Materiales para colada de uretano explicados: Siliconas, elastómeros y uretanos rígidos

La colada de uretano es un método rápido y rentable para producir piezas plásticas de uso final en volúmenes bajos a medios. El proceso implica crear moldes de colada de silicona a partir del patrón maestro de una pieza, luego cortar los moldes por la mitad para que puedan llevarse a producción. Capaz de soportar una amplia gama de diseños de piezas viables, la colada de uretano se usa comúnmente para prototipado de piezas, herramientado puente y fabricación de piezas con detalles finos, espesores de pared variables y geometrías complejas.

Entre las ventajas notables del proceso, la colada de uretano puede acelerar el tiempo de comercialización, ya que la mayoría de las piezas pueden colarse en menos de dos semanas. Además, las piezas coladas tienden a experimentar tasas de contracción más bajas que las producidas mediante procesos como el moldeo por inyección.

Considerando que la colada de uretano es un proceso de fabricación altamente versátil, la selección de materiales puede involucrar una variedad de factores. Es importante que los equipos de producto hagan su debida diligencia para asegurar que seleccionen el material más adecuado para su proyecto dado.

Factores de selección de materiales para colada de uretano

La colada de uretano es compatible con una amplia gama de materiales tanto rígidos como flexibles —así que las piezas de colada de uretano pueden producirse en una variedad de colores, texturas y acabados. Sin embargo, con tantas opciones disponibles, es importante que te adhieras a las mejores prácticas de diseño para fabricabilidad (DFM) al seleccionar un material. Estarás sopesando un conjunto complejo de factores, incluyendo:

• Requisitos de aplicación: ¿La pieza necesita almacenar o disipar energía? ¿Requiere resistencia al desgarro, capacidad de carga o amortiguación de sonido? Cada uno de estos factores necesita diferentes propiedades físicas y químicas, lo que debería ayudar a refinar el grupo de opciones de materiales viables.

• Consideraciones ambientales: Si los requisitos de la aplicación expondrán la pieza a temperaturas extremas, humedad, radiación UV o químicos, estas consideraciones ambientales también deberían informar tu selección de materiales.

• Expectativas: Otros factores como consideraciones cosméticas y gestionar las expectativas del cliente cuando se trata de vida de la pieza, durabilidad y costo pueden jugar un papel significativo en determinar la elección final.

En última instancia, determinar el material más adecuado para una aplicación dada es vital para asegurar que todo el ciclo de producción esté posicionado para el éxito. Los materiales de colada de uretano incluyendo siliconas, espumas y resinas de colada de uretano pueden categorizarse por su dureza según la escala durometer. Aquí tienes un vistazo rápido al durometer, la escala Shore y algunos de los materiales de colada de uretano más comunes.

Nota sobre durometer y la escala Shore

Cauchos, plásticos y metales pueden variar ampliamente en términos de sus propiedades físicas y características, lo que tiene un impacto directo en las aplicaciones para las que cada material es adecuado —un plástico suave y flexible obviamente no servirá cuando se requiera acero endurecido, y viceversa.

El durometer es la métrica estandarizada para medir la dureza de un material dado, es decir, qué tan resistente es a la deformación local. El durometer de la mayoría de estos materiales caerá en una de tres categorías: Shore 00, Shore A o Shore D, cada una de las cuales representa un rango de dureza, con Shore 00 siendo el más suave y Shore D el más duro. Los uretanos típicamente varían en dureza desde 25 Shore 00 (algo como un asiento de gel para bicicleta) hasta 75 Shore D (algo como una bola de bolos).

Uretano rígido (resinas Shore D)

El espectro Shore D abarca desde resinas de poliuretano rígido hasta altamente rígidas. La mayoría de materiales más duros que 65 Shore D se sentirán completamente rígidos al tacto humano y no tendrán la flexibilidad o capacidad de doblado superficial proporcionada por materiales Shore A más suaves. En el extremo superior del espectro Shore D viene la escala Rockwell, que se usa para medir metales y resinas extremadamente duras como acetales y nylons.

Materiales Shore D comunes incluyen:

AFP3100 (85 Shore D)

Extremadamente duradero y resistente tanto al calor como al impacto, esta resina rígida se usa a menudo para crear cubiertas y envoltorios para electrónica de consumo y equipos médicos. Es comparable a plásticos ABS y PC/ABS.

AFP3200 (80 Shore D)

Similar al HDPE, este uretano ofrece alta resistencia a la tracción e impacto, rigidez y dureza, y se usa extensivamente en bienes de consumo envasados, tuberías y tanques industriales, y componentes de carrocería como guardabarros, capós y pasos de rueda.

AFP3320 (80 Shore D)

Este uretano se usa a menudo para aplicaciones de alto calor debido a su excelente resistencia al calor e impacto. Es una excelente opción para aplicaciones HVAC y bajo el capó.

AFP3400 (70 Shore D)

Comparable en muchos aspectos al polipropileno, este material ofrece flexibilidad mientras mantiene un módulo de flexión bajo y buena resistencia al impacto. Esta resina es adecuada para aplicaciones como bisagras vivas donde la elongación superior es esencial.

AFP3600 (~82 Shore D)

Este material transparente puede pigmentarse fácilmente, proporciona buena resistencia al calor y ofrece suficiente flexibilidad para piezas pequeñas como clips y encajes a presión. Lentes, envoltorios, aplicaciones de retroiluminación y componentes tanto transparentes como escarchados a menudo se hacen con este uretano.

PT8958 (85 Shore D)

Este material se usa más a menudo para crear componentes médicos medianos o grandes que deben ser tanto transparentes a MRI como retardantes de llama.

RC 79D (85 Shore D ±5)

También transparente a MRI y retardante de llama, este material resistente e impactante es a menudo un buen ajuste para dispositivos y ensamblajes médicos más pequeños.

Elastómeros de uretano (resinas Shore A)

Los materiales Shore A son más suaves que los materiales rígidos Shore D, proporcionando mayor flexibilidad y, a menudo, buena resistencia al desgarro. En un extremo del espectro de materiales, 0 Shore A se refiere a materiales suaves, tipo gel, mientras que plásticos semi-rígidos miden 90 o 95 Shore A.

Materiales Shore A comunes incluyen:

E1005AL (5 Shore A)

Este elastómero extra suave es un excelente caucho suave todo terreno que es fácil de teñir y ofrece buena resistencia a la tracción y desgarro. Por esta razón, se usa comúnmente para crear modelos de entrenamiento médico, efectos especiales y accesorios.

E1015AL (15 Shore A)

Similar a E1005AL, pero con rigidez ligeramente aumentada, este elastómero es excelente para crear agarres de caucho suave y forros elásticos.

E1040AL (40 Shore A)

Esta resina de dureza media-suave es similar en dureza a un borrador de lápiz estándar, haciéndola adecuada para sobremoldeo y teclados.

E1060AL (60 Shore A)

Este material de dureza media-dura es un buen elastómero de propósito general a menudo usado para crear fuelles, botas y componentes sobremoldeados.

E1070 AB (70 Shore A)

Comparable a la dureza de neumáticos automotrices, la mezcla de durabilidad y resistencia al desgaste de este material también es ideal para conectores de cables.

E1095AB (95 Shore A)

Este material ofrece buena resistencia a la abrasión y desgarro, y se usa a menudo para fabricar ruedas de carritos de compras, rodillos y parachoques.

Cada una de estas resinas elastoméricas termoplásticas cumplen con los estándares de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Químicos (REACH) y Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS) de la Unión Europea.

Siliconas

Las siliconas son más suaves que los materiales Shore A y se usan para crear unos pocos tipos selectos de piezas; sin embargo, se usan comúnmente para crear los moldes por los cuales se colan las piezas de uso final. Esto es especialmente cierto cuando se usa el proceso de moldeo de colada de uretano para herramientado puente, un paso interino que permite que la producción comience mientras los moldes de inyección y otras herramientas duras se mecanizan y finalizan. Las coladas para herramientado puente también pueden hacerse en uretano, espuma o metal.

Siliconas comunes incluyen:

AFS15 (15 Shore A)

Un caucho suave, esta silicona se usa a menudo en aplicaciones como almohadillas de sellos de tinta y almohadillas de presión que requieren buena flexibilidad.

AFS30 (30 Shore A)

Un poco más firme que AFS15, esta silicona de colada puede usarse en fabricación de moldes y para encapsular otros componentes.

AFS40 (40 Shore A)

Esta silicona de dureza media-suave hace excelentes botones y teclados, mientras también proporciona buena resistencia al agua.

AFS60 (60 Shore A)

Este caucho de dureza media-dura funciona bien para fabricación de moldes y aplicaciones que requieren encapsulación.

Cada una de estas siliconas también puede usarse para crear componentes viables como juntas y sellos en durezas variables.

Aprovecha los beneficios de estos materiales comunes de colada de uretano hoy

La colada de uretano es un método de fabricación útil por varias razones. Uno, es rápido y generalmente bastante rentable. Dos, produce piezas de uso final de alta calidad. Tres, tienes una gran variedad de resinas elastoméricas de poliuretano a tu disposición con las que trabajar. Sin embargo, tener tantas opciones disponibles a veces puede ser abrumador —¿cómo puedes determinar cómo las diferencias sutiles entre materiales afectarán la longevidad y rendimiento de tu pieza a largo plazo?

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