¿Qué hace que el calandrado de silicona sea tan eficaz para producir materiales de silicona de alta calidad? Este artículo ofrece una visión general del proceso, explicando los pasos involucrados, comparándolo con otros procesos y la amplia variedad de aplicaciones de los materiales de silicona calandrada y las máquinas de calandrado.
¿Qué es el calandrado de silicona?
El calandrado de silicona es un proceso mecánico en el que el material de silicona se pasa a través de una serie de rodillos giratorios. Esto aplica presión al material de silicona, transformándolo en láminas o películas continuas con un espesor uniforme y una textura superficial específica. Es similar al amasado, pero con las propiedades elásticas y viscoelásticas de la silicona. Este proceso se utiliza comúnmente para producir juntas, sellos y materiales aislantes de silicona.
¿Cuáles son los pasos clave en el calandrado de silicona?
El proceso de calandrado de silicona generalmente implica los siguientes pasos:
Preparación del material
El caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura (HCR) se utiliza habitualmente debido a su alto peso molecular y sus buenas propiedades de procesamiento, lo que lo hace ideal para el calandrado. Dependiendo del producto final, se pueden añadir aditivos como cargas y colorantes. Para mejorar el procesamiento, el material de silicona puede precalentarse o mezclarse para ablandarlo y garantizar una plasticidad más consistente.
Ajuste del rodillo
El número de rodillos, su disposición y la separación entre ellos se ajustan con precisión en función del espesor y el acabado superficial deseados del producto. El tratamiento de la superficie de los rodillos también influye en la apariencia final del producto. Por ejemplo, se pueden utilizar rodillos texturizados para estampar patrones en la lámina de silicona. La temperatura de los rodillos también es importante. Si bien el calandrado suele realizarse a temperatura ambiente, a veces es necesario calentar o enfriar los rodillos para controlar la viscosidad y la fluidez de la silicona.
Calandrado
El material de silicona preparado se alimenta continuamente entre los rodillos giratorios. A medida que pasa por los rodillos, se somete a alta presión y fuerzas de cizallamiento. Esto le da forma gradualmente hasta obtener la lámina o película deseada. La separación entre los rodillos determina el espesor final del producto.
Tratamiento de superficies (opcional)
Durante o después del calandrado, la lámina de silicona puede someterse a diversos tratamientos superficiales. Estos incluyen:
- Relieve: Se presionan patrones o texturas en la silicona utilizando rodillos con diseños específicos.
- Recubrimiento: Se aplica una capa de otro material a la superficie para mejorar su rendimiento o apariencia.
- Laminación: La lámina de silicona se une a telas, películas u otros sustratos para mejorar su resistencia o funcionalidad.
Enfriamiento y bobinado
Tras el calandrado, la lámina de silicona puede enfriarse para fijar su forma, lo que facilita su bobinado. La lámina de silicona terminada se enrolla para su almacenamiento, transporte o posterior procesamiento.
¿Cuáles son las diferencias entre el calandrado, la extrusión y el moldeo de silicona?
El calandrado de silicona difiere significativamente de otros métodos de fabricación comunes, como la extrusión y el moldeo. Cada proceso tiene sus ventajas únicas y es adecuado para diferentes aplicaciones.
Calandrado de silicona vs. extrusión de silicona
| Característica | Calandrado de silicona | Extrusión de silicona |
| Proceso | Utiliza rodillos de precisión para formar láminas/películas. | Utiliza una extrusora de tornillo para formar tiras/tubos. |
| Calidad de la superficie | Alta suavidad superficial | A menudo tiene defectos superficiales. |
| Velocidad de producción | Medio (10-30 metros/minuto) | Rápido (50-100 metros/minuto) |
| Ideal para | Producción personalizada en lotes pequeños | Producción estandarizada a gran escala |
| Costo | Mayor inversión inicial, uso de material 95% | Menor costo del equipo, desperdicio de material de 10-15% |
| Mejor para | Aplicaciones ultradelgadas y de alta precisión | Formas transversales complejas |
El proceso de calandrado de silicona utiliza múltiples rodillos de precisión para aplicar fuerza de corte y presión a la silicona compuesta. Esto estira el material hasta formar una lámina o película delgada y uniforme. Su principal ventaja es la gran suavidad de su superficie. Por otro lado, el proceso de extrusión se basa en una extrusora de tornillo para impulsar continuamente la silicona de baja viscosidad a través de un molde, formando productos como tiras o tubos. Si bien la extrusión puede crear formas transversales complejas, a menudo produce defectos superficiales.
En términos de eficiencia de producción, la extrusión es más rápida (50-100 metros por minuto) y más adecuada para la producción estandarizada a gran escala. En cambio, el calandrado tiene una velocidad media (10-30 metros por minuto) y es más adecuado para lotes pequeños y necesidades personalizadas, como apósitos médicos fabricados con sustratos de tela compuesta.
En términos de costo, el equipo de calandrado requiere una mayor inversión inicial, pero el aprovechamiento del material puede alcanzar hasta 951 TP³T. El equipo de extrusión es más asequible, aunque produce bordes de desecho, con una tasa de desperdicio de aproximadamente 10-151 TP³T.
En general, el calandrado es irremplazable en aplicaciones ultradelgadas y de alta precisión, mientras que la extrusión se destaca en la producción de productos lineales complejos.
Calandrado de silicona vs. moldeo por compresión de silicona
| Característica | Calandrado de silicona | Moldeo por compresión de silicona |
| Proceso | Proceso continuo, sin espera de vulcanización. | Proceso por lotes con tiempo de vulcanización |
| Forma del producto | Productos planos o de curvas simples | Formas 3D complejas |
| Velocidad de producción | Rollos grandes y rápidos | Piezas de precisión más lentas y de lotes pequeños |
| Uso del material | Mínimo desperdicio, reutilizable | Residuos de material 5-10% |
| Tamaño del equipo | Requiere un espacio grande | Más compacto, enfocado a moldes |
| Mejor para | Películas delgadas y láminas | Piezas funcionales como sellos y juntas |
El moldeo por compresión de silicona consiste en llenar un molde con un material de silicona preformado y luego aplicar calor y presión para vulcanizarlo, creando así formas tridimensionales complejas. Su principal ventaja es su alta precisión dimensional y la capacidad de crear formas tridimensionales. Sin embargo, el calandrado se limita a productos planos o con curvas simples.
En cuanto al proceso de producción, el calandrado es un proceso continuo que no requiere tiempos de espera para la vulcanización, lo que lo hace ideal para la producción rápida de rollos grandes. El moldeo por compresión es una producción por lotes, con tiempos de vulcanización de entre 3 y 15 minutos por pieza, lo que resulta más adecuado para piezas de precisión de lotes pequeños.
En términos de uso de material, el calandrado genera un mínimo de desechos y cualquier desperdicio puede reutilizarse, mientras que el moldeo por compresión a menudo resulta en desperdicio de material 5-10% debido al exceso de silicona.
En cuanto al equipo, el calandrado se basa en sistemas de rodillos de alta precisión y requiere un mayor espacio. En cambio, el costo principal del moldeo por compresión reside en el desarrollo del molde, pero el equipo en sí es más compacto.
En aplicaciones típicas, el calandrado domina las necesidades de película delgada, mientras que el moldeo por compresión se centra en las piezas funcionales.
¿Cuáles son las aplicaciones del calandrado de silicona?
El calandrado de silicona se utiliza en una amplia gama de aplicaciones debido a su alta precisión, acabado superficial y producción continua.
| Campo | Aplicaciones | Producto | Proceso y características |
| Salud médica | Película de silicona médica | Películas de aislamiento quirúrgico, apósitos para heridas, parches de liberación de fármacos | Control preciso de espesor (0,05-0,3 mm ±0,02 mm), biocompatibilidad y transpirabilidad equilibradas, superficie libre de bacterias. |
| Revestimiento de catéter médico | Revestimientos de catéteres cardiovasculares y respiratorios | Las capas delgadas de silicona (0,1 mm) mejoran la flexibilidad y las propiedades anticoagulantes, sistema de curado de platino | |
| Sellado y aislamiento industrial | Juntas de sellado de alta precisión | Sellos para motores aeroespaciales y equipos semiconductores | Resistente a temperaturas extremas (-60 °C a 250 °C), fenil silicona, con sílice añadida para una baja deformación permanente por compresión. |
| Láminas aislantes | Aislamiento de cables de alta tensión, aislamiento de ranuras de motores | Fibra de vidrio incrustada (0,2 mm), resistencia al arco mejorada con revestimiento de óxido de aluminio | |
| Electrónica de consumo y electrodomésticos | Membranas de teclado de silicona | Protección del teclado del portátil, botones del control remoto | Calandrado de doble cara, capa superior resistente al desgaste, capa inferior antiestática, precisión de perforación láser ±0,05 mm |
| Rollos impermeables | Sellos para relojes inteligentes e impermeabilización de electrónica para drones | Compuesto calandrado con TPU, resistencia al pelado >5 N/mm, resistencia al envejecimiento UV con óxido de zinc | |
| Nueva Energía y Medio Ambiente | Sellos de batería de potencia | Sellos de baterías de vehículos eléctricos, membranas de pilas de combustible de hidrógeno | Retardante de llama UL 94 V-0, resistente a la corrosión de electrolitos (LiPF₆, hinchamiento <3%) |
| Encapsulación fotovoltaica | Película de encapsulación de paneles solares flexibles | Película de silicona calandrada (0,2 mm) que reemplaza a EVA, transmisión de luz >92%, resistencia a la intemperie mejorada |
¿Cuáles son los diferentes tipos de máquinas de calandrado de silicona?
La elección de la máquina de calandrado es crucial en el proceso de calandrado de silicona. Existen diferentes tipos de máquinas adecuadas para diversos materiales y necesidades de producción. Las más comunes incluyen las de uno, dos, tres y varios rodillos. Cada tipo presenta características únicas, gran adaptabilidad e impacto en la eficiencia de la producción.
Calandra de un solo rodillo
Cómo funciona:Un solo rodillo y su sistema de presión presionan el material de silicona en una película delgada.
VentajasOperación sencilla, estructura compacta, ideal para la producción de lotes pequeños o prototipos. Ofrece un buen control del espesor del material y la suavidad de la superficie.
Desventajas:Con un solo rodillo, existe dificultad para lograr uniformidad y es posible que no satisfaga las necesidades de producción de gran volumen.
Solicitud:Se utiliza principalmente en producción a escala de laboratorio, productos personalizados de bajo volumen o pequeñas fábricas con bajos volúmenes de producción.
Calandrado de doble rodillo
Cómo funciona:Utiliza dos rodillos giratorios para presionar y estirar el material de silicona.
VentajasMás eficiente que la máquina de un solo rodillo, capaz de producir películas con un espesor más uniforme. Permite un control preciso del espesor y la uniformidad mediante el ajuste de la distancia entre rodillos y la velocidad.
Desventajas:Para aplicaciones de alta precisión, es posible que no ofrezca el mismo nivel de control que las máquinas de tres rodillos o de rodillos múltiples.
Solicitud:Ampliamente utilizado en líneas de producción de escala media para diversos productos de silicona como películas, juntas y sellos que requieren buena precisión.
Calandra de tres rodillos
Cómo funcionaUtiliza tres rodillos, uno de los cuales se mueve significativamente más rápido que los demás. Se aplican diferentes presiones y velocidades entre los rodillos para controlar el grosor y la suavidad de la película.
VentajasProporciona un control preciso, especialmente para aplicaciones de alta precisión que requieren espesor uniforme y superficies lisas. Funciona bien con materiales de silicona de alta viscosidad y ofrece una buena velocidad de producción.
Desventajas:La máquina es más compleja y costosa, con mayores necesidades de mantenimiento.
Solicitud:Ideal para aplicaciones con alta suavidad de superficie y precisión de espesor, como materiales de embalaje electrónicos y películas de silicona médica.
Calandra de rodillos múltiples
Cómo funciona:Utiliza cuatro o más rodillos que trabajan juntos para presionar y ajustar finamente el material de silicona.
VentajasLas máquinas multirrodillo pueden lograr una precisión muy alta gracias a la colaboración de varios rodillos, lo que mejora la eficiencia y permite la producción de películas de silicona ultrafinas. La distribución uniforme de la presión las hace ideales para productos de alta calidad.
Desventajas:Los costos de equipamiento y mantenimiento son elevados y la operación puede ser más compleja.
Solicitud:Se utiliza en la producción de productos de alta tecnología que requieren una precisión ultra alta, como películas ópticas y películas de protección de sensores.
¿Cómo elegir una máquina calandra?
Adaptabilidad del materialLas máquinas de uno o dos rodillos son más adecuadas para silicona de viscosidad baja a media. Para materiales de mayor viscosidad que requieren un control más preciso, son más apropiadas las máquinas de tres o varios rodillos.
Eficiencia de producciónLas máquinas de doble rodillo son más eficientes y mejores para la producción en masa. Si bien las máquinas de tres y múltiples rodillos son menos eficientes en velocidad, son excelentes para producir productos de alta calidad con un control preciso.
Control de espesor y uniformidadLas máquinas de un solo rodillo son sencillas, pero menos precisas en el control de espesor, ideales para producción a pequeña escala o experimental. Las máquinas de dos rodillos logran un equilibrio entre eficiencia y precisión. Las máquinas de tres y múltiples rodillos ofrecen ventajas inigualables en el control de espesor y uniformidad, especialmente para aplicaciones de alta gama.
La elección de la calandra depende de los requisitos específicos del producto. Si se requiere una alta eficiencia de producción con una calidad moderada, la calandra de doble rodillo es ideal. Para productos que requieren alta precisión y suavidad, se debe considerar una calandra de tres o múltiples rodillos.
Conclusión
El calandrado de silicona desempeña un papel fundamental en la producción de productos de silicona de alta calidad con un control preciso del espesor y la textura. Ya sea para productos médicos, industriales o de consumo, este proceso ofrece un excelente control del espesor, la textura y la uniformidad.
Si busca productos de silicona personalizados, estamos aquí para ayudarle. Contáctenos hoy mismo para hablar sobre sus necesidades y realizar su pedido.
