近兩年隨著手機(jī)防水的逐漸盛起，作為實現(xiàn)防水技術(shù)的關(guān)鍵，液態(tài)硅膠模具的設(shè)計越來越受到行業(yè)人士的關(guān)注。近期不斷有群友咨詢有關(guān)液態(tài)硅膠模具的設(shè)計問題。兩年前，我榮幸參加了液體硅膠模具的設(shè)計方案和開發(fā)設(shè)計。我還在我國觸碰液態(tài)硅膠模具相對性最早。我將共享我還在液態(tài)硅膠注射模具層面的本人工作經(jīng)驗，期待能對不久進(jìn)到制造行業(yè)的小伙伴們有一定的協(xié)助，盡可能事半功倍。

目前市場上專業(yè)液態(tài)硅膠模設(shè)計人員很少，據(jù)了解，現(xiàn)有的液態(tài)硅膠模設(shè)計人員大都是從塑膠模設(shè)計轉(zhuǎn)過來的。雖然液態(tài)硅膠的注塑原理跟塑膠的注塑原理差不多，模具結(jié)構(gòu)也類似。但液態(tài)硅膠跟塑膠的各種性能還是有比較明顯的差異，具體表現(xiàn)在以下方面。液態(tài)硅膠是熱固性材料。通俗點(diǎn)講就是加熱變硬成型，且這一過程不可逆轉(zhuǎn)。而塑膠是熱塑性材料，加熱變軟冷卻變硬成型，這一過程是可逆轉(zhuǎn)的，也就是說塑膠可反復(fù)多次成型。這個也是兩者最大的區(qū)別。所以在設(shè)計模具加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)時一定要搞清楚，不要搞反。

第二個差異就是塑膠制品大都硬度較高，較脆，不易變形。而硅膠制品大都是很柔軟的，彈性大，不容易撕裂。一般來說，要是磨具能夠生產(chǎn)加工成一個總體，就不容易設(shè)計方案導(dǎo)軌滑塊或歪斜的頂端構(gòu)造。硅膠商品綿軟有延展性，要是背面不很大，出模一般一切正常。 塑膠的溢流值一般有2～3條，而液態(tài)硅膠的溢流值要小得多，達(dá)到μ級。正是這微小差異，導(dǎo)致液態(tài)硅膠模比普通塑膠模精度要求高得多。要實現(xiàn)如此高精度的模具加工，從加工設(shè)備到整個加工工藝設(shè)計以及后續(xù)模具裝配都提出了很高的要求。這是一般中小型模房難于達(dá)到的。

液態(tài)硅膠還有一個特性就是粘度大，很容易粘模，再加上硅膠制品又很柔軟，一般的脫模結(jié)構(gòu)很難起作用。要實現(xiàn)自動脫模必須設(shè)計特殊的脫模結(jié)構(gòu)，例如氣壓輔助脫模。殊不知，這必將會大大增加模具設(shè)計的多元性，針對具備高精規(guī)定的磨具而言，這以至于會提升生產(chǎn)加工難度系數(shù)，而且通常大于利。所以一般不建議設(shè)計自動脫模結(jié)構(gòu)，除非你對公司模房的加工實力和鉗工的裝配技能很有自信，也可以挑戰(zhàn)一下。如果是訂單量很大，確定需要自動脫模以便實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。那也盡量在模外設(shè)計智能機(jī)械手臂實現(xiàn)自動抓料取料。當(dāng)然這就要看各公司的自動化技術(shù)水平達(dá)到什么程度。像手機(jī)防水件這種精密又微小的零部件要實現(xiàn)機(jī)械手臂自動抓料取料還是有一定的難度。

因為液態(tài)硅膠模加工精度要求很高，所以封膠位和分模面的選擇很重要。分模面最好是選擇平面，便于用精密磨床加工。若因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限制做不了平面，那就做成標(biāo)準(zhǔn)角度的斜面，例如30℃，45℃，60℃，便于用整體成型刀加工。盡量不要做成弧面或曲面，就是當(dāng)今世界最牛逼的機(jī)臺也難于把弧面和曲面做到μ級水準(zhǔn)。為了便于封膠位和分模面的加工，前期的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評審（DFM）很重要，一定要考慮到各方面因素。一旦客戶確定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，后期要修改就會很麻煩。

下面再來談一下有關(guān)液態(tài)硅膠模排氣的問題。這也是令很多業(yè)內(nèi)人士很頭疼的問題 。前面說過，液態(tài)硅膠的溢流值很小，一般的排氣結(jié)構(gòu)根本做不了?，F(xiàn)在市場上常用的方法是模內(nèi)抽真空的排氣方式。這首先要看你的液態(tài)注塑機(jī)臺是否有抽真空的功能。這種排氣的效果主要由兩方面決定，一是模具結(jié)構(gòu)的合理性，二是機(jī)臺抽真空的能力。

如果機(jī)臺沒有抽真空的功能那怎么辦？其實也是有辦法。盡管液態(tài)硅膠的上溢值不大，但不管分模面的生產(chǎn)加工精密度有多高，左右分模面中間還是有空隙的。因而，沒有必需在臨床診斷表面蓄意生產(chǎn)制造排氣管構(gòu)造。只必須在彈性體材料的通道和出入口設(shè)計方案一定容積的過濾管槽?？墒牵堄浝?，過濾管槽的容積務(wù)必超過其本身硅膠制品的容積，這一點(diǎn)十分關(guān)鍵！當(dāng)然，這種方式只適用于體積比較小的產(chǎn)品，體積比較大的產(chǎn)品用這種方式太浪費(fèi)膠料了。 

再談一下硅膠模具模進(jìn)膠的問題。為了精確控制進(jìn)膠量，市面上大多采用針閥式點(diǎn)進(jìn)膠的方法，這種方式雖然可行，但無形中也增加了模具加工難度和制造成本。實際上，要是磨具制冷系統(tǒng)和加溫系統(tǒng)軟件的隔熱保溫對策做的好，就能夠徹底選用立即涂膠的方式 ，大大簡化了模具結(jié)構(gòu)。雖然現(xiàn)在比較高檔的液態(tài)注塑機(jī)的射膠量可以控制到0.1g，但對于像手機(jī)防水件這種微小精密的零部件來說光靠控制注膠量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。用液態(tài)硅膠注塑機(jī)做手機(jī)防水件，除了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計很關(guān)健，其實最重要的還是模具的加工精度。

圖 盈泰液態(tài)硅膠制品廠模具加工車間。

總的來說，液態(tài)硅膠注射模具的一般標(biāo)準(zhǔn)是：模具設(shè)計越簡易，越多能確保磨具的生產(chǎn)加工精度，革除這些華而不實、看起來高尚的總體設(shè)計。還需注意的是一般精密模具對生產(chǎn)環(huán)境都有很高的要求。對于手機(jī)防水件的液態(tài)注塑成型最好是在無塵車間生產(chǎn)，否則模具的使用和維護(hù)成本會很高。從以上可以看出，要想把手機(jī)防水件做好，除了機(jī)臺設(shè)備、加工工藝以及成型車間環(huán)境都有很高的要求。這是一般中小型企業(yè)很難做到的。