深圳市美域同润实业有限公司

高精密注塑定制生产厂家
美域同润:关注美域同润动态,了解精密注塑资讯
技术百科
液体硅橡胶(LSR)的注射成型
来源: 时间:2023-02-11

注塑加工中,除了塑胶材料之外,经常会用到液态硅橡胶(LSR),尤其是医疗模具注塑加工,在包胶模具中,都经常会用到这种材料,很多用在精密注塑产品加工,那么它在注塑成型当中有些什么特别之处?


液态硅橡胶( LSR ) 的注塑成型是一种大批量生产柔韧耐用部件的工艺。

液态硅橡胶是一种高纯度的铂金固化硅胶,具有低压缩形变、良好的稳定性和耐热、耐冷极端温度的能力,非常适合生产需要高质量的零件。由于材料的热固性,液态硅胶注射成型需要特殊处理,例如密集分布混合,同时在将材料推入加热型腔并硫化之前将材料保持在低温状态。


在化学上,硅橡胶是一类热固性弹性体,具有交替的硅和氧原子以及甲基或乙烯基侧基的主链。硅橡胶约占硅树脂家族的 30%,是该家族中最大的一类。硅橡胶可在很宽的温度范围内保持其机械性能,硅橡胶中甲基的存在使这些材料具有极强的疏水性,使其适用于电气表面绝缘。


液态硅橡胶的典型应用是需要高精度的产品,如密封件、密封膜、电连接器、多针连接器、需要光滑表面的婴儿产品,如奶嘴、医疗应用以及烘焙等厨房用品平底锅、抹刀等。通常,硅橡胶被包覆成型到其他由不同塑料制成的部件上。例如,硅胶按钮表面可能会包覆成型到尼龙外壳上。


设备

为了充分进行液体注射成型工艺,必须安装多个机械部件。通常,成型机需要与注射装置结合使用的计量泵送装置——连接动态或静态混合器。集成系统有助于提高精度和过程效率。液体注射成型机的关键部件包括:

注射器。注射装置负责对液体硅胶加压,以帮助将材料注射到机器的泵送部分。压力和注射速率可根据操作员的判断进行调整。

计量单位。计量装置泵送两种主要液体材料,即催化剂和形成有机硅的碱,确保这两种材料在同时释放的同时保持恒定的比例。

供应桶。 供应桶,也称为柱塞,用作混合材料的主要容器。供应桶和颜料容器都连接到主泵送系统。

搅拌机。 静态或动态混合器在材料离开计量单元后将其混合。合并后,将使用压力将混合物驱动到指定的模具中。

喷嘴。为了便于将混合物沉积到模具中,使用了喷嘴。通常,喷嘴具有自动关闭阀,有助于防止泄漏和过度填充模具。

模具夹具。模具夹在注塑成型过程中固定模具,并在完成后打开模具。


LSR 的特性

生物相容性:经过大量测试,液态硅橡胶已证明与人体组织和体液具有出色的相容性。与其他弹性体相比,LSR 不易滋生细菌,不会污染或腐蚀其他材料。LSR 也无味,可以按照严格的 FDA 要求进行配制。该材料可以通过多种方法进行灭菌,包括蒸汽高压灭菌、环氧乙烷 (ETO)、伽马、电子束和许多其他技术,满足所有必需的要求,例如 BfR XV、FDA 21 CFR 177.2600、USP Class VI。

耐用:LSR 部件可以承受极端温度,这使它们成为汽车引擎盖下和发动机附近部件的理想选择。通过液体硅橡胶注射成型制造的部件具有阻燃性,不会熔化。

耐化学性:液体硅橡胶耐水、抗氧化和一些化学溶液,如酸和碱。

耐温性:与其他弹性体相比,硅胶可以承受范围广泛的高/低温极限。

机械性能:LSR 具有良好的伸长率、高撕裂强度和拉伸强度、出色的柔韧性以及 5 至 80 Shore A 的硬度范围。

电气性能:LSR 具有出色的绝缘性能,这为许多电气应用提供了一个有吸引力的选择。与传统绝缘材料相比,硅胶可以在更高和更低的温度下工作。

透明度和色素沉着:LSR 具有天然的透明度。此属性使生产彩色、定制、模制产品成为可能。


注塑工艺

液态硅橡胶以桶装形式供应。由于它们的粘度低,这些橡胶可以通过管道和管道泵送至硫化设备。这两种组分通过计量泵,泵送通过静态混合器。其中一种成分含有催化剂,通常是铂基。在材料进入静态混合器部分之前,还可以添加色浆和其他添加剂。


在静态混合器中,各组分充分混合并被转移到注塑机的冷却计量部分。静态混合器提供非常均匀的材料,从而使产品不仅在整个部件中非常一致,而且在部件与部件之间也非常一致。这与购买的预混合和部分硫化的固体硅橡胶材料形成对比。相比之下,硬硅橡胶是通过传递模塑加工的,导致材料一致性和控制性较低,从而导致更高的零件可变性。此外,固体硅橡胶材料在更高的温度下加工,需要更长的硫化时间。


液体硅胶的粘度指数非常低,需要模腔的完美密封,以保证成品无毛刺。由于注射是在高温下进行的,因此在LSR注射模具的设计阶段必须考虑钢膨胀和材料的自然收缩。


从注塑机的计量部分,化合物被推入经过冷却的浇口和流道系统,进入加热型腔,在该型腔中进行硫化。冷流道和整体冷却不会导致进料管线中的材料损失。冷却使得 LSR 零件的生产材料浪费几乎为零,消除了修整操作并显著节省了材料成本。


液体硅橡胶装在各种容器中,从管子到 55 加仑的桶。由于其粘性,这些液体根据材料的硬度在高压 (500 - 5000 psi) 下泵送。原材料装在两个单独的容器(业内称为套件)中运输,容器被标识为“A”和“B”化合物,“B”侧通常包含催化剂,但可能因所用有机硅的品牌而异。这两种(A 和 B)化合物必须以 1 比 1 的比例混合,通常通过静态混合器,在固化过程开始之前的混合过程中添加颜料。一旦这两种成分结合在一起,固化过程就会立即开始。向夹套配件供应冷水的冷却器通常用于在将材料引入模具之前延迟固化过程。在材料进入静态混合器部分之前,可以通过与材料泵(闭环计量系统)结合使用的颜色注射器添加彩色颜料。


在冷板方案中,1 比 1 的混合化合物通过冷却的浇口和流道系统泵入加热的模腔,在模腔中进行硫化。冷流道和整体冷却可将材料损失降至最低,因为注射直接发生在零件或型腔中,从而节省了总体材料成本并使用了高稠度橡胶。冷却允许生产 LSR 零件,材料阀浇口浪费几乎为零,但这并不能保证“无飞边”成品零件。模具和工具在设计、执行和成本方面各不相同。与传统的热流道工具相比,好的冷流道价格昂贵,但具有提供高水平性能的潜力。


液体硅胶注射成型的优点

·       批次稳定性(即用型材料)

·       工艺重复性

·       直喷(无浪费)

·       循环时间短

·       “无闪光”技术(无毛刺)

·       自动化流程

·       自动脱模系统



译自维基百科

相关资讯