Metoda Tekutý silikonový kaučuk Formování
Pokud hovoříme o silikonovém kaučuku v kapalné formě (LSR), jedná se o síť, která je rozdělena na dvě části. V této síti jsou dlouhé řetězce polysiloxanu podporovány oxidem křemičitým. Část A obsahuje platinový katalyzátor a část B obsahuje methylhydrogensiloxan jako síťovadlo a inhibitor alkoholu. Silikonové kaučuky jsou polymery složené z několika částí a mohou obsahovat plniva pro zlepšení vlastností nebo snížení nákladů. Silikonová pryž je z větší části nereaktivní, stabilní a odolná vůči extrémním podmínkám a teplotám od -55 do 300 °C (-70 až 570 °F) a zároveň si zachovává své vlastnosti.
Definice
pokud definujeme silikonový kaučuk v kapalné formě, jedná se o polymer, který je anorganické povahy tvořený křemíkem (Si), kyslíkem (O), uhlíkem (C) a vodíkem (H). Vitální syntetický řetězec, nazývaný páteř, je tvořen křemíkem a kyslíkem a nazývá se siloxan. Jedná se o vysoce vitální silikon vytvrzený platinou s brilantní hladkostí. Často se vlévá do silikonové tvarové dutiny k výrobě různých dílů s vysokou přesností. Obecně má tekutý silikonový kaučuk nízkou kompresní setrvačnost, dobrou stabilitu a odolnost vůči extrémním teplotám a chladu. Tento materiál se používá hlavně k vytváření těsnění, těsnicích membrán, elektrických konektorů, vícekolíkových konektorů, infuzních výrobků, kde je vyžadován hladký povrch.
Anorganická povaha LSR je ideální pro použití ve zdravotnictví a pro kontakt s pokožkou. LSR má schopnost kombinovat se s dalšími chemickými skupinami, což mu umožňuje dosahovat robustních vlastností. LSR překonává mnoho jiných elastomerů a používá se v aplikacích s tlačítky nebo klávesnicemi a je upřednostňován pro čerpací aplikace, zejména pokud je v kontaktu s tělesnými tekutinami nebo chemickými látkami.
Vstřikování tekutého silikonového kaučuku
Jedná se o velmi mechanizovaný proces. Vstřikování tekutého silikonu používá metodu mechanického míchání, při níž se mísí dvousložková směs materiálu LSR vytvrzená platinou, která vtéká do formy. Vzhledem k viskózní povaze LSR se však snadno zpracovává a je dokonale vhodný pro velkoobjemovou výrobu, stálou kvalitu dílů a vyšší produktivitu. Nástroj pro vstřikování LSR je umístěn ve vstřikovacím lisu specifickém pro LSR, který je speciálně navržen pro přesnou kontrolu velikosti výstřiků a umožňuje konzistentní výrobu dílů z tekutého silikonového kaučuku. Díky svým vlastnostem a zpracovatelnosti se tekutý silikonový kaučuk stal ideálním materiálem pro složité konstrukční prvky a náročné kritické aplikace.
Proces vstřikování LSR
Tento proces je termosetové povahy a používá se k výrobě pružných, trvanlivých a tepelně odolných silikonových dílů a výrobků. Při tomto procesu se mísí dvě sloučeniny, které se obvykle skládají ze silikonu tvořícího bázi a platinového katalyzátoru. Poté se směs vstříkne a tepelně vytvrdí ve formě, čímž se vytvoří pružné silikonové díly. Tyto dvě sloučeniny však vyžadují intenzivní distribuční míchání při nízké teplotě před vtlačením do vyhřívané dutiny. Tekutý silikonový kaučuk se vytvrzuje teplem, čímž vznikají pevné díly nebo výrobky.
Tento proces je široce využíván v různých průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl, zdravotnictví, spotřební zboží a elektronika. Proces vstřikování LSR se skládá především z následujících hlavních kroků.
1.Příprava materiálu
Sloučeniny LSR: LSR je dvousložková sloučenina obvykle označovaná jako bázotvorný materiál a katalyzátor, který je obvykle na bázi platiny. Tyto části se mísí v poměru 1:1 a mohou obsahovat další složky, jako jsou pigmenty nebo aditiva.
Skladování a manipulace: Komponenty LSR jsou uloženy v kontejnerech nebo kazetách. V jednom kontejneru je uložen základotvorný materiál a v druhém kontejneru katalyzátor, obvykle na bázi platiny. Správná manipulace je velmi důležitá, aby se zabránilo kontaminaci a zajistily se stálé vlastnosti materiálu.
2. Míchání a dávkování
Míchací jednotka: Specializovaná směšovací jednotka přesně kombinuje obě sloučeniny. Tato jednotka může podle potřeby přidávat také pigmenty nebo jiné přísady.
Statický mixér: Směs LSR poté prochází statickým míchadlem, které zajišťuje důkladnou homogenizaci složek. Tento krok je nezbytný pro zajištění konzistentního vytvrzení a vlastností konečného výrobku.
Měření: V tomto důležitém kroku se směs LSR dávkuje do vstřikovací jednotky. Přesné dávkování je nezbytné pro udržení konzistentní velikosti výstřiků a snížení plýtvání materiálem.
3. Vstřikovací lis
- Vstřikovací jednotka: Vstřikovací jednotka je speciálně navržena pro vstřikování LSR. LSR má nízkou viskozitu a vyžaduje speciální konstrukci šneku. V tomto kroku se materiál vtlačuje dovnitř dutiny formy.
- Upínací jednotka: V tomto kroku se používá svorka, která drží formu a udržuje ji v blízkosti při vstřikování. Potřebný výkon však závisí na velikosti a složitosti dílu.
4. Konstrukce formy
- Materiálové aspekty: Formy pro LSR by měly být určeny k tomu, aby vydržely vysoké teploty a napětí, které se uplatňují při vytvrzování. Většinou se vyrábějí z oceli nebo hliníku vynikající kvality.
- Dutina a jádro: Silikonová vstřikovací forma se skládá z dutin, které jsou negativními tvary dílů, a jader, která jsou pozitivními tvary dílů. Ty by měly být přesně opracovány, aby bylo dosaženo ideálních aspektů dílu a povrchové úpravy.
- Odvětrávání: Vzduch je zachycen a musí být uvolněn, aby se zabránilo vzniku vad, jako jsou vzduchové bubliny nebo dutiny v konečném výrobku. Proto je důležité zajistit správné odvzdušnění.
- Vyhazovací systém: Tento krok zahrnuje vyjmutí vytvrzeného dílu z formy. Vyhazovací systém musí být pečlivě navržen tak, aby si poradil s pružnými a lepivými díly z LSR.
5. Vstřikování a vytvrzování
- Proces vstřikování: Forma je pevně uzavřena a sevřena odpovídající silou. Poté se do dutin formy vysokou rychlostí vstříkne LSR. Následně je forma naplněna a poté je přebytečný materiál odstraněn.
- Proces vytvrzování: Pro zahájení vytvrzování se udržuje vysoká teplota (obvykle 160-200 °C). Doba vytvrzování závisí na tloušťce a tvaru dílu. Zpravidla se pohybuje v rozmezí několika sekund až mnoha minut.
6. Demolování
- Chlazení: Po ukončení vytvrzování se forma zchladí, aby bylo možné pracovat s vytlačováním dílů a zabránit jejich deformaci.
- Zahájení: Poté se forma opatrně otevře, aby nedošlo k poškození choulostivých dílů LSR.
- Vyhazování: V tomto kroku se díly z formy vyhazují pomocí vyhazovacího systému. S díly je třeba zacházet opatrně a šetrně, protože jsou ještě teplé a mohou být mírně poddajné.
7. Následné zpracování
- Kontrola: V této fázi se každý díl kontroluje, zda nemá vady, jako jsou otřepy, vzduchové bubliny nebo neúplné plnění. Lze použít jak automatizované, tak manuální metody kontroly.
- Ořezávání: Poté se z dílů odstraní přebytečný materiál, tzv. otřepy. To lze provést ručně nebo pomocí automatického zařízení.
- Sekundární operace: v závislosti na aplikaci a požadavcích lze provádět další procesy, jako je lepení, montáž nebo povrchová úprava.
8. Kontrola kvality
- Testování: Aby bylo zaručeno, že dodané díly splňují potřebné specifikace, procházejí různými testy. Tyto testy zahrnují zkoušky mechanických vlastností, rozměrové kontroly a vizuální kontroly.
- Dokumentace: Pravidelně se vedou podrobné záznamy o procesu lisování, šaržích materiálu a výsledcích kontroly kvality, aby bylo možné je sledovat a dodržovat průmyslové normy.
9. Balení a přeprava
- Balení: Hotové díly jsou poté pečlivě zabaleny, aby byly chráněny během přepravy. Techniky balení se mění v závislosti na velikosti, tvaru a citlivosti dílu.
- Přeprava: Zabalené díly jsou poté odesílány zákazníkům nebo do zařízení pro další zpracování, čímž je zajištěno včasné dodání a zachování integrity dílů.
Výhody vstřikování LSR
Tento proces nabízí několik hlavních výhod:
1.Přesnost a konzistence
Vstřikování LSR poskytuje vysoké konzistentní a přesné hodnoty při výrobě komplikovaných, složitých a detailních dílů. Tento proces umožňuje přísné tolerance a přesnou replikaci forem, což zajišťuje jednotnost všech šarží.
2.Rozsáhlý rozsah aplikací
Nabízí mnoho možností využití, protože je flexibilní a lze ji využít v různých oborech, včetně automobilového průmyslu, klinické praxe, hardwaru, spotřebního zboží a mnoha dalších. Díky flexibilitě, kterou LSR poskytuje, je vhodný pro výrobu čehokoli od lékařských implantátů přes automobilová těsnění až po komponenty spotřební elektroniky.
3.Odolnost a pevnost
Tyto díly se vyznačují pevností a odolností. Dokážou dlouhodobě odolávat extrémním teplotám, drsným syntetickým sloučeninám a dlouhodobému vystavení UV záření, aniž by došlo k narušení jejich integrálních vlastností, což je činí ideálními pro mnoho aplikací.
4.Biocompatibility
Tyto materiály jsou biokompatibilní a splňují požadavky lékařských norem. Díky této kvalitě jsou vhodné pro klinické a zdravotnické aplikace, jako jsou implantáty, chirurgické nástroje a nositelné klinické pomůcky. Navíc jsou hypoalergenní a bezpečné pro dlouhodobý kontakt s pokožkou.
5.Chemická odolnost
Tyto materiály vykazují skvělou ochranu před mnoha syntetickými látkami, včetně rozpouštědel, olejů a čisticích prostředků. Díky této vlastnosti jsou vhodné pro použití v takových podmínkách, kde je vystavení chemickým látkám běžné, jako je automobilový průmysl a moderní průmyslová prostředí.
6. Pružnost a elasticita
Tyto díly se vyznačují mimořádnou pružností a ohebností, takže je lze deformovat a obnovit jejich jedinečný tvar, aniž by docházelo k dlouhodobému zkreslení. Díky této přizpůsobivosti jsou ideální pro použití v těsnicích a těsnících aplikacích, kde je vyžadováno těsné a pevné utěsnění.
7. Rychlá doba cyklu
Tato metoda nabízí rychlý proces ve srovnání s konvenčními metodami lisování pryže. To umožňuje vysokou produkci s rychlým časem realizace a zároveň je to nákladově efektivní.
8.Snížení množství odpadu
Při vstřikování LSR vzniká ve srovnání s jinými výrobními procesy minimální množství odpadu. Možnost přesného řízení toku materiálu a optimalizace konstrukce forem minimalizuje plýtvání materiálem. V důsledku toho dochází k úsporám nákladů a přínosům pro životní prostředí.
9.Svoboda designu
Tento proces umožňuje vytvářet složité tvary a komplexní geometrie, které by bylo obtížné realizovat jinými výrobními metodami. Tato možnost volného designu umožňuje vytvářet nápadité návrhy předmětů a volby přizpůsobení.
10.Povrchová úprava
Tyto díly mají hladký a bezvadný povrch přímo po vyjmutí z formy. Tím se snižuje potřeba dalších dokončovacích prací, jako je čištění nebo lakování. Tím se šetří čas a náklady na práci a proces je tak nákladově efektivní, přičemž je zajištěn vysoce kvalitní konečný výrobek.
vstřikovací stroje na silikon
Omezení při lisování tekutého silikonového kaučuku
Tento proces nabízí různé výhody, ale jako každý výrobní proces má i tento určitá omezení, která jsou následující:
1.Vysoká počáteční investice
Při zavádění procesu vstřikování LSR jsou nutné značné počáteční investice, zejména do specializovaného vybavení, forem a infrastruktury. To může být překážkou pro malé výrobce nebo výrobce s omezeným kapitálem.
2.Komplexní konstrukce formy
Formy z LSR jsou specializované, složité a komplexní kvůli nízké viskozitě materiálu a vysoké teplotě vytvrzování. Konstrukce těchto forem proto vyžaduje odborné znalosti a přesnost, což může zvýšit náklady a dobu realizace.
3.Omezené možnosti materiálu
Ačkoli LSR poskytuje vynikající vlastnosti, jako je pružnost, tepelná odolnost a biokompatibilita, jeho materiálové možnosti jsou ve srovnání s jinými typy pryže poněkud omezené. To může omezovat rozsah aplikací, v nichž lze LSR efektivně použít.
4.Curing Time
Doba vytvrzování LSR může být ve srovnání s jinými metodami tvarování pryže delší. To může ovlivnit výrobní cyklus a kompletní výkonnost, zejména při velkosériové výrobě.
Aplikace
Jedná se o jedinečný proces s velkým počtem využití v různých podnicích vzhledem k jeho novým vlastnostem a výhodám. Hlavní aplikace jsou následující:
1.Zdravotnické prostředky
Je široce a obecně využíván v klinické praxi pro výrobu různých pomůcek a dílů, jako jsou katetry, hadičky, těsnění, těsnící kroužky, dýchací clony a implantabilní pomůcky. Díky vlastnostem, jako je biokompatibilita, sterilizovatelnost a houževnatost, je vhodný pro aplikace vyžadující přesnost a neochvějnou kvalitu v klinických podmínkách.
2.Baby Care Products
Díky své bezpečnosti, přizpůsobivosti a jednoduchosti sterilizace se LSR běžně používá při výrobě výrobků pro péči o děti, jako jsou dudlíky, lahvičky a pomůcky pro péči o děti. Tyto předměty často vyžadují materiály, které by měly mít vlastnosti, jež nejsou škodlivé, jsou hypoalergenní a odolné vůči vysokým teplotám, což LSR splňuje.
3.Elektronika
Toho se navíc využívá v hardwaru pro zapouzdření a ochranu citlivých částí před vlhkostí, prachem a dalšími ekologickými proměnnými. Používá se v aplikacích, jako jsou klávesnice, těsnění, ucpávky, konektory a ochranné kryty, a to díky svým úžasným vlastnostem elektrické ochrany, tepelné stabilitě a ochraně před nebezpečnými chemickými sloučeninami.
4.Automobilová nastavení
Je široce využíván v automobilovém průmyslu pro dodávku dílů, jako jsou těsnění, ucpávky, konektory a tlumiče vibrací. Díky své ochraně před extrémními teplotami, oleji a syntetickými látkami je ideální pro motorové aplikace a vnější díly, u nichž je nejdůležitější houževnatost a spolehlivost.
5.Spotřební zboží
Díky svým potravinářským vlastnostem, přizpůsobivosti a ochraně před vysokými teplotami se používá i v jiných kupujících, jako je nádobí na vaření, nádobí na pečení, těsnění, těsnění a venkovní potřeby. Díky své schopnosti snášet opakované cykly zahřívání a ochlazování je vhodný pro předměty, které vyžadují nepřetržité používání a mytí.
6.Průmyslové aplikace
Své uplatnění nachází také v moderních podmínkách při výrobě těsnění, těsnicích kroužků, O-kroužků a různých dílů, kde je ochrana před extrémními teplotami, syntetickými látkami a ekologickými proměnnými velkou nutností. Díky své robustnosti, spolehlivosti a dlouhodobé výkonnosti je pro moderní aplikace ideální.
7.Aerospace
V leteckém průmyslu se LSR obvykle používá při výrobě těsnění, ucpávek, konektorů a dalších základních dílů, kde jsou vyžadovány lehké materiály s elitním vysokým výkonem. Díky svým vlastnostem, jako je ochrana před vysokými teplotami, zářením a syntetickými sloučeninami, je vhodný pro letecké aplikace, kde je zásadní neochvějná kvalita a bezpečnost.
8.LED osvětlení
Své uplatnění nachází také v LED světlech, kde zlepšuje jejich výstavní vlastnosti, pevnost a životnost. Díky svým vlastnostem, jako je průhlednost, tepelná stabilita a odolnost vůči UV záření, je vhodným materiálem pro ochranu LED dílů před vlhkostí, prachem a dalšími ekologickými vlivy.
9.Vojenství a obrana
Toho se využívá ve vojenských aplikacích při výrobě těsnění, ucpávek, konektorů a různých dílů, které vyžadují převažující výkon v extrémních podmínkách. Výrobky, které se z něj vyrábějí, poskytují mimořádný výkon v náročných podmínkách, jako jsou vysoké teploty, vlhkost a otevřenost vůči syntetickým sloučeninám a palivům.
Závěr
Proces vstřikování plastů silikonové pryže v kapalné formě je elitní technikou pro výrobu silikonových dílů s vysokou přesností. Jedná se o přizpůsobivý a výkonný výrobní proces, který nabízí různé výhody oproti ostatním metodám. Flexibilita konstrukce, vysoká přesnost a konzistence v kombinaci s vrozenými vlastnostmi materiálu z něj činí ideální řešení pro mnoho aplikací v různých podnicích. Díky pokroku v inovacích se tento postup také neustále vyvíjí a zdokonaluje, což následně nabízí mnohem větší potenciál pro rozvoj a zdokonalování výrobků v mnoha oblastech.