Sie sind sich nicht sicher, welches Silikonherstellungsverfahren Sie wählen sollen? Ich stelle Ihnen ein gängiges Herstellungsverfahren vor. Silikonformpressen ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Silikonherstellung. In diesem Leitfaden geben wir Ihnen eine Einführung in das Formpressen, seinen Arbeitsablauf, die wichtigsten Produktionsparameter, Vor- und Nachteile sowie Anwendungen.
Was ist Formpressen?
Silikon-Pressformung ist ein Herstellungsverfahren für Silikon. Dabei wird eine abgemessene Menge Silikonmasse in eine beheizte Form gegeben und anschließend Druck ausgeübt, um das Teil zu formen. Die Form wird auf die spezifische Form des gewünschten Produkts zugeschnitten, und das Silikon härtet unter Hitze und Druck aus. Das Verfahren bietet Vorteile wie Kosteneffizienz, hervorragende Dimensionsstabilität und Designvielfalt und eignet sich besonders für kleine bis mittlere Produktionsläufe.
Welche Materialien eignen sich für das Formpressen?
Beim Formpressen von Silikon kommen hauptsächlich einige spezifische Materialien zum Einsatz. Jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen.
| Materialtyp | Hauptmerkmale | Beschreibung |
| Fester Silikonkautschuk (SSR) | Hohe Viskosität; wird in Block- oder Plattenform geliefert | Dies ist das am häufigsten verwendete Material für das Formpressen. Vor der Verwendung muss es vorgemischt (mit Härter, Pigment usw.) und in die für die Form passende Form gebracht werden. Es ist ideal, wenn Gewicht und Platzierung präzise sein müssen. |
| Hochtemperatur-vulkanisiertes Silikon (HTV) | Hält höheren Formtemperaturen stand; härtet schnell aus | HTV-Silikon ist bei hohen Temperaturen stabil und härtet schnell aus, was den Produktionszyklus verkürzt. Es handelt sich um eine Art Festsilikon, das für seine Schnelligkeit und Hitzebeständigkeit bekannt ist. |
Notiz: Obwohl Flüssigsilikonkautschuk (LSR) ebenfalls eine Silikonart ist, eignet es sich nicht für das Formpressen. LSR ist sehr leicht fließend und für das Spritzgießen konzipiert. Beim Formpressen kann seine niedrige Viskosität die Kontrolle erschweren. Es kann aus den Trennlinien der Form überlaufen und ist daher für dieses Verfahren ungeeignet.
Wie funktioniert Formpressen?
1. Materialvorbereitung
- Silikonmischung: Rohsilikonkautschuk wird in genauen Verhältnissen mit Härtern, Farbpaste und Verstärkungszusätzen gemischt. Dieser Schritt wirkt sich direkt auf die Farbe, Härte und Festigkeit des Endprodukts aus.
- Schneiden und Wiegen: Das gemischte Material wird in Blöcke oder Platten geschnitten und je nach Größe und Gewicht des Produkts sorgfältig abgewogen. Zu wenig Material kann zu unvollständigen Teilen führen; zu viel Material verursacht Abfall und zusätzlichen Grat.
- Vorformen (optional): Bei komplexen Formen oder Formen mit mehreren Kavitäten trägt das Vorformen des Materials in eine Form nahe der Kavität dazu bei, die Fülleffizienz zu verbessern und übermäßige Grate zu reduzieren.
2. Formvorbereitung
- Reinigungs- und Trennmittel: Die Formoberfläche muss sauber und staubfrei sein. Ein leichter, gleichmäßiger Sprühnebel Trennmittel sorgt für eine reibungslose Entformung, ohne Rückstände auf dem Produkt zu hinterlassen.
- Vorwärmen der Form: Die Form wird auf die erforderliche Aushärtungstemperatur erhitzt – normalerweise zwischen 150 °C und 200 °C. Durch gleichmäßiges Erhitzen wird sichergestellt, dass das Silikon beim Formen schnell und gleichmäßig aushärtet.
3. Präzises Befüllen und dichter Verschluss
- Platzieren des Materials: Die Silikonblöcke werden direkt in die Formhohlräume gelegt. Die richtige Platzierung beeinflusst die Genauigkeit und Konsistenz des fertigen Teils.
- Schließen und Druckaufbau: Die Presse verschließt die Form dicht. Anschließend wird hoher Druck, üblicherweise zwischen 10 und 100 MPa, angelegt. Durch Hitze und Druck fließt das Silikon in alle Hohlräume und verdrängt eingeschlossene Luft. Dies verhindert Blasenbildung und gewährleistet eine vollständige Füllung.
4. Aushärtung unter Hitze und Druck
Hier geschieht die Magie. Unter hoher Temperatur und Druck löst das Härtungsmittel eine chemische Vernetzungsreaktion aus. Das Silikon verwandelt sich von einem weichen, formbaren Material in einen starken, elastischen Feststoff.
Die Aushärtezeit hängt von der Dicke, der Silikonart und der Temperatur ab. Sie beträgt in der Regel einige Sekunden bis wenige Minuten.
5. Entformen und Fertigstellen
Öffnen der Form:
Nach dem Aushärten wird die Form geöffnet und das Silikonteil entfernt.
Nachbearbeitung:
- Entgraten:
Um das Erscheinungsbild zu verbessern, wird überschüssiges Silikon an den Kanten entfernt. Zu den Methoden gehören manuelles Trimmen, Stanzen, kryogenes Entgraten oder Oberflächenschleifen.
- Nachhärten (optional, aber empfohlen):
Bei hochwertigen Silikonprodukten, insbesondere in Lebensmittel- oder medizinischer Qualität, wird häufig eine Nachhärtung durchgeführt. Das Teil wird mehrere Stunden lang bei 150–200 °C im Ofen gebacken. Dies verbessert die Vernetzung, entfernt flüchtige Reststoffe und erhöht Haltbarkeit, Stabilität und Biokompatibilität.
Reinigung und Inspektion:
Das Endprodukt wird bei Bedarf gereinigt und anschließend auf Größe, Aussehen und Leistung geprüft, um sicherzustellen, dass es alle Qualitätsstandards erfüllt.
Welche Ausrüstungs- und Formanforderungen gelten für das Formpressen?
Um ein effizientes und qualitativ hochwertiges Silikon-Pressformen zu erreichen, ist es wichtig, die richtige Formausrüstung auszuwählen und über eine gut konstruierte Form zu verfügen.
Formausrüstung
Typ und Ausstattung der Formpressmaschine können sich direkt auf die Produktqualität und die Produktionsgeschwindigkeit auswirken. Zu den wichtigsten Anforderungen gehören:
- Vertikales oder horizontales Drücken: Wählen Sie basierend auf Fabriklayout, Produktgröße und Betriebspräferenzen. Vertikale Pressen sparen Platz und erleichtern das manuelle Be- und Entladen. Horizontale Pressen können für bestimmte automatisierte Setups besser geeignet sein.
- Präzise Temperaturregelung (±1 °C): Die Vulkanisation von Silikon ist sehr hitzeempfindlich. Ein System, das die Formtemperatur innerhalb von ±1 °C hält, gewährleistet eine gleichmäßige Aushärtung und gleichbleibende Produktqualität. Temperaturschwankungen können zu Unter- oder Überhärtung oder Brandflecken führen.
- Automatisches Entformungs- oder Auswerfersystem (optional): Bei der Produktion großer Stückzahlen oder komplexer Formen trägt ein automatischer Auswerfer zur Effizienzsteigerung bei. Er reduziert die manuelle Arbeit und verringert das Risiko, Teile beim Entnehmen zu beschädigen.
- Vakuumfunktion: Maschinen mit einem Vakuumsystem können die Luft aus dem Formhohlraum entfernen, bevor Druck ausgeübt wird. Dies trägt zur Verbesserung der Produktqualität bei, reduziert Blasen und vermeidet Hohlräume. Dies ist besonders nützlich für Produkte, die ein perfektes Aussehen und eine perfekte Struktur erfordern.
Tipps zur Formgestaltung
Die Form ist das Herzstück des Formpressens. Ein gutes Design verbessert die Präzision, das Aussehen und die Effizienz des Produkts.
- Entlüftungsrillen: Kleine Entlüftungskanäle an der Formtrennlinie sorgen dafür, dass die Luft entweichen kann, wenn Silikon die Kavität füllt. Dies reduziert das Risiko von Luftblasen, Kurzschlüssen und Brandflecken und verleiht dem Produkt eine glatte Oberfläche.
- Position der Trennlinie: Die Trennlinie beeinflusst, wie einfach überschüssiges Material abgeschnitten werden kann und wie das fertige Produkt aussieht. Ein intelligentes Design kann die Trennlinie verbergen und das Abschneiden erleichtern. Dies spart Arbeitszeit und verbessert das Erscheinungsbild.
- Silikonplatzierung in der Kavität: Dies bezieht sich darauf, wie sich das Silikon unter Druck ausbreitet und fließt. Eine gut gestaltete Form ermöglicht es dem Silikon, den Hohlraum gleichmäßig zu füllen, wodurch Probleme wie Gratbildung, Verformung oder unvollständige Teile vermieden werden.
- Kühlsystem (optional): Obwohl Silikon wärmegehärtet ist, kann das Hinzufügen von Kühlkanälen in der Form die Zykluszeit verbessern. Schnelles Abkühlen nach dem Entformen beschleunigt die nächste Produktionsrunde und steigert die Gesamteffizienz.
Was sind seine Vorteile?
Kostengünstig für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen:
Silikon-Pressformen sind aufgrund der geringen Vorlaufkosten für kleine bis mittlere Produktionsläufe kostengünstig. Die dabei verwendeten Formen sind einfacher und kostengünstiger als Spritzgussformen und eignen sich daher ideal für Prototypen, Sonderteile oder Produkte mit speziellem Design.
Robuste und langlebige Teile:
Formgepresste Silikonteile verfügen über eine stabile Struktur und sind in der Lage, rauen Umgebungen, extremen Temperaturen und wiederholter Belastung standzuhalten. Daher eignen sie sich für kritische Anwendungen in Branchen wie der Automobil-, Medizin- und Elektronikindustrie.
Vielseitigkeit bei den Materialoptionen:
Das Silikon-Pressformverfahren eignet sich für eine Vielzahl von Silikonen, darunter sowohl hochtemperaturvulkanisierendes Silikon als auch Flüssigsilikonkautschuk. Diese Flexibilität ermöglicht es Herstellern, das richtige Material für spezifische Leistungsanforderungen wie Härte, Flexibilität und chemische Beständigkeit auszuwählen.
Abfallarme Produktion:
Der Materialabfall beim Formpressen ist minimal, insbesondere im Vergleich zum Spritzgießen, bei dem überschüssiges Material normalerweise nach dem Formprozess abgeschnitten wird.
Was sind die Nachteile?
Lange Zykluszeiten
Während das Formpressen für die Produktion kleiner Stückzahlen effizient ist, sind die Zykluszeiten im Allgemeinen länger als beim Spritzgießen. Der Prozess des Erhitzens, Aushärtens und Abkühlens dauert länger, was sich auf die Gesamtproduktionsgeschwindigkeit auswirkt.
Arbeitsintensiver Prozess
Das Formpressen erfordert mehr manuelle Arbeit, wie z. B. das Befüllen der Form und die Überwachung der Aushärtung. Dies führt im Vergleich zu automatisierten Methoden häufig zu höheren Arbeitskosten und geringerer Effizienz.
Begrenzter Produktionsumfang
Das Silikon-Pressformen eignet sich besser für kleinere Produktionsläufe. Für die Großserienfertigung können andere Verfahren wie Spritzguss oder Transferformen aufgrund ihrer schnelleren Zykluszeiten und der Möglichkeit, größere Mengen mit stärkerer Automatisierung zu bewältigen, effizienter sein.
Anwendungen des Silikon-Pressformverfahrens
Silikon-Formpressen wird in zahlreichen Branchen eingesetzt. Die folgende Tabelle zeigt die vielfältigen Anwendungsgebiete dieses Verfahrens, beispielsweise in der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Unterhaltungselektronik und vielen weiteren Bereichen.
| Industrie | Anwendungen |
| Automobilindustrie | Dichtungen, Dichtungsringe, Schwingungsdämpfer, Buchsen |
| Medizinbranche | Medizinische Dichtungen, Dichtungsringe, chirurgische Instrumente |
| Unterhaltungselektronik | Tastaturen, Tasten, Schutzabdeckungen, Dichtungen für die Elektronik |
| Essen & Getränke | Backformen, Küchenwerkzeuge, lebensmittelechte Dichtungen |
| Elektrische Gehäuse | Kabelisolierung, Steckverbinder, Wetterschutz |
| Luft- und Raumfahrt | Dichtungen, Dichtungsringe, Isolierungen, Wärmeschutzkomponenten |
| Industrielle Anwendungen | O-Ringe, Dichtungen, Schwingungsisolatoren |
| Sport & Fitness | Schutzausrüstung, Griffe, Teile für Trainingsgeräte |
| Spielzeug & Babyprodukte | Ungiftige, flexible Beißringe, Schnuller, Babyspielzeug |
Abschluss
Das Silikon-Pressformen bietet mehrere Vorteile, wie z. B. Kosteneffizienz bei kleinen bis mittleren Auflagen, hohe Präzision und Flexibilität bei der Materialauswahl. Es bringt jedoch auch Herausforderungen mit sich, darunter längere Zykluszeiten, höherer Arbeitsaufwand und Einschränkungen bei der Skalierung für die Massenproduktion. Hersteller müssen diese Vor- und Nachteile sorgfältig abwägen und dabei Faktoren wie Produktionsvolumen, Materialbedarf und die gewünschte Präzision für ihr Projekt berücksichtigen.
