Weet u niet zeker welke productiemethode voor siliconen u moet kiezen? Ik zal u een veelgebruikte productiemethode voorstellen. Siliconenpersen is een veelgebruikt proces voor de productie van siliconen. In deze gids geven we een introductie tot persen, de workflow, belangrijke productieparameters, voor- en nadelen en toepassingen.
Wat is persvormen?
Siliconenpersen is een productieproces voor siliconen. Hierbij wordt een afgemeten hoeveelheid siliconenmassa in een verwarmde matrijs geplaatst en vervolgens onder druk gezet om het onderdeel te vormen. De matrijs is ontworpen naar de specifieke vorm van het gewenste product en siliconen harden uit onder hitte en druk. Het biedt voordelen zoals kosteneffectiviteit, uitstekende maatvastheid en veelzijdigheid in ontwerp, en is met name geschikt voor kleine tot middelgrote productieseries.
Welke materialen zijn geschikt voor persvormen?
Bij het persen van siliconen worden voornamelijk een paar specifieke materiaalsoorten gebruikt. Elk materiaal heeft zijn eigen eigenschappen en is geschikt voor verschillende toepassingen.
| Materiaaltype | Belangrijkste kenmerken | Beschrijving |
| Massief siliconenrubber (SSR) | Hoge viscositeit; verkrijgbaar in blok- of plaatvorm | Dit is het meest gebruikte materiaal voor persgieten. Voor gebruik moet het worden gemengd (met verharder, pigment, enz.) en in vormen worden gebracht die passen bij de mal. Het is ideaal wanneer gewicht en plaatsing nauwkeurig moeten zijn. |
| Hogetemperatuur gevulkaniseerde siliconen (HTV) | Kan hogere matrijstemperaturen aan; hardt snel uit | HTV-siliconen zijn stabiel bij hoge temperaturen en harden snel uit, wat de productiecyclus verkort. Het is een type vaste siliconen dat bekendstaat om zijn snelheid en hittebestendigheid. |
Opmerking: Hoewel vloeibaar siliconenrubber (LSR) ook een soort siliconen is, is het niet geschikt voor persgieten. LSR vloeit zeer gemakkelijk en is ontworpen voor spuitgieten. Bij persgieten kan de lage viscositeit het moeilijk te controleren maken. Het kan overlopen van de scheidingslijnen van de matrijs, waardoor het ongeschikt is voor dit proces.
Hoe werkt persvormen?
1. Materiaalvoorbereiding
- Siliconen mengen: Ruwe siliconenrubber wordt in nauwkeurige verhoudingen gemengd met verharders, kleurpasta en versterkende additieven. Deze stap heeft direct invloed op de kleur, hardheid en sterkte van het eindproduct.
- Snijden en wegen: Het gemengde materiaal wordt in blokken of platen gesneden en zorgvuldig gewogen op basis van de grootte en het gewicht van het product. Te weinig materiaal kan leiden tot onvolledige onderdelen; te veel materiaal leidt tot afval en extra glans.
- Voorvormen (optioneel): Bij complexe mallen of mallen met meerdere holtes kunt u het materiaal vooraf in een vorm vormen die dicht bij de holte ligt. Dit verbetert de vulefficiëntie en vermindert overtollig braam.
2. Schimmelvoorbereiding
- Reinigings- en losmiddel: Het oppervlak van de mal moet schoon en stofvrij zijn. Een lichte, gelijkmatige spray met losmiddel zorgt ervoor dat de mal soepel kan worden ontvormd zonder sporen achter te laten op het product.
- Voorverwarmen van de mal: De mal wordt verwarmd tot de gewenste uithardingstemperatuur – doorgaans tussen 150 °C en 200 °C. Gelijkmatige verwarming zorgt ervoor dat de siliconen snel en gelijkmatig uitharden tijdens het vormen.
3. Nauwkeurige belading en strakke sluiting
- Het materiaal plaatsen: De siliconenblokken worden direct in de malholtes geplaatst. Een juiste plaatsing beïnvloedt de nauwkeurigheid en consistentie van het eindproduct.
- Sluiten en onder druk zetten: De pers sluit de mal goed af. Vervolgens wordt er een hoge druk, meestal tussen de 10 en 100 MPa, toegepast. Door deze hitte en druk stroomt de siliconen in elke hoek van de holte en duwt de ingesloten lucht eruit. Dit voorkomt luchtbellen en zorgt voor een volledige vulling.
4. Uitharden onder hitte en druk
Dit is waar de magie gebeurt. Onder hoge temperatuur en druk veroorzaakt het uithardingsmiddel een chemische vernettingsreactie. De siliconen veranderen van een zacht, kneedbaar materiaal in een sterke, elastische vaste stof.
De uithardingstijd is afhankelijk van de dikte, het type siliconen en de temperatuur. Deze varieert meestal van enkele seconden tot enkele minuten.
5. Ontvormen en afwerken
De mal openen:
Zodra de mal is uitgehard, wordt deze geopend en wordt het siliconendeel verwijderd.
Nabewerking:
- Ontbramen:
Overtollige siliconen rond de randen worden verwijderd om het uiterlijk te verbeteren. Methoden hiervoor zijn onder andere handmatig bijsnijden, stansen, cryogeen ontbramen of vlakslijpen.
- Na-uitharding (optioneel maar aanbevolen):
Voor hoogwaardige siliconenproducten, met name producten van voedings- of medische kwaliteit, wordt vaak nagehard. Het onderdeel wordt enkele uren in een oven gebakken bij 150-200 °C. Dit verbetert de crosslinking, verwijdert resterende vluchtige stoffen en verhoogt de duurzaamheid, stabiliteit en biocompatibiliteit.
Reiniging en inspectie:
Het eindproduct wordt indien nodig gereinigd en vervolgens gecontroleerd op formaat, uiterlijk en prestaties om te garanderen dat het aan alle kwaliteitsnormen voldoet.
Wat zijn de apparatuur- en malvereisten voor persvormen?
Om efficiënt en kwalitatief hoogwaardig siliconenpersgieten te bereiken, is het belangrijk om de juiste spuitgietapparatuur te kiezen en een goed ontworpen mal te hebben.
Vormapparatuur
Het type en de configuratie van de persgietmachine kunnen direct van invloed zijn op de productkwaliteit en productiesnelheid. Belangrijke vereisten zijn onder meer:
- Verticaal of horizontaal persen: Kies op basis van de fabrieksindeling, productgrootte en bedieningsvoorkeuren. Verticale persen besparen ruimte en maken handmatig laden en lossen eenvoudiger. Horizontale persen kunnen geschikter zijn voor bepaalde geautomatiseerde opstellingen.
- Nauwkeurige temperatuurregeling (±1°C): Vulkanisatie van siliconen is zeer gevoelig voor hitte. Een systeem dat de matrijstemperatuur binnen ±1 °C houdt, zorgt voor een gelijkmatige uitharding en een consistente productkwaliteit. Temperatuurschommelingen kunnen leiden tot onvoldoende uitharding, overmatige uitharding of verbrande plekken.
- Automatisch ontvorm- of uitwerpsysteem (optioneel): Bij productie van grote volumes of complexe vormen verhoogt een automatische uitwerper de efficiëntie. Het vermindert de hoeveelheid handmatig werk en verkleint het risico op beschadiging van onderdelen tijdens het uitwerpen.
- Vacuümfunctie: Machines met een vacuümsysteem kunnen lucht uit de matrijsholte verwijderen voordat er druk wordt uitgeoefend. Dit verbetert de productkwaliteit, vermindert luchtbellen en voorkomt holtes, wat vooral handig is voor producten die een perfect uiterlijk en een perfecte structuur vereisen.
Tips voor het ontwerpen van mallen
De matrijs is het hart van het persgieten. Een goed ontwerp verbetert de productprecisie, het uiterlijk en de efficiëntie.
- Ventilatiegroeven: Kleine ventilatiekanalen op de scheidingslijn van de mal zorgen ervoor dat de lucht ontsnapt wanneer de siliconen de holte vullen. Dit vermindert het risico op luchtbellen, korte stoten en brandplekken en geeft het product een gladde afwerking.
- Positie van de scheidingslijn: De scheidingslijn beïnvloedt hoe gemakkelijk het is om overtollig materiaal af te snijden en hoe het eindproduct eruitziet. Een slim ontwerp kan de scheidingslijn verbergen en het bijsnijden vergemakkelijken. Dit bespaart arbeidstijd en verbetert de uitstraling.
- Plaatsing van siliconen in de holte: Dit verwijst naar hoe de siliconen zich verspreiden en vloeien onder druk. Een goed ontworpen mal zorgt ervoor dat de siliconen de holte gelijkmatig vullen, waardoor problemen zoals afbladderen, vervorming of onvolledige onderdelen worden voorkomen.
- Koelsysteem (optioneel): Hoewel siliconen door warmte worden uitgehard, kan het toevoegen van koelkanalen in de mal de cyclustijd verbeteren. Snelle afkoeling na het ontvormen versnelt de volgende productieronde en verhoogt de algehele efficiëntie.
Wat zijn de voordelen?
Kosteneffectief voor productie van lage tot middelgrote volumes:
Siliconenpersen is kosteneffectief voor kleine tot middelgrote productieseries dankzij de lage initiële kosten. De mallen die in dit proces worden gebruikt, zijn eenvoudiger en goedkoper dan spuitgietmatrijzen, waardoor het ideaal is voor prototypes, maatwerkonderdelen of producten met een gespecialiseerd ontwerp.
Sterke en duurzame onderdelen:
Geperst gevormde siliconen onderdelen hebben een stabiele structuur en zijn bestand tegen zware omstandigheden, extreme temperaturen en herhaaldelijke belasting. Hierdoor zijn ze geschikt voor kritische toepassingen in sectoren zoals de automobiel-, medische en elektronica-industrie.
Veelzijdigheid in materiaalopties:
Siliconenpersen is geschikt voor een breed scala aan siliconen, waaronder zowel hoogtemperatuurvulkaniserende siliconen als vloeibaar siliconenrubber. Deze flexibiliteit stelt fabrikanten in staat het juiste materiaal te selecteren voor specifieke prestatie-eisen, zoals hardheid, flexibiliteit en chemische bestendigheid.
Lage afvalproductie:
Bij het persgieten is het materiaalverlies minimaal, zeker in vergelijking met spuitgieten, waarbij overtollig materiaal doorgaans na het spuitgietproces wordt weggesneden.
Wat zijn de nadelen?
Lange cyclustijden
Hoewel persgieten efficiënt is voor productie in kleine volumes, zijn de cyclustijden over het algemeen langer dan bij spuitgieten. Het proces van verhitten, uitharden en afkoelen duurt langer, wat de algehele productiesnelheid beïnvloedt.
Arbeidsintensief proces
Persgieten vereist meer handmatig werk, zoals het vullen van de matrijs en het monitoren van de uitharding. Dit leidt vaak tot hogere arbeidskosten en een lagere efficiëntie in vergelijking met geautomatiseerde methoden.
Beperkte productieschaal
Siliconenpersen is beter geschikt voor kleinere productieseries. Voor grootschalige productie kunnen andere methoden, zoals spuitgieten of transfergieten, efficiënter zijn vanwege hun snellere cyclustijden en de mogelijkheid om grotere volumes te verwerken met meer automatisering.
Toepassingen van siliconen compressiegieten
Siliconenpersen wordt veel gebruikt in diverse industrieën. De volgende tabel belicht de diverse toepassingen van dit proces, zoals in de automobielindustrie, de medische sector, consumentenelektronica en meer.
| Industrie | Toepassingen |
| Auto-industrie | Afdichtingen, pakkingen, trillingsdempers, bussen |
| Medische industrie | Medische afdichtingen, pakkingen, chirurgische instrumenten |
| Consumentenelektronica | Toetsenborden, knoppen, beschermkappen, pakkingen voor elektronica |
| Eten & Drinken | Bakgerei, keukengereedschap, afdichtingen voor levensmiddelen |
| Elektrische behuizingen | Kabelisolatie, connectoren, weersbestendigheid |
| Lucht- en ruimtevaart | Afdichtingen, pakkingen, isolatie, thermische beschermingscomponenten |
| Industriële toepassingen | O-ringen, afdichtingen, trillingsdempers |
| Sport en fitness | Beschermende uitrusting, handgrepen, onderdelen voor fitnessapparatuur |
| Speelgoed en babyproducten | Niet-giftige, flexibele bijtringen, fopspenen en babyspeelgoed |
Conclusie
Siliconenpersen biedt verschillende voordelen, zoals kostenefficiëntie voor kleine tot middelgrote series, hoge precisie en veelzijdige materiaalkeuze. Het brengt echter ook uitdagingen met zich mee, zoals langere cyclustijden, hogere arbeidsintensiteit en beperkingen bij opschaling naar massaproductie. Fabrikanten moeten deze voor- en nadelen zorgvuldig afwegen, rekening houdend met factoren zoals productievolume, materiaalvereisten en het gewenste precisieniveau voor hun project.
