液態硅橡膠制品注塑成型技術工藝詳解與注意事項
液態硅(gui)膠(Liquid Silicone Rubber),即LSR,是一種無毒、耐熱、高復原性的柔性熱固性材料,其流變行為主要表現為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數。
LSR,分為A膠與B膠,利用定量裝置控制兩者為1:1之比例,再透過靜態混合器(Static Mixer)予以充分混合,注入射出料管后再進行射出成型生產, 將液態硅膠射入熱澆道模具,制作硅膠(jiao)制品,可(ke)達(da)到一次成型﹑無(wu)廢料及可(ke)自動化等優點。
LSR廣泛應用于醫(yi)療(liao)(liao)健康行(xing)業,比(bi)如制作密(mi)封輸(shu)液(ye)系統、型圈(quan)透析(xi)過濾器、助聽(ting)器組件(jian)、嬰兒奶嘴、母親(qin)乳頭罩、家電吸(xi)入閥、醫(yi)療(liao)(liao)器械的組件(jian)等(deng)等(deng)。
其產(chan)品表(biao)現(xian)為較好(hao)(hao)的(de)熱穩定性(xing)(xing)、抗寒性(xing)(xing),優(you)良的(de)電絕緣性(xing)(xing)能,有(you)良好(hao)(hao)的(de)彈性(xing)(xing)和(he)防水防潮性(xing)(xing),耐酸、堿(jian)等(deng)多種(zhong)化學物(wu)質的(de)侵蝕(shi),燃(ran)燒時不(bu)會產(chan)生(sheng)有(you)毒的(de)物(wu)質。
成(cheng) 型 過 程(cheng)
LSR為(wei)(wei)雙組(zu)(zu)(zu)分的液態材料,分為(wei)(wei)A組(zu)(zu)(zu)分和(he)B組(zu)(zu)(zu)分,混(hun)合(he)機的工(gong)作將A組(zu)(zu)(zu)分和(he)B組(zu)(zu)(zu)分以精確的1:1比例(li)充分混(hun)合(he)。又(you)因(yin)部分制品為(wei)(wei)有色(se)設計(ji),所以配有顏色(se)泵組(zu)(zu)(zu)及顏色(se)計(ji)量部分。A+B組(zu)(zu)(zu)分、添加劑、顏色(se)等充分混(hun)合(he)后(hou)進入塑化系統。
這種塑化螺桿同時具有均(jun)化、混合(he)的功能(neng),通(tong)過(guo)螺桿將混合(he)料注射到熱模具中,在(zai)模溫170~200℃下,硅膠發生固化反應。當使用冷流道系統時,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(tong)
可選擇以下幾種形式:
1)雙向泵
可(ke)上下(xia)移動送(song)料(liao),能夠很好的保持壓力,由于(yu) A、B 泵之間相連,并同步由
液(ye)壓氣動控制,因(yin)此這種形式(shi)的(de)喂料系統比較(jiao)可靠、精確(que)。
2)單向(xiang)泵(beng)
是(shi)一種(zhong)通(tong)用型(xing),只能單項送料。
3)帶有(you)止(zhi)逆閥的同步單項泵(beng)
4) 計量筒系統
主要(yao)與單項泵相配合使(shi)用。
2、液態硅橡膠注射成型(xing)機的關鍵部件
1)由(you)于(yu) LSR 的(de)(de)(de)低黏度(du)性,在加工過程(cheng)中要考(kao)慮(lv)材料(liao)的(de)(de)(de)回(hui)流和(he)漏(lou)膠(jiao),因此(ci)對螺(luo)桿的(de)(de)(de)密封(feng)是必須的(de)(de)(de)。
2)為了防(fang)止 LSR 固(gu)化,要采用針閥射嘴(zui)。
3)A、B 兩組(zu)分的混合、計(ji)量部(bu)件。
3、模具(ju)的設計
在模具設計中,一般有以下(xia)幾種形式:
1) 熱流道
比較浪(lang)費物料(liao),設(she)計簡(jian)單(dan),成(cheng)本(ben)低,多用(yong)于大(da)制品。
2) 有(you)針(zhen)閥的(de)冷(leng)流道
可實現自動化,周(zhou)期短。
3) 無針閥的冷流道
由于(yu) LSR 膨脹系數較高,加熱時會發生膨脹,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邊距。所以可以采用冷流道加工,LSR應保持較低溫度和流動性,冷流道采用閉合式系統,在注射循環中,閉合系統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℃),同時硅橡膠制品具有受壓變形的特點。
因此模具的(de)設(she)計要注意以下幾(ji)個方面:
1)為了避免(mian)湍流和噴射,使用小注膠口;
2)使用針狀或翼(yi)狀注(zhu)膠(jiao)口;
3)用 T 型導向栓代替柱形(xing)導向栓,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(xiu)劑/油,一般可(ke)用甲苯、二(er)甲苯等。
LSR硫化的分析
1)液(ye)體硅(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)硫化化學反(fan)應,需要(yao)一定的(de)(de)反(fan)應時間;
2)理(li)想流(liu)動,在直徑 2mm,4250px,流(liu)動距離超過 2500px;
3)最(zui)小厚度(du) 1/1000mm;
4)模溫(wen)過高會導致硫化(hua),從而引起流動受阻;
5)層流可避免(mian)氣(qi)泡(pao);
6)高速注射會(hui)導致湍流;
7)物料的黏度(du)會改變流動(dong)的模式;
8)湍流導致白(bai)點。
產品常見問(wen)題以(yi)及(ji)解(jie)決對策
1、制品不(bu)完全(quan)固(gu)化
原因 | 措(cuo)施 |
溫(wen)度太低 | 檢(jian)查模溫、飽(bao)升溫 |
時間太智短 | 延(yan)長(chang)時間(jian) |
系(xi)統和(he)管(guan)道污染 | 人工檢(jian)查是否固化,清洗系統 |
混合問題 | 檢查(cha)螺桿、射(she)嘴、、混(hun)合器,提高(gao)加料速度和背壓 |
非1:1混合 | 檢查泵的壓(ya)力,提高供(gong)料系統壓(ya)力 |
2、產(chan)品(pin)表面(mian)不(bu)熟(表面(mian)不(bu)干)
原因 | 措施 |
空氣污染 | 檢查氣(qi)路,用干燥劑更換濾油器(qi) |
硫化(hua)的時(shi)間未能掌控好 | 調整硫化時間(jian) |
脫(tuo)模劑影(ying)響 | 更換脫模劑 |
表面(mian)污染 | 檢(jian)查工人(ren)使用手(shou)套是(shi)否干凈(jing)和布的(de)種類 清(qing)洗模具 |
3、產品硬度不對
原因 | 措施(shi) |
溫度和固(gu)化時間 | 提高溫(wen)度,用測溫(wen)計測量 |
檢(jian)查加熱棒 | |
檢查傳感(gan)器(qi)及(ji)其(qi)位置 | |
延長(chang)時間(jian) | |
預熱內嵌件物品 | |
保(bao)壓時間太短 | 延(yan)長保(bao)壓時間 |
射嘴頂(ding)模(mo)時間主短 | 延長射嘴頂(ding)模時間 |
4、產品(pin)有雜質
狀(zhuang)況 | 原(yuan)因 | 措施 |
黑線 | 換(huan)料或模(mo)具、螺(luo)桿磨損 | 清洗管道 檢查防回流閥 降低加料速(su)度或減少背壓 |
硬膠 | 膠口不熟 | 延長射嘴(zui)頂模(mo)時間 |
冷(leng)流道(dao)固化 | 降低冷卻體(ti)系溫度 | |
螺(luo)桿或靜態(tai)混配管攪(jiao)拌(ban)固化(hua) | 定(ding)期清洗 | |
微小凝膠(jiao) | 攪拌原因(yin) | 提高(gao)加料(liao)速度或提高(gao)背壓(ya) |
螺桿固化 | 冷卻螺桿(gan) | |
螺桿(gan)轉速太快 | 降低(di)螺(luo)桿轉速 | |
沙線 | 手套、氣(qi)槍(qiang) | 更換手套、檢(jian)查氣(qi)路 |
5、產品有(you)色斑
狀況 | 原(yuan)因 | 措施 |
色斑 | 加色 | 控制穩定加(jia)色 |
提高加色量(liang) | ||
靜態攪拌器 | 提高螺(luo)桿(gan)轉速(su) | |
檢查加色口(太大/堵塞) | ||
流痕 | 色(se)漿分散 | |
更換色漿批號 | ||
改變(bian)注膠口形狀 |
6、產品變(bian)形或者燒焦
狀況 | 原(yuan)因 | 措(cuo)施 |
融膠點(dian) | 溫(wen)度(du)過高 | 降低溫度(du) |
注射速度(du)太快 | 控制注(zhu)射速(su)度 | |
排(pai)氣 | 擴大排氣(qi)口或槽 | |
困(kun)氣 | 注膠(jiao)口形狀(zhuang) | 使用膜注膠口 |
膠料里有氣 | 正確排氣(qi) | |
螺(luo)桿后退 | 減少螺桿(gan)后退距離(li)或不后退 | |
制品(pin)有氣泡 | 控制(zhi)注射速度 | |
抽真(zhen)空(kong) | 模具抽(chou)真空 | |
固化時間太短(duan) | 延長固化時間或提高溫(wen)度 | |
射嘴頂模(mo) | 調整(zheng)射嘴(zui)頂模(mo)的角(jiao)度(du)和壓(ya)力 | |
溫(wen)度(du)過高 | 降低(di)溫(wen)度 | |
注射(she)速度(du)太慢 | 提高注射速(su)度 | |
注膠口太小 | 增大注膠口 |
7、產品表面(mian)缺(que)料或縮水
狀況 | 原(yuan)因 | 措施(shi) |
缺料 | 供料太少 | 提高供(gong)料壓力 |
檢查閥門 | 檢查回流環 | |
溫度太高 | 降(jiang)低模溫 | |
注射速度過慢 | 提高注射壓力(li) | |
增大注膠口 | ||
降低(di)鎖模(mo)力 | ||
粘度過高(gao) | 增大注膠口和(he)流道(dao) | |
增(zeng)大(da)排氣(qi)口 | ||
模具抽真(zhen)空(kong) | ||
飛(fei)邊 | 射嘴(zui)關閉 | 計量體積(ji)控制 |
提高鎖模力 | ||
凹痕(hen) | 射嘴頂模(mo)時間太短 | 延(yan)長射嘴(zui)頂(ding)模時間 |
通過(guo)以上信(xin)息,可(ke)以得出液態硅膠制品注(zhu)塑主要解(jie)決的問題在(zai)于(yu):混合、計(ji)量部(bu)分,以及螺桿的密封、模具(ju)的設計(ji)。
以恰(qia)當的(de)設計和規劃,LSR材料的(de)(de)注射成型(xing)(xing)是一(yi)項經濟收(shou)益好(hao),操作相對(dui)簡潔的(de)(de)生(sheng)產工(gong)藝。充分理解注射成型(xing)(xing)與(yu)流程設計的(de)(de)原則,制造者即(ji)可(ke)在避免出現問(wen)題(ti)的(de)(de)同時,進(jin)行高效生(sheng)產,必將帶來高品質、高產出的(de)(de)工(gong)業效應
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