При заказе силиконовой детали по индивидуальному проекту одного названия материала недостаточно для оценки стоимости. Технологический процесс формования определяет стоимость оснастки, точность первого образца и то, сохранит ли готовая деталь свою форму в процессе эксплуатации. Это руководство описывает весь процесс производства силиконовых деталей, от подготовки компаунда до окончательной проверки, чтобы вы могли сравнить технологический план перед утверждением производства.
Процесс начинается с детали, а не с оборудования.
Перед смешиванием силикона чертеж должен ответить на более важный вопрос, чем “Какое оборудование вы используете?”. Он должен показывать, как деталь будет работать после установки. Для тонкой уплотнительной кромки наиболее важна стабильная фиксация. Вдоль длинного профиля однородность поперечного сечения определяет точность подгонки. Для листа, контактирующего с пищевыми продуктами, документированный контроль состава и легко очищаемая поверхность имеют не меньшее значение.
Даже в рамках одного семейства силиконов изменение утвержденной твердости или системы отверждения может повлиять на конечный результат. Для изготовления изделия на заказ силиконовый резиновый профиль, Четкий чертеж поперечного сечения зачастую ценнее фотографии изделия. Он позволяет проверить профиль до начала работ и выявить риски при установке на ранней стадии.
Перед выбором маршрута проверьте следующие моменты:
- Геометрия детали и критические допуски
- Рабочая температура и контактирующая среда
- Требуемые параметры твердости, цвета, поверхности и сертификации.
- Годовой объем, количество первого заказа и план отбора проб.
Эти детали определяют практическую осуществимость процесса. Они также предотвращают распространенную ошибку: выбор материала по названию и обнаружение лишь после изготовления оснастки того, что процесс не позволяет получить требуемую геометрию.
Шаг 1: Выберите силиконовую форму и систему отверждения.
Силикон не поступает на завод в одном универсальном виде. Форма сырья определяет, как его можно дозировать, формовать и отверждать.
Силикон HCR или HTV
Высококонсистентная резина (ВКР) — это твердая, тестообразная силиконовая смесь. Ее готовят, формуют, а затем отверждают при нагревании. ВКР является практичным исходным материалом для производства изделий непрерывного действия и формованных деталей.
Его преимущество заключается в гибкости в выборе размеров деталей и технологических процессов. Его ограничение состоит в необходимости обеспечения стабильности процесса подготовки партии и заполнения пресс-формы. Если эти параметры отклоняются от нормы, длинная полоса может демонстрировать изменения твердости по всей длине, или же формованное уплотнение может иметь неравномерную степень сжатия.
LSR или жидкий силиконовый каучук
Жидкий силиконовый каучук поставляется в виде двухкомпонентной жидкой системы. Компоненты дозируются, смешиваются и впрыскиваются в нагретую форму. Жидкий силиконовый каучук привлекателен для изготовления сложных деталей и тонких элементов. Он становится особенно практичным, когда объем производства оправдывает автоматизированное формование.
Жидкая форма не исключает необходимости в проектировании. Расположение затвора и вентиляционного отверстия должно соответствовать пути потока, иначе сложная деталь может заполняться неравномерно. Это может привести к видимым дефектам или слабым участкам, даже если сам LSR подходит для этих целей.
Силикон RTV
Силикон, вулканизирующийся при комнатной температуре, обычно выбирают для нанесения на поверхность или отверждения непосредственно в месте установки, а не для крупносерийного формования. Он может быть полезен, когда деталь слишком велика для обычной формы. Его не следует рассматривать как прямую замену силиконам марок HCR или LSR без проверки требуемых механических и производственных характеристик.
Практическое различие простое: HCR и LSR — распространенные методы для изготовления деталей, требующих повторяемого производства, тогда как RTV чаще выбирают, когда силикон необходимо наносить или отверждать на месте установки.
Шаг 2: Создайте соединение, способное выдерживать воздействие данного вещества.
Выбор материала не завершается, когда в коммерческом предложении появляется слово “силикон”. Состав еще должен соответствовать функциональным характеристикам детали и условиям эксплуатации. Затем проводится анализ утвержденной твердости, а также любых требований к армированию или контакту, которые могут повлиять на эксплуатационные характеристики.
Два компаунда, использующие один и тот же силиконовый полимер, могут вести себя по-разному. Система наполнителей и полимеризация могут изменять плотность, формуемость и способность к восстановлению после сжатия готового изделия.
Это особенно важно для изделий, которые выглядят простыми. Плоская силиконовая прокладка может иметь только один контур, но небольшое изменение толщины или твердости может изменить усилие, необходимое для ее герметизации. Силиконовый шланг может пройти проверку внешнего вида, но выйти из строя при многократном изгибании. Цветной профиль может соответствовать чертежу, но демонстрировать дефекты поверхности, если пигмент распределен неравномерно.
Что нужно подтвердить при проверке соединения
| Требование | На что это влияет | Что необходимо подтвердить перед началом производства |
| Твёрдость | Сила сжатия и посадка при установке | Дальность стрельбы на берегу и метод испытаний. |
| Система отверждения | Скорость отверждения, побочные продукты и потребности после отверждения. | Платина, перекись водорода или другая одобренная система |
| Цвет | Внешний вид и единообразие бренда | Стандарты цвета, утверждение образцов и контроль партии. |
| Усиление | Прочность на разрыв и стабильность размеров | Тип и расположение волокна или вставки |
| Требования к контакту | Соблюдение правил и соблюдение чистоты | Технологические, медицинские, электротехнические или другие применимые спецификации. |
Мы не рассматриваем “марку силикона” как полную техническую спецификацию. Для того чтобы должным образом оценить состав, необходимо знать условия эксплуатации и функциональные возможности детали.
Шаг 3: Смешайте, отмерьте и следите за однородностью партии.
В производстве HCR компаундирование превращает базовый силикон и одобренные ингредиенты в пригодный для работы материал с контролируемым процессом отверждения. Важный результат — это не длинный список оборудования, а партия, которая ведет себя предсказуемо, когда попадает в форму, штамп или каландр.
Неравномерное распределение может привести к локальным изменениям твердости. Плохой контроль температуры может сузить технологический диапазон. Загрязнение может препятствовать отверждению или приводить к появлению видимых дефектов. Эти проблемы могут впоследствии проявиться в виде нестабильных размеров или неполного отверждения.
В системе LSR используется другой контрольный пункт. Два компонента должны быть дозированы в правильном соотношении и защищены от загрязнения до того, как попадут в систему смешивания и впрыска. Небольшая ошибка дозирования может изменить поведение отверждения по всей смеси, поэтому отслеживаемость и контроль соотношения имеют большее значение, чем общее заявление поставщика о том, что материал “высокого качества”.”
При совершении покупки полезные вопросы просты:
- Можно ли отследить партию от сырья до готовой продукции?
- Сохраняется ли утвержденный образец цвета или твердости для сравнения?
- Как обеспечивается защита соединения от загрязнения до его образования?
Вы покупаете не просто силикон. Вы покупаете повторяемость на протяжении всего производственного процесса.
Шаг 4: Выберите процесс формовки детали и её объём.
Метод формования должен соответствовать геометрии и производственному плану. Процесс, экономичный для толстой, простой прокладки, может оказаться неэффективным для тонкого многогнездного компонента. Способ, работающий для непрерывной полосы, не обязательно подойдет для трехмерной прокладки с вставками.
Таблица принятия решений по процессу
Приведенные ниже цифры являются проектными данными, а не фиксированными ценами. Геометрия и утвержденная спецификация могут изменить фактический диапазон. Используйте таблицу для выбора маршрута для первого обсуждения, а затем сопоставьте цифры с чертежом.
| Требования к детали | Подходящий маршрут | Типичный объемный справочник | Справочник по стоимости оснастки | Основной риск, подлежащий рассмотрению. |
| Прототип, простая форма или крупная формованная деталь. | HCR компрессионное формование | 50–5000 шт./год | US$200–$1,500 | Вспышки, пустоты и неравномерное распределение заряда |
| Сложная 3D-геометрия и повторяющееся производство | Литье под давлением LSR | Более 10 000 шт. в год | US$1,500–$6,000 | Вентиляция, следы от затвора, воздушные ловушки и вспышка |
| Вставки, усиленные детали или детальная геометрия HCR | литье под давлением | 1000–10000 шт./год | US$800–$3,000 | Вставьте направляющие и захваченный воздух. |
| Непрерывная труба, шнур или профиль | Экструзия силикона | Длительные непрерывные серии | US$500–$2,000 артикул штампа | Разбухание матрицы, изменение размеров и однородность отверждения. |
| Плоская простыня или ткань с покрытием | Каландрирование или нанесение покрытия | Непрерывный спрос на листовой материал | Настройка линии, специфичная для проекта. | Изменение толщины и адгезия |
| Крупногабаритное или на месте отверждение | Применение RTV или литье | Работа с небольшим объемом работы | Инструменты, разработанные специально для проекта | Глубина отверждения, загрязнение поверхности и длительное время цикла. |
Компрессионное формование
Оператор помещает отмеренное количество HCR в форму, закрывает нагретую оснастку и прикладывает давление до тех пор, пока материал не заполнит полость и не затвердеет. Компрессионное формование часто является практичным методом для крупных или относительно простых силиконовых деталей, когда объем производства не оправдывает более автоматизированный способ.
Результат обработки детали во многом зависит от веса и расположения шихты. Слишком мало материала может привести к неполной кромке. Слишком много может увеличить количество облоя и объем работ по обрезке. На чертеже следует указать критическую поверхность уплотнения, а не рассматривать каждый размер как одинаково важный.
Литье под давлением LSR
Два жидких компонента дозируются и смешиваются перед подачей в закрытую нагретую форму. Этот процесс подходит для серийного производства сложных деталей, тонких элементов и обеспечения стабильного качества деталей.
Наиболее полезным критерием оценки является не только время цикла. Конструкция затвора и вентиляционного отверстия должна защищать видимую поверхность, а полость должна заполняться достаточно равномерно, чтобы защитить тонкий край при извлечении из формы. Небольшой косметический дефект может быть допустим на внутреннем уплотнении, но недопустим на медицинском компоненте или компоненте, предназначенном для конечного потребителя.
Трансферное формование
При трансферном литье загрузка HCR помещается в переходную емкость и проталкивается через литниковую систему в закрытую полость. Этот метод полезен, когда деталь слишком детализирована для простой компрессионной загрузки или когда вставки и усиленные участки требуют более точного позиционирования.
Закрытая полость может улучшить однородность, но не решает проблему некачественной подготовки вставки. Если вставка смещается во время заполнения, готовая деталь может иметь неровные стенки или герметизирующую поверхность, которая больше не соответствует сборочному чертежу.
Экструзия
Экструзия используется, когда силиконовая деталь имеет непрерывное поперечное сечение, например, длинный уплотнительный профиль. Форма контролируется матрицей, а система отверждения стабилизирует ее на протяжении всей производственной линии.
Для построения профиля первый образец следует проверить в нескольких точках по всей его длине. Профиль, который выглядит правильно в начале катушки, может измениться позже, если изменятся температура кристалла, скорость линии или стабильность отверждения. Та же проблема актуальна и для... полоски силиконовой резины, особенно когда полоса будет нарезана по длине и установлена в раму.
Каландрирование и нанесение покрытия 
Каландрирование позволяет получить сплошной силиконовый лист с контролируемой толщиной. Нанесение покрытия предполагает нанесение силикона на подложку, такую как ткань или другой материал. Эти методы актуальны для плоских листов и подложек с покрытием.
Толщина — это первая проверка, но не единственная. Поверхность должна оставаться однородной, а силикон должен прочно сцепляться с подложкой без слабых мест. Лист, который технически находится в пределах допустимой толщины, все равно может выйти из строя при использовании, если его поверхность или адгезия не подходят для сборки.
Шаг 5: Затвердевание силикона и стабилизация его характеристик.
Силикон становится пригодным для использования эластомером, когда его молекулярные цепи образуют сшитую сетчатую структуру. Простой способ понять процесс отверждения — представить себе мостики, соединяющие свободные полимерные цепи. Как только образуется достаточное количество мостиков, материал сохраняет свою форму и восстанавливает ее после деформации, вместо того чтобы течь, как неотвержденное соединение.
Усадка — это параметр, учитываемый при проектировании пресс-формы, а не параметр, который учитывается при окончательной проверке. В качестве ориентира для планирования, значение LSR часто составляет около 2,0–4,01 TP3T, а HCR — около 3,0–5,01 TP3T. Точное значение меняется в зависимости от утвержденного сорта стали и конструкции сечения, поэтому подтвердите его перед изготовлением пресс-формы. Использование неправильного значения может привести к тому, что вся партия не будет соответствовать заданным размерам.
Режим отверждения должен соответствовать выбранной силиконовой системе и геометрии детали. Толстый участок может отверждаться иначе, чем тонкий край, а глубокая полость может потребовать большего внимания к теплопередаче, чем плоский лист. Недостаточно отвержденная деталь может остаться слабой или липкой, а чрезмерный нагрев может повредить поверхность или снизить требуемые характеристики.
Некоторые системы HCR и LSR также требуют дополнительной термообработки. Обычно используется температура 180–200 °C в течение 2–4 часов в печи с принудительной циркуляцией воздуха, но точный график должен соответствовать геометрии компаунда и детали. Дополнительная термообработка может уменьшить остаточное содержание летучих веществ или стабилизировать готовый материал; это не является обязательным этапом для каждого силиконового изделия. Для применения в пищевой промышленности или медицинской сфере перед утверждением необходимо подтвердить выбранный сорт и график термообработки в соответствии с применимой спецификацией проекта.
В пищевой, медицинской или высокочистой промышленности процессы отверждения и последующего отверждения влияют не только на твердость. Они могут влиять на запах и содержание экстрагируемых веществ, поэтому в плане сертификации необходимо указывать требования к чистоте до начала массового производства.
Шаг 6: Удаление облоя, окончательная обработка и подготовка детали к сборке.
После формования или экструзии силиконовые детали могут потребовать обработки кромок или сборочных работ. Правильный вид обработки зависит от места установки детали.
В случае прокладки небольшое количество заусенцев на негерметичной кромке может быть удалено, тогда как заусенцы на уплотнительной поверхности могут изменить путь сжатия. В случае экструдированного профиля некачественное соединение может иметь большее значение, чем небольшая поверхностная царапина, поскольку соединение может раскрыться во время установки. В случае листового металла чистая резка и контроль кромок могут определить, подойдет ли деталь к приспособлению без разрыва.
Метод контроля должен соответствовать функциональной поверхности. Не следует одобрять силиконовую деталь только потому, что ее цвет и общая форма выглядят правильно. Необходимо отметить области, которые герметично прилегают к сопрягаемому узлу, подвергаются сжатию или остаются видимыми после установки.
Шаг 7: Осмотрите используемые объекты недвижимости, имеющие важное значение.
Контроль качества силикона должен связывать тест с дефектом, предотвращению которого он призван способствовать. Перечень тестов без цели приемки не поможет сравнить две производственные партии.
| Имущество Или чек | Почему это важно | Общая справочная информация |
| Твёрдость | Подтверждает компрессионные свойства и посадку. | ASTM D2240 или ISO 48-4, в зависимости от применимости. |
| Предел прочности и относительное удлинение | Показывает, как ведет себя материал при растяжении. | ASTM D412 или ISO 37 |
| Сжатие набора | Свидетельствует о восстановлении после длительного сжатия | ASTM D395 или ISO 815-1 |
| Прочность на разрыв | Помогает оценить кромки, выемки и тонкие участки. | ASTM D624 |
| Размеры и вспышка | Защищает установку и обеспечивает герметичность соединения. | Утвержденный чертеж и образец |
| Цвет и поверхность | Контролирует внешний вид и однородность партии. | Утвержденный цвет или эталонный образец |
Правильная ссылка зависит от спецификации и испытательной лаборатории. Ваш чертеж, разрешение на использование материалов и протокол контроля должны описывать одну и ту же деталь. Результат измерения твердости не может компенсировать неправильную толщину, а визуально чистая деталь не может доказать восстановление после сжатия.
Мы рекомендуем ознакомиться с полным планом инспекций на сайте проекта. процесс обеспечения качества и подтверждение любых специальных тестов производительности посредством ресурсы для исследований и тестирования.
Несколько производственных проблем, которые легко пропустить.
Дефекты обычно указывают на решение, принятое в процессе.
Неполный впрыск часто означает, что загрузка, литниковый канал или путь заполнения не соответствуют полости. Следы текучести могут появляться, когда фронт материала охлаждается или отверждается неравномерно. Прилипание материала к форме обычно требует проверки условий извлечения и уклона. Колебания твердости чаще всего возникают из-за непостоянного смешивания или контроля отверждения, чем просто из-за названия “силикон”. Перед заменой компаунда необходимо определить местоположение каждого дефекта и изучить производственную документацию.
Предупреждение по проектированию: Не копируйте напрямую конструкцию пресс-формы HCR в проект LSR. Требования к потоку материала, усадке, литниковой системе и вентиляции могут отличаться.
Предупреждение для закупщиков: более тонкая стенка не означает автоматически более низкую стоимость детали. Тонкие уплотнительные кромки могут потребовать более жесткого контроля за инструментом для обработки LSR и могут привести к увеличению брака при отборе проб.
Направление экономии затрат: Для больших плоских прокладок с относительно свободными допусками, обработка листового металла и вырубка могут быть экономичнее, чем использование специальной пресс-формы для компрессионного формования. Подтвердите сравнение, используя стоимость готовой детали, а не только стоимость оснастки.
Силиконовая деталь может выглядеть хорошо, но при этом плохо прилегать.
Внешний осмотр не выявит всех проблем с сжатием. Если реакция отверждения или толщина стенок нестабильны, деталь может потерять свою форму после установки, даже если ее цвет и контуры приемлемы.
Даже правильный материал может выйти из строя при неправильном технологическом процессе.
Марка LSR может быть технически подходящей, но плохо сочетаться с инструментом для прессования. Марка HCR может быть подходящей для профиля, но сложной в использовании для тонкой, высокодетализированной детали. Процесс и материал должны быть утверждены одновременно.
Заявление о пригодности для пищевых продуктов не завершает проверку.
Вам все еще необходимо подтвердить, как деталь будет контактировать с изделием и как она будет очищаться. Для проектов в пищевой промышленности сравните состав и производственные параметры с соответствующими стандартами. Листовой силиконовый каучук пищевого класса вместо утверждения общего заявления о “безопасности для пищевых продуктов” были установлены определенные требования.
Типичный сценарий выбора процесса
Для небольших объемов производства крупных прокладок компрессионное формование может позволить сохранить разумные первоначальные затраты на оснастку. Для тонких, сложных деталей с частым спросом может быть оправдано использование литья под давлением LSR, поскольку автоматизированное дозирование и заполнение полости могут повысить стабильность качества. Правильный выбор определяется чертежом и производственным планом, а не наименьшим номером оснастки, указанным в первоначальном предложении.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать одну и ту же форму для силиконов HCR и LSR?
Иногда это возможно, но не следует предполагать, что форма может напрямую переходить из одной формы материала в другую. В случае с LSR (жидким серым каучуком) поведение при впрыскивании и растекании материала отличается от поведения предварительно сформированной смеси HCR. Перед изменением формы материала следует проверить конструкцию формы и метод извлечения из формы.
Какой технологический процесс производства силиконовых изделий лучше всего подходит для крупной, простой детали?
Прессование часто является практичным отправным пунктом для изготовления крупных или простых деталей, когда объемы производства не оправдывают переход на более автоматизированный метод. Однако перед окончательным выбором метода необходимо проанализировать толщину стенок и годовой объем производства.
Нужно ли каждому силиконовому изделию проводить последующую полимеризацию?
Нет. Дополнительная термообработка зависит от типа силиконового компаунда и требований конечного применения. В некоторых случаях она используется для снижения остаточных летучих веществ или стабилизации характеристик, в то время как другие детали могут не нуждаться в такой обработке. Уточните рекомендуемые условия термообработки и дополнительной термообработки для конкретного марки компаунда, указанной в вашем предложении.
Почему на силиконовых деталях образуются пузырьки воздуха или заусенцы?
Облой обычно связан с неправильной ориентацией пресс-формы, избытком материала или утечкой давления на линии разъема. Для обнаружения воздушных пузырьков необходимо отдельно проверить систему вентиляции и заполнение полости. Вместо того чтобы менять состав вслепую, следует подтвердить причину, изучив местоположение дефекта и технологическую документацию.
Что нужно отправить для получения коммерческого предложения на изготовление силиконового изделия?
Начните с чертежа или образца, затем укажите назначение детали и ожидаемое количество. Добавьте условия эксплуатации, которые могут повлиять на технологический процесс. Если деталь представляет собой профиль, приложите чертеж поперечного сечения и требования к длине реза.
Каков типичный коэффициент усадки для силиконов LSR и HCR?
В качестве исходного параметра на начальном этапе проектирования твердость LSR часто оценивается в диапазоне 2,0–4,01 TP3T, а HCR — в диапазоне 3,0–5,01 TP3T. Данные утвержденного компаунда должны определять конструкцию пресс-формы, поскольку твердость, толщина стенок и температура отверждения могут повлиять на фактический результат.
Можно ли наносить силиконовый герметик методом литья под давлением на металлические или пластиковые вставки?
Да, если материал вставки, подготовка поверхности, геометрия крепления и система отверждения совместимы. На чертеже вставки должна быть показана зона склеивания или механической фиксации до начала проектирования пресс-формы.
Как долго обычно служат силиконовые инструменты?
Срок службы инструмента зависит от материала инструмента, условий цикла, геометрии, технического обслуживания и объема производства. Условные значения без учета этих факторов ненадежны, поэтому запросите оценку срока службы инструмента, основанную на фактическом состоянии пресс-формы и запланированных циклах.
Экструзия дешевле литья под давлением для изготовления длинных силиконовых уплотнений?
Экструзия может быть более экономичной, если деталь имеет непрерывное поперечное сечение и будет поставляться большими партиями. Литье под давлением больше подходит, когда деталь должна иметь замкнутую трехмерную геометрию. Перед принятием решения о цене сравните матрицу или пресс-форму с операциями по изготовлению готовой детали.
Какие сертификаты могут быть присвоены деталям из пищевого силикона?
Применимые требования зависят от продукта и целевого рынка. Обычно используются такие документы, как FDA 21 CFR 177.2600, LFGB, а также специфические для проекта гигиенические или экстрагируемые испытания. Необходимо уточнить точный сертификат и объем испытаний для предлагаемого компаунда и готовой детали.
Выберите процесс, прежде чем выбрать инструмент.
Производство силиконовых изделий — это не одна единственная операция формования. Каждая форма материала и технология формования решают разные производственные задачи. Когда вы отправляете в Weprofab свой чертеж, условия работы и количество, наша команда может проверить технологический процесс и требования к контролю качества перед составлением коммерческого предложения. Пришлите подробные требования к силиконовой детали. для практического обзора производственных процессов.
