目前硅膠密封圈(硅膠結構件)的核心加工生產(chǎn)技術(shù)是液體硅橡膠注射成型技術(shù)(lsr/LIM)。是指有一定形狀的模型,通過(guò)壓力將融溶狀態(tài)的膠體(液體硅膠)注入摸腔而成型,一般包括混合、注射、硫化、脫件等步驟。
圖 LSR液體硅膠生產(chǎn)工藝及對應設備和模具
在這個(gè)過(guò)程中,LSR與傳統熱塑性膠料相比,在收縮率、脫模、模具材料、冷流道系統、溫度控制等方面都存在較大區別,使得LSR的加工難度比普通熱塑性膠要大。主要有如下四大加工難點(diǎn)。
一、LSR四大加工難點(diǎn)
1、收縮率
LSR并不會(huì )在模內收縮,但它們在脫模和冷卻后,常常會(huì )收縮2.5%-3%。至于究竟收縮多少,在一定程度上取決于該膠料的配方。
從模具角度考慮,收縮率可能受到幾種因素的影響,其中包括模具的溫度、膠料脫模時(shí)的溫度,以及模腔內的壓力和膠料隨后的壓縮情況。
制品的外形尺寸對其收縮率也有影響,較厚的制品的收縮率一般要比較薄者小。如果需進(jìn)行二次硫化,則可能再額外地收縮0.5%-0.7%。
2、脫模
通過(guò)硫化的液體硅橡膠容易粘附在金屬的表面,制品的柔韌性會(huì )使其脫模困難。
3、模具材料
模具托板常用非合金工具鋼(no.1.1730,DINcodeC45W)制成,對于需承受170℃-210℃高溫的模具托板,考慮到抗沖擊性,應當用預回火鋼(no.1.2312,DINcode40CrMn-MoS86)制造。對于設置模腔的模具托板,應采用經(jīng)氮化或回火熱處理的乙具鋼制造,以確保其耐高溫性能。
4、溫度控制
LSR的模壓要使整個(gè)模具的溫度場(chǎng)均勻分布,以促進(jìn)LSR均勻固化。以采用電加熱方式為宜,通常是采用帶形電熱器、筒形加熱器或加熱板加熱。
二、液體硅橡膠微量注射成型工藝要求
消費電子產(chǎn)品(手機、電子煙、剃須刀)的防水硅膠圈多是在原有的金屬或塑膠配件上進(jìn)行液體硅橡膠二次成型,同時(shí)體型比一般使用的硅膠圈更小,與機殼/配件配合程度要求更高,防水性能更好,需要采用更加精密(微量)的注射成型技術(shù)。
圖 紅色部分的密封圈為液態(tài)硅膠成分。通過(guò)液體硅橡膠精密注射成型工藝,直接將硅膠成型在五金件表面,省去裝配流程,密封性能也更好。
液體硅橡膠精密注射成型關(guān)鍵在于模具制造、溫度控制、上料壓力控制等方面。模具制造難度在于毫米和微米級尺寸控制,進(jìn)料等,溫度控制要求保證進(jìn)料,脫模的溫度適宜穩定,上料壓力控制會(huì )影響產(chǎn)品是否會(huì )產(chǎn)生氣孔、缺陷率等方面,直接影響最終防水功能的可靠性。