Mensen omschrijven siliconeninjectievorming vaak als een evenwichtig proces.
Vanuit ons perspectief op de fabrieksvloer draait STM minder om balans en meer om controle.
We kiezen meestal voor transfervormen wanneer compressievormen onvoorspelbaar blijkt en spuitgieten onnodig of te duur is voor het volume. De meeste STM-projecten die bij ons binnenkomen, hebben één duidelijke eis: het onderdeel moet in één keer goed zijn, niet na meerdere montage- of correctiestappen.
Dit artikel legt STM niet uit zoals leerboeken dat doen. Het beschrijft hoe STM zich in de praktijk gedraagt tijdens matrijsproeven, kleinschalige productie en echte klantprojecten.
Wat is siliconen transfer molding?
Silicone Transfer Molding (STM) is een proces waarbij niet-uitgeharde siliconen onder druk vanuit een transferpot in een gesloten, verwarmde mal worden geperst en vervolgens uitharden tot hun uiteindelijke vorm.
In de praktijk wordt STM zelden gekozen puur omdat een onderdeel complex is.
Het wordt gekozen omdat het onderdeel geen ongelijkmatige vulling, beweging van de insert of maatafwijkingen kan verdragen.
We zien STM het vaakst gebruikt worden voor medische handgrepen, elektronische behuizingen en siliconenonderdelen die direct op metalen of plastic inzetstukken worden gegoten. Dit zijn onderdelen waarbij compressiegieten moeite heeft om een consistente vulling te bereiken, en spuitgieten extra kosten en complexiteit met zich meebrengt zonder duidelijke voordelen.
Hoe siliconeninjectievormen in de praktijk werkt
Schimmelvoorbereiding
Als een door middel van transfergieten vervaardigd onderdeel de inspectie niet doorstaat, wordt de oorzaak vaak weken eerder, tijdens het matrijsontwerp, gevonden.
We werken met zowel stalen als aluminium mallen. Staal wordt gebruikt wanneer stabiliteit op lange termijn belangrijk is. Aluminium is gebruikelijk bij de eerste proefproductie omdat het de doorlooptijd verkort. Maar ongeacht het materiaal moeten STM-mallen anders worden ontworpen dan kunststof mallen.
We hebben projecten gezien waarbij alles er op papier correct uitzag, maar de toleranties van de mal simpelweg te klein waren voor siliconen. Het resultaat was overmatige braamvorming op de ene plek en onderdosering op een andere. Sindsdien beschouwen we STM-mallen niet meer als eenvoudigere spuitgietmallen. Dat zijn ze namelijk niet.
Voordat de productie van start gaat, worden de mallen gereinigd en voorzien van een lossingsmiddel. Deze stap lijkt routine, maar het overslaan ervan of het gebruik van de verkeerde coating leidt vaak tot aanhechting en oppervlaktedefecten die pas na meerdere productiecycli aan het licht komen.
Materiaalvoorbereiding
STM maakt voornamelijk gebruik van rubber met een hoge consistentie (HCR). Een van de redenen is simpel: HCR gedraagt zich voorspelbaarder onder overdrachtsdruk, vooral wanneer er inzetstukken bij betrokken zijn.
De mengverhoudingen liggen meestal tussen 10:1 en 20:1, afhankelijk van de verbinding. Op papier lijkt een kleine afwijking niet ernstig. In werkelijkheid komen fouten in de verhoudingen vaak niet direct aan het licht.
We hebben ooit een batch geproduceerd waarbij de verhouding iets afweek. De onderdelen kwamen er netjes uit en zagen er acceptabel uit. Pas tijdens de eindinspectie merkten we hardheidsverschillen op binnen dezelfde matrijs. Dat was voldoende reden om de batch af te keuren.
Sindsdien beschouwen we het mengen van materialen als een gecontroleerd proces, niet als een voorbereidende stap. Als de verhouding niet klopt, kan geen enkele aanpassing verderop in het proces dit volledig corrigeren.
Na het mengen wordt de siliconen in de transferpot gedaan. Voorverwarmen maakt hier een merkbaar verschil. Koud materiaal dwingt ons de druk te verhogen, wat meestal nieuwe problemen veroorzaakt in plaats van vloeiproblemen op te lossen.
Overgangsfase
Zodra de mal gesloten is, duwt de plunjer siliconen in de holtes. De gebruikelijke druk ligt tussen de 500 en 2000 psi.
Een veelvoorkomende aanname is dat een hogere druk de vulling verbetert. Bij STM is dit echter slechts gedeeltelijk waar. Wanneer druk wordt gebruikt om een slechte ontluchting te compenseren, resulteert dit vaak in meer braamvorming en verschoven inserts.
We besteden veel aandacht aan het ontwerp van de poorten en ontluchtingssystemen. Wanneer er bij elke cyclus luchtbellen op dezelfde plek verschijnen, ligt de oorzaak bijna nooit bij het materiaal. Het gaat meestal om ingesloten lucht die nergens heen kan.
Een goede doorstroming komt voort uit temperatuurregeling en matrijsontwerp, niet uit brute kracht.
Uitharding
De uithardingstemperatuur ligt doorgaans tussen 150 °C en 200 °C, waarbij de cyclustijd varieert afhankelijk van de dikte van het onderdeel.
Voor dunne onderdelen lijkt het uithardingsproces snel en eenvoudig. Voor dikkere of structurele onderdelen is de uithardingstijd cruciaal. We adviseren vaak een nabewerking bij circa 200 °C gedurende enkele uren, met name voor medische toepassingen of toepassingen bij hoge temperaturen.
Het overslaan van de nabewerking bespaart tijd tijdens de productie, maar leidt vaak tot vervorming door compressie of mechanische klachten maanden later. Die problemen zijn veel lastiger uit te leggen aan een klant dan een langere uithardingstijd vooraf.
Ontvormen
Ontvormen is een van die stappen die zelden aandacht krijgt totdat er iets misgaat.
Uitwerppennen moeten zorgvuldig worden geplaatst. Te veel kracht of een verkeerde plaatsing kan zachte siliconen vervormen of zichtbare sporen achterlaten. Voor delicate onderdelen gebruiken we soms vacuümontvorming om de spanning tijdens het verwijderen te verminderen.
Als een onderdeel in dit stadium beschadigd raakt, kan geen enkele hoeveelheid goede vormgeving in een eerder stadium het nog herstellen.
Nabewerking
Bij STM is braamvorming gebruikelijk. De typische braamdikte varieert van 0,05 mm tot 0,2 mm, afhankelijk van de pasvorm van de matrijs en de klemkracht.
Voor onderdelen die in grote aantallen worden geproduceerd, gebruiken we vaak cryogene ontbraming. Voor zichtbare onderdelen of onderdelen met een lage productiehoeveelheid biedt handmatig trimmen betere controle. Oppervlaktebehandelingen zoals plasma-activering worden toegevoegd wanneer hechting of coating vereist is.
Deze stappen worden vaak onderschat tijdens het offertetraject, maar ze spelen een belangrijke rol in het uiteindelijke resultaat en de consistentie.
Materiaalselectie: Waarom HCR nog steeds de standaard is
HCR blijft het belangrijkste materiaal voor STM omdat het een betere scheurweerstand en vormvastheid onder druk biedt.
De hardheid varieert meestal van 30 tot 80 Shore A. Zachtere materialen vloeien gemakkelijker, maar vereisen een betere ontluchting. Hardere materialen behouden hun vorm beter, maar vereisen een nauwkeurigere temperatuur- en drukregeling.
Voor medische toepassingen en toepassingen met voedselcontact zijn gecertificeerde compounds de standaard. We controleren het uithardingsgedrag altijd tijdens daadwerkelijke proeven, niet alleen aan de hand van productinformatiebladen.
Procesparameters die de opbrengst beïnvloeden
Uit onze productiegegevens blijkt dat de volgende parameters het meest gevoelig zijn:
- Overdrachtsdruk: 500–2000 psi
- Schimmeltemperatuur: 150–200°C
- Overdrachtssnelheid: Te snel sluit lucht in, te langzaam vergroot het risico op vroegtijdige uitharding.
- Uithardingstijd: Tijdgebrek leidt vaak tot slappe kernen.
Wanneer deze parameters afwijken, volgen defecten snel.
Ontwerprichtlijnen die later tijd besparen
Een uniforme wanddikte blijft de meest betrouwbare regel. Plotselinge veranderingen in dikte leiden vaak tot onvolledige vulling of interne spanningen.
De plaatsing van de poorten en kanalen moet een soepele doorstroming bevorderen, niet alleen de kortste paden. Inzetstukken moeten waar mogelijk mechanisch worden bevestigd. Het uitsluitend vertrouwen op de siliconenvloeistof om inzetstukken op hun plaats te houden, leidt meestal tot uitlijningsproblemen.
Een goed ontwerp vermindert afval effectiever dan agressieve parameteraanpassingen.
Kwaliteitscontrole: problemen vroegtijdig opsporen
Veelvoorkomende STM-defecten zijn luchtbellen, onvolledige belichting, overmatige braamvorming en onvoldoende uitharding.
We controleren standaard de hardheid, treksterkte en afmetingen. Voor medische en elektronische onderdelen zorgen aanvullende controles voor een goede werking op lange termijn.
De meeste defecten zijn terug te voeren op het ontwerp van de ventilatieopeningen of instabiliteit van de parameters, niet op de materiaalkwaliteit.
Voordelen en beperkingen bij daadwerkelijk gebruik
Wat STM goed doet
- Consistente vulling voor complexe geometrieën
- Betrouwbaar spuitgieten zonder nabewerking.
- Redelijke gereedschapskosten voor middelgrote volumes.
Waar STM zijn grenzen heeft
- Langere uithardingstijden dan bij spuitgieten.
- Materiaalresten van uitlopers en verplante potten
- Grotere afhankelijkheid van matrijs- en procesexpertise
STM presteert het best wanneer precisie en betrouwbaarheid belangrijker zijn dan pure snelheid.
Typische toepassingen die we behandelen
STM wordt vaak gebruikt voor:
- Onderdelen van medische apparaten
- Elektronische behuizingen
- Industriële afdichtingen met inzetstukken
- Gespecialiseerde consumentenproducten
De kracht van het bedrijf ligt in het produceren van onderdelen die consistent moeten presteren, en niet alleen er goed uit moeten zien.
Transfervormen versus andere siliconenvormmethoden
Transfer versus Persvormen
Persvormen is kosteneffectief voor eenvoudige, dikke onderdelen. Transfervormen biedt betere controle over de materiaalstroom en een betere integratie van inzetstukken voor precisieonderdelen.
Transfer versus Spuitgieten
Spuitgieten is uitermate geschikt voor automatisering op grote schaal. Transfergieten is flexibeler en kostenefficiënter voor middelgrote volumes met behulp van HCR-materialen.
Veel Gestelde Vragen
Wat zijn de kosten van STM?
De kosten zijn afhankelijk van de complexiteit en het volume van het onderdeel. STM zit qua totale kosten doorgaans tussen compressievormen en spuitgieten in.
Hoe lang duurt één STM-cyclus?
Het overbrengen zelf gaat snel, maar het uitharden duurt doorgaans 1 tot 15 minuten, afhankelijk van de dikte en het materiaal.
Is STM geschikt voor medische hulpmiddelen?
Ja. STM wordt veel gebruikt voor medische componenten vanwege de materiaalstabiliteit en de mogelijkheid tot insert molding.
Waarin verschilt STM van spuitgieten?
STM werkt bij lagere druk en is geschikt voor middelgrote volumes en complexe onderdelen. Spuitgieten is meer geschikt voor grootschalige, geautomatiseerde productie.
Conclusie
Siliconeninjectievormen worden niet gekozen omdat ze modieus of eenvoudig zijn. Ze worden gekozen omdat ze specifieke problemen oplossen waar andere vormmethoden mee worstelen.
Als het matrijsontwerp, de materiaalkeuze en de procesbeheersing correct worden uitgevoerd, levert STM consistente, hoogwaardige onderdelen met minder onverwachte problemen in latere productiestappen.
We werken al jaren met siliconenvormen in diverse industrieën. Als u STM voor uw product overweegt of verschillende vormopties vergelijkt, bespreken we uw project graag met u op basis van de werkelijke productieomstandigheden, niet op basis van aannames.
