Silicone per modelli

Silicone

È stato difficile scrivere il testo seguente in modo tale da utilizzare solo quei termini tecnici il cui significato è già stato spiegato. Abbiamo quindi compilato per voi una "Piccola enciclopedia sul tema silicone" in un file PDF. Qui vengono spiegati i termini tecnici essenziali.

La materia prima per la produzione di silicone è il silicio - il secondo elemento più comune nella crosta terrestre dopo l'ossigeno. Troviamo questo semimetallo fragile, duro, grigio-nero in natura come il biossido di silicio (cristallo di rocca, quarzo, sabbia) o sotto forma di silicati (composti silicei con alluminio, calcio o magnesio). Il silicio è un materiale estremamente versatile: costituisce la componente base del vetro (quarzo fuso) e della porcellana (quarzo polverizzato), viene utilizzato nella tecnologia dei semiconduttori per chip di computer ("silicon valley") e nella produzione di collettori solari. Il prodotto di silicio silicone è costituito chimicamente da lunghe catene che si alternano tra atomi di silicio e atomi di ossigeno. Gli atomi di silicio contengono residui di idrocarburi che assicurano che i siliconi respingano l'acqua mentre il vapore acqueo può penetrare. Possono essere divisi in oli (liquidi), gomme (simili alla gomma) e resine (solide).

I siliconi bicomponenti polimerizzano su elastomeri caratterizzati da elevata elasticità, innocuità fisiologica, proprietà autoliberanti (non aderiscono ad altre superfici lisce) e resistenza alle alte temperature (permanente fino a 180 °C, per breve tempo fino a 220 °C). Tutti i siliconi offerti da Modulor sono siliconi da impronta di facile lavorazione che garantiscono un'eccellente precisione di riproduzione. Come ad esempio i cosiddetti siliconi RTV-2, sono costituiti da due componenti che devono essere ben miscelati tra loro e vulcanizzati (connessi) a temperatura ambiente senza generare calore di reazione.

Il rapporto di miscelazione del componente A (polimero) e del componente B (reticolante) viene sempre calcolato in peso (non in volume!) e deve essere rigorosamente rispettato. Più o meno indurente di quanto specificato nelle formulazioni di solito non porta ad una polimerizzazione più veloce o più lenta, ma a problemi di vulcanizzazione o ad una reticolazione insufficiente, compromettendo così i successivi valori meccanici della gomma siliconica. Se le quantità parziali vengono rimosse da un contenitore, una bilancia precisa è quindi essenziale per mantenere il rapporto di miscelazione.

La specifica "Sh-A" o "Sh-D" sta per "Shore hardness", che indica il grado di durezza di elastomeri e materie plastiche. Per i materiali morbidi e simili alla gomma questa è la durezza Shore A, per i materiali più duri è la durezza Shore D. Nei processi standardizzati secondo le norme DIN 53505 e DIN 7868, un perno in acciaio temprato, la cui forma varia ad A e D, viene premuto nel materiale con una certa forza e viene misurata la profondità di penetrazione. Il valore misurato è indicato su una scala da 0 (penetrazione) a 100 (nessuna penetrazione) - più alto è il numero, più duro è il materiale.

A seconda del tipo di reticolazione, si distingue tra reticolazione per addizione e reticolazione per condensazione. Il tipo di reticolazione richiede diverse proprietà dei due tipi di materiale, che sono riportate nella tabella seguente.

Confronto tra i siliconi per addizione e per condensazione

Proprietà Componenti/elaborazione	siliconi per addizione(1)	siliconi a condensazione(1)
Riempimento	non riempito o riempito	sempre pieno
Tempo di miscela	relativamente breve	relativamente lungo
Restringimento lineare (restringimento)	max. 0,1%	ca. 1%
Vulcanizzazione in un sistema chiuso?	sì (perché non sono presenti prodotti di fissione)	no (la condensa deve evaporare e l'umidità deve essere assorbita)
rischio di inibizione	relativamente alto	modesta
Inibizione ad es. da	sostanze contenenti zolfo (ad esempio, vari tipi di gomma) Tipi LSR o RTV catalizzati con sali metallici Stabilizzanti e plastificanti Indurenti amminici in resine epossidiche vari solventi organici	temperatura troppo alta mancanza di umidità
Tempo di stampaggio (per RT)	relativamente breve	relativamente lungo
tempra	possibile: fino a 150 °C (a temperatura ambiente un po' più restringimento rispetto al modello originale)	non possibile (lavorazione da 20 °C a 50 °C)
Tossicologia / Avvertenze di pericolo	neutro, tossicologicamente sicuro (senza prodotti di fissione)	può essere nocivo per la salute (prodotti di fissione)
Proprietà della massa vulcanizzata
chiarezza	traslucido o trasparente possibile	traslucido o trasparente possibile
Tempo fino al primo utilizzo della forma(2)	ca. 24 ore dopo lo sformatura	ca. 1 settimana dopo la sformatura
vita della forma	relativamente lungo	relativamente breve
prezzo	circa il 20% più costoso dei siliconi a condensazione comparabili	ca. 20% in meno rispetto ai siliconi per addizione comparabili
Caratteristiche particolari
Osservazioni	può essere utilizzato per impronte sul corpo umano, in ogni caso effettuare prove preliminari (es. mignolo).

Tutti i dati si riferiscono principalmente ai materiali offerti da Modulor.
1) Non mescolare siliconi per addizione e per condensazione!
2) a temperatura ambiente (possibilità di tempra se necessario)

I siliconi per addizione vulcanizzano senza il rilascio di prodotti di fissione e quindi non si ritirano quasi mai. Sono la scelta giusta se l'impronta deve essere presa con la massima precisione e il più presto possibile. I siliconi per addizione raggiungono le loro proprietà meccaniche finali dopo circa 24 ore. La velocità e l'uniformità della loro reazione di reticolazione non è influenzata dallo spessore dell'impronta o da un sistema chiuso (nessun apporto di aria o umidità). A causa del loro rischio di inibizione, tuttavia, questi siliconi devono essere lavorati in modo assolutamente pulito e coscienzioso (vedi il piccolo lessico "Inibizione").

Anche per brevi tempi di sformatura e lavorazione accelerata (vedi "Tempra") o per la durata dello stampo (ad es. nella produzione in serie), è necessario utilizzare siliconi per addizione. Poiché questi siliconi sono disponibili anche non caricati e quindi trasparenti o traslucidi, sono particolarmente adatti per la produzione di stampi monoblocco se questi vengono tagliati aperti durante lo sformatura e quindi il danneggiamento del modello master può essere escluso mediante ispezione ottica.

Uno dei componenti dei siliconi per addizione contiene sempre un catalizzatore al platino. Anche piccole quantità di questo catalizzatore sono sufficienti per portare alla polimerizzazione se entrano nell'altro componente. Tale "contaminazione" può già verificarsi se i contenitori dei componenti A e B vengono lasciati aperti uno accanto all'altro. I contenitori devono quindi essere richiusi immediatamente dopo che è stata rimossa una quantità parziale. Anche gli utensili che sono venuti a contatto con il componente catalizzatore o la miscela di entrambi i componenti devono essere puliti molto bene dopo il lavoro per evitare contaminazioni in futuro.

Anche se la maggior parte dei siliconi che offriamo non sono progettati per impronte sul corpo umano, i siliconi per addizione sono utilizzati a causa della loro neutralità (nessun prodotto di fissione). Tuttavia, si consiglia di effettuare test preliminari (ad es. mignolo) prima di utilizzarli su un'ampia superficie. Siliconi che sono stati testati sul corpo umano e che quindi si sono dimostrati innocui sono disponibili su richiesta.

I siliconi a condensazione vulcanizzano rilasciando prodotti di fissione (alcoli) - si restringono quindi di circa l'1% durante la reazione di reticolazione. Per garantire la completa evaporazione dei prodotti di fissione e per ottenere le proprietà meccaniche finali, le impronte non devono essere utilizzate subito dopo l'indurimento, ma devono essere conservate per circa una settimana. Questo periodo può essere abbreviato conservando la gomma siliconica per diverse ore a temperature comprese tra 50 °C e 70 °C (non più calde!). Poiché la condensa deve evaporare durante l'indurimento ed è necessaria una certa umidità per la reticolazione di questi siliconi, essi non devono essere incapsulati in sistemi chiusi. A causa del loro basso rischio di inibizione, i siliconi a condensazione dovrebbero essere sempre utilizzati quando le impronte vengono prese in un ambiente non pulito (ad es. all'aperto).

Durante la lavorazione devono essere previsti tempi più lunghi di preparazione del vaso e di sformatura. La scelta di un silicone ad indurimento per condensazione è quindi sempre sensata quando si lavora senza sistema di aspirazione, poiché le bolle rimescolate possono fuoriuscire meglio con un tempo di miscela più lungo. La lavorazione di questi siliconi avviene tra i 20 °C e max. 50 °C. A temperature più elevate la reazione di reticolazione viene invertita - il sistema rimane o diventa nuovamente liquido. Poiché i siliconi a condensazione contengono cariche, i componenti A devono sempre essere mescolati bene prima di essere miscelati con i componenti B.

Conservazione e durata: i singoli componenti in silicone non hanno una durata illimitata. La loro durata di conservazione, se correttamente conservati, è indicata con i singoli prodotti. Lo stoccaggio senza gelo in contenitori originali chiusi a temperature inferiori a 30 °C è un prerequisito per la durata di conservazione dichiarata e per risultati di applicazione ottimali. Le quantità parziali prelevate non devono essere ricaricate.

Anche gli stampi in silicone finiti hanno una durata limitata, ovvero è possibile prendere solo un numero limitato di impronte prima che diventino fragili. La durata di vita di uno stampo in silicone dipende da diversi aspetti (vedere "Durata").

Sicurezza e sicurezza sul lavoro: nella manipolazione dei siliconi è necessario rispettare le norme di sicurezza sul lavoro generalmente in vigore. Solo i componenti indurenti dei siliconi a condensazione sono irritanti, pertanto non devono entrare in contatto con la pelle o la bocca. Se l'irritazione persiste, consultare un medico. Saremo lieti di inviarvi su richiesta le schede di sicurezza. In condizioni liquide e non curate, i componenti sono pericolosi per l'acqua e non devono essere scaricati nelle fognature o nel terreno.

Elaborazione: per garantire che le riproduzioni si avvicinino il più possibile al modello originale, vale la pena di prestare la massima attenzione alla parte più importante dell'opera - il processo di impressione. Solo ciò che un silicone da impronta "percepisce" dalla struttura superficiale dell'originale può passare alle riproduzioni. Se una colata ha una superficie opaca o lucida dopo la sformatura, ad esempio, dipende dal grado di lucentezza dello stampo in silicone e quindi da quello del modello originale. Una superficie opaca è solo più ruvida (a pori più grossi) di una superficie lucida. Poiché un silicone da impronta riproduce accuratamente la struttura superficiale di un materiale, trasferisce anche il grado di lucentezza alle fusioni.

Per la lavorazione di piccole quantità di gomma siliconica, si consiglia di tenere pronti i seguenti attrezzi e ausiliari in una postazione di lavoro pulita e sufficientemente grande:

una base (ad esempio, carta da giornale)
- Guanti in lattice monouso
- Panno per asciugare le gocce che si sono staccate.
- tazze di misurazione pulite e asciutte, siringhe usa e getta e/o una accurato
bilancia per la misurazione precisa dei singoli componenti
- Spatola di mescolamento in legno meglio un trapano con paletta di agitazione
- tazze di miscelazione pulite e asciutte per la miscelazione del silicone
- una spazzola a setole rigide e a pelo corto
- detergenti sgrassanti (ad es. acetone o benzina)

Per la produzione di uno stampo in silicone, il modello master da stampare deve essere asciutto, pulito, privo di polvere e portante. I siliconi da impronta hanno proprietà auto-liberanti - non si attaccano al modello master quando viene creato lo stampo e i loro getti non si attaccano allo stampo in silicone polimerizzato quando viene riprodotto in un secondo momento. Tuttavia, raccomandiamo sempre l'uso di agenti distaccanti.

I materiali porosi come il legno, la pietra naturale o il gesso devono essere sempre sigillati e rivestiti con un agente distaccante prima di prendere l'impronta per evitare che il materiale da impronta penetri nelle superfici e renda più difficile lo sformatura. La maggior parte dei materiali può essere sigillata con una soluzione di sapone acquosa (liquido di lavaggio) o metilcellulosa (pasta sottile di carta da parati), che può essere lavata via successivamente. In alternativa, questi materiali possono essere verniciati per chiudere i pori.

In linea di principio, il carattere e le dimensioni del getto master determinano il tipo di forma e la tecnica di impronta. Si distingue tra forme piene, pelle e mantello. Per quanto riguarda la consistenza della miscela pronta all'uso, si distingue tra siliconi colabili, spalmabili e impastati, che vengono lavorati per colata, spazzolatura o impronta. Le varie forme e processi hanno ciascuno i propri vantaggi e svantaggi, che sono brevemente illustrati nel diagramma seguente.

Tecniche d'impronta

Modello iniziale(descrizione)	Tipo di forma	tecnica d'impronta	vantaggi	controindicazioni
retro piatto piccoli incavi o depressioni piccoli modelli (ad esempio, medaglie)	Forma piena monoblocco	processo di colata o di impronta	basso carico di lavoro elevata stabilità intrinseca dello stampo	relativamente grande quantità di silicone
retro piatto forti incavi o depressioni (forma complessa) Modelli di qualsiasi dimensione (es. rilievo)	Forma della pelle in un unico pezzo	processo di colata	basse forze di sformatura relativamente poca quantità di silicone	Struttura di supporto richiesta (maggiore carico di lavoro)
strutturato su tutti i lati forti con incavi o depressioni (forma complessa) modelli di piccole dimensioni (ad esempio, parti tecniche)	Forma piena in un pezzo unico (sformatura mediante taglio lungo una linea di divisione) → Utilizzo come stampo solido in due o più pezzi.	processo di colata o impronta	minore sforzo di lavoro rispetto alla forma piena a due pezzi elevata stabilità intrinseca dello stampo	relativamente grande quantità di silicone
Piedistallo con superficie di appoggio diritta Forti incavi o depressioni (forma complessa) modelli piccoli (ad es. figura piccola)	Forma della pelle monopezzo (sformatura mediante taglio laterale) → Utilizzo come forma di pelle monopezzo pieghevole	processo di colata o impronta	Meno lavoro che con la forma della pelle in due parti minori forze di sformatura Requisito relativamente basso di silicone	Struttura di supporto richiesta (maggiore carico di lavoro)
strutturato su tutti i lati piccoli incavi o depressioni modellini piccoli	Stampo pieno in due o più parti	processo di colata o impronta	elevata stabilità intrinseca dello stampo	Carico di lavoro relativamente elevato e requisito di silicone relativamente elevato
strutturato su tutti i lati forti incavi o depressioni (forma complessa) modelli di qualsiasi dimensione (es. figura grande)	Forma di pelle in due o più parti	processo di colata o impronta	basse forze di sformatura requisito relativamente basso di silicone	Modulo di supporto richiesto (maggiore carico di lavoro)

Prima di combinare le due componenti in silicone, è necessario mescolare bene soprattutto i sistemi riempiti. Per ottenere la gomma siliconica pronta all'uso e per garantire una vulcanizzazione senza problemi, entrambi i componenti vengono posti in un recipiente di miscelazione pulito nel rapporto di miscelazione specificato (in peso!) e miscelati con molta cura con la parete del recipiente (a mano con una spatola o con un agitatore elettrico). Per il controllo della miscelazione, i due componenti sono spesso di colore diverso. Se non è disponibile una scala precisa, il rapporto volumetrico deve essere calcolato utilizzando le densità dei singoli componenti per il dosaggio in volume (vedi tabella "Mescole elastiche per stampaggio - un confronto tra i nostri prodotti").
Durante la miscelazione - soprattutto in caso di lavorazione senza dispositivo per il vuoto - è necessario fare attenzione a far entrare il minor numero possibile di bolle d'aria, che influirebbero negativamente sulla precisione di stampaggio e sulle conseguenti proprietà meccaniche del materiale polimerizzato. Quando si lavora con un agitatore, è quindi consigliabile mescolare a bassa velocità (ed evitare un aumento di temperatura nella massa). Se si utilizzano regolarmente siliconi per addizione, si raccomanda l'uso di una macchina dosatrice per sistemi bicomponente.

Se è disponibile un dispositivo per il vuoto, la miscela di silicone appena miscelata viene posta nel contenitore di miscelazione nella camera a vuoto e sfiatata. Si noti che per la miscela di silicone viene selezionato un recipiente molto più grande, poiché il silicone si espande fortemente nel vuoto (vedi "Dispositivo per il vuoto"). Quando si lavora senza dispositivo di aspirazione, una parte del pot life deve essere utilizzata per scaricare la miscela. Questo funziona tanto meglio quanto più liquido (bassa viscosità) è la gomma siliconica.

Dopo lo sfiato, la gomma siliconica viene versata lentamente nel telaio di fusione (contenitore con master pattern allegato). Anche in questo caso è necessario fare attenzione a che non si formino bolle d'aria, soprattutto sulle superfici del modello iniziale. Per evitare ciò, iniziare dal punto più basso e versare un getto lungo e sottile da un'altezza di 20 a 30 cm.

I siliconi tixotropici (pastosi) vengono applicati a pennello nella prima fase di lavorazione per ottenere un rivestimento il più denso possibile e privo di bolle d'aria. Non appena questo primo strato si è indurito ma è ancora appiccicoso, si applica un secondo strato con una spatola in uno spessore il più uniforme possibile. Se lo spessore desiderato non è stato ancora raggiunto, è possibile applicare altri strati, purché lo strato precedentemente applicato sia ancora appiccicoso (vedi anche "Procedura a guanto/sagomatura della pelle"). Impronte con siliconi impastati vengono realizzate immediatamente dopo la miscelazione con lo spessore desiderato.

Il processo di vulcanizzazione inizia alla fine della miscelazione - i componenti si reticolano per formare una gomma siliconica elastica. Se la vulcanizzazione deve essere notevolmente accelerata, è necessario scegliere un silicone per addizione, poiché questi sistemi possono essere temprati a temperature più elevate.

Non appena lo stampo in silicone si è indurito senza adesivo, può essere sformato. Gli stampi monopezzo vengono accuratamente tagliati aperti con un bisturi su una linea di divisione precedentemente determinata. Per questi stampi si consiglia quindi l'uso di un silicone trasparente o traslucido, in quanto il modello master è visibile quando si taglia e si evitano danni da tagli a coltello. La muffa in silicone viene poi accuratamente rimossa dal modello master. Per fare questo, viene lentamente rimosso dai sottosquadri sfruttando l'elasticità del silicone (vedi anche "Procedura guanto/sagomatura della pelle").

A seconda che l'impronta sia stata presa con un silicone per addizione o per condensazione, lo stampo dovrebbe essere conservato per un altro giorno o una settimana prima di essere utilizzato per la prima volta (vedi confronto tra i due tipi di reticolazione). I materiali di colata adatti sono gesso e materiali di gesso, resine di colata gesso/acriliche, calcestruzzo, cera, resine di colata poliestere insature, resine o schiume di colata in PUR, resine di colata epossidiche, ecc. Se per la colata si utilizzano mezzi di riproduzione aggressivi, lo stampo in silicone deve essere ventilato durante la notte in modo che non diventi così rapidamente fragile. Per prolungare la vita utile di uno stampo in silicone, si consiglia di strofinare di tanto in tanto con olio di silicone.

Un'ampia scelta di resine da colata si trova nell'omonima sezione sotto la voce Stampi in plastica. Per la selezione e la lavorazione delle diverse mescole di colata si rimanda alle relative note. In alternativa ai siliconi, si può utilizzare in particolare il poliuretano elastico o il lattice.