Moldeo de caucho de silicona líquida

Método de Goma de silicona líquida Moldeo

Cuando hablamos de caucho de silicona en estado líquido (LSR), nos referimos a una red dividida en dos partes. En esta red, largas cadenas de polisiloxano se apoyan en sílice. La parte A contiene un catalizador de platino y la parte B contiene metil hidrógeno siloxano como reticulante y un inhibidor de alcohol. Los cauchos de silicona son polímeros de dos partes y pueden contener cargas para mejorar sus propiedades o reducir su coste. El caucho de silicona es en su mayor parte no reactivo, estable e impermeable a condiciones y temperaturas extremas de -55 a 300 °C (-70 a 570 °F), manteniendo al mismo tiempo sus propiedades.

Definición

Cuando definimos el caucho de silicona en forma líquida, se trata de un polímero de naturaleza inorgánica compuesto por silicio (Si), oxígeno (O), carbono (C) e hidrógeno (H). La cadena vitalmente sintética llamada espina dorsal, está enmarcada por silicio y oxígeno, llamado siloxano. Se trata de una silicona curada al platino de gran virtud y brillante suavidad. Se infunde con frecuencia en una cavidad de forma de silicona para fabricar diversas piezas con gran precisión. En general, el caucho de silicona líquida tiene un bajo juego de compresión, buena estabilidad y resistencia a temperaturas extremas de calor y frío. Este material se utiliza principalmente para crear juntas, membranas de sellado, conectores eléctricos, conectores multipolo y productos infantiles en los que se requieren superficies lisas.

La naturaleza inorgánica de la LSR la hace ideal para aplicaciones médicas y de contacto con la piel. La LSR tiene capacidad para combinarse con otros grupos químicos, lo que le permite alcanzar unas prestaciones robustas. La LSR supera a muchos otros elastómeros y se utiliza en pulsadores o aplicaciones de teclado, y es preferible para aplicaciones de bombeo, sobre todo si está en contacto con fluidos corporales o sustancias químicas.

moldeo por inyección de silicona líquida

Moldeo por inyección de caucho de silicona líquido

Se trata de un proceso muy mecanizado. Moldeo por inyección de silicona líquida utiliza un método de mezcla mecánica que mezcla un compuesto de material LSR de dos componentes curado con platino que fluye en un molde. Sin embargo, debido a la naturaleza viscosa de la LSR, se procesa fácilmente y es perfectamente adecuada para la producción de grandes volúmenes, la calidad constante de las piezas y la mejora de la productividad. La herramienta de inyección de LSR se aloja en una prensa de moldeo por inyección específica para LSR, que está especialmente diseñada para un control preciso del tamaño de la inyección y permite la producción uniforme de componentes de caucho de silicona líquida. Gracias a sus propiedades y procesabilidad, el caucho de silicona líquida se ha convertido en el material ideal para diseños intrincados y aplicaciones críticas exigentes.

Proceso de moldeo por inyección de LSR

Este proceso es de naturaleza termoestable y se utiliza para fabricar piezas y productos de silicona flexibles, duraderos y resistentes al calor. En este proceso se mezclan dos compuestos que suelen ser la silicona de base y el catalizador de platino. A continuación, la mezcla se inyecta y se cura con calor dentro de un molde para crear piezas de silicona flexibles. Sin embargo, estos dos compuestos requieren una mezcla distributiva intensiva mientras se mantienen a baja temperatura antes de introducirlos en una cavidad calentada. El caucho de silicona líquido se cura mediante calor, produciendo piezas o productos sólidos.

Este proceso se emplea ampliamente en diversas industrias, como la automovilística, la médica, la de bienes de consumo y la electrónica. El proceso de moldeo por inyección de LSR consta principalmente de los siguientes pasos principales.

1.Preparación del material

Compuestos LSR: La LSR es un compuesto de dos partes que suele denominarse material de formación de la base y catalizador, generalmente a base de platino. Estas partes se mezclan en una proporción 1:1 y pueden incluir componentes adicionales como pigmentos o aditivos.

Almacenamiento y manipulación: Los componentes de la LSR se almacenan en contenedores o cartuchos. Un contenedor contiene el material de formación de la base y otro el catalizador, normalmente a base de platino. Una manipulación adecuada es crucial para evitar la contaminación y garantizar unas propiedades uniformes del material.

2. Mezcla y dosificación

Unidad de mezcla: Una unidad de mezcla especializada combina con precisión ambos compuestos. Esta unidad también puede incorporar pigmentos u otros aditivos según sea necesario.

Mezclador estático: A continuación, la LSR mezclada pasa por un mezclador estático, que garantiza la homogeneización completa de los componentes. Este paso es vital para garantizar un curado y unas propiedades uniformes del producto final.

Medición: En este importante paso, la LSR mezclada se dosifica en la unidad de inyección. Una dosificación precisa es esencial para mantener tamaños de inyección uniformes y reducir el desperdicio de material.

3. Máquina de moldeo por inyección

• Unidad de inyección: La unidad de inyección está diseñada específicamente para la inyección de LSR. La LSR tiene una viscosidad baja y requiere diseños de tornillo especiales. En este paso, el material se empuja dentro de la cavidad del molde.
• Unidad de sujeción: En este paso se utiliza una pinza para sujetar el molde y mantenerlo cerca cuando se realiza la inyección. No obstante, la potencia necesaria depende del tamaño y la complejidad de la pieza.

4. Diseño de moldes

• Consideraciones materiales: Los moldes para LSR deben estar pensados para soportar las altas temperaturas y tensiones aplicadas durante el sistema de curado. La mayoría de las veces se fabrican con acero o aluminio de excelente calidad.
• Cavidad y núcleo: El molde de inyección de silicona consta de cavidades, que son formas negativas de la pieza, y núcleos, que son formas positivas de la pieza. Estos deben ser mecanizados con precisión para lograr los aspectos de la pieza ideal y acabado de la superficie.
• Ventilación: El aire queda atrapado y es necesario liberarlo para evitar defectos como burbujas de aire o huecos en el producto final. Por tanto, es importante garantizar una ventilación adecuada.
• Sistema eyector: Este paso implica la extracción de la pieza del molde que se ha curado. El sistema de expulsión debe diseñarse cuidadosamente para manipular las piezas flexibles y pegajosas de LSR.

5. Inyección y curado

• Proceso de inyección: El molde se cierra firmemente y se sujeta con la fuerza adecuada. A continuación se inyecta la LSR en las cavidades del molde a gran velocidad. A continuación se llena el molde y se retira el material sobrante.
• Proceso de curado: La temperatura se mantiene alta (normalmente entre 160-200°C) para iniciar el proceso de curado. El tiempo de curado depende del grosor y la forma de la pieza. Por regla general, oscila entre un par de segundos y varios minutos.

6. Desmoldeo

• Refrigeración: Una vez finalizado el curado, el molde se enfría para trabajar con la expulsión de las piezas y evitar deformaciones.
• Apertura: A continuación, el molde se abre con cuidado para evitar dañar las delicadas piezas de LSR.
• Expulsión: En este paso, las piezas se expulsan del molde utilizando el sistema eyector. Es necesario manipular las piezas con cuidado, ya que aún están calientes y pueden ser ligeramente flexibles.

7. Tratamiento posterior

• Inspección: En esta fase se inspecciona cada pieza para detectar defectos como rebabas, burbujas de aire o llenado incompleto. Pueden utilizarse métodos de inspección automatizados o manuales.
• Recorte: A continuación, se recorta el material sobrante, conocido como rebaba, de las piezas. Esto puede hacerse manualmente o con equipos automatizados.
• Operaciones secundarias: En función de la aplicación y los requisitos, pueden realizarse procesos adicionales como la unión, el ensamblaje o el tratamiento de superficies.

8. Control de calidad

• Pruebas: Para garantizar que las piezas entregadas cumplen las especificaciones necesarias, se someten a distintas pruebas. Estas pruebas incluyen ensayos de propiedades mecánicas, comprobaciones dimensionales y exámenes visuales.
• Documentación: Los registros detallados del proceso de moldeo, los lotes de material y los resultados del control de calidad se mantienen con regularidad para garantizar la trazabilidad y el cumplimiento de las normas del sector.

9. Embalaje y envío

• Embalaje: Las piezas terminadas se embalan cuidadosamente para protegerlas durante el transporte. Las técnicas de embalaje varían en función del tamaño, la forma y la sensibilidad de la pieza.
• Envío: A continuación, las piezas embaladas se envían a los clientes o a las instalaciones de procesamiento posterior, garantizando la entrega puntual y manteniendo la integridad de las piezas.

Ventajas del moldeo por inyección de LSR

Este proceso ofrece algunas ventajas principales, que son las siguientes:

1.Precisión y coherencia

El moldeo por inyección de LSR proporciona valores de alta consistencia y precisión en la producción de piezas complicadas, intrincadas y detalladas. Este proceso permite unas tolerancias ajustadas y una replicación precisa de los moldes, lo que garantiza la uniformidad en todos los lotes.

2.Amplia gama de aplicaciones

Esto ofrece un gran número de aplicaciones, ya que es flexible y puede utilizarse en diferentes sectores, como el de la automoción, el clínico, el de hardware, el de productos de consumo y muchos más. La flexibilidad que ofrece la LSR la hace adecuada para producir cualquier cosa, desde implantes médicos hasta juntas de automoción o componentes de electrónica de consumo.

3.Durabilidad y resistencia

Estas piezas destacan por su solidez y resistencia. Pueden soportar temperaturas extremas, compuestos sintéticos agresivos y una exposición prolongada a la radiación UV sin ver mermadas sus propiedades integrales durante mucho tiempo, lo que las hace ideales para muchas aplicaciones.

4.Biocompatibilidad

Estos materiales son biocompatibles y cumplen los requisitos de las normas de calidad médica. Esta cualidad los hace apropiados para aplicaciones clínicas y servicios médicos como implantes, herramientas quirúrgicas y aparatos clínicos portátiles. Además, son hipoalergénicos y seguros para el contacto prolongado con la piel.

5.Resistencia química

Estos materiales presentan una gran protección frente a muchos productos sintéticos, como disolventes, aceites y productos de limpieza. Esta propiedad los hace apropiados para ser utilizados en condiciones en las que la exposición a sustancias químicas es normal, como en la automoción y en entornos industriales modernos.

6. Flexibilidad y elasticidad

Estas piezas tienen la propiedad de una notable elasticidad y flexibilidad, lo que les permite deformarse y recuperar su forma única sin distorsiones duraderas. Esta adaptabilidad las hace ideales para su uso en aplicaciones de sellado y juntas en las que se requiere un sellado hermético y sólido.

7. Tiempos de ciclo rápidos

Este método ofrece un tiempo de proceso rápido en comparación con los métodos convencionales de moldeo de caucho. Esto permite una alta producción con plazos de entrega rápidos y, al mismo tiempo, es rentable.

8.Residuos reducidos

El moldeo por inyección de LSR genera unos residuos mínimos en comparación con otros procesos de fabricación. La capacidad de controlar con precisión el flujo de material y la optimización de los diseños de los moldes minimizan el desperdicio de material. En consecuencia, esto supone un ahorro de costes y beneficios medioambientales.

9. Libertad de diseño

Este proceso permite desarrollar formas complicadas y geometrías complejas que podrían ser difíciles de conseguir con otros métodos de fabricación. Esta libertad de diseño permite realizar diseños imaginativos y opciones de personalización.

10.Acabado superficial

Estas piezas tienen un acabado superficial liso e inmaculado nada más salir del molde. En consecuencia, se reduce la necesidad de realizar tareas de acabado secundarias, como limpieza o pintura. Esto ahorra tiempo y mano de obra y hace que el proceso sea rentable, al tiempo que garantiza un producto final de alta calidad.

máquinas de moldeo por inyección de silicona

Limitaciones del moldeo de caucho de silicona líquida

Este proceso ofrece varias ventajas, pero, como cualquier proceso de fabricación, tiene algunas limitaciones, que son las siguientes:

1.Inversión inicial elevada

Para poner en marcha un proceso de moldeo por inyección de LSR se requiere una importante inversión inicial, principalmente en equipos especializados, moldes e infraestructura. Esto puede suponer un obstáculo para los fabricantes a pequeña escala o con capital limitado.

2.Diseño complejo de moldes

Los moldes de LSR son especializados, intrincados y complejos debido a la baja viscosidad y la alta temperatura de curado del material. Por eso, el diseño de estos moldes requiere experiencia y precisión, lo que puede aumentar los costes y los plazos de entrega.

3.Opciones de material limitadas

Aunque la LSR ofrece excelentes propiedades como flexibilidad, resistencia al calor y biocompatibilidad, sus opciones de materiales son algo limitadas en comparación con otros tipos de caucho. En consecuencia, esto puede restringir la gama de aplicaciones en las que la LSR puede utilizarse eficazmente.

4.Tiempo de curado

El tiempo de curado de la LSR puede ser mayor que el de otros métodos de moldeo de caucho. Esto puede influir en el ciclo de producción y en el rendimiento total, sobre todo en la fabricación de grandes volúmenes.

Aplicaciones

Se trata de un proceso único con un gran número de usos en diversas empresas, dadas sus novedosas propiedades y ventajas. Las principales aplicaciones son las siguientes:

1.Productos sanitarios

Se utiliza ampliamente y de forma generalizada en el sector clínico para la fabricación de diferentes dispositivos y piezas como catéteres, tubos, juntas, sellos, velos respiratorios y dispositivos implantables. Propiedades como la biocompatibilidad, la esterilizabilidad y la dureza lo hacen razonable para aplicaciones que requieren precisión y una calidad inquebrantable en condiciones clínicas.

2.Productos para el cuidado del bebé

Por su seguridad, adaptabilidad y facilidad de esterilización, la LSR se utiliza habitualmente en la fabricación de artículos de puericultura, como chupetes, areolas de biberón y utensilios de puericultura. Estos artículos suelen requerir materiales que no sean nocivos, hipoalergénicos e impermeables a las altas temperaturas, características que ofrece la LSR.

3.Electrónica

También se utiliza en hardware para encapsular y proteger piezas sensibles de la humedad, el polvo y otras variables ecológicas. Se utiliza en aplicaciones como teclados, sellos, juntas, conectores y cubiertas protectoras debido a sus increíbles propiedades de protección eléctrica, estabilidad térmica y protección frente a compuestos químicos peligrosos.

4. Configuraciones de automoción

Se utiliza ampliamente en aplicaciones de automoción para el suministro de piezas como juntas, empaquetaduras, conectores y amortiguadores de vibraciones. Su protección frente a temperaturas extremas, aceites y sustancias sintéticas lo hace ideal para aplicaciones de motores y piezas exteriores en las que la resistencia y la fiabilidad son primordiales.

5.Artículos de consumo

También se utiliza en otros artículos para el comprador, como utensilios de cocina, utensilios para hornear, juntas, empaquetaduras y artículos para exteriores, gracias a sus propiedades alimentarias, su adaptabilidad y su protección frente a las altas temperaturas. Su capacidad para soportar ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento lo hace razonable para artículos que requieren un uso y lavado continuos.

6.Aplicaciones industriales

También encuentra sus aplicaciones en entornos modernos para la fabricación de juntas, empaquetaduras, juntas tóricas y diferentes piezas en las que la protección frente a temperaturas extremas, materiales sintéticos y variables ecológicas es una gran necesidad. Su robustez, fiabilidad y rendimiento a largo plazo lo hacen ideal para aplicaciones modernas.

7.Aeroespacial

En el sector aeronáutico, la LSR se utiliza generalmente en la creación de sellos, juntas, conectores y otras piezas básicas en las que se requieren materiales ligeros con un alto rendimiento de élite. Sus propiedades, como la protección frente a las altas temperaturas, la radiación y los compuestos sintéticos, la hacen adecuada para aplicaciones aeronáuticas en las que la calidad y la seguridad inquebrantables son de vital importancia.

8.Iluminación LED

También se utiliza en luces LED para mejorar su exposición, solidez y vida útil. Propiedades como la transparencia, la estabilidad térmica y la resistencia a la radiación UV lo convierten en un material adecuado para proteger las piezas de los LED de la humedad, el polvo y otros elementos ecológicos.

9.Militar y Defensa

Se utiliza en aplicaciones militares para producir sellos, juntas, conectores y diferentes piezas que requieren un rendimiento predominante en circunstancias extremas. Los artículos fabricados con este material ofrecen un rendimiento extraordinario en condiciones adversas como altas temperaturas, humedad y resistencia a compuestos sintéticos y combustibles.

Conclusión

El proceso de moldeo por inyección de caucho de silicona en forma líquida destaca como una técnica de élite para fabricar piezas de silicona con gran precisión. Se trata de un proceso de fabricación adaptable y potente que ofrece distintas ventajas con respecto a los demás métodos. La flexibilidad de diseño, la alta precisión y la consistencia, combinadas con las propiedades innatas del material, lo hacen ideal para muchas aplicaciones en diferentes empresas. Con el avance de la innovación, este procedimiento también sigue avanzando y mejorando, por lo que ofrece un potencial mucho mayor para el avance y la mejora de artículos en numerosas áreas.