Støbning af flydende silikonegummi

Metode til Flydende silikonegummi Støbning

Når vi taler om silikonegummi i flydende form (LSR), er det et netværk, som er opdelt i to dele. I dette netværk er lange kæder af polysiloxan understøttet af silica. Del A indeholder en platinkatalysator, og del B indeholder methylhydrogensiloxan som tværbindingsmiddel og en alkoholinhibitor. Silikongummi er polymerer med to dele og kan indeholde fyldstoffer for at opgradere egenskaberne eller reducere omkostningerne. Silikongummi er for det meste ikke-reaktivt, stabilt og uigennemtrængeligt for ekstreme forhold og temperaturer fra -55 til 300 °C (-70 til 570 °F), samtidig med at det bevarer sine egenskaber.

Definition

Når vi definerer silikonegummi i flydende form, er det en uorganisk polymer, der består af silicium (Si), oxygen (O), carbon (C) og hydrogen (H). Den vitalt syntetiske kæde, der kaldes rygsøjlen, er indrammet af silicium og oxygen, kaldet siloxan. Dette er en platinhærdet silikone af høj kvalitet med strålende glathed. Det tilføres ofte et silikoneformhulrum for at fremstille forskellige dele med stor nøjagtighed. Generelt har flydende silikonegummi et lavt kompressionssæt, god stabilitet og modstandsdygtighed over for ekstreme varme og kolde temperaturer. Dette materiale bruges hovedsageligt til at skabe tætninger, tætningsmembraner, elektriske stik, multipin-stik og spædbørnsprodukter, hvor der kræves glatte overflader.

LSR's uorganiske natur gør det ideelt til medicinske anvendelser og hudkontakt. LSR har evnen til at kombinere med andre kemiske grupper, som gør det muligt at opnå en robust ydeevne. LSR overgår mange andre elastomerer og bruges til trykknapper eller tastaturer og foretrækkes til pumpeapplikationer, især hvis de er i kontakt med kropsvæsker eller kemiske stoffer.

sprøjtestøbning af flydende silikone

Sprøjtestøbning af flydende silikonegummi

Det er en meget mekaniseret proces. Sprøjtestøbning af flydende silikone bruger en mekanisk blandingsmetode, der blander en to-komponent platinhærdet LSR-materialeforbindelse sammen, som flyder ind i en form. Men på grund af LSR's viskøse natur er det let at bearbejde og egner sig perfekt til produktion af store mængder, ensartet emnekvalitet og forbedret produktivitet. LSR-injektionsværktøjet er anbragt i en LSR-specifik sprøjtestøbepresse, som er specielt designet til præcis kontrol af skudstørrelsen og muliggør en ensartet produktion af komponenter af flydende silikonegummi. På grund af dets egenskaber og bearbejdelighed er flydende silikonegummi blevet det ideelle materiale til indviklede designfunktioner og krævende, kritiske anvendelser.

LSR sprøjtestøbningsproces

Denne proces er termohærdende og bruges til at fremstille fleksible, holdbare og varmebestandige silikonedele og -produkter. I denne proces blandes to forbindelser, som generelt består af den basisdannende silikone og platinkatalysatoren. Derefter indsprøjtes blandingen og varmehærdes i en form, hvilket skaber fleksible silikonedele. Disse to forbindelser kræver dog en intensiv blanding, mens de holdes ved en lav temperatur, før de skubbes ind i et opvarmet hulrum. Den flydende silikonegummi hærdes ved hjælp af varme, hvilket giver faste dele eller produkter.

Denne proces anvendes i vid udstrækning i forskellige industrier, herunder bilindustrien, medicinalindustrien, forbrugsgoder og elektronikindustrien. LSR-sprøjtestøbningsprocessen består hovedsageligt af følgende hovedtrin.

1. forberedelse af materialer

LSR-forbindelser: LSR er en todelt forbindelse, der typisk kaldes basisdannende materiale og katalysator, som generelt er platinbaseret. Disse dele blandes i forholdet 1:1 og kan indeholde yderligere komponenter som f.eks. pigmenter eller tilsætningsstoffer.

Opbevaring og håndtering: LSR-komponenter opbevares i beholdere eller patroner. En beholder indeholder det basisdannende materiale, og en anden beholder indeholder katalysatoren, som typisk er platinbaseret. Korrekt håndtering er meget vigtig for at forhindre kontaminering og sikre ensartede materialeegenskaber.

2. Blanding og måling

Blandingsenhed: En specialiseret blandeenhed kombinerer begge forbindelser nøjagtigt. Denne enhed kan også inkorporere pigmenter eller andre tilsætningsstoffer efter behov.

Statisk mixer: Den blandede LSR passerer derefter gennem en statisk mixer, der sikrer en grundig homogenisering af komponenterne. Dette trin er afgørende for at sikre ensartet hærdning og egenskaber i det endelige produkt.

Måling: I dette vigtige trin doseres den blandede LSR i indsprøjtningsenheden. Præcis dosering er afgørende for at opretholde ensartede skudstørrelser og for at reducere materialespild.

3. Sprøjtestøbemaskine

• Indsprøjtningsenhed: Indsprøjtningsenheden er specielt designet til indsprøjtning af LSR. LSR har en lav viskositet og kræver særlige skruedesigns. I dette trin skubbes materialet ind i formhulrummet.
• Spændeenhed: I dette trin bruges en klemme til at holde formen og til at holde den tæt, når indsprøjtningen udføres. Ikke desto mindre afhænger den nødvendige kraft af emnets størrelse og kompleksitet.

4. Formdesign

• Materialeovervejelser: Forme til LSR skal være beregnet til at udholde de høje temperaturer og spændinger, der anvendes under hærdningssystemet. De produceres for det meste af stål eller aluminium af fremragende kvalitet.
• Hulrum og kerne: Silikoneinjektionsformen består af hulrum, som er negative delformer, og kerner, som er positive delformer. Disse skal bearbejdes præcist for at opnå de ideelle delaspekter og overfladebehandling.
• Udluftning: Luften er fanget og skal frigives for at undgå defekter som luftbobler eller hulrum i det endelige produkt. Så det er vigtigt at sikre korrekt udluftning.
• Ejektorsystem: Dette trin involverer fjernelse af delen fra formen, som er hærdet. Udstødningssystemet skal være omhyggeligt designet til at håndtere de fleksible og klæbrige LSR-emner.

5. Injektion og hærdning

• Indsprøjtningsproces: Formen lukkes godt og fastspændes med passende kraft. LSR'en sprøjtes derefter ind i formens hulrum ved høj hastighed. Efterfølgende fyldes formen, og derefter fjernes overskydende materiale.
• Hærdningsproces: Temperaturen holdes høj (normalt mellem 160-200 °C) for at påbegynde hærdningsprocessen. Hærdningstiden afhænger af emnets tykkelse og form. Den går som regel fra et par sekunder til mange minutter.

6. Afformning

• Køling: Når hærdningen er afsluttet, afkøles formen for at arbejde med uddrivning af dele og for at undgå deformation.
• Åbning: Derefter åbnes formen forsigtigt for at undgå at beskadige de sarte LSR-dele.
• Udvisning: I dette trin skubbes delene ud af formen ved hjælp af ejektorsystemet. Det er nødvendigt at håndtere delene forsigtigt, da de stadig er varme og kan være lidt bøjelige.

7. Efterbehandling

• Inspektion: I denne fase inspiceres hver del for defekter som f.eks. udflydning, luftbobler eller ufuldstændig fyldning. Der kan bruges både automatiserede og manuelle inspektionsmetoder.
• Trimning: Derefter skæres overskydende materiale, kendt som flash, af delene. Det kan gøres manuelt eller ved hjælp af automatiseret udstyr.
• Sekundære operationer: Yderligere processer som limning, samling eller overfladebehandling kan udføres afhængigt af anvendelse og krav.

8. Kvalitetskontrol

• Testning: For at garantere, at de leverede dele opfylder de nødvendige specifikationer, gennemgår de forskellige tests. Disse tests omfatter test af mekaniske egenskaber, dimensionskontrol og visuelle undersøgelser.
• Dokumentation: Detaljerede optegnelser over støbeprocessen, materialepartier og kvalitetskontrolresultater vedligeholdes regelmæssigt for at sikre sporbarhed og overholdelse af industristandarder.

9. Emballage og forsendelse

• Emballage: Færdige dele pakkes derefter omhyggeligt for at beskytte dem under transport. Emballageteknikkerne ændres i lyset af delens størrelse, form og følsomhed.
• Forsendelse: Emballerede dele sendes derefter til kunderne eller til de videre forarbejdningsfaciliteter, hvilket sikrer rettidig levering og opretholdelse af delintegritet.

Fordele ved sprøjtestøbning af LSR

Denne proces giver et par hovedfordele, som er følgende:

1. præcision og konsistens

LSR-sprøjtestøbning giver høje ensartede og præcise værdier ved fremstilling af komplicerede, indviklede og detaljerede dele. Denne proces giver mulighed for snævre tolerancer og nøjagtig replikering af støbeforme, hvilket sikrer ensartethed på tværs af alle partier.

2. stort anvendelsesområde

Det giver mange anvendelsesmuligheder, da det er fleksibelt og kan bruges på tværs af forskellige brancher, herunder bilindustrien, klinikker, hardware, forbrugerprodukter og meget mere. Den fleksibilitet, som LSR giver, gør det velegnet til at producere alt fra medicinske implantater til biltætninger og komponenter til forbrugerelektronik.

3. holdbarhed og styrke

Disse dele er bemærkelsesværdige for deres soliditet og styrke. De kan udholde ekstreme temperaturer, barske syntetiske forbindelser og langvarig eksponering for UV-stråling uden at underminere deres integrerede egenskaber i lang tid, hvilket gør dem ideelle til mange anvendelser.

4. biokompatibilitet

Disse materialer er biokompatible og opfylder kravene til standarder for medicinsk kvalitet. Denne kvalitet gør dem velegnede til kliniske og medicinske anvendelser som implantater, kirurgiske værktøjer og bærbare kliniske gadgets. Derudover er de allergivenlige og sikre ved længerevarende hudkontakt.

5. kemisk modstandsdygtighed

Disse materialer udviser stor beskyttelse mod mange syntetiske stoffer, herunder opløsningsmidler, olier og rengøringsmidler. Denne egenskab gør dem velegnede til brug under forhold, hvor eksponering for kemiske stoffer er normal, f.eks. i bilindustrien og moderne industrimiljøer.

6. Fleksibilitet og elasticitet

Disse dele har en bemærkelsesværdig elasticitet og fleksibilitet, som gør, at de kan deformeres og genvinde deres unikke form uden langvarig forvrængning. Denne tilpasningsevne gør dem ideelle til tætnings- og pakningsopgaver, hvor der er brug for en tæt, solid forsegling.

7. Hurtige cyklustider

Denne metode giver hurtig procestid sammenlignet med konventionelle gummistøbningsmetoder. Det giver mulighed for høj produktion med hurtige gennemløbstider, samtidig med at det er omkostningseffektivt.

8. reduceret affald

LSR-sprøjtestøbning genererer minimalt spild sammenlignet med andre fremstillingsprocesser. Evnen til præcist at styre materialeflowet og optimere formdesignet minimerer materialespild. Det fører til omkostningsbesparelser og miljømæssige fordele.

9. Designfrihed

Denne proces giver mulighed for at udvikle komplicerede former og komplekse geometrier, som kan være vanskelige at opnå med andre fremstillingsmetoder. Denne mulighed for designfrihed giver mulighed for at lave fantasifulde emnedesigns og tilpasningsvalg.

10. Overfladefinish

Disse dele har en glat og pletfri overfladefinish direkte fra formen. Det mindsker derfor behovet for sekundære efterbehandlingsopgaver som rengøring eller maling. Det sparer tid og lønomkostninger og gør processen omkostningseffektiv, samtidig med at det sikrer et slutprodukt af høj kvalitet.

silikone sprøjtestøbemaskiner

Begrænsninger ved støbning af flydende silikonegummi

Denne proces giver forskellige fordele, men som enhver anden fremstillingsproces har den nogle begrænsninger, som er følgende:

1. høj indledende investering

Det kræver en betydelig initialinvestering at etablere en LSR-sprøjtestøbningsproces, primært i specialudstyr, forme og infrastruktur. Derfor kan det være en barriere for små producenter eller dem med begrænset kapital.

2. komplekst formdesign

LSR-forme er specialiserede, indviklede og komplekse på grund af materialets lave viskositet og høje hærdningstemperatur. Så det kræver ekspertise og præcision at designe disse forme, hvilket kan øge omkostningerne og leveringstiderne.

3. Begrænsede materialevalg

LSR har fremragende egenskaber som fleksibilitet, varmebestandighed og biokompatibilitet, men materialemulighederne er noget begrænsede sammenlignet med andre typer gummi. Det kan derfor begrænse antallet af anvendelsesområder, hvor LSR kan bruges effektivt.

4. hærdningstid

Hærdningstiden for LSR kan være længere sammenlignet med andre gummistøbemetoder. Det kan påvirke produktionscyklussen og det samlede gennemløb, især ved fremstilling af store mængder.

Anvendelser

Det er en unik proces med et stort antal anvendelser på tværs af forskellige projekter på grund af dens nye egenskaber og fordele. De vigtigste anvendelser er som følger:

1. medicinsk udstyr

Det anvendes bredt og generelt i den kliniske branche til fremstilling af forskellige gadgets og dele som katetre, slanger, tætninger, pakninger, respiratoriske slør og implanterbare gadgets. Egenskaber som biokompatibilitet, steriliserbarhed og sejhed gør det rimeligt til applikationer, der kræver nøjagtighed og urokkelig kvalitet under kliniske forhold.

2. babyplejeprodukter

På grund af sin sikkerhed, tilpasningsevne og enkle sterilisering anvendes LSR normalt til fremstilling af børneplejeartikler som sutter, flaskesutter og redskaber til børnepasning. Disse produkter kræver ofte materialer, der er uskadelige, allergivenlige og uigennemtrængelige for høje temperaturer, og det er LSR alt sammen.

3.Elektronik

Det bruges desuden i hardware til at indkapsle og beskytte følsomme dele mod fugt, støv og andre økologiske variabler. Det bruges i applikationer som tastaturer, tætninger, pakninger, stik og beskyttelsesdæksler på grund af dets fantastiske elektriske beskyttelsesegenskaber, termiske stabilitet og beskyttelse mod farlige kemiske forbindelser.

4.Automotive opsætninger

Det bruges i vid udstrækning i bilindustrien til at levere dele som tætninger, pakninger, stik og vibrationsdæmpere. Dets beskyttelse mod ekstreme temperaturer, olier og syntetiske stoffer gør det ideelt til motorapplikationer og udvendige dele, hvor hårdførhed og pålidelighed er af største betydning.

5. Forbrugerartikler

Det bruges desuden i forskellige indkøbsprodukter som køkkengrej, bageudstyr, tætninger, pakninger og udendørsartikler på grund af dets fødevaregodkendte egenskaber, tilpasningsevne og beskyttelse mod høje temperaturer. Dets evne til at modstå gentagne opvarmnings- og afkølingscyklusser gør det velegnet til genstande, der kræver kontinuerlig brug og vask.

6. industrielle anvendelser

Det anvendes også i moderne sammenhænge til fremstilling af tætninger, pakninger, O-ringe og forskellige dele, hvor beskyttelse mod ekstreme temperaturer, syntetiske stoffer og økologiske variabler er en stor nødvendighed. Dens robusthed, pålidelighed og langtidsholdbarhed gør den ideel til moderne anvendelser.

7.Aerospace

I flyindustrien bruges LSR generelt til fremstilling af tætninger, pakninger, forbindelsesdele og andre grundlæggende dele, hvor der kræves letvægtsmaterialer med høj ydeevne. Dets egenskaber som beskyttelse mod høje temperaturer, stråling og syntetiske forbindelser gør det velegnet til luftfartsapplikationer, hvor ufravigelig kvalitet og sikkerhed er af største betydning.

8. LED-belysning

Det anvendes også i LED-lys for at opgradere deres udstilling, soliditet og levetid. Egenskaber som gennemsigtighed, termisk stabilitet og modstandsdygtighed over for UV-stråling gør det til et godt materialevalg til at beskytte LED-dele mod fugt, støv og andre økologiske elementer.

9. militær og forsvar

Det bruges i militære sammenhænge til at fremstille tætninger, pakninger, stik og andre dele, der kræver fremragende ydeevne under ekstreme forhold. De emner, der produceres ved hjælp af det, giver ekstraordinær ydeevne under barske forhold som høje temperaturer, fugtighed og åbenhed over for syntetiske forbindelser og brændstoffer.

Konklusion

Processen med sprøjtestøbning af silikonegummi i flydende form skiller sig ud som en eliteteknik til at levere dele af silicium med høj nøjagtighed. Det er en tilpasningsdygtig og kraftfuld fremstillingsproces, som giver forskellige fordele i forhold til andre metoder. Designfleksibiliteten, den høje nøjagtighed og konsistensen kombineret med materialets medfødte egenskaber gør den ideel til mange anvendelser på tværs af forskellige virksomheder. Med innovationens fremgang bliver denne procedure også ved med at udvikle sig og blive bedre, hvilket efterfølgende giver et meget større potentiale for udvikling og forbedring af produkter inden for mange områder.