Silicone Transfer Molding (STM) is een betrouwbare en efficiënte methode voor het produceren van zeer precieze siliconen onderdelen.
Dit artikel bespreekt het STM-proces, inclusief de werkingsprincipes, belangrijkste stappen en toepassingen. We bespreken ook de voordelen, beperkingen en hoe het zich verhoudt tot andere giettechnieken. Bovendien beantwoorden we veelgestelde vragen om u te helpen deze productiemethode beter te begrijpen.
Wat is siliconen transfer molding?
Silicone Transfer Molding (STM) is een productieproces dat wordt gebruikt om uiterst precieze siliconenonderdelen te maken, zoals handgrepen voor medische apparaten of behuizingen voor elektronische componenten. Het is bijzonder geschikt voor producten die complexe vormen en nauwe toleranties vereisen. Bij het STM-proces wordt ongeharde siliconen onder druk in een verwarmde mal geïnjecteerd, waarna het uithardt tot het eindproduct. Deze methode wordt geprefereerd vanwege de flexibiliteit en duurzaamheid, waardoor het bijzonder geschikt is voor toepassingen die biocompatibiliteit vereisen, zoals in de medische sector.
Hoe werkt siliconen transfervormen?
Siliconen transfervormen is een zeer efficiënt en nauwkeurig productieproces. Door warmte en druk te combineren, garandeert deze methode een uitstekende materiaalstroom en gedetailleerde matrijsreplicatie. Van de matrijsvoorbereiding tot de uiteindelijke nabewerking speelt elke stap een cruciale rol bij het bereiken van superieure productprestaties. Hieronder volgen de belangrijkste fasen van siliconen transfervormen.
Schimmelvoorbereiding: de basis van kwaliteit
Het voorbereiden van de mal is de eerste stap.
De mal is meestal gemaakt van hoogwaardig staal of aluminium, en de mal bepaalt de vorm en kwaliteit van het product. Stalen mallen worden vaak gekozen vanwege hun duurzaamheid, terwijl aluminium mallen kortere cyclustijden mogelijk maken. De mal moet met hoge precisie worden vervaardigd, zodat het onderdeel precies goed uitkomt.
Voordat de productie start, wordt de matrijs gereinigd en voorzien van een losmiddel, zoals siliconensprays of PTFE-coatings. Deze coating voorkomt vastplakken, vergemakkelijkt het verwijderen van het product en verlengt de levensduur van de matrijs.
Materiaalvoorbereiding: siliconen klaarmaken
Bij siliconen transfervormen wordt een mengsel van basissilicone en een verharder gebruikt. Deze componenten moeten in nauwkeurige verhoudingen worden gemengd om uniforme chemische eigenschappen in het eindproduct te garanderen. Gangbare mengverhoudingen variëren van 10:1 tot 20:1 (basissilicone en verharder), afhankelijk van de specifieke formule en gewenste eigenschappen.
Siliconenmateriaal is verkrijgbaar in verschillende vormen, zoals poeder, korrels of platen. Rubber met hoge consistentie (HCR) wordt vaak gebruikt bij transfervormen vanwege de betere mechanische eigenschappen in vergelijking met vloeibaar siliconenrubber (LSR).
Na het mengen worden de vooraf afgemeten siliconen in het reservoir van de transfervormmachine (transferpot) geplaatst. Deze is doorgaans voorzien van een voorverwarmingsfunctie om de vloeibaarheid te verbeteren vóór de overdracht.
Overdrachtsfase: het vormen van de siliconen
Nadat de mal is voorbereid en de siliconen zijn geladen, wordt de mal gesloten. De plunjer van de machine oefent vervolgens druk uit op de verhitte siliconen in de transferpot. De typische transferdruk varieert van 500 tot 2000 psi (pond per vierkante inch), afhankelijk van de viscositeit van de siliconen en de complexiteit van het matrijsontwerp.
Hitte vermindert de viscositeit van de siliconen, waardoor ze vloeibaar worden. Onder druk beweegt het materiaal door het gietkanaal en vult het elke holte van de mal. Om de stroming te optimaliseren en luchtinsluiting te voorkomen, worden er vaak ventilatiekanalen in de mal aangebracht om ingesloten gassen te laten ontsnappen.
Deze combinatie van hitte en druk zorgt ervoor dat zelfs de kleinste details van de mal nauwkeurig worden nagebootst.
Uitharding: Het onderdeel zijn kracht geven
Zodra de mal is gevuld, is de volgende stap het uitharden, ook wel vulkaniseren genoemd.
De warmte van het overdrachtsproces activeert het uithardingsmiddel en veroorzaakt een crosslinkingreactie tussen de siliconenmoleculen. De uithardingstemperaturen variëren doorgaans van 150 °C tot 200 °C (302 °F tot 392 °F), met uithardingstijden variërend van 30 seconden tot enkele minuten, afhankelijk van de dikte van het onderdeel.
Dit chemische proces transformeert zachte siliconen in een stevige, permanente vorm, waardoor het gegoten onderdeel stevig, elastisch en duurzaam wordt. Voor onderdelen die een hogere mechanische sterkte vereisen, kan naharding in een oven op 200 °C gedurende enkele uren nodig zijn.
Ontvormen en uitwerpen: het eindproduct vrijgeven
Na het uitharden gaat de mal open.
Om het voltooide siliconen onderdeel te verwijderen, worden uitwerppennen in de mal geplaatst. De plaatsing en druk van deze pennen moeten zorgvuldig worden gecontroleerd om vervorming van het onderdeel te voorkomen.
Deze pennen duwen het gegoten onderdeel voorzichtig naar buiten zonder schade te veroorzaken. In sommige gevallen wordt een vacuümondersteund ontvormsysteem gebruikt om de spanning op het onderdeel tijdens het verwijderen te verminderen.
Zorgvuldige behandeling tijdens deze stap is essentieel om de integriteit van het onderdeel te behouden.
Nabewerking: de laatste hand
Vers gegoten siliconen onderdelen kunnen overtollig materiaal hebben langs de scheidingslijn van de mal, ook wel flash genoemd. Dit moet tijdens de nabewerking worden bijgesneden. De dikte van de flash varieert doorgaans van 0,05 mm tot 0,2 mm, afhankelijk van de precisie van de mal en de klemkracht tijdens het gieten.
Daarnaast kunnen aanvullende oppervlaktebehandelingen of kwaliteitsinspecties nodig zijn. Veelgebruikte nabewerkingsmethoden zijn onder andere plasmabehandeling om de oppervlaktehechting voor verlijmingstoepassingen te verbeteren en cryogene ontbraming, waarbij onderdelen worden bevroren en getrommeld om overtollig materiaal te verwijderen.
Met deze laatste stappen zorgen we ervoor dat de siliconen onderdelen voldoen aan alle noodzakelijke maatvoerings- en esthetische normen.
Voordelen en beperkingen: de voor- en nadelen afwegen
Siliconen transfervormen bieden flexibiliteit en hoogwaardige resultaten, waardoor het ideaal is voor veel industrieën. Zoals elk productieproces heeft het echter zowel voordelen als beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden.
Voordelen van siliconen transfervormen
- Flexibiliteit en duurzaamheid: Siliconen transfergieten is ideaal voor het produceren van onderdelen met complexe vormen. Het gietproces maakt ingewikkelde ontwerpen en gedetailleerde kenmerken mogelijk die met andere methoden moeilijk te realiseren zijn.
- Gemakkelijke integratie van invoegtoepassingen: Het is eenvoudig om inserts of metalen componenten direct in de siliconen onderdelen te integreren tijdens het gieten. Dit vermindert de noodzaak voor extra montagestappen, wat tijd en arbeidskosten bespaart.
- Eenvoudig ontwerp en beheersbare kosten: Het ontwerp van siliconen transfervormen is over het algemeen relatief eenvoudig en het proces kan kosteneffectief zijn, vooral voor middelgrote tot kleine series. Het biedt een goede balans tussen kosten en prestaties voor specifieke toepassingen.
Beperkingen van siliconen transfervormen
- Langere uithardingstijdDe uithardingstijd voor siliconen transfergieten kan variëren van 1 tot 15 minuten en is langer dan spuitgieten. Dit kan de productie vertragen, vooral bij grote oplages.
- Materieel afval: De materiaalvoorbereidings- en overdrachtsfasen kunnen leiden tot verspilling. Dit kan de efficiëntie beïnvloeden en de materiaalkosten verhogen.
- Luchtvangen: Tijdens het overbrengingsproces kan er lucht ingesloten raken. Dit kan leiden tot defecten zoals luchtbellen in het eindproduct, wat de kwaliteit ervan beïnvloedt. Goede ventilatie en zorgvuldige procescontrole zijn nodig om dit probleem te voorkomen.
Toepassingen van siliconen transfervormen
Siliconen transfervormen worden veel gebruikt in diverse industrieën vanwege de flexibiliteit en de mogelijkheid om metalen inzetstukken te integreren. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingen:
| Industrie | Toepassingen |
| Medisch | Handgrepen voor chirurgische instrumenten en implantaatcomponenten dankzij biocompatibiliteit en temperatuurbestendigheid. |
| Elektronica | Elektronische componenten, om circuits te beschermen tegen omgevingsfactoren. |
| Automobiel | Hydraulische afdichtingen en vlakafdichtingen, geschikt voor scherpe randen en complexe vormen. |
Omdat STM gedetailleerde, hoogwaardige onderdelen kan maken, is het bedrijf bij uitstek geschikt voor deze industrieën. De onderdelen zijn duurzaam en betrouwbaar.
Veel Gestelde Vragen
Hier volgen enkele veelgestelde vragen om lezers te helpen Silicone Transfer Molding (STM) beter te begrijpen:
Wat kost STM?
De kosten van STM zijn afhankelijk van de batchgrootte en de complexiteit van het onderdeel. Ze zijn over het algemeen hoger dan die van persgieten vanwege de kosten van apparatuur en materialen.
Hoe lang duurt STM?
Elke cyclus duurt doorgaans 30 tot 45 seconden, waarbij de uithardingstijden variëren van 1 tot 15 minuten, afhankelijk van de grootte van het onderdeel.
Is STM geschikt voor medische hulpmiddelen?
Ja, STM wordt veel gebruikt in de medische sector vanwege de biocompatibiliteit en temperatuurbestendigheid. Hierdoor is het ideaal voor de productie van chirurgische handgrepen, implantaten en andere medische componenten.
Waarin verschilt STM van spuitgieten?
STM gebruikt een lagere druk (1500-2000 psi), waardoor het geschikter is voor middelgrote tot kleine series en complexe vormen. Spuitgieten daarentegen gebruikt een hogere druk en is efficiënter voor grootschalige productie.
Conclusie
Siliconen transfervormen is een veelzijdige techniek die precisie, duurzaamheid en flexibiliteit biedt. Hoewel het enkele beperkingen kent, zoals langere uithardingstijden en mogelijk materiaalverlies, is het dankzij de mogelijkheid om complexe vormen te creëren en inzetstukken te integreren een waardevolle oplossing voor veel industrieën. Inzicht in het STM-proces en de voordelen ervan kan fabrikanten helpen bij het kiezen van de beste gietmethode voor hun behoeften.
