Vacuum duplicating products are high-precision replicas created by pouring liquid materials (P.EJ., resina, poliuretano) into molds—made from prototypes like 3D prints or CNC parts—under vacuum conditions. This process eliminates air bubbles, ensuring the final product mirrors the prototype’s shape, textura, and details with exceptional accuracy. Desde piezas automotrices hasta dispositivos médicos, these products play a critical role in small-batch production, design testing, y personalización. This article breaks down their core principles, selecciones de materiales, production workflows, and applications—with clear comparisons and tips to help you achieve consistent, resultados de alta calidad.
1. Definición de núcleo & Working Principle of Vacuum Duplicating Products
Para entender su valor, Primero es fundamental aclarar qué son los productos de duplicación al vacío y cómo el proceso de vacío garantiza su precisión..
1.1 Definición
Los productos de duplicación al vacío son réplicas físicas de un prototipo maestro (P.EJ., 3Pieza de resina impresa en D, CNC-machined metal component) produced via the following steps:
- Un molde (typically silicone or epoxy) is created from the master prototype.
- Materiales líquidos (P.EJ., resina, poliuretano) are poured into the mold under vacuum pressure (-0.095 a -0.1MPA).
- El material cura (at room temperature or with heat) to form a solid product that matches the prototype’s shape and details.
1.2 Principio clave: Why Vacuum Matters
The vacuum environment solves two critical challenges of traditional casting:
- Bubble Elimination: Vacuum pressure removes trapped air from the liquid material, preventing voids or surface defects in the final product. Por ejemplo, a silicone mold for a dental crown prototype would trap air bubbles without vacuum—resulting in a crown with gaps that don’t fit the patient’s tooth.
- Full Detail Filling: Reduced pressure lowers the material’s viscosity, letting it flow into tiny mold cavities (P.EJ., 0.05mm-wide textures on a phone case prototype) that gravity alone can’t reach.
Ejemplo del mundo real: An aerospace engineer uses vacuum duplicating to create a replica of an aircraft wing component. El vacío garantiza que la resina llene cada pequeño canal del molde, algo fundamental para probar cómo fluye el aire a través del componente durante el vuelo..
2. Selección de material: Moldes, Prototipos, and Casting Materials
La calidad de los productos de duplicación al vacío depende totalmente de la elección de los materiales adecuados para cada etapa.. A continuación se muestra un desglose de los materiales principales y sus casos de uso.:
2.1 Materiales de moho: The “Negative Template”
Los moldes determinan la retención de detalles y la durabilidad del producto.. Elija según la complejidad de su prototipo y el tamaño del lote:
| Material de molde | Características clave | Requisitos de curado | Aplicaciones ideales |
| Silicona | – Alta flexibilidad (Orilla A 20–40) para desmoldar fácilmente piezas complejas (P.EJ., subvenciones).- Excellent detail retention (captures 0.05mm textures).- Resistencia a la temperatura (-60° C a 300 ° C).- Reusable 20–50 cycles. | – Curado a temperatura ambiente (20°C–25°C): 4–8 hours.- Curado acelerado (50°C–60°C): 2–3 hours.- Requires vacuum degassing to remove mold bubbles. | Small-batch functional parts: carcasa de dispositivos médicos (hearing aids), componentes de juguete, and consumer electronics prototypes (Botones del control remoto del televisor). |
| Resina epoxídica | – Alta dureza (Orilla D 60–80) for tight dimensional accuracy (± 0.05 mm).- Good heat/chemical resistance (120°C–180°C after curing).- Less flexible than silicone; better for flat/geometric parts. | – Curado a temperatura ambiente: 8–12 hours.- Post-cure (80° C): 1 hora (aumenta la fuerza).- Needs release agents (sticks to prototypes without them). | Piezas de alta precisión: componentes aeroespaciales (engine conduits), caparazones de dispositivos electrónicos (smartwatch casings), y soportes estructurales. |
2.2 Materiales de fundición: The “Final Product”
Select based on the product’s end-use (fortaleza, flexibilidad, transparencia):
| Casting Material | Propiedades clave | Vacuum Casting Tips | Aplicaciones ideales |
| Unsaturated Polyester Resin | – Bajo costo ($15–30 per kg).- Curado rápido (30–60 minutes with accelerator).- Easy to color (add pigments for custom shades).- Fuerza moderada (resistencia a la tracción: 30–40 MPA). | – Mix with 1% accelerator + 1% catalyst.- Pour quickly—short pot life (20–30 minutos). | Piezas decorativas: furniture trim, art sculptures, and low-stress consumer goods (P.EJ., plastic plant pots). |
| Resina epoxídica | – Alta fuerza (resistencia a la tracción: 50–80MPa) and chemical resistance.- Baja contracción (0.5–1%) for dimensional stability.- A prueba de calor (120°C–180°C after curing). | – Usar 1:1 resin-to-hardener ratio.- Degas for 1–2 minutes to remove bubbles. | Partes estructurales: moldura automotriz (paneles de tablero), manejas de dispositivos médicos, and aerospace prototypes. |
| Poliuretano (PUS) | – Flexible (Shore A 30–80) or rigid (Orilla D 60–80) variants.- Buena resistencia al desgaste (ideal for parts with friction, P.EJ., insoles).- Curado rápido (1–2 hours at 20°C). | – Avoid overmixing (causes premature curing).- Cure at room temperature for best flexibility. | Partes funcionales: soft gaskets (para la electrónica), cushioning (chair pads), and custom insoles. |
2.3 Materiales prototipo: The “Master Model”
Prototypes are the foundation of accurate replicas. Choose based on precision needs:
| Material prototipo | Rasgos clave | Compatibility with Molds | Ideal para |
| SLA 3D-Printed Resin | – Alta precisión (± 0.05 mm) for intricate details.- Superficie lisa (Salida 0.8 μm) reduces mold finishing time. | Excellent with silicone/epoxy molds; use silicone oil as a release agent. | Partes complejas: coronas dentales, patrones de joyería, and electronic device shells. |
| CNC-Machined Metal | – Ultra duradero (reutilizable para 100+ fabricación de moldes).- Alto acabado superficial (RA 0.4 μm) for mirror-like replicas. | Good with epoxy molds; use petroleum jelly to prevent sticking. | Industrial masters: piezas automotrices, componentes aeroespaciales, and high-wear prototypes. |
| FDM 3D-Printed PLA | – Bajo costo ($50–100 per prototype).- Fácil de mecanizar (sand to smooth surfaces).- Exactitud (± 0.1 mm– ± 0.3 mm). | Suitable for silicone molds; sand layer lines first to avoid texture transfer. | Prototipos de bajo costo: piezas de juguete, simple consumer goods, and design concept tests. |
3. Step-by-Step Production Workflow
Creating vacuum duplicating products follows a linear, repeatable process—each step critical to avoiding defects.
3.1 Escenario 1: Master Prototype Preparation
- Limpio & Liso:
- Limpie el prototipo con alcohol isopropílico (70%–90%) para quitar el polvo, aceite, o residuos de impresión 3D.
- Lije los prototipos FDM con papel de lija de grano 400 a 1500 para eliminar las líneas de las capas; las superficies irregulares se replicarán en el molde..
- Aplicar agente de liberación:
- Utilice aceite de silicona para prototipos de plástico/metal., vaselina para prototipos de cera, o spray especializado para replicación de silicona sobre silicona.
- Aplicar un delgado, capa uniforme: las capas gruesas distorsionan los detalles, mientras que los puntos faltantes hacen que el molde se adhiera al prototipo.
3.2 Escenario 2: Fabricación de moldes
Usando silicona (el material de molde más común) como ejemplo:
- Configuración del marco:
- Place the prototype in a plastic/wood frame and seal edges with masking tape to prevent silicone leakage.
- Ensure 5–10mm of space between the prototype and frame (for even silicone coverage).
- Silicone Mixing & Desgásico:
- Mix silicone base and curing agent at a 10:1 relación (condensation silicone) o 1:1 relación (additive silicone). Stir slowly for 2–3 minutes to avoid bubbles.
- Place the mixture in a vacuum chamber (-0.1MPA) for 1–2 minutes to remove trapped air.
- Torrencial & Curación:
- Pour silicone slowly over the prototype (tilt the frame to 45° to reduce splashing).
- Cure at 20°C–25°C for 6 horas (o 3 horas a 60°C para resultados más rápidos).
3.3 Escenario 3: Colocación de aspiradoras & Curación
- Preparación de material:
- Mezclar el material de fundición. (P.EJ., resina epoxi en 1:1 relación) De acuerdo con las instrucciones del fabricante.
- Colocación de aspiradoras:
- Vierta el material en el molde de silicona y coloque el conjunto en una cámara de vacío. (-0.095 a -0.1MPA) durante 2 a 3 minutos.
- El vacío garantiza que el material llene cada cavidad del molde, algo fundamental para piezas como coronas dentales o componentes aeroespaciales..
- Curación:
- Curado a temperatura ambiente: Resina PU (1–2 horas), resina de poliéster insaturado (30–60 minutos).
- Curado por calor: Resina epoxídica (60° C para 2 horas) para aumentar la fuerza.
3.4 Escenario 4: Fundamento & Refinamiento
- Fundamento:
- Retire con cuidado el molde de silicona del producto; la flexibilidad de la silicona evita daños tanto al producto como al molde.. Para moldes de epoxi, use a release tool to pry the mold open (epoxy is rigid).
- Refinamiento:
- Recortar el exceso de material (destello) with a sharp knife.
- Sand the product with 400–800 grit sandpaper for a smooth finish. For high-gloss parts (P.EJ., fundas telefónicas), apply a clear varnish.
4. Key Application Fields of Vacuum Duplicating Products
Vacuum duplicating products excel in industries where precision, producción de lotes pequeños, and customization are critical:
4.1 Fabricación industrial
- Automotor: Produce small batches (10–50 unidades) of interior parts (P.EJ., paneles de tablero, manijas de las puertas) for design verification. Por ejemplo, a car manufacturer uses vacuum duplicating to test 20 different dashboard designs—saving $50,000 compared to making steel molds for each design.
- Aeroespacial: Create replicas of complex components (P.EJ., engine nozzles, secciones de ala) for stress testing. The vacuum ensures the replica’s internal channels match the prototype—critical for testing fuel flow during flight.
4.2 Dispositivos médicos
- Odontología: Produce custom dental crowns and bridges from 3D-printed tooth models. Vacuum duplicating ensures the crown fits the patient’s tooth exactly—reducing the need for adjustments during surgery.
- Prótesis: Create prototypes of prosthetic limbs (P.EJ., hand shells) using biocompatible polyurethane. The vacuum ensures the shell’s texture is smooth enough for skin contact.
4.3 Bienes de consumo
- Electrónica: Test non-metallic device shells (P.EJ., TV remote casings, fundas para teléfonos inteligentes) for appearance and fit. A tech startup uses vacuum duplicating to produce 30 phone case prototypes—testing how well the case protects the phone from drops.
- Juguetes: Manufacture limited-edition toys (P.EJ., anime figurines) with intricate details. Vacuum duplicating captures tiny features (P.EJ., a figurine’s facial expressions) that mass-production molds can’t replicate cost-effectively.
5. Ventajas & Limitations of Vacuum Duplicating Products
5.1 Ventajas del núcleo
- Alta precisión: Dimensional accuracy of ±0.1mm–±0.3mm, con retención de detalles de hasta 0,05 mm.
- Bajo costo: Los costos del molde son 80% más bajo que los moldes de acero tradicionales (P.EJ., \(500 para un molde de silicona vs. \)5,000 para acero). Ideal para lotes pequeños (10–500 unidades).
- Flexibilidad de material: Elige entre resinas, poliuretano, y más para satisfacer las necesidades del producto (P.EJ., resina transparente para pantalla de lámpara, PU suave para un juguete).
- Cambio rápido: Del prototipo al producto en 3 a 7 días, frente a. 2–4 semanas para la producción de moldes de acero..
5.2 Limitaciones a considerar
- Baja eficiencia de producción: El vertido y desmolde manual limitan la producción a entre 1 y 10 piezas por hora, lo que no es adecuado para la producción en masa. (10,000+ unidades).
- Vida de molde: Los moldes de silicona duran entre 20 y 50 ciclos.; Los moldes de epoxi duran entre 30 y 80 ciclos.. Para lotes superiores 500 unidades, steel molds become more cost-effective.
- Material Strength: Cast parts (P.EJ., resina) have 10–20% lower tensile strength than injection-molded parts. Por ejemplo, a resin phone case may crack under 50kg of force, while an injection-molded ABS case withstands 80kg.
6. La perspectiva de Yigu Technology sobre los productos de duplicación al vacío
En la tecnología yigu, we’ve helped clients across industries leverage vacuum duplicating to reduce development time and costs—especially in medical and aerospace fields. A common mistake we address is overusing epoxy molds for complex parts: one client tried to make a silicone-like toy prototype with an epoxy mold, resulting in parts that broke during demolding. We switched to a flexible silicone mold, which let the toy’s undercuts release easily and reduced rework by 70%. Para piezas de alta precisión (P.EJ., coronas dentales), we always recommend vacuum degassing for both the mold and casting material—this eliminates 95% de defectos superficiales. Our key insight: Vacuum duplicating isn’t just a low-cost alternative to traditional manufacturing—it’s a tool for innovation, letting clients test more designs faster without risking expensive tooling. By aligning mold material with prototype complexity (silicone for curves, epoxy for flat parts), clients get consistent, high-quality products every time.
7. Preguntas frecuentes: Preguntas comunes sobre los productos de duplicación al vacío
Q1: ¿Puedo utilizar la duplicación al vacío para producir productos que entran en contacto con alimentos? (P.EJ., tazas de plástico)?
A1: Sí, but only with food-grade materials. Elegir food-safe silicone for the mold and FDA-approved casting materials (P.EJ., food-grade PU or epoxy). Test the final product for compliance (P.EJ., FDA 21 CFR 177.2600) to ensure no chemicals leach into food. Avoid standard resins—they may contain toxins.
Q2: ¿Cómo soluciono las burbujas en mi producto duplicador al vacío??
A2: Bubbles usually stem from incomplete vacuum degassing or fast pouring. Corrección:
- Extend vacuum time by 1–2 minutes (ensure pressure reaches -0.1MPA).
- Pour the material slower (10–15ml per second) to avoid trapping air.
- Para moldes gruesos (>10mm), use layered pouring: fill 1/3 of the mold, degas, then add more material.
Q3: ¿Cuál es el tamaño máximo de un producto de duplicación al vacío??
A3: It depends on your vacuum chamber size—standard chambers handle parts up to 600mm × 600mm × 600mm (P.EJ., a small TV back cover). Para piezas más grandes (P.EJ., a car door panel), use sectional molds: create 2–3 smaller molds, produce sections of the product, then assemble them. This also reduces material waste and ensures full detail filling.