Materiais para Fundição de Uretano Explicados: Silicones, Elastômeros e Uretanos Rígidos

A fundição de uretano é um método rápido e custo-efetivo para produzir peças plásticas de uso final em volumes baixos a médios. O processo envolve criar moldes de fundição de silicone a partir do modelo mestre de uma peça, então cortar os moldes ao meio para que possam ser levados à produção. Capaz de suportar uma ampla gama de designs de peças viáveis, a fundição de uretano é comumente usada para prototipagem de peças, ferramentas de ponte e fabricação de peças com detalhes finos, espessuras de parede variadas e geometrias complexas.

Entre as vantagens notáveis do processo, a fundição de uretano pode acelerar o tempo de colocação no mercado, pois a maioria das peças pode ser fundida em menos de duas semanas. Além disso, peças fundidas tendem a experimentar taxas de retração menores que aquelas produzidas através de processos como moldagem por injeção.

Considerando que a fundição de uretano é um processo de fabricação altamente versátil, a seleção de material pode envolver uma variedade de fatores. É importante que as equipes de produto façam sua devida diligência para garantir que selecionem o material mais adequado para seu projeto dado.

Fatores de seleção de material para fundição de uretano

A fundição de uretano é compatível com uma ampla gama de materiais rígidos e flexíveis — então peças de uretano fundido podem ser produzidas em uma variedade de cores, texturas e acabamentos. No entanto, com tantas opções disponíveis, é importante que você adira às melhores práticas de design para fabricabilidade (DFM) ao selecionar um material. Você estará pesando um conjunto complexo de fatores, incluindo:

• Requisitos da aplicação: A peça precisa armazenar ou dissipar energia? Requer resistência ao rasgo, capacidade de carga ou amortecimento de som? Cada um desses fatores necessita diferentes propriedades físicas e químicas, o que deve ajudar a refinar o conjunto de opções de material viáveis.

• Considerações ambientais: Se os requisitos da aplicação exporão a peça a temperaturas extremas, umidade, radiação UV ou produtos químicos, estas considerações ambientais também devem informar sua seleção de material.

• Expectativas: Outros fatores como considerações cosméticas e gerenciamento das expectativas do cliente quando se trata de vida da peça, durabilidade e custo podem desempenhar um papel significativo na determinação da escolha final.

Em última análise, determinar o material mais adequado para uma dada aplicação é vital para garantir que todo o ciclo de produção esteja posicionado para o sucesso. Materiais de fundição de uretano incluindo silicones, espumas e resinas de fundição de uretano podem ser categorizados por sua dureza de acordo com a escala durometer. Aqui está uma rápida olhada no durometer, a escala Shore e alguns dos materiais de fundição de uretano mais comuns.

Uma nota sobre durometer e a escala Shore

Borrachas, plásticos e metais podem variar amplamente em termos de suas propriedades físicas e características, o que tem impacto direto nas aplicações para as quais cada material é adequado — um plástico macio e dobrável obviamente não servirá quando aço endurecido for requerido, e vice-versa.

Durometer é a métrica padronizada para medir a dureza de um dado material, ou seja, quão resistente ele é à deformação local. O durometer da maioria desses materiais cairá em uma de três categorias: Shore 00, Shore A ou Shore D, cada uma das quais representa uma faixa de dureza, com Shore 00 sendo o mais macio e Shore D sendo o mais duro. Uretanos tipicamente variam em dureza de 25 shore 00 (algo como um assento de bicicleta de gel) a 75 shore D (algo como uma bola de boliche).

Uretano rígido (resinas Shore D)

O espectro Shore D abrange de resinas de poliuretano rígido a altamente rígidas. A maioria dos materiais mais duros que 65 Shore D parecerá completamente rígida à mão humana e não terá a flexibilidade ou dobradiça de superfície fornecida por materiais Shore A mais macios. No extremo superior do espectro Shore D vem a escala Rockwell, que é usada para medir metais e resinas extremamente duras como acetais e nylons.

Materiais Shore D comuns incluem:

AFP3100 (85 shore D)

Extremamente durável e resistente a tanto calor quanto impacto, esta resina rígida é frequentemente usada para criar tampas e carcaças para eletrônicos de consumo e equipamentos médicos. É comparável a plásticos ABS e PC/ABS.

AFP3200 (80 shore D)

Similar ao PEAD, este uretano oferece alta resistência à tração e impacto, rigidez e rigidez, e é usado extensivamente em bens de consumo embalados, tubulações e tanques industriais, e componentes de carroceria automotiva como para-lamas, capôs e para-lamas de roda.

AFP3320 (80 shore D)

Este uretano é frequentemente usado para aplicações de alto calor devido à sua excelente resistência a calor e impacto. É uma excelente opção para aplicações HVAC e sob o capô.

AFP3400 (70 shore D)

Comparável em muitos aspectos ao polipropileno, este material oferece flexibilidade enquanto ainda mantém um baixo módulo de flexão e boa resistência a impacto. Esta resina é adequada para aplicações como dobradiças vivas onde alongamento superior é essencial.

AFP3600 (~82 shore D)

Este material transparente pode ser facilmente pigmentado, fornece boa resistência ao calor e fornece flexibilidade suficiente para peças pequenas como clipes e encaixes de pressão. Lentes, carcaças, aplicações de retroiluminação e componentes claros e foscos são frequentemente feitos com este uretano.

PT8958 (85 shore D)

Este material é mais frequentemente usado para criar componentes médicos médios ou grandes que devem ser tanto transparentes a MRI quanto retardantes de chama.

RC 79D (85 shore D ±5)

Também transparente a MRI e retardante de chama, este material resistente e resistente a impacto é frequentemente um bom ajuste para dispositivos e montagens médicas menores.

Elastômeros de uretano (resinas shore A)

Materiais Shore A são mais macios que os materiais rígidos Shore D, fornecendo maior flexibilidade e, frequentemente, boa resistência ao rasgo. Em uma extremidade do espectro de material, 0 Shore A refere-se a materiais macios, semelhantes a gel, enquanto plásticos semi-rígidos medem 90 ou 95 Shore A.

Materiais Shore A comuns incluem:

E1005AL (5 shore A)

Este elastômero extra macio é uma excelente borracha macia versátil que é fácil de tingir e oferece boa resistência à tração e rasgo. Por esta razão, é comumente usado para criar modelos de treinamento médico, efeitos especiais e adereços.

E1015AL (15 shore A)

Similar ao E1005AL, mas com rigidez ligeiramente aumentada, este elastômero é excelente para criar pegadas de borracha macia e forros elásticos.

E1040AL (40 shore A)

Esta resina de média maciez é similar em dureza a uma borracha de lápis padrão, tornando-a adequada para sobremoldagem e teclados.

E1060AL (60 shore A)

Este material de média dureza é um bom elastômero de propósito geral frequentemente usado para criar foles, botas e componentes sobremoldados.

E1070 AB (70 shore A)

Comparável à dureza de pneus automotivos, a mistura de durabilidade e resistência ao desgaste deste material também é ideal para conectores de cabo.

E1095AB (95 shore A)

Este material oferece boa resistência à abrasão e rasgo, e é frequentemente usado para fabricar rodas de carrinho de compras, rolos e para-choques.

Cada uma destas resinas de elastômero termoplástico são compatíveis com os padrões de Registro, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos (REACH) e Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS) da União Europeia.

Silicones

Silicones são mais macios que materiais Shore A e são usados para criar alguns tipos selecionados de peças; no entanto, são comumente usados para criar os moldes pelos quais peças de uso final são fundidas. Isso é especialmente verdadeiro ao usar o processo de moldagem de uretano fundido para ferramentas de ponte, uma etapa intermediária que permite que a produção comece enquanto os moldes de injeção e outras ferramentas duras são usinadas e finalizadas. Fundições para ferramentas de ponte também podem ser feitas em uretano, espuma ou metal.

Silicones comuns incluem:

AFS15 (15 shore A)

Uma borracha macia, este silicone é frequentemente usado em aplicações como almofadas de carimbo de tinta e almofadas de pressão que requerem boa flexibilidade.

AFS30 (30 shore A)

Um pouco mais firme que AFS15, este silicone de fundição pode ser usado na fabricação de moldes e para encapsular outros componentes.

AFS40 (40 shore A)

Este silicone de média maciez faz excelentes botões e teclados, enquanto também fornece boa resistência à água.

AFS60 (60 shore A)

Esta borracha de média dureza funciona bem para fabricação de moldes e aplicações que requerem encapsulamento.

Cada um destes silicones também pode ser usado para criar componentes viáveis como gaxetas e vedações em durezas variadas.

Aproveite os benefícios destes materiais comuns de fundição de uretano hoje

A fundição de uretano é um método de fabricação útil por várias razões. Primeiro, é rápido e geralmente bastante custo-efetivo. Segundo, produz peças de uso final de alta qualidade. Terceiro, você tem uma enorme variedade de resinas de elastômero de poliuretano à sua disposição com as quais trabalhar. No entanto, ter tantas opções disponíveis pode às vezes ser opressor — como você pode determinar como diferenças sutis entre materiais afetarão a longevidade e desempenho da sua peça no futuro?

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