Силикон или полиуретановый компаунд для формы: как выбрать

Почему одинаковая твёрдость не делает материалы одинаковыми

Силиконовая резина для форм и полиуретановый компаунд после отверждения становятся эластомерами. В карточках обоих могут быть указаны Shore A, удлинение и сопротивление раздиру. На этом сходство заканчивается: различаются химия реакции, чувствительность к поверхности модели, влагe, способ дозирования, жёсткость, извлечение отливки и совместимость с литьевым материалом.

Выбор «что дешевле за килограмм» может привести к форме, которая не полимеризуется на модели, рвётся на поднутрениях или, наоборот, слишком мягко деформируется и меняет размеры отливки. Сначала описывают модель и серию, затем выбирают систему и только потом считают стоимость комплекта.

Три группы материалов в каталоге

Группа	Пример	Отверждение и дозирование	Заявленная твёрдость	Типичная роль
Конденсационный силикон	MyMold A30 S	Основа + 2% отвердителя	30 Shore A	Универсальная эластичная форма
Аддитивный платиновый силикон	MyPlat Elastic 30 S	A:B = 1:1	30 Shore A	Точная форма с низкой заявленной усадкой
Мягкий конденсационный силикон	MyMold A10 S	По инструкции комплекта	10 Shore A	Сложные поднутрения и деликатная модель
Жёсткий конденсационный силикон	MyMold A40 S	По инструкции комплекта	40 Shore A	Более стабильная геометрия формы
Полиуретановый компаунд	MyPolymold 80	Компоненты 1:1	80 Shore A	Жёсткая износостойкая форма или эластичная деталь

Числа в таблице относятся к перечисленным позициям. У другого продукта соотношение компонентов, время жизни и свойства могут отличаться. Дозировку всегда берут из технического листа текущей партии.

Оловянный и платиновый силикон

Оловянным обычно называют конденсационно отверждаемый RTV-2 силикон с отдельным катализатором. Платиновым — аддитивно отверждаемую двухкомпонентную систему. Это не просто маркетинговые названия, а разные механизмы реакции.

В руководстве Wacker по формовочным RTV-2 силиконам указано, что для аддитивных систем компоненты смешивают строго в заданном массовом отношении, а отклонение ухудшает отверждение. Для конденсационных систем количество катализатора также ограничено: слишком большая или малая дозировка ухудшает свойства и может сорвать полимеризацию.

Платиновая система обычно привлекательна низкой усадкой и стабильностью, но чувствительна к ингибиторам. Конденсационная часто технологически проще на разнообразных моделях, однако её усадка и долговременная стабильность зависят от рецептуры. Решение подтверждают пробой на материале модели.

Ингибирование платинового силикона

Некоторые вещества блокируют или замедляют отверждение аддитивного силикона. Wacker перечисляет серу и серосодержащие материалы, амины, уретаны и оловоорганические соединения; опасными могут быть натуральная или синтетическая резина, некоторые пластилины, аминно-отверждённая эпоксидная смола и следы оловянного силикона на инструменте.

Производитель Smooth-On отдельно предупреждает о чувствительности платиновых силиконов к серосодержащим глинам и силиконам оловянного отверждения и рекомендует пробу на аналогичной поверхности. Практический вывод: нельзя обещать совместимость только по названию модели. Делают небольшой тест теми же инструментами, разделителем и режимом выдержки.

Твёрдость формы и поднутрения

Мягкая форма легче выворачивается вокруг сложного рельефа, но сильнее деформируется под массой заливки. Жёсткая лучше удерживает геометрию, зато требует грамотной линии разъёма и может порваться на глубоких поднутрениях. Наружный жёсткий кожух поддерживает мягкую силиконовую оболочку и часто даёт лучший компромисс.

Ориентир по ассортименту:

Shore A	Поведение формы	Возможная задача	Что проверить
10	Очень мягкая и выворачиваемая	Мелкий рельеф, глубокие поднутрения	Растяжение при извлечении и поддерживающий кожух
20–25	Мягкая/среднемягкая	Декор, гипс, воск, небольшие серии	Толщину стенки и линию разъёма
30	Средняя жёсткость	Универсальная форма	Баланс точности и извлечения
40	Более жёсткая	Простая геометрия, стабильная стенка	Риск раздира на поднутрениях
80	Жёсткий эластомер	Износостойкая форма, штамп, деталь	Возможность извлечения и экзотермию

Это не таблица назначения производителя, а инженерная логика предварительного выбора. Финальное решение учитывает сопротивление раздиру, удлинение, модуль, толщину формы и материал отливки.

Вязкость и детализация

Низкая вязкость облегчает заполнение узких щелей и выход воздуха, но повышает риск протечки через неплотную опалубку. Высокая вязкость помогает наносить материал на вертикальную поверхность, однако удерживает пузырьки и хуже затекает в мелкий рельеф.

У MyMold A30 S в карточке заявлена вязкость 25 000 mPa·s, у смешанного MyPlat Elastic 30 S — 10 000±2000 cS в обозначении поставщика, у MyPolymold 80 — 2000 cP. Эти единицы и методы нельзя бездумно смешивать в одну рейтинговую шкалу: кинематическая и динамическая вязкость различаются, а точный пересчёт требует плотности и одинаковых условий измерения. Практически сравнивают технические листы и делают пробную заливку.

Время жизни и время отверждения

Время жизни — период после смешивания, когда состав ещё можно качественно перемешать, вакуумировать и залить. Это не «время до полного затвердевания». В карточках MyMold A30 S, MyPlat Elastic 30 S и MyPolymold 80 указано около 20 минут при 25 °C. Отверждение силиконов заявлено около 16 часов, полиуретана — 16–24 часа в зависимости от размера модели.

Температура смеси, объём замеса и геометрия влияют на процесс. Большой объём может сильнее нагреваться, а холодная мастерская замедляет реакцию. Не пытайтесь компенсировать условия самовольным изменением пропорции: это меняет сетку полимера и свойства формы.

Усадка и точность

Для MyMold A30 S поставщик указывает линейную усадку не более 0,2%, для MyPlat Elastic 30 S и MyPolymold 80 — не более 0,1%. На детали длиной 500 мм величина 0,1% соответствует 0,5 мм, а 0,2% — 1 мм:

ΔL = L × S / 100.

Это только расчёт по заявленной линейной усадке материала. Реальная точность зависит от температуры, дозирования, деформации мягкой формы, опорного кожуха, усадки материала отливки и способа измерения. Для размерной серии делают контрольную отливку.

Сопротивление раздиру и ресурс

Форма чаще повреждается не равномерным растяжением, а развитием надреза у острой кромки или в тонкой перемычке. Поэтому сопротивление раздиру, радиусы модели и расположение разреза критичнее максимального удлинения само по себе. Увеличение толщины может повысить ресурс, но одновременно ухудшить выворачивание и увеличить расход.

Разделительный состав нужен не всегда и не один и тот же. Силикон обычно плохо сцепляется со многими материалами, но силикон по силикону может склеиться; полиуретан также требует совместимого разделителя. Неверный аэрозоль способен загрязнить поверхность или вызвать дефект отверждения, поэтому его проверяют вместе с системой.

Влага и полиуретановый компаунд

Полиуретановые компоненты и модель защищают от влаги в пределах требований технического листа. Вода может вызвать газообразование, пузыри и пористость. Пористый гипс, дерево и бетон предварительно сушат и герметизируют совместимым покрытием, затем проводят тест.

При реакции возможен нагрев. Максимальную массу замеса и толщину слоя берут из инструкции конкретного компаунда. Нельзя переносить режим тонкой формы на большой монолитный объём.

Стоимость формы считают на серию, а не на килограмм

Полная стоимость включает модель, опалубку, материал, разделитель, вакуумирование, опорный кожух, труд и брак. Затем её делят на число годных отливок. Более дорогой материал может оказаться выгоднее, если даёт меньше брака и больше циклов; дешёвая система проиграет, если форму приходится переделывать.

Расход рассчитывают по свободному объёму опалубки. Формула и пошаговый пример находятся в статье «Как сделать силиконовую форму».

Матрица выбора

1. Сложные поднутрения и деликатное извлечение — смотрите мягкий силикон и опорный кожух.
2. Размерная точность и совместимая чистая модель — рассматривайте платиновую систему.
3. Простая геометрия и нужна стабильная стенка — средний или более жёсткий силикон.
4. Высокое истирание и небольшие поднутрения — оценивайте полиуретановый компаунд.
5. Неизвестный материал модели — обязательная проба отверждения.
6. Регулируемая продукция — документы на материал формы и отливки согласуют с технологом.

Для общего понимания семейства материалов полезен обзор полиуретана и силикона. Не путайте формовочный компаунд с двухкомпонентным полиуретановым герметиком: назначение и требования к технологии различаются.

Материалы для форм из каталога

Линейку удобно читать как последовательность по твёрдости: MyMold A10 S для очень мягкой формы, MyMold A30 S для среднего диапазона и MyMold A40 S для более жёсткой стенки. Однако даже внутри серии перед смешиванием сверяют пропорцию и технический лист каждой позиции.

Отдельно сравнивают платиновый MyPlat Elastic 30 S с MyPlat Elastic 40 S, а для жёсткой износостойкой формы — с MyPolymold 80. Такая лестница помогает отобрать кандидатов, но не заменяет пробу на модели и контрольную отливку: поднутрения, разделитель, материал модели и масса заливки могут изменить итог сильнее, чем разница нескольких единиц Shore A.

Источники и технические материалы

• Wacker: ELASTOSIL M Moldmaking Compounds — технология RTV-2 силиконов.
• Wacker: практические рекомендации по смешиванию, вакуумированию и заливке.
• Smooth-On: предупреждение об ингибировании платинового силикона.
• Каталог формовочных силиконов и полиуретанов поставщика.
• ГОСТ 263-75: метод определения твёрдости по Шору А.

Значения MyMold, MyPlat и MyPolymold приведены по опубликованным карточкам Amalor. Перед смешиванием используйте инструкцию и технический лист комплекта текущей партии.