液態矽膠(LSR)注射成型工藝介紹

2020-12-19 德標機械

液態矽膠英文簡稱LSR,是一種可以備受消費者和廠家青睞的產品,液態矽膠是由矽膠製品製作而成,有良好的彈性和防水防潮性,耐酸、鹼等多種化學物質的侵蝕,所以一般用於替代生活塑料用品。

液態矽膠(Liquid Silicone Rubber),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)予以充份混合,注入射出料管後再進行射出成型生產。

將液態矽膠射入熱澆道模具,製作矽膠製品,可達到一次成型﹑無廢料及可自動化等優點。

【一】.液態矽膠的特性

液態矽膠(Liquid Silicone Rubber)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係數。

LSR 是以鉑金作為催化劑的雙液態快速硫化材料,可以採用注塑的方式、大量、快速硫化、重複性機械生產。其產品表現為較好的熱穩定性、抗寒性,優良的電絕緣性能,燃燒時不會產生有毒的物質等。

因此在健康用品、汽車、嬰兒用品、醫療用品、潛水用品、廚房用具以及密封件等的生產設計中成為不可替代的材料。

【二】.成型過程

LSR為雙組分的液態材料,分為 A 組分和 B 組分,混合機的工作將A 組分和 B 組分以精確的 1:1 比例充分混合。又因部分製品為有色設計,所以配有顏色泵組及顏色計量部分。A+B 組分、添加劑、顏色等充分混合後進入塑化系統。

這種塑化螺杆同時具有均化、混合的功能,通過螺杆將混合料注射到熱模具中,在模溫 170~200℃下,矽膠發生固化反應。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, 餵料系統

可選擇以下幾種形式:

1)雙向泵

可上下移動送料,能夠很好的保持壓力,由於 A、B 泵之間相連,並同步由

液壓氣動控制,因此這種形式的餵料系統比較可靠、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

主要與單項泵相配合使用。

2, 液態矽橡膠注射成型機的關鍵部件

1)由於 LSR 的低黏度性,在加工過程中要考慮材料的回流和漏膠,因此對螺杆的密封是必須的。

2)為了防止 LSR 固化,要採用針閥射嘴。

3)A、B 兩組分的混合、計量部件。

3,模具的設計

在模具設計中,一般有以下幾種形式:

1) 熱流道

比較浪費物料,設計簡單,成本低,多用於大製品。

2) 有針閥的冷流道

可實現自動化,周期短。

3) 無針閥的冷流道

由於 LSR 膨脹係數較高,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。所以可以採用冷流道加工,LSR 應保持較低溫度和流動性,冷流道採用閉合式系統,在注射循環中,閉合系統在每一個流道中都採用「封膠針」或「針形閥」來控制 LSR 材料的準確計量。

由於矽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℃),同時矽橡膠具有受壓變形的特點。

【三】LSR 流動/硫化的分析

1)液體矽橡膠的硫化化學反應,需要一定的反應時間。

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)高速注射會導致湍流

7)物料的黏度會改變流動的模式

8)湍流導致白點。

因此模具的設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 型導向栓代替柱形導向栓,脫模時採用射出氣槍,加隔熱層/板。

4)不要使用含阻聚劑的防鏽劑/油,一般可用甲苯、二甲苯等。

【四】常見問題以及解決對策

1,製品不完全固化

2,產品表面不熟(表面不幹)

3,產品硬度不對

4,產品有雜質

5,產品有色斑

6,產品變形或者燒焦

7,產品表面缺料或縮水

此外,固化的 LSR 容易黏在金屬表面上,應用最為普遍的脫模技術包括頂針頂出和空氣推頂。

通過以上信息,可以看到矽膠注塑主要解決的問題在於其混合、計量部分,以及螺杆的密封、模具的設計。

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