工艺说明

硅胶模具制作套件与手工模具铸造套件：工艺流程解析

硅胶模具制作套件和手工模具铸造套件是一种低压复制工艺。先用硅胶复制母模，再手工填充树脂、聚氨酯或低熔点金属。本页说明其工作原理、公差极限，以及何时应改用 CNC 加工模具。

室温固化每套模具可浇注 25–100 次无最小起订量3–5 天出件

本页内容

本文内容

原理

该套件是一套化学体系，不是机器。A、B 两组分按固定比例混合，通常按重量 10:1 或 1:1，然后浇在母模上，在室温或烘箱中固化。典型 30 Shore A 铂金固化硅胶在 25 °C 下约 4 小时固化，在 60 °C 下约 1 小时。

铂金固化硅胶是工程应用的默认选择，因为收缩更小。前 24 小时线性收缩通常为 0.1% 至 0.3%，之后几天仍会轻微变化。锡固化硅胶更便宜，但收缩更大，还可能抑制某些聚氨酯固化，因此不适合尺寸关键件。

模具复制母模，所以母模决定一切。用 6061 铝或 ABS 经 CNC 加工的母模，尺寸保持性远好于手工修整的母模。如果母模大了 0.2 mm，每个铸件都会大 0.2 mm 再加收缩量。硅胶固化后无法再纠正。

抽真空排气比多数人预想的更重要。困在母模表面的气泡会在每个脱模件上形成表面凹坑。浇注前在 50 至 100 mbar 下抽真空 2 至 5 分钟，可去除大部分气泡。从一角以细流浇注也有助于空气在硅胶前面排出。

工艺限制

手工模具铸造套件是手动流程。混合、浇注、等待、脱模、重复。做 20 件没问题。到 200 件就成了瓶颈，因为每个循环仍消耗同样的操作时间和同样的固化窗口。

硅胶是软的。重力填充时能保持形状，但低于约 1 mm 的薄壁在脱模时会变形，反复脱模后可能撕裂。尖锐内角会集中应力，是模具最先开裂的位置。母模上做 0.5 mm 圆角可显著延长模具寿命。

铸造树脂固化时会收缩。填充型聚氨酯可能收缩 0.1% 至 0.5%，未填充型更大。如果 100 mm 零件要求 ±0.1 mm，还没算硅胶收缩，铸造树脂就已超出该窗口。这是原型转向 CNC 加工的最大原因。

温度是另一条边界。多数硅胶模具可短时承受 150 至 200 °C，但反复热循环会使其硬化并缩短寿命。70 至 90 °C 的低熔点合金是安全的。660 °C 的铝不行，第一次浇注就会毁掉模具。

成本逻辑

经济账很简单。硅胶模具一天可做好，成本只是钢模或铝模的一小部分。对仍在变动的设计，这很重要。你可以改母模、浇一套新模具，第二天早上开评审会。

硅胶还能处理硬模中需要侧向抽芯或滑块的几何形状。倒扣、深加强筋和内螺纹都能从柔性模具中脱出，无需特殊机构，只要硅胶能拉伸越过该特征而不撕裂。

表面处理直接由母模传递。母模抛光到 Ra 0.8–1.6 μm，铸件就光亮。喷砂则呈哑光。也可在树脂中加色粉直接铸出颜色，小批量时省去单独喷漆工序。

差距在产量上显现。零件稳定后需要数千件时，铸造聚氨酯不再有竞争力，注塑在单件成本上胜出。交叉点通常在数百件左右，但模具成本和零件尺寸会移动这条线。

母模

母模是唯一还能控制公差的地方，因此应安排最严格的工序。3 轴或 5 轴 CNC 加工可得到位置精度 ±0.005 mm、表面处理已知的母模，硅胶随后忠实复制。

硅胶并不严格要求拔模，但 1° 至 2° 拔模更易脱模，并降低薄边撕裂风险。深型芯应拆成可重新对位的独立硅胶块，而不是一个夹紧零件的长型腔。

对于经常取放的母模，铝或不锈钢金属母模比打印母模更耐用。计划从同一母模翻制多套硅胶模具时，模具钢母模值得投入，因为磨损由母模承担，而非模具。

我们用 6061 铝、7075 铝、17-4PH 不锈钢、ABS、POM 和 PEEK 加工母模，再经喷砂、抛光或阳极氧化处理。母模选定的表面处理就是铸件呈现的表面处理。

用以下内容判断哪种方式适合当前任务。