מדריך מלא לתהליך ייצור מוצרי סיליקון

מוצרי סיליקון נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים בגלל התכונות של לא רעיל, חסר טעם, עמידות בטמפרטורות גבוהות, ביצועים יציבים וכו'. בחיי היומיום שלנו, ניתן למצוא מוצרי סיליקון בכל מקום מהאכלת תינוקות סיליקון ועד כלי מטבח מסיליקון, מ. חלקי רכב לציוד רפואי, וממוצרי יופי ועד מוצרי צריכה, כמו צעצועי סיליקון ומתנות.

מוצרי גומי סיליקון מתקבלים בברכה לא רק בגלל התכונות הפיזיקליות האיכותיות שלהם אלא גם בגלל שהמבנה הכימי שלהם מבוסס על יחידות מתחלפות של סיליקון וחמצן. ניתן לייצר אותם עם בסיסים אורגניים ופחמניים שונים, כמו גם תוספים וחומרי מילוי המשולבים במסגרת המולקולרית שלהם ליצירת מוצרים בעלי צורות שונות, קשיות או גמישות, צבע, שקיפות, חוזק קריעה, עמידות בפני לחץ סביבתי או מכני ועוד.

כיצד לייצר מוצרי סיליקון?

כיצרנית מקצועית של מוצרי סיליקון עם ניסיון רב שנים בתעשייה, תהליכי ייצור סיליקון Ruiyang כוללים:

• דפוס דחיסה
• הזרקת גומי סיליקון נוזלי
• הזרקת גומי בעקביות גבוהה
• דפוס אקסטרוזיה
• יציקת קלנדר
• יציקת העברה

הבחירה באיזה תהליך להשתמש משתנה ממוצר למוצר בהתאם למורכבות מבנה מוצר הסיליקון, גודל, כמות, עלות, צרכי ביצועים מיוחדים וכו'. לכן, חיוני להבין את החומרים ותהליכי הייצור כדי לייעל את מוצר הסיליקון איכות, פרודוקטיביות ועקביות. בואו נסתכל מקרוב על שיטות אלה.

דפוס דחיסה

דפוס דחיסה היא שיטה נפוצה מאוד לעיבוד סיליקון. זה נעשה בעיקר על ידי התאמה של התבנית, וצורת התבנית קובעת את צורת מוצר הסיליקון. הסיליקון יצוק בדרך כלל על ידי תבניות בטמפרטורה גבוהה. ראשית, חומרי הגלם מסיליקון מוצקים מעורבבים עם חומר גיפור. לאחר מכן החומר נלחץ דרך הגיפר כדי למלא את כל החלל ומגופר בטמפרטורה גבוהה, והחימום והלחץ נשמרים עד שהסיליקון מתרפא. במהלך תהליך זה, גומי הסיליקון נשאר גמיש במקצת, והקשיות של סיליקון יצוק היא בדרך כלל בין 30°C ל-70°C. תהליך ייצור זה פשוט יחסית וישים לרוב מוצרי הסיליקון.

היתרונות של דפוס דחיסה כוללים

• עלות כלי עבודה נמוכה יותר
• פחות בזבוז של חומרי גלם
• חסכוני במיוחד עבור חלקים גדולים והזמנות בנפח גבוה
• מתאים לחלקים קטנים ולצורות מורכבות יותר
• מגוון רחב של יישומים כולל מקלדות מחשב, ציוד למטבח, חלקים חשמליים וציוד רפואי ושיניים

סוגי מוצרי סיליקון מעוצבים בדחיסה

מוצרי סיליקון לתינוקות, מוצרי סיליקון למטבח, כלי בית, אטמים, אטמי איטום, טבעות O, שסתומי ברווז סיליקון, חלקי סיליקון לרכב בהתאמה אישית וכו'.

הזרקה

הזרקה מורכבת יותר מיציקת דחיסה, יציקת העברה או יציקת שחול. זמני ריפוי קצרים וצמיגות נמוכה הופכים את ההזרקה לבחירה מצוינת עבור מגוון רחב של מוצרי סיליקון. עיצוב התבנית, גודל השער והמיקום הם גורמי מפתח באופטימיזציה של תהליך ההזרקה.

לשימוש בתהליך ההזרקה יש את היתרונות הבאים:

1. התאמה לייצור בנפח גבוה
2. ניתן להשתמש במספר חומרים בו זמנית
3. יכול להיות אוטומטי
4. מחיר ייצור נמוך לרכיב
5. מחזור דפוס קצר
6. אין צורך בהכנה טרומית
7. תחת עיצוב התבנית הנכון, אין צורך לקצץ
8. מתאים מאוד למוצרים הדורשים סובלנות מימדית או אחידות

כמובן שבנוסף ליתרונות יש גם כמה נקודות שצריך לשים לב אליהן בתהליך השימוש בהזרקה לייצור מוצרי סיליקון.

1. מהבהבים, עיוותים, בועות, שקעים
2. נפח הזרקה לא מספיק יגרום לחלק התבנית לא להתמלא
3. בתבניות מרובות חללים, איזון שערים כדי לייעל את זרימת החומר
4. ייתכן שיהיה צורך באוורור עם מילוי מהיר וזמני מיקוד קצרים כדי למנוע אוויר כלוא
5. רענון תערובות חומרים לפני יציקה משפר את תפוקת החלק
6. שמרו על החלל נקי והזדהו
7. אשפרה של המוצר
8. הטוב ביותר עבור מוצרים בעלי קירות דקים

סוגי מוצרי סיליקון בהזרקה

חלקי דיוק קטנים, חלקי רכב, ציוד שחייה, מכשירי חשמל למטבח

הזרקת גומי סיליקון נוזלי (LSR).

גומי סיליקון נוזלי הוא סיליקון בעל טוהר גבוה, דו-רכיבי, מחוזק בסיליקה מטופלת במיוחד. יש לו דרישות גבוהות יחסית לחוזק, עמידות ואיכות גבוהה. LSR הוא פחות צמיג מ-HCR, מה שהופך אותו לחומר שאיבה אידיאלי עבור הזרקת נוזלים.

ההבדל העיקרי בין LSR ל-HCR הוא האופי ה"ניתן לזרימה" או "נוזלי" של חומר ה-LSR. כמו כן, בעוד HCR יכול להשתמש בתהליכי ריפוי מי חמצן או פלטינה, LSR משתמש רק בתוספי פלטינה. בשל האופי התרמוסטי של החומר, הזרקת LSR דורשת טיפול מיוחד כגון ערבוב חלוקתי אינטנסיבי תוך שמירה על החומר בטמפרטורה נמוכה לפני שהוא נדחק לחלל מחומם וגיפור.

כיצד פועל תהליך הזרקת LSR ומהם יתרונותיו?

הזרקת LSR, כמו מקבילתה HCR, משמשת ליצירת מוצר סופי יצוק בחלל. תהליך LSR משתמש בנוזל לא מחומם או בחומר צמיג הנשאב דרך פיית הזרקה לתוך חלל התבנית. חומר הגלם פשוט מועבר בלחץ לתוך החלל המחומם הסגור, וממלא את החלל ברגע. בשל הפשטות שלה, הזרקת LSR היא שיטת ייצור מהירה מאוד, תוך שימוש במכשיר מדידה לשאוב ישירות מהקנה, עם זמני אספקה מהירים, אידיאלי לייצור חלקים בנפח גבוה מאוד.

יתרונות מרכזיים של הזרקת LSR

• מחזורי יציקה קצרים ומדויקים
• ייצור המוני
• עיבוד יעיל וחסכוני
• מגוון רחב של שימושים, יכול לייצר מגוון מוצרים כלליים
• ריפוי מהיר ושחרור עובש מעולה

הזרקת גומי בעקביות גבוהה (HCR).

High Consistency Rubber (HCR) ידוע גם בשם Heat Cured Rubber או HTV (High-Temperature Vulcanized) גומי סיליקון. חומר זה עשוי מסיליקון תגובתי עם מקרומולקולות בעלות משקל גבוה מאוד.

חומרי גלם שונים יכולים לספק פונקציות ספציפיות עבור HCR, כגון סיליקה מבוזה או סיליקה משוקעת עם שטח פנים ספציפי גבוה לשיפור תכונות מכניות, מייצב חום, פלקט או חומר אנטי-ריקומבינציה.

אלסטומרי HCR מתגברים על אלסטומרים אורגניים מסורתיים, ומספקים חוזק מכני מעולה בטווח הטמפרטורות של -50°C עד +300°C. יש להם גם תכונות התיישנות טובות, אינרטיות מבחינה כימית, יציבים בעת חשיפה לאור או חמצן, והם נצבעים בקלות ואפילו שקופים, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור אריזות מזון ויישומי סיוע רפואי.

שילוב של תוספים שונים ב-HCR פותח פתרונות מותאמים בלתי מוגבלים ליישומים קיימים וחדשים בתעשיות שונות. תעופה וחלל, רכב, שירותי בריאות, נפט וגז, בנייה, אלקטרוניקה, רכבים חשמליים ועוד.

כיצד עובד תהליך הזרקת HCR ואיזה יתרונות הוא מניב?

HCR מדורג מוזרק ישירות מהגליל לתוך התבנית המחוממת הסגורה דרך מנגנון ההברגה והזרבובית, דרך השער. החומר ממלא וממלא את חלל התבנית ויוצר את החלק.

היתרונות העיקריים של הזרקת HCR

• מחזורי יציקה קצרים ומדויקים
• עלות יחידה נמוכה יותר
• פחות פסולת חומרים
• אפשרות ליציקה עם חומרים נוספים כמו פלסטיק או מתכת
• מבחינת מוצרים מוגמרים, הייצור יציב
• דיוק ומילוי מעולה של חלקים מורכבים בהשוואה ליציקת דחיסה או העברה.
• זוהי ללא ספק השיטה הנפוצה והחזקה ביותר ליצירת, שבה מוצרים יכולים להשתנות מאוד בגודל, במורכבות וביישום.

ההבדל בין דפוס דחיסה לבין הזרקה

יציקת דחיסה והזרקה דומות בכך ששניהם ממלאים חללים שנוצרו מראש, אך הם שונים בכך שתבניות דחיסה ממולאות מראש ישירות בחומר מילוי, ואילו בהזרקה, חומר המילוי מוזרק קודם לכן במלואו בחלל סגור.

יצרנים של סוגים שונים של חלקים משתמשים לעתים קרובות הן בדחיסה והן בהזרקה, אך עבור סוגים שונים של חלקים. באופן כללי, הזרקה מועדפת בעת ביצוע חלקים מורכבים יותר (ולרוב קטנים יותר), בעוד הדחיסה עובדת טוב מאוד עבור עיצובים פשוטים או בסיסיים וחלקים גדולים שלא ניתן לייצר באמצעות אקסטרוזיה.

נקודות השוואה נוספות כוללות: להזרקה זמני מחזור קצרים יותר ולכן היא בדרך כלל מהירה וחסכונית יותר עבור מוצרים בנפח גבוה, בעוד שדפוס דחיסה משמש בעיקר עבור חלקים בסדרות ייצור נמוך עד בינוני.

דפוס שחול

מוצרי סיליקון שחול נוצרים בדרך כלל על ידי אקסטרודר. שחול גומי סיליקון משמש בדרך כלל לייצור צינורות, חבלים, פרופילים מורכבים וחלקי חתך רוחב, לרוב די ארוכים, לרוב רכיבים רב-שכבתיים, כמו גם מוטות, אטמים לתנור, כבלים, בידוד תיל, אטמים, אטמים. .

צינורות סיליקון נמצאים בשימוש נרחב בציוד רפואי ומכני. זה יכול לשמש גם כחיץ לחומרי אריזה.

בתהליך נעשה שימוש בתרכובת HCR עם זרז, אשר מיוצרת מראש לרצועות או בלוקים. לאחר מכן, הקדם-פורם מוזן לתוך מכבש בורג שדוחף את התרכובת דרך תבנית פלדה מוקשה עם דפוס של חתכים. לאחר מכן, הסיליקון המעוצב עובר דרך תא מחומם על מסוע ומתרפא בתנור משיכה מתמשך.

האתגר העיקרי של יצרנים המשתמשים בטכנולוגיה זו הוא כיצד לבחור את הדרגה המתאימה של גומי סיליקון ומערכת זרז מותאמת לביצוע אופטימלי בתהליך מכני, מבוקר טמפרטורה ומהירות ספציפיים ולהביא את המוצר הסופי למפרט, תקני סובלנות, וכן עמידה בתקנים רגולטוריים.

קלנדר גומי סיליקון

קלנדר הוא תהליך מכני הכולל דחיסה והחלקה של החומר באופן רציף על ידי הזזת הסדין דרך זוגות של גלילים מחוממים. סטים אלה של שכבות כפולות או מרובות של גלילי פלדה קשיחים נקראים לוחות שנה. הם מותאמים בלחץ כדי לייצר עובי קבוע ואחיד, גימור פני השטח ומרקם של גומי סיליקון שיכול להיות מבריק, מט, חלק, דביק או מובלט וכו'.

חומר הגלם, בדרך כלל HCR, הקובע את התכונות המכניות של המוצר המוגמר, מרוכך או מוחל בחום ולאחר מכן נאלץ דרך גלילים גליליים ערוכים. תהליך הקלנדר דוחס את פריפורם הסיליקון הלא מעובד ליריעת סיליקון רציפה. לאחר מכן ניתן ללחוץ סיליקונים על גבי מצעים שונים כגון ספייס שחרור או להדביק לבדים שונים, זכוכית, פלסטיק ועוד.

היתרונות העיקריים של עיבוד לוח שנה כוללים

• עיבוד רציף בנפח גדול של מוצרים באיכות גבוהה
• יריעות עצמאיות (לא נתמכות) המסופקות בבטנת מגן או מוצרים בשילוב עם חומרים אחרים, לרבות בדים אורגניים או מעשה ידי אדם (פוליאמיד, ויסקוזה, פוליאסטר וכו'), זכוכית, פלסטיק וכו'.
• ישנם יישומים כמעט אינסופיים, החל מספינות לבנייה, מוצרים לבית, ביגוד, קישוטים, מוצרים למגע עם מזון, מסועים תעשייתיים, מוצרים הניתנים לאוטוקלאב ליישומים רפואיים ועוד.

דפוס העברת גומי סיליקון

דפוס העברה דומה ליציקת דחיסה בכמה היבטים. הוא משתמש ב-HCR, שנלחץ מתא עזר (הנקרא מיכל העברה) לתוך מערכת תבניות בלחץ סגורה המשלבת כלי מחומם מעל התבנית, המונעת באמצעות בוכנה גומי סיליקון מלא עם שער ומערכת רץ ייחודית שיכולה לנוע חומרים קשים יחסית לתוך התבנית לפני החימום. תהליך יציקת גומי סיליקון אידיאלי לייצור חלקים יצוקים בסיליקון ברמת דיוק גבוהה, ול"ערימה" עם חומרים אחרים כדי לאפשר יציקה של גיאומטריות מורכבות. השילוב של HCR ותהליכי יציקת העברה יכול לייצר חלקים באיכות גבוהה, לספק גמישות עיצובית ומחזורי ייצור קצרים יותר.

יציקת העברה שונה מיציקת דחיסה בכך שהתבנית סגורה לחלוטין ולא מפוצלת לשני חלקים. מסיבה זו, הוא גם שונה מהזרקה בכך שנדרשים לחצים גבוהים יותר למילוי התבנית. זה גם מאפשר לדפוס העברה לקבל סיבים נוספים או מטריקס בשכבה החיצונית שלה כדי לייצר חלקים מחוזקים בהתאמה אישית.

היתרונות העיקריים של עיבוד דפוס העברה

• עלויות כלי עבודה מופחתים
• חלקים אחידים, מדויקים ועקביים יותר בהשוואה ליציקת דחיסה בשל תבנית מקשה אחת וסובלנות ממדית גבוהה
• יכולת יעילה וזריזה לקליטת סיבי חיזוק שונים הממוקמים מראש בתבנית, כולל זכוכית, פחמן וארמיד, כמו גם סיבי צמחים טבעיים.