Prototyping von Elastomeren: Ultimativer Leitfaden
Elastomere unterschiedlicher Art werden bei der Herstellung einer Vielzahl von Bauteilen verwendet. Manchmal werden sie auch für die Herstellung von Prototypen verwendet.
Wenn Sie sich für das Elastomer-Prototyping interessieren, finden Sie in dem folgenden Leitfaden den Schlüssel zu den Details.
Was ist Elastomer?
Elastomere sind Polymere, die Elastizität und Viskosität bieten.
Elastomermoleküle können mit Hilfe schwacher zwischenmolekularer Kräfte verbunden werden, die eine hohe Streckgrenze und einen niedrigen Elastizitätsmodul bieten.
Elastomere haben die Fähigkeit, ihre eigentliche Form wieder anzunehmen, nachdem sie gedehnt worden sind.
Arten von Elastomeren
Es gibt zwei Arten von Elastomeren, und jede Art hat ihre eigenen Eigenschaften, die im Folgenden erläutert werden.
Gesättigtes Elastomer
Gesättigte Elastomere bieten Stabilität gegen Ozon, Strahlung, Hitze und Sauerstoff. Sie sind nicht durch Schwefelvulkanisation härtbar und haben eine geringere Reaktivität.
Zu den gesättigten Elastomeren gehören Silikon- und Polyacrylkautschuk.
Ungesättigtes Elastomer
Ungesättigte Elastomere können mit dem Verfahren der Schwefelvulkanisation vulkanisiert werden. Die Arten von ungesättigten Elastomeren bestehen aus natürlichem Polyisopren und Butylkautschuk.
Methoden zur Herstellung von Elastomer-Prototypen
Für die Herstellung von Elastomer-Prototypen gibt es verschiedene Methoden, die im Folgenden beschrieben werden:
CNC-Fräsen
CNC-Fräsen ist ein Verfahren, bei dem die Software die Werkzeuge einer CNC-Maschine anweist, die Elastomere zu formen und zu schneiden.
Elastomere sind von Natur aus sehr flexibel, was eine große Sorgfalt bei der Bearbeitung erfordert.
Es ist sehr wichtig, Verformungen zu vermeiden, indem man die richtige Geschwindigkeit der Schneidwerkzeuge und Kühlmethoden wählt.
Der Prozess des CNC-Fräsens eignet sich für solche Prototypen von Elastomeren, die eine hohe Genauigkeit, komplexe Geometrien und komplizierte Details erfordern.
Sie wird in der Regel für die Kleinserienfertigung von Elastomerbauteilen eingesetzt.
Spritzgießen
Spritzgießen hilft auch bei der Herstellung von Elastomer-Prototypen in größeren Mengen. Die Elastomere werden geschmolzen und in die zuvor hergestellte Form gespritzt.
Sobald das geschmolzene Elastomer abgekühlt und verfestigt ist, wird es entformt.
Das Verfahren des Spritzgießens kann mehrfach wiederholt werden, um weitere Komponenten desselben Designs herzustellen.
Es ist sehr einfach, Prototypen verschiedener Elastomere im Spritzgussverfahren herzustellen. Die Kosten für die Form sind jedoch hoch, weshalb sie sich nur für die Massenproduktion eignet.
3D-Druck
3D-Druck trägt das Material Schicht für Schicht auf, um ein 3D-Bauteil zu erstellen. Auch Elastomerwerkstoffe können für die Herstellung von Eigenschaften mittels 3D-Druck verwendet werden.
Das Verfahren ist flexibel und bietet schnelle Änderungen ohne Kosten, wann immer diese im Design erforderlich sind. Daher eignet sich dieses Verfahren für Kleinserien und Rapid Prototyping.
Es hilft bei der Erstellung komplexer Komponenten und das auch noch sehr schnell.
Konstruktionsüberlegungen zum Elastomer-Prototyping
Bei der Herstellung von Elastomer-Prototypen spielen einige konstruktive Überlegungen eine wichtige Rolle, und zwar folgende:
Material
Bei der Entwicklung des Prototyps eines Elastomers sollte der richtige Elastomertyp für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden. Härte, Flexibilität, Festigkeit und Dehnung sind die zu berücksichtigenden Aspekte.
Darüber hinaus sollte die Kompressionsfähigkeit des Materials geprüft werden, um sicherzustellen, dass es seine ursprüngliche Form im Laufe der Zeit beibehält.
Wanddicke
Bei der Herstellung eines Prototyps aus einem Elastomer ist es wichtig, dass die Wandstärke eingehalten wird. Bei Verfahren wie dem Spritzgießen kann eine ungleichmäßige Dicke zu Verformungen führen.
Daher muss die Dicke der Wände genau sein. Dünne Wände führen zu Verformungen und dicke zu einer unsachgemäßen Füllung.
Komplexe Formen
Wenn die Konstruktion komplexe Geometrien aufweist, kann das Prototyping von Elastomeren eine Herausforderung darstellen. Dies kann zu Schwierigkeiten beim Auswerfen des Bauteils und zu Verformungen führen.
In diesem Fall kann die Verwendung von flexiblen Einsätzen, Entformungswinkeln und mehrteiligen Werkzeugen hilfreich sein.
Schrumpfung berücksichtigen
Elastomere haben die Tendenz, nach dem Aushärten oder Formen zu schrumpfen. Bei der Entwicklung eines Prototyps aus Elastomeren muss daher die Schrumpfung berücksichtigt werden.
Außerdem ist es bei Elastomeren aufgrund ihrer hohen Flexibilität manchmal sehr schwierig, die Toleranz einzuhalten; daher ist es wichtig, realistische Erwartungen zu setzen.
Oberfläche
Die Oberflächenbeschaffenheit der Elastomere spielt sowohl für die Ästhetik als auch für die Funktionalität eine wichtige Rolle.
Daher ist eine glatte Oberfläche wichtig, um die Reibung zu verringern. Gleichzeitig verbessert eine strukturierte Oberfläche die Griffigkeit.
Die Oberflächenbehandlung der Prototypen wirkt sich auch auf die Art und Weise aus, wie Elastomere mit Beschichtungen interagieren. Daher sollte bei der Wahl der Oberfläche auf ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Aussehen geachtet werden.
Effizientes Prototyping von Gummiteilen mit der DEK
DEK bietet die Herstellung von Prototypen von Gummiteilen in verschiedenen Herstellungsverfahren an.
Wir analysieren die Art der Elastomere, die Sie verwenden möchten, und wählen das am besten geeignete Herstellungsverfahren.
Wir verfügen über ein Team von erfahrenen Ingenieuren, die ihr Fachwissen in den Herstellungsprozess Ihrer Komponenten einbringen. Setzen Sie sich also mit uns in Verbindung, um das Beste aus unseren Prototyping-Dienstleistungen zu machen.
Schlussfolgerung
Bevor Sie Elastomere in Ihren Projekten verwenden, ist es sehr wichtig, die Details über Elastomere, die Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Typen zu verstehen.
Wie Sie im obigen Leitfaden gelesen haben, muss jedes Detail des Materials klar sein, damit Sie fundierte Entscheidungen treffen können.
