Vollständiger Silikonmaterial-Leitfaden

Silikone umfassen Flüssigkeiten, Gele, Harze und Elastomere. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf ausgehärtete Silikonelastomere, die in Formteilen, Extrusionsteilen und abgedichteten Bauteilen verwendet werden – und nicht auf alle Klassen von Silikonpolymeren.

In diesem Zusammenhang bezeichnen VMQ, PVMQ und FVMQ die Polymerchemie; LSR, HCR und RTV beschreiben die Lieferform oder den Aushärtungsprozess; Angaben zur Lebensmittel- und Medizinprodukteignung hängen von Nachweisen ab, die mit einer spezifischen Verbindung und einem bestimmten Fertigprodukt verknüpft sind. Die folgenden Abschnitte stellen den Bezug zwischen diesen Bezeichnungen und den Anforderungen an Betriebstemperatur, Kontaktmedium, Geometrie, Toleranz, Produktionsvolumen und Konformität her, sodass Ingenieure und Einkäufer ungeeignete Optionen ausschließen können, bevor sie ein Angebot anfordern.

Was ist Silikonmaterial?

Silikone sind eine Familie synthetischer Polymere mit einem Silizium-Sauerstoff-Grundgerüst (Si-O) und organischen Seitengruppen. Dieser Leitfaden behandelt ihre vernetzten, elastomeren Formen: pumpfähige LSR-Klebstoffe, festvernetzte HCR/HTV-Klebstoffe sowie ein- oder zweikomponentige RTV-Systeme, die zu gummiartigen Materialien aushärten. Universell einsetzbare VMQ-Compounds werden häufig für einen Temperaturbereich von -55 °C bis 200 °C spezifiziert, der tatsächlich nutzbare Bereich hängt jedoch von der gewählten Compound-Lösung und den Einsatzbedingungen ab.

Silikonkautschuk wird leicht mit elementarem Silizium verwechselt – siehe wie sich Silizium von Silikon unterscheidet. Das Silizium-Sauerstoff-Grundgerüst trägt zur thermischen Stabilität und Langzeitflexibilität bei, während die Rezeptur, die Füllstoffzusammensetzung und der Aushärtungsprozess einen Großteil der endgültigen Leistung bestimmen.

Aufgrund dieser Eigenschaften findet Silikon breite Anwendung in Umgebungen mit hohen Temperaturen, Witterungseinflüssen, Lebensmittelkontakt, medizinischen Anwendungen und anspruchsvollen industriellen Bedingungen.

Käufer, die die Materialsicherheit bewerten, können damit beginnen was die Daten zur Toxizität und chemischen Sicherheit tatsächlich zeigen.

Arten von Silikonmaterialien

Silikon wird anhand mehrerer unabhängiger Kriterien klassifiziert, die nicht als konkurrierende Materialarten betrachtet werden sollten. VMQ, PVMQ und FVMQ beschreiben die Polymerchemie; LSR, HCR/HTV und RTV beschreiben die Lieferform oder das Aushärtungsverfahren; lebensmittel-, medizin-, leitfähige und Schwammqualitäten beschreiben den Verwendungszweck oder die physikalische Form. Ein Bauteil für den Lebensmittelkontakt kann beispielsweise entweder aus LSR oder HCR hergestellt sein. Eine vergleichende Übersicht finden Sie unter [Link einfügen]. wie sich die wichtigsten Silikonsorten unterscheiden.

ASTM D1418-22 Die Bezeichnungen geben die Polymerfamilie an und liefern einen ersten Hinweis auf Temperatur- und Flüssigkeitsbeständigkeit. Sie definieren jedoch nicht allein den endgültigen Einsatzbereich; die Zusammensetzung der Polymermischung, das Aushärtungssystem, die Umgebungsbedingungen und die technischen Datenblätter des Herstellers bestimmen weiterhin den nutzbaren Bereich.

Diese Temperaturen stellen Richtbereiche für die Auswahl der Mischung dar und sind keine von ASTM D1418 festgelegten Grenzwerte. Sie basieren auf Empfehlungen für kommerzielle Silikonkautschukprodukte, einschließlich der Shin-Etsu-Charakteristik-Eigenschaften-Leitfaden; Die Freigabe richtet sich weiterhin nach den technischen Datenblättern (TDS) des ausgewählten Lieferanten und den Anwendungstests.

Wenn ein Lieferant lediglich “lebensmittelgeeignetes Silikon” angibt, ohne die Verbindung, das Aushärtungssystem, die geltenden Anforderungen an den Lebensmittelkontakt und die Prüfnachweise zu nennen, ist das Angebot technisch nicht mit dem eines anderen Lieferanten vergleichbar.

Flüssigsilikonkautschuk (LSR)

Flüssigsilikonkautschuk ist ein platinvernetztes Silikonmaterial, das hauptsächlich im Spritzgussverfahren eingesetzt wird. Es wird häufig für Produkte gewählt, die hohe Präzision, Reinheit und Konsistenz erfordern.

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Medizinische Komponenten
• Baby Produkte
• Tragbare Geräte
• Teile in Lebensmittelqualität

LSR ist gängig für dünne, hochpräzise Babypflegeteile wie Sauger und Schnuller, während für größere Fütterungsprodukte weiterhin HCR-Spritzguss verwendet werden kann. Das Verfahren sollte daher eher nach Geometrie, Volumen und Konformitätsanforderungen als allein nach der Produktkategorie ausgewählt werden.

Erfahren Sie mehr über wie flüssiger Silikonkautschuk verarbeitet wird Und Welche Unterschiede bestehen zwischen Platin- und Peroxidhärtung?. Der direkte HCR-Vergleich ist in der untenstehenden Entscheidungstabelle dargestellt.

Hochkonsistenzgummi (HCR)

HCR-Silikon besitzt eine feste, gummiartige Konsistenz und findet breite Anwendung im Kompressionsformen und Extrudieren.

Zu den gängigen Produkten gehören:

• Industriedichtungen
• Dichtungen
• Silikonschlauch
• Automobilkomponenten

HCR ist die Basismischung für viele Formdichtungen, Schläuche und durchgehende Profile.

Erfahren Sie mehr über wie HCR-Kaugummi hergestellt und gehärtet wird.

LSR und HCR sind die beiden Materiallieferformen, die bei den meisten Spritzgussprojekten verglichen werden. Volumen und Toleranz bestimmen oft den wirtschaftlichen Prozessbereich, aber Geometrie, Härte, Reinheit, Aushärtungssystem, Anforderungen an das Umspritzen und zulässiger Grat können diese Wahl beeinflussen:

Hierbei handelt es sich um allgemeine Prozesstendenzen, nicht um Kosten- oder Mengengrenzen. Bauteilgröße, Wandstärke, Kavitation, Automatisierung, Gratzugabe und Nachbearbeitung können das wirtschaftliche Ergebnis negativ beeinflussen.

Die vollständige Entscheidungsfindung hinter dieser Tabelle finden Sie hier: Auswahl zwischen HCR und LSR für ein bestimmtes Teil.

RTV-Silikon

RTV-Silikon härtet bei Raumtemperatur aus und wird häufig zum Abdichten, Verkleben und Verkapseln verwendet.

Es findet sich häufig in:

• Elektronikabdichtung
• Bauanträge
• Klebstoffe und Beschichtungen

Verwandt: Wie RTV-Silikon ohne Hitze aushärtet

Lebensmittelechtes Silikon

“Lebensmittelgeeignetes Silikon” ist keine eigenständige Polymerfamilie und keine universelle Zertifizierung. Es bezeichnet üblicherweise eine spezifische Verbindung und ein Fertigprodukt, das für die jeweiligen Anforderungen an den Lebensmittelkontakt formuliert, verarbeitet und geprüft wurde, wie zum Beispiel … 21 CFR 177.2600 in den Vereinigten Staaten oder der BfR-Empfehlungen zu Lebensmittelkontaktmaterialien im Rahmen der einschlägigen deutschen und EU-Vorschriften.

Typische Produkte sind:

• Backformen
• Küchenutensilien
• Dichtungen für die Lebensmittelverarbeitung
• Getränkekomponenten

Lesen Sie unsere ausführliche Anleitung zu Was genau macht eine Verbindung lebensmitteltauglich?.

Medizinisches Silikon

“Medizinisches Silikon” ist keine einheitliche Materialklasse. Es handelt sich um eine kontrollierte Verbindung, deren Rückverfolgbarkeit und biologische Bewertungsnachweise dem Kontakttyp und der Kontaktdauer des Medizinprodukts entsprechen; das fertige Medizinprodukt bedarf jedoch weiterhin einer eigenen risikobasierten Bewertung.

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Beatmungsgeräte
• Medizinische Schläuche
• Tragbare medizinische Geräte
• Chirurgische Komponenten

Sehen wie medizinische Wirkstoffe qualifiziert werden Für die Nachweise zur Biokompatibilität und zum Sterilisationsverhalten wird von den Käufern eine Dokumentation erwartet.

Andere Spezialsilikonsorten

Neben den Hauptkategorien werden für spezifische Leistungsanforderungen mehrere Spezialstufen ausgewählt:

• Fluorsilikon für die Exposition gegenüber Kraftstoffen, Ölen und Lösungsmitteln
• Geschlossenzelliger Schwamm und Schaumstoff für Polsterung, Isolierung und Abdichtung mit geringer Schließkraft
• Leitfähiges Silikon für EMI-Abschirmung und Kontakttastaturen

Wichtigste Silikoneigenschaften

Ein Grund für die weite Verbreitung von Silikon ist sein ausgewogenes Verhältnis von thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften. Eine detaillierte technische Beschreibung finden Sie hier: wie Silikoneigenschaften gemessen und spezifiziert werden.

Anstatt sich nur auf eine einzige Eigenschaft zu konzentrieren, entscheiden sich Ingenieure oft für Silikon, weil es auch unter schwierigen Bedingungen konstant gute Leistungen erbringt.

Die folgenden Angaben stellen Richtwerte für die Auswahl von VMQ für allgemeine Zwecke dar und sind keine Spezifikationsgrenzen. Sie wurden mit Daten kommerzieller Verbindungen wie beispielsweise … abgeglichen. WACKER Auswahlhilfe für feste und flüssige Silikonkautschuke und die Shin-Etsu Formmassen-Leitfaden. Füllstoffgehalt, Härte, Aushärtungssystem, Testbedingungen und Nachhärtung verändern sich in jeder Zeile, daher bestimmt der gewählte TDS-Wert der Verbindung die Freisetzung.

Hitzebeständigkeit

Silikon behält seine Stabilität über einen weiten Temperaturbereich und eignet sich daher sowohl für Umgebungen mit hohen als auch mit niedrigen Temperaturen.

In vielen Formulierungen ist Silikon temperaturbeständig von etwa -50 °C bis 250 °C.

Bei der Materialbeschaffung ist die Dauerbeständigkeit entscheidend. Viele Standard-VMQ-Compounds sind für Temperaturen um 200 °C in trockener Luft ausgelegt, während 250 °C üblicherweise als kurzzeitige Belastung gelten. Kompression, geschlossene Systeme, Flüssigkeiten und die geforderte Lebensdauer können diese Grenzwerte jedoch senken. Da Standard-VMQ unterhalb von etwa -55 °C aushärtet, kann PVMQ oder ein anderes qualifiziertes Tieftemperatur-Compound die erste Wahl sein.

Die Nachhärtung kann, sofern die gewählte Mischung dies erfordert, Restflüchtigkeiten, Geruch und Druckverformungsrest reduzieren. Vier Stunden bei 200 °C in einem Umluftofen sind ein gängiger Prüf- oder Produktionsprozess seitens der Lieferanten, jedoch keine allgemeingültige Regel. Die tatsächliche Zeit und Temperatur müssen den Angaben im TDS der Mischung, der Bauteildicke und den validierten Zielwerten für extrahierbare Stoffe, Geruch oder mechanische Eigenschaften entsprechen. Wenn die Nachhärtung Teil der validierten Spezifikation ist, sollte sie in der Zeichnung oder den Bestellanforderungen aufgeführt werden und nicht dem Ermessen des Lieferanten überlassen werden.

Dadurch ist es nützlich für:

• Automobilmotorkomponenten
• Industrieisolierung
• Hochtemperaturdichtungen
• Küchen- und Kochprodukte

Eine ausführlichere Erklärung finden Sie unter Welche Sorten halten anhaltender Hitze stand?.

Flexibilität und Elastizität

Silikon bleibt auch nach langfristiger Einwirkung von Hitze, UV-Strahlung und Witterungseinflüssen flexibel.

Silikon ist im Vergleich zu vielen anderen Kunststoffen weniger anfällig dafür, mit der Zeit spröde zu werden.

Diese Immobilie ist besonders wichtig für:

• Silikon-Tastaturen
• Tragbare Produkte
• Medizinisches Zubehör
• Flexible Dichtungskomponenten

Erfahren Sie mehr über wie sich Silikon unter Belastung und wiederholter Verformung verhält. Die Auswahl der Härte wird behandelt in Auswahl eines Shore-A-Wertes, was die einzige Spezifikation ist, die in der Angebotsanfragephase am häufigsten undefiniert bleibt.

Chemische Resistenz

Silikon ist im Allgemeinen beständig gegen Feuchtigkeit, Ozon und Oxidation, die chemische Beständigkeit variiert jedoch stark in Abhängigkeit von der jeweiligen Flüssigkeit, Konzentration, Temperatur und Einwirkungsdauer.

Aus diesem Grund wird es häufig verwendet in:

• Lebensmittelverarbeitungsanlagen
• Elektrische Außensysteme
• Industrielle Dichtungsanwendungen

Weitere Einzelheiten finden Sie in wie Silikon auf Lösungsmittel und Industriechemikalien reagiert, einschließlich derjenigen Medien, die reversible Schwellungen anstelle eines dauerhaften chemischen Angriffs verursachen.

UV- und Witterungsbeständigkeit

Im Gegensatz zu vielen Kunststoffen behält Silikon seine Eigenschaften auch bei langfristiger Bewitterung im Freien.

Es widersteht:

• UV-Strahlung
• Ozon
• Regen und Feuchtigkeit
• Temperaturzyklen

Dadurch eignet sich Silikon für:

• Outdoor-Elektronik
• Karosserieteile
• Solar- und Beleuchtungsanwendungen

Sehen wie Silikon unter UV-Strahlung und Witterungseinflüssen altert Für realistische Lebensdauererwartungen ist eine sorgfältige Prüfung erforderlich. Transparente Werkstoffe erfordern besondere Aufmerksamkeit, da sichtbare Verfärbungen lange vor dem Nachlassen der mechanischen Eigenschaften auftreten.

Elektrische Isolierung

Silikonwerkstoffe werden aufgrund ihrer dielektrischen Eigenschaften und ihrer Temperaturstabilität in elektrischen und elektronischen Systemen weit verbreitet eingesetzt.

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Kabelisolierung
• Elektronische Steckverbinder
• Stromversorgungssysteme
• Sensorschutz

Sehen wie sich Silikon als Dielektrikum verhält für Isolationsdaten. Kohlenstoff- oder silbergefüllte Verbindungen kehren dieses Verhalten vollständig um und werden stattdessen als leitfähige Sorten spezifiziert.

Lebensmittelsicherheit und Biokompatibilität

Für den Kontakt mit Lebensmitteln und für medizinische Anwendungen werden spezielle Silikonsorten entwickelt.

Die Eignung hängt von Nachweisen ab, die sich auf die tatsächliche Verbindung und das Fertigprodukt beziehen:

• Die Formulierung muss den beabsichtigten Kontaktbedingungen entsprechen.
• Migrations-, Extraktions- oder Biokompatibilitätstests müssen den geltenden Anforderungen entsprechen.
• Die Aushärtungsbedingungen und die Bedingungen nach der Aushärtung müssen innerhalb des validierten Prozesses bleiben.
• Die Rückverfolgbarkeit muss das fertige Teil mit der geprüften Verbindung und dem Bericht verknüpfen.

Sehen wo die Anforderungen an Lebensmittelqualität und medizinische Qualität voneinander abweichen bevor man annimmt, dass die eine Zertifizierung die andere ersetzen kann.

Wann Silikon die falsche Wahl ist

Silikon ist eine ungeeignete Wahl, wenn Gleitabrieb, Schnittwachstum, hohe Zugbelastung oder dynamischer Verschleiß die Konstruktion bestimmen:

• Die Abrieb- und Reißfestigkeit kann unter der von Polyurethan und Nitril liegen, daher sind bei Anwendungen mit Gleitverschleiß und scharfen Kanten direkte Vergleichstests erforderlich.
• Allzweck-VMQ weist eine mäßige Zugfestigkeit auf, und dünne, hochbelastete Abschnitte können an Angüssen, Trennlinien oder beschädigten Kanten zu Rissen führen.
• Standard-VMQ kann in Kohlenwasserstoffkraftstoffen, Mineralölen und einigen unpolaren Lösungsmitteln quellen; FVMQ verbessert oft die Kompatibilität, jedoch müssen die tatsächliche Flüssigkeit, Temperatur und Eintauchzeit noch getestet werden.
• Silikon ist in der Regel teurer als herkömmlicher Kautschuk, und ausgehärtete Reste können nicht wie thermoplastische Kunststoffe wieder eingeschmolzen und dem Produktionsprozess zugeführt werden.

Diese Grenzwerte, und nicht die im Datenblatt hervorgehobenen Eigenschaften, sind in der Regel ausschlaggebend für die Materialwahl.

Silikonherstellungsprozesse

Je nach Produktdesign, Materialqualität und Produktionsvolumen kommen unterschiedliche Fertigungsmethoden zum Einsatz. Schrittweise Darstellung des gesamten Produktionsablaufs umfasst jede Phase von der Zusammensetzung bis zum fertigen Bauteil, während Was ist Silikonvulkanisation? erklärt die allen gemeinsam ist.

Formpressen

Das Formpressen wird häufig für Silikonteile mittlerer Stückzahl und relativ einfache Produktstrukturen eingesetzt. Die Zykluszeit wird bei Presstemperaturen um 170–180 °C durch die Wandstärke bestimmt, sodass das Verfahren wirtschaftlich bleibt, wenn die Werkzeugkosten wichtiger sind als die Lohnkosten pro Einheit.

Es wird häufig ausgewählt für:

• Dichtungen
• Industriedichtungen
• Teile aus hochhartem Silikon

Lesen Sie mehr über wie das Kompressionsformen in der Praxis funktioniert, einschließlich der Fälle, in denen die Arbeitskosten für das Entgraten die Einsparungen bei den Werkzeugen übersteigen.

Flüssigsilikon-Spritzguss

Das LSR-Spritzgießen eignet sich für viele hochpräzise Silikonprodukte und automatisierte Produktionsumgebungen. Kaltkanalwerkzeuge mit präziser Entlüftung und Vakuum ermöglichen die Herstellung enger Konturen und eine sehr geringe Gratbildung. Daher ist das Verfahren – wenn auch nicht automatisiert – für Medizinprodukte und Babyartikel weit verbreitet.

Zu den Vorteilen gehören:

• Enge Toleranzen
• Hohe Wiederholgenauigkeit
• Schnelle Produktionszyklen
• Sauberer Herstellungsprozess

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Medizinische Teile
• Unterhaltungselektronik
• Babypflegeprodukte

Der Kompromiss liegt in den Werkzeugkosten. Kaltkanalsysteme und vakuumversiegelte Kavitäten erhöhen die Werkzeugkosten, die Amortisation erfolgt jedoch eher durch die Zykluszeit und die Ausschussrate als allein durch den Stückpreis. Siehe wie der Silikon-Spritzguss von Anfang bis Ende abläuft für die Details des Prozesses.

Silikonextrusion

Kontinuierliche Silikonextrusion wird zur Herstellung von durchgehenden Silikonprofilen wie Schläuchen, Streifen und Isoliermaterialien verwendet.

Typische Produkte sind:

• Silikonschlauch
• Silikonkabel
• Drahtisolierung

Extrudierte Profile werden kontinuierlich in einer Heißluft- oder Salzbadvulkanisationsanlage vulkanisiert. Die Abmessungen werden daher nicht durch einen geschlossenen Hohlraum, sondern durch die Anlagengeschwindigkeit und die Ofentemperatur bestimmt. Wand- und Durchmessertoleranzen sind daher größer als bei Formteilen. Zeichnungen, die für ein extrudiertes Profil Toleranzen auf Formteilniveau fordern, sind der häufigste Grund dafür, dass ein Angebot für Extrusion als Angebot für Formteile zurückgesendet wird.

Typische Produkte sind Schläuche, Schnüre und Endlosbänder mit definiertem Querschnitt. Standardmäßige flache Silikonplatten werden üblicherweise kalandriert statt extrudiert. Die beiden Verfahren weisen unterschiedliche Toleranzgrenzen auf.

Werkzeugbau, Nachbearbeitung und Prototyping

Die Formteile sind nur ein Teil des Kosten- und Qualitätsbildes:

• Leitfaden zur Konstruktion von Silikonformen — Entformungswinkel, Wandstärke, Entlüftung, Schwindung
• Kosten für Silikonformen — Was bestimmt die Werkzeugbudgets?
• Silikon-Nachhärtung — wird verwendet, wenn die Verbindungsspezifikation oder der validierte Konformitätsprozess dies erfordert.
• Vom Prototyping zur Serienproduktion — Was ändert sich, wenn die Werkzeuge von Weichformen auf Produktionsstahl umgestellt werden?

Silikon im Vergleich zu anderen Materialien

Die Materialauswahl richtet sich nach dem vorherrschenden Lastfall, nicht danach, welches Material die meisten Vorteile bietet. Nutzen Sie die Tabelle, um den ersten Kompromiss zu ermitteln, und öffnen Sie anschließend den detaillierten Vergleich für die tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Silikon vs. Gummi

Silikon wird in der Regel bevorzugt, wenn es auf Hitze, Ozon, UV-Strahlung oder Flexibilität bei niedrigen Temperaturen ankommt; herkömmliche Kautschuke können besser geeignet sein, wenn Abriebfestigkeit, Reißfestigkeit oder geringere Materialkosten im Vordergrund stehen. Siehe wie sich Silikon und herkömmlicher Gummi unter Hitzeeinwirkung unterscheiden.

Silikon vs. Kunststoff

Silikon eignet sich für elastische Rückstellung, Abdichtung und wiederholtes Biegen; ein starrer Kunststoff ist die richtige Wahl, wenn strukturelle Steifigkeit, niedrigere Stückkosten oder sehr hohe Formgebungsgeschwindigkeiten entscheidend sind. Siehe wo Silikon starren Kunststoffen überlegen ist.

Silikon vs. TPU

Silikon bietet eine höhere Beständigkeit gegenüber Hitze, Witterungseinflüssen und langfristiger elastischer Rückstellung, während TPU oft besser für Abriebfestigkeit und Zähigkeit geeignet ist. Siehe der Kompromiss zwischen Silikon und TPU.

Silikon vs. PVC

Silikon wird häufig aufgrund seiner Flexibilität bei höheren Temperaturen, seiner Eignung für lange Außeneinsatzzeiten oder einer validierten, weichmacherfreien Rezeptur gewählt; PVC bleibt wirtschaftlich, wenn seine Temperatur-, Flexibilitäts- und Verarbeitungsgrenzen den Anwendungsanforderungen entsprechen. Lesen Sie den vollständigen Vergleich in [Link einfügen]. PVC vs. Silikon.

Silikon vs. Nylon

Silikon eignet sich für Abdichtung, Isolierung und elastische Rückstellung, während Nylon für strukturelle Belastungen und Verschleiß geeignet ist; feuchtigkeitsbedingte Dimensionsänderungen müssen bei Nylon ebenfalls berücksichtigt werden. Siehe vollständige Auswahl zwischen Nylon und Silikon Vergleich.

Silikon vs. Polyurethan

Silikon wird im Allgemeinen aufgrund seiner Beständigkeit gegenüber Hitze, UV-Strahlung und Ozon bevorzugt, während Polyurethan oft eine höhere Abriebfestigkeit, Reißfestigkeit und Belastbarkeit aufweist; die Einhaltung der jeweiligen Anforderungen muss für die gewählte Güteklasse bei beiden Materialien nachgewiesen werden. Siehe Polyurethan als alternatives Elastomer für den vollständigen Vergleich.

Gängige Silikonanwendungen

Der Branchenname allein rechtfertigt nicht den Einsatz von Silikon. Das Material ist nur dann gerechtfertigt, wenn die Einsatzbedingungen – Temperatur, Witterungseinflüsse, elektrisches Verhalten, Kontaktnachgiebigkeit oder elastische Rückstellung – ein günstigeres Elastomer oder einen starren Kunststoff ausschließen.

Industrielle Silikonkomponenten

Zu den gängigen Industrieprodukten gehören:

• Siegel
• Dichtungen
• Isolatoren
• Dämpfer

Silikon eignet sich hervorragend für statische Dichtungen, die Hitze, Ozon oder wiederholter Kompression ausgesetzt sind. Es ist weniger geeignet für Gleitverschleiß, Montage an scharfen Kanten oder dynamischen Kontakt, sofern die Reiß- und Abriebfestigkeit nicht nachgewiesen wurde. Für die Konstruktion sollten Sie mit Folgendem beginnen: Dichtungsdesign aus Silikon zur Definition von Kompression, Nutgeometrie und zulässiger Bewegung. Für die Produktion verwenden Sie industrielle Silikonteilefertigung wenn die Zeichnung für die Prozess- und Werkzeugprüfung bereit ist.

Medizinische Silikonprodukte

In der Medizin kommt Silikon zum Einsatz, wenn es aufgrund seiner flexiblen Rückstellfähigkeit, Transparenz, Sterilisationsverträglichkeit oder des kontrollierten Hautkontakts geeignet ist; allein die Bezeichnung des Polymers gibt keine Auskunft über die Biokompatibilität.

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Medizinische Schläuche
• Beatmungsgeräte
• Tragbare Gesundheitsprodukte

Die Auswahl beginnt mit der Art und Dauer des Kontakts, gefolgt vom Sterilisationsverfahren. Dampf-, Strahlungs- und chemische Sterilisationsmittel können Härte, Farbe und mechanische Beständigkeit unterschiedlich beeinflussen, daher müssen die Nachweise sowohl mit dem Ausgangsmaterial als auch mit dem fertigen Medizinprodukt übereinstimmen.

Anwendungen von lebensmittelechtem Silikon

Silikon für den Lebensmittelkontakt wird häufig verwendet für:

• Geschirr
• Backformen
• Lebensmittelverarbeitungsanlagen
• Getränkesysteme

Die Auswahl muss dem wiederholten oder einmaligen Kontakt, der Lebensmittelart, der Temperatur und der Kontaktzeit entsprechen. Eine Nachhärtung ist nur erforderlich, wenn dies in der Spezifikation der Verbindung oder im validierten Verfahren vorgeschrieben ist; Migrations-, Extraktions- oder sensorische Nachweise müssen dem vorgesehenen Produkt entsprechen und nicht einer allgemeinen Kennzeichnung als “lebensmittelgeeignet”.

Für Projekte, bei denen die Kontaktbedingungen und Testanforderungen bereits definiert wurden, Silikon-Küchengeräteproduktion liefert den entsprechenden Fertigungsweg.

Silikonprodukte für Babys und Kinder.

Anwendungen im Bereich Babypflege umfassen Fütterungssets, Lätzchen, Beißringe, Schnuller und andere Produkte, die eine weiche Haptik mit Anforderungen an den Kontakt mit Lebensmitteln oder der Haut verbinden. Dünne, filigrane Teile eignen sich möglicherweise besser für das LSR-Verfahren, während größere Fütterungsprodukte im HCR-Verfahren wirtschaftlich bleiben können. Käufer, die eine abgestimmte Produktlinie planen, können die verfügbaren Verfahren prüfen. Herstellung von Silikon-Babyprodukten.

Maßgefertigte Silikonformen

Wiederverwendbare Back-, Eis-, Süßwaren- und Gießformen müssen ausreichend flexibel sein, um das Entformen zu ermöglichen, ohne die Form des Hohlraums zu verändern. Die Entscheidung hängt von der Wandstärke, den Stützrippen, der Oberflächenbeschaffenheit, der Reißfestigkeit und den Anforderungen an den vorgesehenen Kontakt ab. Siehe Herstellung kundenspezifischer Silikonformen wenn es sich bei dem Projekt um ein fertiges Formteil und nicht um Produktionswerkzeuge für ein anderes Silikonteil handelt.

Werbe- und Markenprodukte aus Silikon

Armbänder, Schlüsselanhänger, Untersetzer und andere Markenaccessoires werden weniger nach extremen Materialeigenschaften als vielmehr nach Farbkonsistenz, Logowiedergabe, Oberflächenbeschaffenheit und Bestellmenge ausgewählt. Bei Programmen, die auf mehreren Markenartikeln basieren, verwenden Sie Herstellung von kundenspezifischen Werbeartikeln aus Silikon als Einstiegspunkt in die Kategorie.

Automobil-Silikonkomponenten

Anwendungen im Automobilbereich umfassen häufig:

• Hohe Temperaturen
• Ölbelastung
• Außenbereiche

Silikon wird häufig verwendet in:

• Motordichtungen
• Kabelschutz
• Schwingungsdämpfer

Die Ausfallmechanismen unterscheiden sich je nach Bauteil: Eine statische Dichtung wird durch Druckverformung und Flüssigkeitsausdehnung beeinflusst, ein Schlauch durch Druck und Verstärkung, und eine Außenmanschette durch Ozon und Biegebeanspruchung. Bauteile im Motorraum werden hinsichtlich Dauertemperatur und der jeweiligen Kontaktflüssigkeit spezifiziert. Bei Kontakt mit Kraftstoff oder aggressiven Ölen kann FVMQ gerechtfertigt sein, da es Kohlenwasserstoffen im Allgemeinen besser widersteht als VMQ. Die Verträglichkeit mit Kühl- und Schmierstoffen muss jedoch weiterhin hinsichtlich Flüssigkeitszusammensetzung, Temperatur, Eintauchzeit und zulässiger Volumenänderung geprüft werden.

Bei Kühlwasser- und Ladeluftschläuchen werden üblicherweise HCR-Mischungen verwendet, deren Verstärkung auf Druck, Temperatur und das jeweilige Fluid abgestimmt ist.

Unterhaltungselektronik Silikon

In der Elektronik wird Silikon für elastisches Tastenansprechen, Abdichtung gegen Umwelteinflüsse und elektrische Isolierung verwendet – nicht einfach nur für eine weiche Oberfläche.

Typische Produkte sind:

• Silikonknöpfe
• Schutzhüllen
• Tragbare Accessoires

Ungefülltes Silikon ist normalerweise isolierend. Leitfähige Verbindungen basieren auf Systemen mit Kohlenstoff-, Nickel- oder Silberfüllung, und eine Erhöhung der Leitfähigkeit kann Härte, Reißfestigkeit und Kosten beeinflussen. Siehe Was ist bei der Entwicklung eines benutzerdefinierten Tastenfelds zu beachten? für Betätigungskraft, Tastenweg und Druckbeschränkungen.

Wie man das richtige Silikonmaterial auswählt

Beginnen Sie mit der Fehlerbedingung und den erforderlichen Nachweisen, wählen Sie dann die Polymerfamilie, die Härte und das Verfahren. Die Wahl von “Silikon” als erstes Material und die spätere Definition der Einsatzumgebung führen in der Regel zu einem Angebot, das nicht validiert werden kann.

Temperaturanforderungen

Geben Sie die maximale Dauertemperatur, die Spitzentemperatur und die Dauer separat an. Berücksichtigen Sie Temperaturzyklen und das umgebende Medium; 200 °C in trockener Luft entsprechen nicht denselben Bedingungen wie 200 °C unter Kompression oder in Öl.

Chemikalienexposition

Geben Sie die genaue Flüssigkeit, die Konzentration, die Temperatur und die Einwirkzeit an. “Ölbeständig” oder “lösungsmittelbeständig” ist keine Testbedingung, und Kompatibilitätsdaten aus der Immersion bei Raumtemperatur lassen keine Rückschlüsse auf eine Heißpressdichtung zu.

Härte und Flexibilität

Die Shore-A-Härte entspricht nicht der Steifigkeit des fertigen Bauteils. Wandstärke, Spannweite und Geometrie können dazu führen, dass sich ein Bauteil mit 40 Shore A steifer anfühlt als ein dünneres Bauteil mit 60 Shore A. Bei Dichtungen sollten Härte, Kompression, Anpressdruck und Druckverformungsrest berücksichtigt werden.

Sehen Wie kommuniziert man die Anforderungen an Shore-Härte und Wandstärke an die Lieferanten? Um Missverständnisse bezüglich der Spezifikationen zu vermeiden.

Konformitätsanforderungen

Bei Anwendungen mit Lebensmittelkontakt und im medizinischen Bereich können Nachweise wie die folgenden erforderlich sein:

• 21 CFR 177.2600 Extraktionsprüfung für wiederverwendbare Gummiartikel
• Evidenz gemäß BfR-Empfehlung XV im Rahmen des anwendbaren deutschen und EU-Rechtsrahmens
• USP <88> Klasse VI-Prüfung, sofern vertraglich vorgeschrieben
• Eine risikobasierte biologische Bewertung gemäß ISO 10993 für das fertige Medizinprodukt

Diese Anforderungen beziehen sich auf unterschiedliche Gefahren und Gegenstände und sind nicht austauschbar:

Die Konformität hängt von der anwendbaren Vorschrift, der Verbindung, dem Endprodukt und dessen Verarbeitung ab – nicht vom Begriff „Silikon“. FDA 21 CFR 177.2600 ist eine Verordnung für Gummiprodukte, die für den wiederholten Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, und kein von der FDA ausgestelltes Materialzertifikat. Ebenso ersetzen die Ergebnisse der USP-Klasse VI nicht die risikobasierte Bewertung eines Medizinprodukts gemäß ISO 10993. Fordern Sie den Bericht, die Testbedingungen, das Labor und das exakt getestete Produkt bzw. die Verbindung an; eine allgemeine Konformitätserklärung genügt nicht.

Für ein umfassenderes chemisches Screening siehe ob Silikon PFAS enthält. Für Belege auf Artikelebene siehe Rezension. wie die Sicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften für Silikonformen überprüft werden sollten vor der Akzeptanz einer allgemeinen Konformitätserklärung.

Herstellungsverfahren

Geometrie, Toleranz und Jahresvolumen verbinden die Materialauswahl mit der Prozessauswahl:

• LSR-Spritzgießen eignet sich besonders für dünne oder komplexe Teile, Automatisierung und hohe Stückzahlen, erfordert aber höhere Werkzeuginvestitionen.
• Das HCR-Pressverfahren ist für häufige Umrüstungen und geringere Produktionsmengen geeignet, erfordert jedoch längere Presszeiten, mehr Gratbildung und manuelle Handhabung.
• Extrusion eignet sich für kontinuierliche Profile, aber eine offene Matrize kann nicht jede Toleranz oder jedes Merkmal einer Formteilzeichnung reproduzieren.

Wählen Sie das Verfahren nicht allein anhand des Jahresvolumens. Hinterschnitte, Einsätze, Wandübergänge, Torbeschränkungen, zulässige Trennlinien und die erforderliche Reinheit können eine ansonsten wirtschaftliche Option ausschließen.

Was vor dem Absenden einer Angebotsanfrage behoben werden sollte

Sechs Kriterien entscheiden darüber, ob Angebote verschiedener Anbieter überhaupt vergleichbar sind:

• Härte mit Toleranz, zum Beispiel 50 ±5 Shore A; weich oder mittel kann nicht angegeben werden
• Maßtoleranzklasse pro ISO 3302-1, M1 bis M4 für Formteile; engere Klassifizierungen wirken sich auf die Kosten für Werkzeuge, Inspektion und Prozesskontrolle aus.
• Farbreferenz als Pantone-Nummer oder als genehmigtes physisches Muster, plus Angabe, ob die Farbübereinstimmung unter einer oder zwei Lichtquellen beurteilt wird.
• Die Nachbehandlungsanforderung wird eher durch das Compliance-Ziel als durch Präferenzen bestimmt.
• Zulässige Trennlinie und Angussposition sind in der Zeichnung markiert.
• Jährliches Volumen und Auftragsmuster, die über Kavitation und die Rentabilität von LSR-Werkzeugen entscheiden

Ein Angebot, das ohne diese Angaben erstellt wird, ist ein Platzhalter, und die Differenz taucht normalerweise nach der ersten Proberunde als Preisanpassung wieder auf.

Häufig gestellte Fragen

Kundenspezifische Silikonlösungen anfordern

Verwenden Sie die oben stehenden Auswahltabellen, um die Betriebstemperatur, das Kontaktmedium, die Geometrie, die Härte, die Toleranzklasse, das jährliche Volumen und die Konformitätsnachweise festzulegen, bevor Sie sich an einen Hersteller wenden.

Falls Sie noch immer Fabriken überprüfen, verwenden Sie Fragen, die Sie sich vor einer OEM-Bestellung für Silikon stellen sollten. Sobald das Projekt zur technischen Prüfung bereit ist, fordern Sie bitte kundenspezifische Silikonlösungen mit der aktuellsten Zeichnungsrevision und den genannten sieben Angaben an. Ein aussagekräftiges Angebot sollte Material, Verfahren, Werkzeuge und Testannahmen offenlegen, anstatt diese hinter einem einzigen Stückpreis zu verbergen.