據(jù)ReportLinker的數(shù)據(jù)，全球液態(tài)硅橡膠市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2018年的17.3億美元增長到2024年的22.6億美元，預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為4.62％。

液態(tài)硅膠作為一種無毒高彈的有機(jī)硅材料，在耐高溫、耐低溫、電絕緣性、生物相容性等方面都有非常優(yōu)異的表現(xiàn)。目前液體硅膠應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要包括手機(jī)等消費(fèi)電子、智能穿戴、手持終端、連接器、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域等。

這種材料的硫變行為主要表現(xiàn)為低粘度、快速固化、剪切變稀和擁有較高的熱膨脹系數(shù)，素有“軟膠”之稱，主要通過注塑成型以及3D打印來進(jìn)行加工。

本文主要討論液態(tài)硅膠的注塑成型有哪些要點(diǎn)值得注意。

圖 盈泰液態(tài)硅膠注射成型生產(chǎn)車間。

設(shè)計(jì)開發(fā)與模具制造注意點(diǎn)

由于液態(tài)硅膠本身為液態(tài)材料，同時(shí)在材料注射剪切的過程中有明顯的剪切變稀的現(xiàn)象，所以液態(tài)硅膠的流動(dòng)性是非常好的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要非常嚴(yán)格的評審所有的結(jié)合部位，模具加工的工藝也要選擇精密加工的工藝，比如精密磨床加工等，讓模具活動(dòng)部位盡可能減少毛邊發(fā)生概率。

另一方面由于模具的精密配合，對于排氣就會(huì)有較大的影響，所以應(yīng)該盡可能考慮負(fù)壓系統(tǒng)。負(fù)壓系統(tǒng)最理想的設(shè)置位置是在流動(dòng)的最末端，確保材料能夠流到最末端，同時(shí)還可以避免氣泡和熔接線等問題的出現(xiàn)。

液態(tài)硅膠在收縮率方面的評估也是非常重要的，與普通注塑相似，液態(tài)硅膠在冷卻收縮是也有一個(gè)收縮率，通常收縮率在2%-3%，但是二次硫化等因素又會(huì)對收縮率有一定的影響。

比較科學(xué)的做法是先確定制品的成型工藝流程，然后通過有限元建模進(jìn)行分析，這樣可以非常準(zhǔn)確的分析出制品的收縮率以及其他潛在的一些問題，如熔接線、變形等，在模具開發(fā)前能有一個(gè)預(yù)警的作用。

注膠口設(shè)計(jì)在液態(tài)硅膠成型中也是一個(gè)決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通常建議液態(tài)硅膠采用冷半模來成型，在進(jìn)膠分流道內(nèi)還是需要對材料進(jìn)行低溫保護(hù)，但是模具的型腔內(nèi)有加熱棒再加熱凝固成型。

這就需要對澆口以及分流道進(jìn)行隔熱處理，同時(shí)分流道板上需要通水冷卻，這個(gè)動(dòng)態(tài)的冷熱平衡是非常重要的，否則很容易出現(xiàn)澆口堵塞，材料在流道中凝固等一些生產(chǎn)異常。

最后頂出系統(tǒng)在液態(tài)硅膠成型中也有著至關(guān)重要的作用，因?yàn)橐簯B(tài)硅膠材料本身是很粘金屬的，所以首先需要在材料的配方上選擇易脫模的配方。

另外在頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上可以多考慮整體推板頂出，仿型推塊，氣體輔助頂出等方案。盡量少用普通注塑用的頂針頂出，因?yàn)橐簯B(tài)硅膠很軟很容易在表面形成頂針印等外觀缺陷。

成型工藝介紹

在成型工藝方面是要控制好A/B組分之間的比例，另外靜態(tài)混合器需要定期清理，確保靜態(tài)混合的效果。在注射工藝上與傳統(tǒng)工藝相似，需要控制好注射的時(shí)間、壓力、速度、位置等參數(shù)，避免出現(xiàn)一些毛邊、短射等缺陷，同時(shí)也要注意流體流動(dòng)的規(guī)律，避免熔體破裂出現(xiàn)的一些外觀缺陷。

案例分析

采用液態(tài)硅膠注塑成型的嬰兒奶嘴。以嬰兒奶嘴為例，本產(chǎn)品的重量為5g，產(chǎn)品的進(jìn)膠點(diǎn)設(shè)計(jì)在奶嘴的正中間，使用冷流道系統(tǒng)，冷流道和冷澆口上都設(shè)有冷卻水路，澆口上的水路可以很好的解決進(jìn)膠口與型腔之間的隔熱問題。

澆口閥針采用氣動(dòng)控制，可以有效的進(jìn)行閥針進(jìn)出控制，同時(shí)還可以避免使用油抽芯系統(tǒng)帶來的閥針損壞的問題。材料方面使用自脫模配方的材料，在模具打開后使用氣體輔助系統(tǒng)將產(chǎn)品吹離分型面。供料系統(tǒng)也要選用高精度的設(shè)備，確保A/B料配比嚴(yán)格控制在1:1，如果靜態(tài)混合的比例不穩(wěn)定會(huì)造成產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)，出現(xiàn)制品性能上的缺陷，固化不完全或者開裂等問題。

液態(tài)硅膠市場前景潛力巨大

液態(tài)硅膠優(yōu)異的生物相容性，及材料的安全無毒的特點(diǎn)，使得液態(tài)硅膠在醫(yī)療領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。在醫(yī)療喉罩、面罩等呼吸類的產(chǎn)品中，液態(tài)硅膠開始有越來越多的應(yīng)用。

此外，液態(tài)硅膠的硬度可以做到35°以下，所以在整形美容的領(lǐng)域中也大量的應(yīng)用，比如隆胸等手術(shù)中有非常廣泛的應(yīng)用。同時(shí)液態(tài)硅膠也在嬰兒用品上有廣泛的應(yīng)用，比如嬰兒奶嘴，嬰兒湯匙等。

液態(tài)硅膠絕佳的透明度，同時(shí)液態(tài)硅膠與其他光學(xué)材料相比還有很好耐高溫黃變性能，所以這幾年在汽車燈頭的領(lǐng)域中，高檔的燈頭都開始使用液態(tài)硅膠成型工藝。

液態(tài)硅膠因?yàn)椴牧献陨砭哂械脑S多優(yōu)良的材料特性，決定了其能夠在許多領(lǐng)域中綻放光芒，前景可期。

圖 盈泰生產(chǎn)的液態(tài)硅膠產(chǎn)品。