液態(tài)硅膠在收縮率、脫模、模具材料、冷流道系統(tǒng)、溫度控制等方面都與傳統(tǒng)熱塑材料加工存在較大區(qū)別,使得液態(tài)硅膠注塑成型加工難度比普通熱塑性材料要大。
1.液態(tài)硅膠的特性
液態(tài)硅膠(LiquidSiliconeRubber)是一種無毒、耐熱、高復(fù)原性的柔性熱固性材料,其流變行為主要表現(xiàn)為低黏度、快速固化、剪切變稀以及較高的熱膨脹系數(shù)。lsr是以鉑金作為催化劑的雙液態(tài)快速硫化材料,可以采用注塑的方式、大量、快速硫化、重復(fù)性機械生產(chǎn)。其產(chǎn)品表現(xiàn)為較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性,優(yōu)良的電絕緣性能,燃燒時不會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)等。因此在健康用品、汽車、嬰兒用品、醫(yī)療用品、潛水用品、廚房用具以及防水防塵密封件等的生產(chǎn)設(shè)計中成為不可替代的材料。
2.液態(tài)硅橡膠成型過程
液態(tài)硅膠(LiquidSiliconeRubber),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(tài)混合器(StaticMixer)予以充份混合,注入射出料管后再進行射出成型生產(chǎn)。將液態(tài)硅膠射入熱澆道模具,制作硅膠制品,可達到一次成型﹑無廢料及可自動化等優(yōu)點。又因部分制品為有色設(shè)計,所以配有顏色泵組及顏色計量部分。A+B組分、添加劑、顏色等充分混合后進入塑化系統(tǒng)。這種塑化螺桿同時具有均化、混合的功能,通過螺桿將混合料注射到熱模具中,在模溫150~200℃下,硅膠發(fā)生固化反應(yīng)。當(dāng)使用冷流道系統(tǒng)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。
2.1喂料系統(tǒng)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,由于A、B泵之間相連,并同步由液壓氣動控制,因此這種形式的喂料系統(tǒng)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(tǒng)主要與單項泵相配合使用
2.2液態(tài)硅橡膠注射成型機的關(guān)鍵部件
1)由于LSR的低黏度性,在加工過程中要考慮材料的回流和漏膠,因此對螺桿的密封是必須的。
2)為了防止LSR固化,要采用針閥射嘴。
3)A、B兩組分的混合、計量部件
2.3模具的設(shè)計在模具設(shè)計中,一般有以下幾種形式:
1)熱流道比較浪費物料,設(shè)計簡單,成本低,多用于大制品。
2)有針閥的冷流道可實現(xiàn)自動化,周期短。
3)無針閥的冷流道
由于LSR膨脹系數(shù)較高,加熱時會發(fā)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(cè)邊距。所以可以采用冷流道加工,LSR應(yīng)保持較低溫度和流動性,冷流道采用閉合式系統(tǒng),在注射循環(huán)中,閉合系統(tǒng)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。
由于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℃),同時硅橡膠具有受壓變形的特點。
LSR流動/硫化的分析:
1)液體硅橡膠的硫化化學(xué)反應(yīng),需要一定的反應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)致湍流
7)物料的黏度會改變流動的模式
8)湍流導(dǎo)致白點。
因此模具的設(shè)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(dǎo)向栓代替柱形導(dǎo)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劑/油,一般可用甲苯、二甲苯等
此外,固化的LSR容易黏在金屬表面上,應(yīng)用最為普遍的脫模技術(shù)包括頂針頂出和空氣推頂。通過以上信息,可以看到液態(tài)硅膠注塑成型主要解決的問題在于其混合、計量部分,以及螺桿的密封、模具的設(shè)計。
本文介紹硅膠在一款掃地機器人上的應(yīng)用方案,以此解析硅膠件為何會成為掃地機器人不可或缺的產(chǎn)品要素。
查看詳情>>液體硅膠已經(jīng)應(yīng)用于包括汽車零件,電力絕緣,電子,食品包裝,醫(yī)療器械,保健,體育器材,太陽能,光學(xué),打印機,軍事工業(yè)等的廣泛領(lǐng)域。
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