Folk beskriver ofte silikonetransferstøbning som en afbalanceret proces.
Fra vores side af fabriksgulvet handler STM mindre om balance og mere om kontrol.
Vi tyr normalt til transferstøbning, når kompressionsstøbning begynder at føles uforudsigelig, og sprøjtestøbning føles unødvendig eller for dyr i forhold til volumen. De fleste STM-projekter kommer til os med ét klart krav: delen skal være korrekt første gang, ikke efter flere monterings- eller korrektionstrin.
Denne artikel forklarer ikke STM på samme måde som lærebøger gør. Den forklarer, hvordan STM rent faktisk opfører sig under støbeforsøg, produktion i små serier og i virkelige kundeprojekter.
Hvad er silikone transferstøbning?
Silikonetransferstøbning (STM) er en proces, hvor uhærdet silikone presses fra en transferbeholder ind i en lukket, opvarmet form under tryk og derefter hærdes til sin endelige form.
I praksis vælges STM sjældent blot fordi en del er kompleks.
Det er valgt, fordi emnet ikke kan tolerere ujævn fyldning, skærbevægelse eller dimensionsforskydning.
Vi ser STM oftest brugt til medicinske håndtag, elektroniske indkapslinger og silikonedele støbt direkte på metal- eller plastikindlæg. Dette er dele, hvor kompressionsstøbning har svært ved at fylde ensartet, og sprøjtestøbning øger omkostninger og kompleksitet uden klare fordele.
Sådan fungerer silikonetransferstøbning på værkstedet
Forberedelse af formen
Hvis en transferstøbt del ikke består inspektionen, findes den grundlæggende årsag ofte uger tidligere, under støbeformdesignet.
Vi arbejder med både stål- og aluminiumsforme. Stål bruges, når langsigtet stabilitet er vigtig. Aluminium er almindeligt under tidlig prøveudtagning, fordi det forkorter leveringstiden. Men uanset materiale skal STM-forme designes anderledes end plastværktøjer.
Vi har set projekter, hvor alt så korrekt ud på papiret, men formtolerancerne simpelthen var for små til silikone. Resultatet var for meget flash i ét område og korte skud i et andet. Derefter stoppede vi med at behandle STM-forme som enklere sprøjtestøbeforme. Det er de ikke.
Før produktionen rengøres formene og belægges med slipmidler. Dette trin lyder rutinemæssigt, men at springe det over eller bruge den forkerte belægning fører ofte til fastklæbning og overfladefejl, der først viser sig efter flere cyklusser.
Materiale forberedelse
STM bruger primært højkonsistensgummi (HCR). Én grund er enkel: HCR opfører sig mere forudsigeligt under overførselstryk, især når der er involveret indsatser.
Blandingsforholdene ligger normalt mellem 10:1 og 20:1, afhængigt af blandingen. På papiret ser en lille afvigelse ikke alvorlig ud. I virkeligheden viser fejl i blandingsforholdet sig ofte ikke med det samme.
Vi kørte engang et parti, hvor forholdet var en smule forkert. Delene blev taget ud af formen rent og så acceptable ud. Først under den endelige inspektion bemærkede vi variationer i hårdheden på tværs af det samme hulrum. Det var nok til at fejle partiet.
Siden da har vi behandlet materialeblanding som en kontrolleret proces, ikke et forberedelsestrin. Hvis forholdet er forkert, kan ingen justering efterfølgende fuldt ud afhjælpe det.
Efter blanding placeres silikonen i overføringsbeholderen. Forvarmning gør her en mærkbar forskel. Koldt materiale tvinger os til at øge trykket, hvilket normalt skaber nye problemer i stedet for at løse strømningsproblemer.
Overførselsfase
Når formen er lukket, presser stemplet silikone ind i hulrummene. Typiske tryk varierer fra 500 til 2.000 psi.
En almindelig antagelse er, at højere tryk forbedrer fyldningen. I STM er dette kun delvist sandt. Når tryk bruges til at kompensere for dårlig ventilation, er resultatet ofte mere udslæt og forskudte indsatser.
Vi er meget opmærksomme på designet af porte og udluftningsventiler. Når der opstår luftbobler på samme sted i hver cyklus, er årsagen næsten aldrig materialet. Det er normalt indespærret luft, der ikke har noget sted at gå hen.
Godt flow kommer fra temperaturkontrol og formdesign, ikke råstyrke.
Hærdning
Hærdningstemperaturerne ligger normalt mellem 150 °C og 200 °C, hvor cyklustiderne varierer afhængigt af emnets tykkelse.
For tynde dele ser hærdning ud til at være hurtig og ligetil. For tykkere eller strukturelle dele bliver hærdningstiden kritisk. Vi anbefaler ofte efterhærdning ved omkring 200 °C i flere timer, især til medicinske applikationer eller anvendelser med høje temperaturer.
At springe efterhærdning over sparer tid under produktionen, men det fører ofte til kompressionshærdning eller mekaniske klager måneder senere. Disse problemer er meget sværere at forklare en kunde end en længere hærdningscyklus på forhånd.
Afformning
Afformning er et af de trin, der sjældent får opmærksomhed, før noget går galt.
Udstøderstifter skal placeres forsigtigt. For meget kraft eller dårlig placering kan deformere blød silikone eller efterlade synlige mærker. Til sarte dele bruger vi nogle gange vakuumassisteret afformning for at reducere stress under fjernelse.
Hvis en del er beskadiget på dette tidspunkt, kan ingen god støbning opstrøms gendanne den.
Efterbehandling
Flash er almindeligt i STM. Typisk flashtykkelse varierer fra 0,05 mm til 0,2 mm, afhængigt af formtilpasning og klemkraft.
Til dele i stor skala bruger vi ofte kryogen afflashning. Til synlige dele eller dele i lav skala giver manuel beskæring bedre kontrol. Overfladebehandlinger såsom plasmaaktivering tilføjes, når limning eller belægning er påkrævet.
Disse trin undervurderes ofte under tilbudsgivning, men de spiller en stor rolle i det endelige udseende og ensartethed.
Materialevalg: Hvorfor HCR stadig er standarden
HCR er fortsat det primære materiale til STM, fordi det tilbyder bedre rivestyrke og dimensionsstabilitet under tryk.
Hårdheden varierer normalt fra 30 til 80 Shore A. Blødere materialer flyder let, men kræver bedre ventilation. Hårdere materialer holder formen bedre, men kræver mere præcis temperatur- og trykkontrol.
Til medicinske anvendelser og anvendelser i kontakt med fødevarer er certificerede forbindelser standard. Vi verificerer altid hærdningsadfærden under faktiske forsøg, ikke kun via datablade.
Procesparametre, der påvirker udbyttet
Ud fra vores produktionsdata er de mest følsomme parametre:
- Overførselstryk: 500–2.000 psi
- Formtemperatur: 150–200°C
- Overførselshastighed: for hurtigt fanger luft, for langsomt risikerer for tidlig hærdning
- Hærdningstid: Utilstrækkelig tid fører ofte til bløde kerner
Når disse parametre ændrer sig, følger der hurtigt fejl.
Designretningslinjer, der sparer tid senere
Ensartet vægtykkelse er stadig den mest pålidelige regel. Pludselige tykkelsesændringer fører ofte til ufuldstændig fyldning eller indre spændinger.
Placering af porte og løbere bør understøtte jævn strømning, ikke kun korteste veje. Indsatser bør fastgøres mekanisk, når det er muligt. At udelukkende stole på silikonestrømning til at holde indsatser fører normalt til justeringsproblemer.
Godt design reducerer spild mere effektivt end aggressive parameterjusteringer.
Kvalitetskontrol: Opdag problemer tidligt
Almindelige STM-defekter omfatter luftbobler, korte skud, overdreven flash og underhærdning.
Vi inspicerer rutinemæssigt hårdhed, trækstyrke og dimensioner. For medicinske og elektroniske dele sikrer yderligere validering langvarig ydeevne.
De fleste defekter kan spores tilbage til udluftningsdesign eller parameterustabilitet, ikke materialekvalitet.
Fordele og begrænsninger i reel brug
Hvad STM gør godt
- Konsistent udfyldning til komplekse geometrier
- Pålidelig indsatsstøbning uden sekundær montering
- Rimelige værktøjsomkostninger til mellemstore mængder
Hvor STM har begrænsninger
- Længere hærdningstider end sprøjtestøbning
- Materialeaffald fra løbere og transferpotter
- Større afhængighed af ekspertise inden for forme og processer
STM fungerer bedst, når præcision og pålidelighed betyder mere end rå hastighed.
Typiske anvendelser vi håndterer
STM bruges almindeligvis til:
- Komponenter til medicinsk udstyr
- Elektroniske indkapslinger
- Industrielle tætninger med indsatser
- Specialiserede forbrugerprodukter
Dens styrke ligger i at producere dele, der skal fungere ensartet, ikke bare se korrekte ud.
Transferstøbning vs. andre silikonestøbningsmetoder
Overførsel vs. Kompressionsstøbning
Kompressionsstøbning er omkostningseffektiv til simple, tykke dele. Transferstøbning giver bedre flowkontrol og indsatsintegration til præcisionskomponenter.
Overførsel vs. Sprøjtestøbning
Sprøjtestøbning udmærker sig ved automatisering af store mængder. Transferstøbning er mere fleksibelt og omkostningseffektivt til mellemstore mængder ved brug af HCR-materialer.
Ofte stillede spørgsmål
Hvor meget koster STM?
Omkostningerne afhænger af delens kompleksitet og volumen. STM ligger normalt mellem kompressions- og sprøjtestøbning i den samlede pris.
Hvor lang er en STM-cyklus?
Selve overførslen er hurtig, men hærdningen tager typisk 1 til 15 minutter, afhængigt af tykkelse og materiale.
Er STM egnet til medicinsk udstyr?
Ja. STM anvendes i vid udstrækning til medicinske komponenter på grund af materialestabilitet og indsatsstøbningskapacitet.
Hvordan adskiller STM sig fra sprøjtestøbning?
STM fungerer ved lavere tryk og er egnet til komplekse dele i mellemstore mængder. Sprøjtestøbning favoriserer automatiseret produktion i store mængder.
Konklusion
Silikone transferstøbning er ikke valgt, fordi det er moderigtigt eller simpelt. Det er valgt, fordi det løser specifikke problemer, som andre støbemetoder kæmper med.
Når formdesign, materialevalg og proceskontrol udføres korrekt, leverer STM ensartede, højtydende dele med færre overraskelser efterfølgende.
Vi har arbejdet med silikonestøbning på tværs af mange brancher i årevis. Hvis du evaluerer STM til dit produkt eller sammenligner støbemuligheder, er vi glade for at drøfte dit projekt baseret på reelle produktionsforhold, ikke antagelser.
