专注立式注塑机研发设计16年

德润机械手机防水卡托注塑机----液态硅胶注射成型的综合解决方案资料

前言
在过去的三到五年里，热固性液体硅橡胶（LSR）的注塑技术到了快速的发展。LSR的注塑设计与刚性工程热塑料有着重要的差别。这主要是因为这两种橡胶的物理性质，如低粘度，流变学性质（快速固化），剪切变稀性质，以及较高的热膨胀系数等区别较大。
由于LSR的粘度较低，因此它在注射成型过程中，即使在注射压力较低的情况下，填充流速也可以较快，但是为了避免空气滞留，对模具通风的要求更加严格，总的来说，现代LSR的快速硫化的循环时间更短（某些情况下循环时间不到20秒），为了充分利用这一特性，加工机械、注射成型机以及部件转移系统等必须相互配合，作为一个高度集成的整体运作。
予以恰当的设计和规划，LSR材料的注射成型是一项经济收益好，操作相对简洁的生产工艺，充分理解注射成型与流程设计的原则，制造者即可在避免出现问题的同时，进行高效生产，相信LSR出色的空腔填充性能和快速硫化特性，必将带来高品质、高产出的工业郊应

液态硅橡胶的特性及应用领域
硅橡胶（LSR）是一种由氧和硅交联而成的聚合物制成的独特的合成弹性体，它非常完美地平衡了其机械性质与化学性质，具有独特的稳定性、密封性、电气性、绝缘性、防水性，阻燃性、耐真菌性、耐辐射性、耐氧化性等卓越性能，因而在各个领域被广泛使用。

LSR产品如图所示：

一、LSR注塑机主要特性：
1、 LSR物料适用于耐高温或低温环境使用，在高至200℃或低至-40℃，物料的绝缘特性，机械特性及物理特性仍保持不变。
2、 抗气化及老化，因此适用在户外应用。
3、 优异的绝缘性，适用于高质量或高技术的电子插头。
4、 可消毒，适用于医疗用品和婴儿用品。
5、 抗油性，可用于油矿工业。

二、LSR专用机主要功能特色：
1. 精密直压式锁模机构-----保证锁模力均匀分布及高平行度；
2. 二次锁模排气功能，并可配置真空机抽真空功能----消除产品困气；
3. 锁模系统采用压力传感器-----可实现精密死循环控制；
4. 多段式PID SSR精密电热温热控系统；
5. 感温线断线检出功能-----保证成品良好；
6. 模具定时预热功能-----提高效率；
7. 高响应射出系统及自动V-P转换功能-----产品精密稳定；
8. LSR专用油压水冷式封胶射咀----防止射咀漏胶及固化塞咀；
9. 特殊加料系统设计配以德国2KM送料混合机----加料计量更精确；
10. 全方位异常检测停机功能-----提高作业者解决问题效率；
11. SPC多样化生产管理图表-----提高管理者管理效率；
12. 多样化顶出功能-----配合不同复杂模具要求；
13. 可选择标准、单滑板、双滑板及多下模圆盘机等机型

三、成型过程：
LSR为双组分的液态材料，分为 A组分和 B组分，混合机的工作将 A组分和 B组分以精确的 1:1比例充分混合。又因部分制品为有色设计，所以配有颜色泵组及颜色计量部分。A＋B组分、添加剂、颜色等充分混合后进入塑化系统。这种塑化螺杆同时具有均化、混合的功能，通过螺杆将混合料注射到热模具中，在模温 170～200℃下，硅胶发生固化反应。当使用冷流道系统时，值得注意的是流道要足够冷。为了避免漏胶，针阀安装在模具部件的表面，射胶完毕时，针阀立即封闭射嘴。
2．1 喂料系统可选择以下几种形式：
1）双向泵
可上下移动送料，能够很好的保持压力，由于 A、B泵之间相连，并同步由液压气动控制，因此这种形式的喂料系统比较可靠、精确。
2）单向泵 是一种通用型，只能单项送料
3）带有止逆阀的同步单项泵
4) 计量筒系统 主要与单项泵相配合使用
2．2 液态硅橡胶注射成型机的关键部件
1）由于 LSR的低黏度性，在加工过程中要考虑材料的回流和漏胶，因此对螺杆的密封是必须的。
2）为了防止 LSR固化，要采用针阀射嘴。
3）A、B两组分的混合、计量部件
2．3 模具的设计在模具设计中，一般有以下几种形式：
1) 热流道 比较浪费物料，设计简单，成本低，多用于大制品。
2) 有针阀的冷流道 可实现自动化，周期短。
3) 无针阀的冷流道
四、液态硅橡胶成型的模具设计及成型工艺：
热固性液态硅橡胶（LSR）注射模具的结构，总的来说跟热塑性胶料所用的模具结构相似，但也有不少显着差别。另外，LSR胶料在模具内不会像热塑性胶料那样收缩，它们往往遇热膨胀，遇冷轻微收缩。因而，其制品并不总是如所期望的那样留在模具的凸面上，而是滞留在表面积较大的模腔内。
虽然LSR不会在模具内收缩，但它们在脱模和冷却后，常常会收缩2.5%-3%.至于究竟收缩多少，在一定程度上取决于该胶料的配方。不过，从模具角度考虑，收缩率可能受到几种因素的影响，其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度，以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。
1、收缩率
虽然LSR并不会在模内收缩，但他们在脱模和冷却后，常常会收缩2.5%-3%.至于究竟收缩多少，在一定程度上取决于该胶料的配方。不过，从模具角度考虑，收缩率可能受到几种因素的影响，其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度，以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。
2、分型线
确定分型线的位置是设计硅橡胶注压模具的前几个步骤之一。排气主要是通过位于分型线上的槽沟必经处在注压胶料最后到达的区域内。这样有助于避免内部产生气泡和降低胶接处的强度损失。
3、排气
随着LSR的注入，滞留在模腔内的空气在模具闭合时被压缩，然后随着充模过程而通过通气槽沟被排出。空气如果不能完全排出，就会滞留在胶料内（这样往往会造成制品部分露出白边）。通气槽沟一般宽度为1mm~3mm，深度为0.004~0.005mm。
在模具内抽真空可的排气效果。这是通过分型线上设计一个整圈，并用真空泵迅速将所有的模腔抽成真空来实现的。一旦真空达到额定的程度，模具即完全闭合，开始注射。
4、注射点
模压LSR时采用冷流道系统，可最大限度地发挥这种橡胶料的优点，并可将生产效率提升至最高限度。以这么一种方式来加工制品，就不必去掉注胶道，从而避免增加作业的劳动强度，有时还可避免材料的大量浪费。在许多情况下，无注胶道结构还可缩短操作时间。
对于用常规的注浇道（如潜入式浇道和锥型浇道）注射的制品，适宜采用小直径注胶口加料（加料口直径通常为0.2~0.5mm）来浇注。低粘度的LSR胶料如同热塑性胶料一样，平衡流道系统显得十分重要，只有这样，所有的模胶才会被胶料均匀地注满。利用设计流道系统的模拟软件，可以大大简化模具的研制过程，并通过充模试验证明期有效性。
5、脱模
通过硫化的液体硅橡胶容易粘附在金属的表面，制品的柔韧性会使其脱模困难。而LSR拥有的高温撕裂强度能使之在一般条件下脱模，即使较大的制品也不会被损伤。
6、模具材料
模具托板常用非合金工具钢（no.1.1730,DIN code C45W）制成，对于需承受170~210℃高温的模具托板，考虑到抗冲击性，应当用预回火钢（no.1.2312,DIN code 40 CrMn-M oS8 6）制造。对于设置模腔的模具托板，应采用经氮化或回火热处理的乙具钢制造，以确保其耐高温性能。
对填充量高的LSR，如而油级LSR，推荐采用硬度更高的材料来制造模具，例如光亮的镀铬钢或为此用途专门研制的粉末金属（no.1.2379,DIN code X 155 CrVMo121）。设计高磨损材料模具时，应该将那些承受高摩擦的部件设计成可更换的形成，这样就不用更换整个模具了。
模腔内表面对制品的光洁度影响甚大。最明显的是定型制品将同模腔表面完全吻合，透明制品用模具应采用抛光的钢材制造。经过表面处理的铬/镍钢耐磨性极高，而聚四氟乙烯（PTFE）/镍则能使脱模更加容易。
7、温度控制
一般来说，LSR的模压以采用电加热方式为宜，通常是采用带形电热器、筒形加热器或加热板加热。关键的是要使整个模具的温度场均匀分布，以促进LSR均匀固化。在大型模具上，经济有效的加热法当推油温控制加热。
用绝缘板包履模具有利于减少热损失。热模任何部位的不适宜都可能使之在各操作工序之间遭受大的温度波动，或造成气泡。如果表面温度降得过低，胶料固化速度就会减慢，这往往会使制品无法脱模，引起质量问题。加热器和分型线之间应保持一定的距离，以防止模板弯翘变形，在成品上形成溢胶毛边。
恰当的设计和构思可确保LSR成功地注射成型，上述内容旨在LSR成型时使胶料充满模腔，缩短固化时间，成品质量上乘，产量高，从而使硅橡胶加工者获得良好的经济效益。

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