真空铸造通常使用哪些材料和规格？用聚氨酯树脂掌握高保真原型制作

从本质上讲，真空铸造使用双组份聚氨酯 (PU) 树脂，通过硅胶模具来制造高保真塑料或类似橡胶的部件。需要注意的关键规格是最小壁厚 0.75 毫米（推荐 1.5 毫米）、每个模具的典型生产量为 10-20 个零件，以及大约 10-20 天的交付周期。这些参数定义了该工艺在制造中的作用。

虽然真空铸造常被视为一种简单的原型制作方法，但其真正的价值在于它能够制造出与批量生产产品的外观和手感高度相似的小批量零件。了解其材料和设计限制是有效利用它的关键。

解构材料：不只是“塑料”

“真空铸造材料”一词主要指的是可浇铸聚合物，但用于模具的硅胶同样是方程式中重要的一部分。

聚氨酯 (PU) 树脂的核心作用

绝大多数真空铸造零件由双组份聚氨酯树脂制成。将这些液体聚合物混合后，在真空下倒入硅胶模具中，以防止产生气泡。

该工艺的多功能性来自于各种可用的 PU 树脂，这些树脂可以配制出不同的特性。

模拟生产级塑料和橡胶

真空铸造在制造模仿常见生产材料特性的零件方面表现出色。您可以选择具有以下特性的树脂：

坚硬不透明，模拟 ABS 或 聚碳酸酯 (PC) 等材料。
透明无色，模拟 PMMA（亚克力） 或透明 PC。
柔韧似橡胶，模拟 TPE 甚至硅橡胶等弹性体，具有不同硬度（肖氏硬度）。

作为材料限制的硅胶模具

模具本身是由浇铸在主模型周围的液态硅胶制成的。这种硅胶模具是柔性的，可以制造出复杂的几何形状和倒扣，但其寿命有限。它也不适用于高温应用，这限制了可浇铸材料的类型和最终零件的耐热性。

必须遵循的关键设计规格

要从真空铸造中获得成功的结果，您的设计必须遵守由工艺本身驱动的几项关键规格。

壁厚

技术上可行最小壁厚为 0.75 毫米，但强烈建议使用 1.5 毫米。较薄的壁可能导致液体树脂无法正确流动并充满整个模腔，从而导致零件不完整。

零件数量和模具寿命

一个硅胶模具通常可以生产 10 到 20 个复制品。确切数量取决于零件的复杂性和所选树脂的磨损性。模具会随着每次浇铸循环轻微降解，最终影响表面光洁度和尺寸精度。

公差和收缩

真空铸造生产的零件在固化过程中会发生一定的收缩。典型的收缩率为 0.15% 左右。如果对尺寸精度有严格要求，则必须在主模型的设计中考虑到这一点。

表面光洁度

最终零件的表面光洁度是主模型光洁度的直接复制品。主模型通常通过高分辨率 3D 打印（SLA）或 CNC 加工制成，并经过细致的打磨和抛光。这种光洁度——无论是高光还是哑光——都会传递到硅胶模具，然后传递到后续的每一个零件上。

了解权衡和限制

尽管真空铸造功能强大，但它并非万能的解决方案。承认其局限性对于项目成功至关重要。

材料限制

您使用的不是像注塑成型中那样的实际生产热塑性塑料。您使用的是聚氨酯模拟材料。虽然它们可以非常接近地匹配外观、手感和某些机械性能，但它们可能不具备与真实材料相同的耐化学性、抗紫外线能力或长期性能。

热性能

真空铸造零件不适用于高温应用。所使用的聚氨酯树脂通常具有较低的耐热变形温度，而且该工艺本身并非为高性能热材料而设计。

可扩展性和速度

由于典型的交付周期为 10-20 天，且每个模具的产量较低，真空铸造本质上是一个低批量工艺。它非常适合原型制作和过渡性生产，但对于大规模制造来说，成本效益不高或速度不够快。

为您的项目做出正确的选择

使用这些指南来确定真空铸造是否符合您的目标。

如果您的主要重点是高保真美学原型：真空铸造是制造营销样品、用于拍摄的模型或感觉和外观都像最终产品的用户测试单元的绝佳选择。
如果您的主要重点是用于形状/配合测试的小批量产品：该工艺非常适合在投资昂贵的规模化生产工具之前，验证设计的装配和人体工程学。
如果您的主要重点是大批量生产或速度：您应该立即寻找注塑成型等其他工艺，因为真空铸造并非为规模化设计。
如果您的主要重点是高强度功能部件：仔细评估可用 PU 树脂的机械数据表，或考虑更稳健的工艺，如 CNC 加工。

通过了解这些功能和限制，您可以自信地决定何时部署真空铸造来实现您的开发目标。

总结表：

规格	详细信息
主要材料	双组份聚氨酯 (PU) 树脂，硅胶模具
最小壁厚	0.75 毫米（推荐 1.5 毫米）
生产量	每个模具 10-20 个零件
交付周期	10-20 天
收缩率	~0.15%
表面光洁度	复制主模型（高光或哑光）
主要限制	不适用于高温，仅限低批量

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