RTV-2-siliconen voor mallen: belangrijke aandachtspunten

RTV-2-siliconenrubber is een professioneel tweecomponentenmateriaal dat bij kamertemperatuur vulkaniseert en veel wordt gebruikt voor het maken van mallen. Het bestaat uit twee vloeibare componenten, component A en component B, die na het mengen bij kamertemperatuur uitharden tot een flexibele en elastische siliconenmal. Hoewel het materiaal relatief eenvoudig te verwerken is, moet zorgvuldig op verschillende verwerkingsdetails worden gelet om de kwaliteit van de mal en de veiligheid tijdens het gebruik te waarborgen.

1. Basiskennis

Voordat u RTV-2-siliconen gebruikt, is het belangrijk de twee belangrijkste uithardingssystemen te begrijpen: condensatiehardende siliconen en additiehardende siliconen. De uithardingsmechanismen, eigenschappen en verwerkingseisen van deze systemen verschillen duidelijk. Het mengen van beide systemen of het gebruik van ongeschikte gereedschappen kan ernstige uithardingsproblemen veroorzaken.

Condensatiehardende siliconen (tinsiliconen): Dit type siliconen vertoont tijdens en na de uitharding doorgaans een krimp van ongeveer 0,3% tot 0,5%. Bij langdurig gebruik of onjuiste opslag kunnen bepaalde formuleringen geleidelijk harder of brosser worden. Condensatiehardende siliconen zijn daarom minder geschikt voor toepassingen die een zeer hoge maatnauwkeurigheid of een bijzonder lange levensduur van de mal vereisen. Ze zijn echter relatief tolerant ten opzichte van verschillende mastermodellen en verwerkingsomstandigheden en worden veel gebruikt voor algemene reproductiemallen.

condensatiehardende siliconen

Additiehardende siliconen (platinasiliconen): Dit type siliconen heeft een zeer geringe krimp, die bij veel formuleringen lager is dan 0,1%, en is daardoor geschikt voor zeer nauwkeurige mallen. Specifieke, geteste formuleringen kunnen ook geschikt zijn voor contact met voedsel. Additiehardende siliconen zijn echter gevoeliger voor bepaalde verontreinigingen die de werking van de platinakatalysator kunnen verstoren. Hierdoor gelden strengere eisen voor het mastermodel, de gereedschappen en de werkomgeving.

additiehardende siliconen

Vermijd de misvatting dat het duurste materiaal altijd de beste keuze is. Niet ieder project vereist additiehardende siliconen. Kies het materiaal op basis van de uiteindelijke toepassing, de vereiste maatnauwkeurigheid, eventueel voedselcontact, het beschikbare budget en de gewenste levensduur van de mal. Scheursterkte en andere mechanische eigenschappen hangen af van de specifieke formulering en kunnen niet uitsluitend op basis van het uithardingssysteem worden vergeleken. Additiehardende siliconen bieden doorgaans een betere maatvastheid op lange termijn, terwijl condensatiehardende siliconen door de vorming en verdamping van reactieproducten na verloop van tijd meer krimp kunnen vertonen.

2. Veiligheidsmaatregelen

Hoewel veel RTV-2-siliconen na volledige uitharding veilig te hanteren zijn, kunnen de vloeibare componenten huid- en oogirritatie veroorzaken. Dit geldt met name voor bepaalde uithardingsmiddelen van condensatiehardende systemen. Lees vóór gebruik altijd het veiligheidsinformatieblad van het betreffende product en neem de aanbevolen beschermingsmaatregelen.

Handbescherming: Draag bij voorkeur geschikte nitrilhandschoenen om direct huidcontact te voorkomen en het reinigen te vergemakkelijken. Was de huid bij contact onmiddellijk grondig met water en zeep. Gebruik geen agressieve oplosmiddelen rechtstreeks op de huid.

Ventilatie: Werk in een goed geventileerde ruimte. Tijdens het mengen en uitharden van condensatiehardende siliconen kunnen kleine hoeveelheden vluchtige reactieproducten en geuren vrijkomen. Voldoende luchtverversing helpt de concentratie van deze dampen te beperken.

Oogbescherming: Draag een veiligheidsbril met zijkappen of een geschikt gelaatsscherm om te voorkomen dat vloeibare siliconen of het uithardingsmiddel in de ogen terechtkomen.

Lichaamsbescherming: Draag werkkleding met lange mouwen of geschikte chemisch bestendige beschermende kleding om direct huidcontact te beperken.

3. Mengverhouding

De juiste mengverhouding is essentieel voor een volledige uitharding. Volg altijd exact de verhouding die op het productetiket of in het technische gegevensblad wordt vermeld. Condensatiehardende siliconen worden vaak verwerkt met verhoudingen zoals 100:2 tot 100:4, terwijl additiehardende siliconen bijvoorbeeld een mengverhouding van 1:1 of 10:1 kunnen hebben. Deze verhoudingen zijn echter niet universeel en mogen niet voor andere producten worden overgenomen.

Nauwkeurig afwegen: Gebruik een digitale weegschaal met een nauwkeurigheid die geschikt is voor de af te wegen hoeveelheid. Voor kleine mengsels wordt doorgaans een nauwkeurigheid van ten minste 0,1 gram aanbevolen. Weeg de componenten af op gewicht wanneer de fabrikant een gewichtsverhouding opgeeft. Gebruik geen volumemeting tenzij dit uitdrukkelijk in de productinstructies wordt toegestaan.

Vooraf doorroeren: Roer de afzonderlijke componenten vóór het afwegen voorzichtig door wanneer dit in het technische gegevensblad wordt aanbevolen of wanneer vulstoffen tijdens de opslag zijn bezonken. Schraap daarbij ook langs de bodem en de wand van de verpakking en voorkom dat onnodig veel lucht wordt ingemengd.

4. Mengen en roeren

Grondig en gelijkmatig mengen is noodzakelijk voor een correcte uitharding. Let daarbij op de volgende punten:

Schraap langs de wanden en de bodem: Gebruik een schoon menggereedschap en schraap tijdens het mengen herhaaldelijk langs de wanden en de bodem van de mengbeker. Zo voorkomt u dat ongemengd materiaal achterblijft.

Visuele controle van de homogeniteit: Meng totdat de massa volledig homogeen is en geen kleurstrepen of marmering meer vertoont. De benodigde mengtijd hangt af van de hoeveelheid, viscositeit en productformulering. Twee tot drie minuten kan voor veel kleine mengsels voldoende zijn, maar volg altijd de instructies in het technische gegevensblad.

Gescheiden mengbekers en gereedschappen: Gebruik voor condensatiehardende en additiehardende siliconen afzonderlijke mengbekers, spatels, roerstokken en andere gereedschappen. Zelfs kleine resten van condensatiesiliconen of andere verontreinigingen kunnen de uitharding van platinasiliconen verstoren.

5. Vacuümontluchten

Tijdens het mengen kunnen luchtbellen in de siliconen terechtkomen. Voor gedetailleerde mallen met een glad en luchtbelvrij oppervlak wordt vacuümontluchten sterk aanbevolen, vooral bij siliconen met een hogere viscositeit. Plaats het mengsel in een voldoende grote vacuümkamer en breng de kamer geleidelijk op een hoog vacuüm, doorgaans ongeveer -0,095 tot -0,1 MPa manometerdruk. Het materiaal zal eerst sterk opschuimen en in volume toenemen. Houd het vacuüm aan totdat het schuim inzakt en de meeste luchtbellen zijn verdwenen. De benodigde tijd hangt af van de hoeveelheid, viscositeit en beschikbare verwerkingstijd. Gebruik daarom een mengbeker met minimaal drie tot vier keer het volume van het mengsel om overlopen te voorkomen.

6. Correcte giettechniek

Begin bij het gieten bij het laagste punt van de malbak en giet de siliconen langzaam in een dunne, gelijkmatige en ononderbroken straal. Laat het materiaal vanzelf rond en over het mastermodel stromen. Deze techniek helpt om luchtbellen te laten ontsnappen en beperkt de vorming van nieuwe luchtinsluitingen. Giet de siliconen niet rechtstreeks op het hoogste of meest gedetailleerde gedeelte van het mastermodel.

Bij modellen met zeer fijne details kan eerst met een zachte kwast een dunne laag siliconen op het oppervlak worden aangebracht. Zorg ervoor dat groeven, ondersnijdingen en kleine details volledig zijn bedekt voordat de rest van de siliconen in de malbak wordt gegoten.

vloeibare siliconen voor het maken van mallen

7. Uithardingsomgeving

Temperatuur en andere omgevingsfactoren hebben een belangrijke invloed op de verwerkingstijd en uithardingssnelheid. Voor veel RTV-2-siliconen ligt de aanbevolen verwerkingstemperatuur tussen 20 en 25 °C. Bij lagere temperaturen verloopt de reactie langzamer, terwijl hogere temperaturen de verwerkingstijd aanzienlijk kunnen verkorten.

Hoge temperatuur (>25 °C): Een hogere temperatuur verkort doorgaans de verwerkingstijd en versnelt de uitharding. Bij additiehardende siliconen kan gecontroleerde verwarming worden gebruikt om de uitharding te versnellen, mits dit volgens het technische gegevensblad is toegestaan.

Lage temperatuur (<15 °C): Een lage temperatuur verlengt de verwerkingstijd en vertraagt de uitharding aanzienlijk. Bij temperaturen onder 10 °C kan de reactie bij sommige producten vrijwel tot stilstand komen. Breng koude componenten daarom vóór gebruik volledig op kamertemperatuur.

Tweecomponenten-condensatiesiliconen zijn voor hun uitharding niet afhankelijk van vochtopname uit de omgevingslucht. Een zeer vochtige omgeving, condenswater of vocht in de verpakking kan bij sommige formuleringen echter wel de stabiliteit en het uithardingsresultaat beïnvloeden. Bewaar en verwerk het materiaal daarom in een droge en stabiele omgeving.

Laat de mal uitharden op een vlakke, stabiele en trillingsvrije ondergrond. Uitharding bij kamertemperatuur helpt om vervorming en onnodige krimp te beperken. Als versnelde uitharding is toegestaan, kan bij bepaalde additiehardende siliconen een gematigde temperatuur van ongeveer 40–50 °C worden toegepast. Controleer dit altijd eerst in het technische gegevensblad.

8. Uithardingsremming

Condensatiehardende siliconen: Deze siliconen zijn doorgaans minder gevoelig voor specifieke stoffen die platinakatalysatoren vergiftigen. Ze kunnen daardoor gemakkelijker worden gebruikt met uiteenlopende mastermodellen en in minder gecontroleerde omstandigheden. Toch kunnen een onjuiste mengverhouding, onvoldoende menging, een te lage temperatuur of sterke verontreiniging ook bij dit systeem uithardingsproblemen veroorzaken.

Additiehardende siliconen: De platinakatalysator kan door bepaalde verontreinigingen worden geremd. Dit kan leiden tot een kleverig oppervlak, plaatselijk niet-uitgeharde siliconen of een volledig uitblijvende uitharding. Daarom moeten het mastermodel, de mengbekers, de gereedschappen en de werkomgeving schoon en geschikt zijn voor platinasiliconen.

Veelvoorkomende remmers

De volgende stoffen kunnen de uitharding van platinasiliconen verstoren en moeten worden vermeden:

Zwavelverbindingen: Mogelijke bronnen zijn zwavelhoudende modelleerklei, sommige latexhandschoenen, natuurlijk rubber en bepaalde gevulkaniseerde rubberproducten.

Tinverbindingen: Hieronder vallen resten van tin-gekatalyseerde condensatiesiliconen, bepaalde organotinverbindingen en sommige stabilisatoren of coatings die tin bevatten. Gebruik nooit dezelfde menggereedschappen voor condensatiehardende en additiehardende siliconen.

Stikstofverbindingen: Vooral aminen en amiden kunnen de platinakatalysator remmen. Deze stoffen kunnen aanwezig zijn in bepaalde epoxyharsen, lijmen, coatings, reinigingsmiddelen en nog niet volledig uitgeharde kunstharsen.

Andere veelvoorkomende materialen

Bepaalde 3D-geprinte harsen: Niet-volledig uitgeharde SLA- en DLP-prints kunnen restmonomeren, fotoinitiatoren of andere reactieve stoffen bevatten die de uitharding van platinasiliconen verstoren.

Ook bepaalde polyester- en polyurethaanharsen, verven, lakken, kleefbanden, oplosmiddelresten en soldeerpasta's kunnen problemen veroorzaken. De gevoeligheid verschilt per materiaal en formulering. Voer daarom altijd een compatibiliteitstest uit.

Hoe voorkomt u uithardingsremming?

Voer vóór het maken van de volledige mal een kleine test uit. Meng een kleine hoeveelheid siliconen en breng deze aan op een onopvallend gedeelte van het mastermodel of op een identiek reststuk. Laat het materiaal gedurende de voorgeschreven tijd uitharden en controleer vervolgens of het oppervlak volledig droog en elastisch is. Een dergelijke test is de betrouwbaarste manier om de compatibiliteit vooraf te beoordelen.

Gebruik een sealer of barrièrecoating: Wanneer het mastermodel mogelijk remmende stoffen bevat, kan een geschikte, volledig uitgeharde sealer of barrièrecoating worden aangebracht. Niet iedere lossingsmiddel of coating vormt een effectieve barrière. Controleer daarom vooraf of het gekozen product compatibel is met zowel het mastermodel als de platinasiliconen.

Speciale behandeling van 3D-prints: Reinig fotopolymeerprints grondig volgens de instructies van de harsfabrikant en laat ze volledig onder uv-licht naharden. Bij sommige harsen kan aanvullend gecontroleerd verwarmen nodig zijn om vluchtige resten te verwijderen. Voer daarna altijd een kleine uithardingstest uit voordat de volledige mal wordt gegoten.

Wat doet u bij uithardingsremming?

Een reeds geremde reactie kan doorgaans niet worden hersteld. Verwijder daarom al het niet-uitgeharde en kleverige materiaal eerst zo veel mogelijk mechanisch. Reinig het mastermodel vervolgens met een middel dat geschikt is voor het betreffende oppervlak en volg daarbij de veiligheidsvoorschriften. Een oplosmiddel zoals isopropylalcohol is niet voor ieder mastermodel of iedere siliconenrest geschikt en moet eerst op een onopvallende plaats worden getest. Laat het model volledig drogen en breng indien nodig een geschikte barrièrecoating aan voordat opnieuw siliconen worden gegoten.

9. Uithardingstijd

De uithardingstijd verschilt per type siliconen, productformulering, temperatuur en gegoten hoeveelheid. Sommige RTV-2-siliconen kunnen binnen enkele uren worden ontvormd, terwijl andere ongeveer 24 uur of langer nodig hebben. Houd altijd de verwerkingstijd en ontvormtijd aan die in het technische gegevensblad worden vermeld. Als het materiaal na de voorgeschreven tijd niet correct is uitgehard, controleer dan de mengverhouding, mengkwaliteit, omgevingstemperatuur en mogelijke verontreinigingen.

Ontvorm de mal niet te vroeg. Hoewel het oppervlak droog kan aanvoelen, kan de vernettingsreactie binnenin nog niet volledig zijn voltooid. Te vroeg ontvormen kan vervorming veroorzaken en de mechanische eigenschappen en maatnauwkeurigheid van de mal nadelig beïnvloeden.

Voor het succesvol maken van mallen met RTV-2-siliconen is zowel kennis van de materiaaleigenschappen als een zorgvuldige uitvoering van iedere verwerkingsstap nodig. Een correcte materiaalkeuze, nauwkeurige mengverhouding, grondige menging, geschikte veiligheidsmaatregelen en een stabiele uithardingsomgeving vormen samen de basis voor een hoogwaardige siliconenmal.