto. El equipo utiliza la impresión 3D como un paso crucial en la fabricación de casi todos los componentes de su dispositivo. Esto incluye dedos mecánicos que están encapsulados con silicona utilizando un molde impreso en 3D mediante SLA.

Los moldes se producen tomando el reverso de la forma del dedo, sustrayéndola del conjunto del molde y añadiendo entradas y respiraderos para la inyección de silicona catalizada con platino de dos componentes. El molde también incorpora el "hueso" estructural del dedo, que se fabrica usando una impresora 3D FDM.

Los diseñadores de PSYONIC pueden utilizar cada molde decenas de veces antes de que se desgaste, y cuando eso ocurre, simplemente pueden imprimir un molde nuevo y empezar a inyectar silicona de nuevo al día siguiente. El equipo también ha notado la diferencia entre la Clear Resin de Formlabs y los moldes de termoplásticos fabricados mediante modelado por deposición fundida (FDM), principalmente en lo que respecta a la mejora en la calidad de la superficie. La silicona capta cualquier textura o defecto en la cavidad del molde, incluidas las líneas de capa de la impresión 3D, por lo que la calidad lisa de la superficie que ofrecen las resinas de Formlabs ha sido una ventaja.

es un fabricante de productos sanitarios que está revolucionando el tratamiento del prolapso uterino, un trastorno médico común pero a menudo ignorado por el público, con pesarios de silicona adaptados a sus pacientes. El pesario es un tratamiento no quirúrgico que consiste en que un médico introduzca un pequeño dispositivo de soporte debajo del útero. Sin embargo, los diseños estandarizados requieren un ajuste mediante ensayo y error, por lo que las pacientes a menudo renuncian al tratamiento antes de encontrar uno a su medida.

El enfoque del equipo de Cosm es utilizar datos de una novedosa técnica de ultrasonidos para diseñar un dispositivo personalizado que esté adaptado a la anatomía de cada paciente. El equipo de Cosm recurrió a las impresoras SLA de Formlabs por su utillaje de silicona, desarrollando un molde de cascarón adaptable que se llena con silicona de uso médico y se quiebra para revelar el implante de silicona adaptado a la paciente. Los moldes se imprimen con la BioMed Amber Resin en la Form 3B.

El equipo de Formlabs ha desarrollado un proceso paso a paso para crear un prototipo de un producto de silicona, combinando aspectos de los procesos de trabajo que nuestros clientes han llevado a cabo con éxito. Un proyecto que mostramos a continuación es un llavero moldeado en silicona con un dispositivo AirTag de Apple integrado. El otro es una junta para una coctelera diseñada por OXO. Las directrices de diseño abarcan todos los pasos esenciales, desde importar una geometría de referencia a añadir elementos de alineación para hardware encapsulado. También utilizamos el novedoso método de llenado con silicona recomendado por Dame Products, que utiliza una pistola de epoxi con una boquilla de mezclado con proporción de volumen 50:50.

Muchos de los pasos y buenas prácticas que compartimos se utilizan con diversos tipos de moldes. Cada paso del tutorial indica su relevancia para los moldes llenados por inyección, los sobremoldes o los moldes de compresión.

Si necesitas más información acerca de los moldes de cascarón, el libro blanco de audiología de Formlabs Impresión 3D de moldes auriculares de silicona personalizados ofrece una guía paso a paso.

1.Elige tu resina. Muchas resinas sirven, pero la Clear Resin y la BioMed Clear Resin son opciones excelentes para visualizar el flujo de la silicona mientras fundes tu pieza.

3.Lavar y poscurar el molde Es fundamental lavar a fondo el exceso de resina del molde con 2-propanol limpio, porque la resina sin curar puede inhibir el curado de la silicona. También se debería curar completamente el molde para reducir la cantidad de monómero sin reaccionar en las piezas de SLA. Los ajustes predeterminados de tiempo y temperatura de la Form Cure funcionan bien. Para la Clear Resin, los ajustes recomendados son de 15 minutos a 60 °C. Las piezas de Clear Resin adquirirán un tinte amarillo, lo que es un buen indicador de que tu molde está completamente curado. Puedes pulir la superficie exterior para obtener un acabado con un alto grado de transparencia. Añadir aceite mineral a las superficies exteriores es una opción para ayudar a llenar los arañazos de la superficie y ofrecer una ventana extremadamente transparente al proceso de llenado de silicona.

1. Aplica los revestimientos y el agente de desmoldeo. Considera utilizar agente de desmoldeo cada vez que dos materiales diferentes entran en contacto entre sí. Esto incluye hardware incrustado que tengas planeado introducir y retirar de una vaina sobremoldeada de silicona. Consulta nuestra tabla de procesos de trabajo de los clientes para ver recomendaciones. Sigue las instrucciones en el envase de tu material y espera a que los revestimientos se curen o se sequen completamente antes de pasar al siguiente paso.

Si vas a incorporar un pigmento, mezcla el pigmento con el componente B antes de pasar a los siguientes pasos.

Una preocupación frecuente a la hora de fundir silicona es dejar pequeñas burbujas de aire atrapadas en el molde, ya que provocan vacíos en la pieza fundida final. Se recomiendan algunos métodos adicionales para resolver las burbujas de aire, como desgasificar la silicona líquida en una cámara de vacío antes del llenado del molde. Como pauta general, comprueba la viscosidad de tu fórmula de silicona líquida RTV. Si supera los 18 000 cP (centipoise), se recomienda desgasificar. Si se encuentra por debajo de este umbral, es posible que no sea necesario un paso de desgasificación. Otra técnica recomendada es colocar el molde llenado en una cámara de presión durante el curado de la silicona, para colapsar y reducir las burbujas atrapadas. Se puede producir un buen prototipo sin desgasificar la silicona o realizar un curado bajo presión, pero puedes obtener una pieza casi perfecta con estos métodos suplementarios.

1. Método en tanque

• Desgasifica los componentes A y B en vacío por separado, de ser necesario.

• Mezcla con fuerza los componentes A y B. Por lo general, los dos componentes de la silicona se mezclan en volúmenes iguales. Permite que la mezcla se desgasifique en vacío una vez más o que se desgasifique suavemente al aire, normalmente durantre tres o cuatro minutos.

2. Método de la boquilla de mezclado

• Desgasifica los componentes A y B en vacío por separado, de ser necesario.

• Llena cada lado del sistema de cartuchos de resina epoxi con una de las partes (A o B) de la silicona, utilizando jeringas diferentes para transferir los líquidos. Verter la silicona en el cartucho desde lo alto, en un hilo delgado, ayudará a evitar que se vuelva a introducir aire en la silicona.

• Desgasifica los componentes A y B. Colócalos en posición vertical y permite que la silicona se desgasifique suavemente al aire, o al vacío. Dado que las partes A y B siguen separadas, el cartucho lleno puede permanecer así durante días hasta que lo utilices.

1. Método en tanque: Absorbe la mezcla de silicona desgasificada con una jeringa. A continuación, da la vuelta a la jeringa para que la boquilla apunte hacia arriba. Deja que los depósitos de aire suban hasta la superficie. Empuja el émbolo para expulsar el aire y extruye una pequeña cantidad de tu silicona para asegurarte de que no queden burbujas de aire en la jeringa. Introduce la jeringa en la entrada de llenado y llena lentamente el molde hasta que salga silicona por los respiraderos. Si tu modelo tiene un canal de descarga, sigue llenando esta zona del molde.

3. Como paso opcional, coloca el molde en la cámara de presión e introduce la presión de aire recomendada por el fabricante de tu silicona (p. ej., ~0,2 MPa). Esto reduce las burbujas atrapadas en el molde y obliga al material del canal de descarga a bajar al interior del molde. Deja que la silicona se cure bajo presión según las instrucciones del fabricante.

El tiempo de curado puede durar entre 10 minutos y varias horas, en función de la química de la silicona.

4. Iterar el diseño Es normal realizar un par de iteraciones del diseño del molde después de probar todo el proceso de trabajo. Algunos cambios que puede que tengas que considerar para el diseño son aumentar la distancia de margen entre los elementos de acoplamiento, mover los pernos de alineación para asegurar que los objetos encapsulados queden totalmente constreñidos o añadir respiraderos de aire en áreas que tienden a atrapar burbujas de aire durante el llenado.

El equipamiento rápido y automatizado que se utiliza para la producción en masa puede generar diferentes requisitos de diseño para la fabricación de piezas de silicona, si los comparamos con los de un método de prototipado con moldes impresos en 3D.

1. El material del molde. Los moldes para producción se suelen fabricar a partir de aluminio o acero mecanizados.

2. Los pernos de alineación para el sobremolde. Los pernos de alineación para el sobremolde están orientados dentro del plano de la principal línea de separación del molde, en vez de perpendicularmente a él. También se diseñan para ser retráctiles y poder entrar y salir del molde, de modo que la capa de silicona no tiene muescas ni agujeros creados por los pernos de alineación.

3. El ángulo de desmoldeo. Nuestros clientes recomiendan utilizar un ángulo de desmoldeo de al menos dos grados para los productos de silicona. Aunque los prototipos y los moldes de producción en series cortas presentados en este informe pueden soportar socavados profundos, estos tipos de geometrías de silicona se deben sacar con cuidado del molde y serían difíciles de reproducir para un sistema de inyección automatizado.

4. La configuración de moldeo por inyección. Los moldes alimentados por gravedad son configuraciones de molde muy fiables para el prototipado en el banco de trabajo. Para los métodos de producción de masa rápida, las geometrías de entrada y salida están en lados opuestos del molde.

5. Los materiales de silicona. Aunque la química de la silicona que se utiliza para la producción es muy similar a la de los materiales RTV presentados en este libro blanco, tanto las gomas de silicona líquidas como las gomas curadas por calor para el moldeo por compresión suelen entrar en el molde a baja temperatura y después se curan a temperaturas elevadas.

El ecosistema completo y fácil de usar de Formlabs simplifica el desafío de empezar a imprimir 3D moldes para la producción de piezas de silicona y añadir componentes blandos y gomosos a tu catálogo de productos o proyectos. Puedes utilizar cualquiera de las técnicas de las que hemos hablado en este artículo directamente o emplear elementos de cada una de ellas para crear aplicaciones a medida.

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