目前硅膠密封圈(硅膠結構件)的核心加工生產技術是液體硅橡膠注射成型技術(LSR/LIM)。是指有一定形狀的模型,通過壓力將融溶狀態的膠體(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生產工藝及對應設備和模具
在這個過程中,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。主要有四大加工難點。此外,艾邦建有手機防水技術交流群,歡迎長按如下二維碼或添加小編微信:polytpe06,加入手機防水技術交流群,備注 “防水”,和專業的人士進行交流。
一、LSR四大加工難點
收縮率
LSR并不會在模內收縮,但它們在脫模和冷卻后,常常會收縮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。如果需進行二次硫化,則可能再額外地收縮0.5%-0.7%。
脫模
通過硫化的液體硅橡膠容易粘附在金屬的表面,制品的柔韌性會使其脫模困難。
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,應采用經氮化或回火熱處理的乙具鋼制造,以確保其耐高溫性能。
溫度控制
LSR的模壓要使整個模具的溫度場均勻分布,以促進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。
智能手機的防水硅膠圈多是在原有的金屬配件上進行二次成型,同時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,需要采用更加精密(微量)的注射成型技術,進一步提升難度。我們來看一下微注射成型工藝。
二、微注射成型工藝要求
精密注射成型關鍵在于模具制造、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,進料等,溫度控制要求保證進料,脫模的溫度適宜穩定,上料壓力控制會影響產品是否會產生氣孔、缺陷率等方面,直接影響最終防水功能的可靠性。
表:微注射成型的工藝特征
特點 |
要求 |
原因 |
尺寸小 |
幾微米到幾厘米數量級,長寬比在1到100之間 |
|
形狀特殊 |
大流道和大澆口 特殊的分置的加熱和冷卻系統 |
保證聚合物在流動過程中可靠地控制和切換,以避免材料降解特殊的分置的加熱和冷卻系統動態控制模具溫度 |
功能區復雜 |
高注射速度和高注射壓力 (達數百至數千kg/cm2)
|
保證正確充模 |
改進的模具傳感器、高精度模具導向裝置、模具抽空系統、集成流道采集器和用于制品取出的機械手、自動澆口切除系統,以及在每個周期激活的模具清洗系統 |
控制生產工藝以及有 效處理和包裝微注射 成型制品 |
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