I prodotti in silicone sono onnipresenti nella vita quotidiana e nelle applicazioni industriali. Nel sistema di produzione del silicone, le attrezzature svolgono un ruolo decisivo. Questo articolo presenta i macchinari chiave utilizzati in ogni fase della produzione del silicone, spiegandone le funzioni e gli elementi essenziali del processo, in modo da poter comprendere il cuore della produzione del silicone dall'inizio alla fine.
Preparazione delle materie prime: Miscelazione e attrezzature per la preparazione dei composti
La prima fase della produzione del silicone è la lavorazione del materiale. Una miscelazione di alta qualità garantisce proprietà fisiche uniformi e pone le basi per risultati di stampaggio costanti. I macchinari principali includono impastatrici, mulini a due cilindri e sistemi di raffreddamento e stoccaggio.
Impastatrice / Banbury Mixer
L'impastatrice è una macchina fondamentale per la lavorazione del silicone grezzo. Mescola la gomma base, i riempitivi, i pigmenti e gli additivi sottoponendoli a un elevato taglio. All'interno della camera sigillata, due rotori generano attrito e compressione per riscaldare e distribuire uniformemente i materiali.
Le impastatrici moderne sono dotate di sistemi di controllo della temperatura per prevenire la polimerizzazione prematura. Per il silicone trasparente o di grado medicale, il controllo preciso della temperatura e del tempo è essenziale per mantenere la limpidezza e la purezza.
Mulino a due cilindri
Dopo l'impasto, il composto viene raffinato in un mulino a due cilindri. Due cilindri in acciaio ruotano in direzioni opposte per pressare e appiattire il materiale, migliorando la dispersione di pigmenti e additivi. In questa fase, gli operatori possono regolare lo spessore, aggiungere colore o combinare altri materiali.
La temperatura e la distanza tra i rulli devono essere ben controllate. Una temperatura troppo elevata può causare bruciature o vulcanizzazione prematura, mentre una temperatura troppo bassa porta a una miscelazione non uniforme e a una scarsa lavorabilità.
Sistema di raffreddamento e stoccaggio
Dopo la fresatura, il composto siliconico rimane caldo e necessita di raffreddamento per stabilizzarne la struttura molecolare. Le attrezzature più comuni includono nastri trasportatori di raffreddamento, macchine da taglio automatiche e scaffalature di stoccaggio. Alcuni sistemi utilizzano serbatoi di stoccaggio sottovuoto per rimuovere l'aria intrappolata, garantendo elevata densità e uniformità nello stampaggio successivo.
Fase di stampaggio: il nucleo della formazione del prodotto
Lo stampaggio è la fase fondamentale in cui il silicone assume la sua forma finale. A seconda del materiale e del tipo di prodotto, i macchinari più comuni includono presse per stampaggio a compressione, macchine per stampaggio a iniezione ed estrusione.
Stampaggio a compressione Macchina
Lo stampaggio a compressione viene utilizzato per prodotti in silicone solido come guarnizioni, tastiere e utensili da cucina. Lo stampo riscaldato e la pressione applicata consentono al silicone di polimerizzare e assumere la sua forma finale.
Le presse moderne sono dotate di sistemi automatici di ventilazione e controllo della temperatura per garantire prodotti densi e privi di bolle. Il tempo di ciclo dipende dallo spessore del pezzo e dal sistema di polimerizzazione. Per stampi più grandi o multi-cavità, si preferiscono le presse sottovuoto per migliorare l'aspetto e la trasparenza.
Stampaggio a iniezione di liquidi Macchina (LIM)
Le macchine LIM lavorano la gomma siliconica liquida (LSR), ideale per applicazioni pulite e ad alta precisione, come articoli per neonati, componenti elettronici e componenti medicali.
Questi sistemi includono un'unità di alimentazione, un'unità di dosaggio e miscelazione, un sistema di iniezione e un sistema di assemblaggio dello stampo. Due componenti liquidi vengono miscelati in un rapporto preciso e iniettati ad alta pressione per lo stampaggio e la polimerizzazione automatici.
LIM offre elevata efficienza, sprechi minimi e un'eccellente uniformità. È la scelta ideale per prodotti di precisione e che richiedono un'igiene impeccabile.
Estrusione Macchina
Gli estrusori vengono utilizzati per realizzare profili continui in silicone, come tubi, guarnizioni e guaine per cavi. La vite ruota per plastificare e spingere il composto attraverso una filiera, formando forme continue.
Il silicone estruso viene quindi polimerizzato in un forno di vulcanizzazione ad aria calda (HAV). Parametri come la distribuzione della temperatura, la velocità della vite e il design dello stampo determinano la levigatezza superficiale e la precisione dimensionale. Le macchine più avanzate spesso includono la ventilazione sotto vuoto per aumentare la densità e la stabilità del prodotto.
Vulcanizzazione e stagionatura: la chiave per prestazioni stabili
La vulcanizzazione trasforma il silicone da uno stato plastico a un solido elastico. Il calore o le reazioni chimiche creano una rete tridimensionale che conferisce al silicone flessibilità e resistenza.
Forno di vulcanizzazione ad aria calda
I forni HAV sono ampiamente utilizzati per i prodotti in silicone estruso. Il flusso d'aria calda uniforme garantisce una reticolazione completa.
La temperatura è solitamente intorno ai 200 °C e la velocità del trasportatore viene regolata in base allo spessore del prodotto. Una buona circolazione dell'aria previene l'ingiallimento o la formazione di bolle, garantendo colore e finitura uniformi.
Linea di vulcanizzazione del tunnel
Le linee a tunnel sono progettate per la produzione continua di prodotti lunghi come tubi o guaine per cavi. Il controllo della temperatura multizona consente riscaldamento, polimerizzazione e raffreddamento precisi.
Grazie all'alimentazione, allo scarico e al raffreddamento automatici, questi sistemi consentono una produzione completamente automatizzata, migliorando l'efficienza e la costanza. Per prodotti standardizzati o ad alto volume, le linee a tunnel riducono notevolmente i costi.
Attrezzature per post-elaborazione e trattamento superficiale
Dopo lo stampaggio, molti prodotti in silicone necessitano di una lavorazione secondaria per migliorarne l'aspetto, la consistenza o la funzionalità.
Macchina per rifilatura/sbavatura
I prodotti stampati presentano spesso sbavature eccessive sui bordi. Le sbavatrici automatiche utilizzano il congelamento a bassa temperatura per rendere fragili le sbavature, per poi rimuoverle tramite lame rotanti o ad alta velocità.
Rispetto alla rifinitura manuale, i sistemi automatizzati sono più rapidi, puliti e hanno un aspetto più uniforme.
Macchina per serigrafia/tampografia
Queste macchine stampano loghi, testi o motivi decorativi su superfici in silicone. La serigrafia è adatta a prodotti piani, mentre la tampografia è adatta a forme curve o complesse.
Prima della stampa, è possibile applicare un trattamento superficiale per migliorare l'adesione dell'inchiostro. Alcune stampanti avanzate sono dotate di sistemi di polimerizzazione UV per accelerare l'asciugatura e aumentare l'efficienza produttiva.
Attrezzatura per spruzzatura/rivestimento
La spruzzatura o il rivestimento aggiungono effetti superficiali speciali come un tocco setoso, resistenza alla polvere o protezione dall'usura. I prodotti medicali e alimentari vengono spesso sottoposti a trattamento al plasma o corona prima del rivestimento per rimuovere le impurità e migliorare l'adesione.
Le moderne linee di rivestimento utilizzano bracci robotici in ambienti puliti per finiture lisce, uniformi ed ecocompatibili.
Apparecchiature per test e controllo qualità
Per garantire prestazioni e aspetto costanti, ogni prodotto in silicone deve superare rigorosi controlli di qualità. I dispositivi di prova più comuni includono:
| Elemento di prova | Attrezzatura | Scopo |
| Prova di durezza | Durometro Shore | Misura la consistenza della durezza |
| Prova di trazione | Macchina di trazione | Testa la resistenza, l'allungamento e le prestazioni di rottura |
| Test di densità | Misuratore di densità | Controlla l'uniformità del materiale |
| Test di invecchiamento | Forno di invecchiamento ad aria calda | Valuta la resistenza al calore e all'invecchiamento |
| Test di ingiallimento | Tester di invecchiamento UV | Valuta la stabilità del colore del silicone trasparente o di colore chiaro |
Le linee di produzione di fascia alta possono anche includere sistemi di ispezione visiva per il monitoraggio in tempo reale di dimensioni e difetti, garantendo una qualità uniforme.
Conclusione
Prodotti in silicone di alta qualità dipendono dalla giusta combinazione di macchinari e da un controllo di processo preciso. Dalla miscelazione delle materie prime allo stampaggio, alla vulcanizzazione e al collaudo, ogni fase ha le sue attrezzature essenziali. Insieme, garantiscono che ogni prodotto in silicone offra prestazioni stabili, un aspetto raffinato e una qualità affidabile.
