原來液態(tài)硅膠LSR制品是這樣注射成型的
液態(tài)硅膠(Liquid Silicone Rubber),即LSR,是一種無毒、耐熱、高復(fù)原性的柔性熱固性材料,其流變行為主要表現(xiàn)為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數(shù)。
LSR,分為A膠與B膠,利用定量裝置控制兩者為1:1之比例,再透過靜態(tài)混合器(Static Mixer)予以充分混合,注入射出料管后再進(jìn)行射出成型生產(chǎn), 將液態(tài)硅膠射入熱澆道模具,制作硅膠制品,可達(dá)到一次成型﹑無廢料及可自動化等優(yōu)點。

LSR廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康行業(yè),比如制作密封輸液系統(tǒng)、型圈透析過濾器、助聽器組件、嬰兒奶嘴、母親乳頭罩、家電吸入閥、醫(yī)療器械的組件等等。其產(chǎn)品表現(xiàn)為較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性,優(yōu)良的電絕緣性能,有良好的彈性和防水防潮性,耐酸、堿等多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,燃燒時不會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。
成型過程:LSR為雙組分的液態(tài)材料,分為 A 組分和 B 組分,混合機(jī)的工作將A 組分和 B 組分以精確的 1:1 比例充分混合。又因部分制品為有色設(shè)計,所以配有顏色泵組及顏色計量部分。A+B 組分、添加劑、顏色等充分混合后進(jìn)入塑化系統(tǒng)。
這種塑化螺桿同時具有均化、混合的功能,通過螺桿將混合料注射到熱模具中,在模溫 170~200℃下,硅膠發(fā)生固化反應(yīng)。當(dāng)使用冷流道系統(tǒng)時,值得注意的是流道要足夠冷。為了避免漏膠,針閥安裝在模具部件的表面,射膠完畢時,針閥立即封閉射嘴。
1.喂料系統(tǒng):
可選擇以下幾種方式:
1)雙向泵
可上下移動送料,能夠很好的保持壓力,由于 A、B 泵之間相連,并同步由
液壓氣動控制,因此這種形式的喂料系統(tǒng)比較可靠、精確。
2)單向泵
是一種通用型,只能單項送料。
3)帶有止逆閥的同步單項泵
4) 計量筒系統(tǒng)
主要與單項泵相配合使用。
2.液態(tài)硅膠注塑成型機(jī)的關(guān)鍵部件
1)由于 LSR 的低黏度性,在加工過程中要考慮材料的回流和漏膠,因此對螺桿的密封是必須的。
2)為了防止 LSR 固化,要采用針閥射嘴。
3)A、B 兩組分的混合、計量部件。
3.模具的設(shè)計
在模具設(shè)計中,一般有以下幾種形式:
1) 熱流道
比較浪費物料,設(shè)計簡單,成本低,多用于大制品。
2) 有針閥的冷流道
可實現(xiàn)自動化,周期短。
3) 無針閥的冷流道

由于 LSR 膨脹系數(shù)較高,加熱時會發(fā)生膨脹,冷卻時卻有微小的收縮,因此部件不能在模具中保持精確的側(cè)邊距。所以可以采用冷流道加工,LSR 應(yīng)保持較低溫度和流動性,冷流道采用閉合式系統(tǒng),在注射循環(huán)中,閉合系統(tǒng)在每一個流道中都采用“封膠針”或“針形閥”來控制 LSR 材料的準(zhǔn)確計量。硅橡膠具有顯著的受熱膨脹特性,收縮率為 2%~4%(硫化溫度為150℃),同時硅橡膠具有受壓變形的特點。
因此模具的設(shè)計要注意以下幾個方面:
1)為了避免湍流和噴射,使用小注膠口;
2)使用針狀或翼狀注膠口;
3)用 T 型導(dǎo)向栓代替柱形導(dǎo)向栓,脫模時采用射出氣槍,加隔熱層/板;
4)不要使用含阻聚劑的防銹劑/油,一般可用甲苯、二甲苯等。
LSR硫化的分析
1)液體硅橡膠的硫化化學(xué)反應(yīng),需要一定的反應(yīng)時間;
2)理想流動,在直徑 2mm,170cm,流動距離超過 100cm;
3)最小厚度 1/1000mm;
4)模溫過高會導(dǎo)致硫化,從而引起流動受阻;
5)層流可避免氣泡;
6)高速注射會導(dǎo)致湍流;
7)物料的黏度會改變流動的模式;
8)湍流導(dǎo)致白點。
產(chǎn)品常見問題以及解決對策:
1.制品不完全固化:
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原因 |
措施 |
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溫度太低 |
檢查模溫、飽升溫 |
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時間太短 |
延長時間 |
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系統(tǒng)和管道污染 |
人工檢查是否固化,清洗系統(tǒng) |
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混合問題 |
檢查螺桿、射嘴、混合器,提高加料速度和背壓 |
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非1:1混合 |
檢查泵的壓力,提高供料系統(tǒng)壓力 |
2.產(chǎn)品表面不熟
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原因 |
措施 |
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空氣污染 |
檢查氣路,用干燥劑更換濾油器 |
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硫化時間未掌握好 |
調(diào)整硫化時間 |
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脫模劑影響 |
更換脫模劑 |
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表面污染 |
檢查工人使用手套是否干凈和布的種類清洗模具 |
3.產(chǎn)品有雜質(zhì)
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狀況 |
原因 |
措施 |
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黑線 |
換料或模具、螺桿磨損 |
清洗管道,檢查防回流閥,降低加料速度或減少背壓 |
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硬膠 |
膠口不熟 |
延長射嘴頂模時間 |
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冷流道固化 |
降低冷卻體系溫度 |
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微小凝膠 |
攪拌原因 |
提高加料速度或提高背壓 |
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紗線 |
手套、氣槍 |
更換手套,檢查氣路 |
通過以上信息,可以得出硅膠注塑主要解決的問題在于:混合、計量部分,以及螺桿的密封、模具的設(shè)計。
以恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計和規(guī)劃,LSR材料的注射成型是一項經(jīng)濟(jì)收益好,操作相對簡潔的生產(chǎn)工藝。充分理解注射成型與流程設(shè)計的原則,制造者即可在避免出現(xiàn)問題的同時,進(jìn)行高效生產(chǎn),必將帶來高品質(zhì)、高產(chǎn)出的工業(yè)效應(yīng)。
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