Hva gjør silikonkalandrering så effektiv for å produsere silikonmaterialer av høy kvalitet? Denne artikkelen vil gi en oversikt over prosessen, forklare trinnene som er involvert, sammenligning med andre prosesser, det store utvalget av bruksområder for kalandrerte silikonmaterialer og kalandreringsmaskiner.
Hva er silikonkalandrering?
Silikonkalandrering er en mekanisk prosess der silikonmateriale føres gjennom en serie roterende valser. Dette påfører trykk på silikonmaterialet, og gjør det til kontinuerlige ark eller filmer med en jevn tykkelse og spesifikk overflatetekstur. Det ligner på å kjevle deig, men med de elastiske og viskoelastiske egenskapene til silikon. Denne prosessen brukes ofte til å produsere silikonpakninger, tetninger og isolasjonsmaterialer.
Hva er de viktigste trinnene i silikonkalandrering?
Silikonkalandreringsprosessen involverer vanligvis følgende trinn:
Materialforberedelse
Høytemperaturvulkanisert silikongummi (HCR) brukes vanligvis på grunn av sin høye molekylvekt og gode prosesseringsegenskaper, noe som gjør den ideell for kalandrering. Avhengig av sluttproduktet kan tilsetningsstoffer som fyllstoffer og fargestoffer blandes inn. For å forbedre prosesseringen kan silikonmaterialet forvarmes eller blandes for å gjøre det mykere og sikre mer konsistent plastisitet.
Rullejustering
Antall valser, plasseringen av dem og avstanden mellom dem justeres nøyaktig basert på ønsket produkttykkelse og overflatefinish. Valsens overflatebehandling påvirker også det endelige produktets utseende. For eksempel kan teksturerte valser brukes til å prege mønstre på silikonplaten. Valsens temperatur er også viktig. Selv om kalandrering vanligvis skjer ved romtemperatur, er det noen ganger nødvendig med oppvarming eller avkjøling av valsene for å kontrollere silikonens viskositet og flyt.
Kalenderering
Det forberedte silikonmaterialet mates kontinuerlig mellom de roterende valsene. Når silikonet passerer gjennom valsene, utsettes det for høyt trykk og skjærkrefter. Dette former det gradvis til ønsket ark eller film. Avstanden mellom valsene bestemmer produktets endelige tykkelse.
Overflatebehandling (valgfritt)
Under eller etter kalandrering kan silikonplaten gjennomgå ulike overflatebehandlinger. Dette kan omfatte:
- Preging: Mønstre eller teksturer presses inn i silikonen ved hjelp av valser med spesifikke design.
- Belegg: Et lag av et annet materiale påføres overflaten for å forbedre ytelsen eller utseendet.
- Laminering: Silikonarket er bundet med tekstiler, filmer eller andre underlag for å forbedre styrken eller funksjonaliteten.
Kjøling og vikling
Etter kalandrering kan silikonarket avkjøles for å sette formen, noe som gjør det lettere å vikle det opp. Det ferdige silikonarket rulles deretter opp for lagring, transport eller videre bearbeiding.
Hva er forskjellene mellom silikonkalandrering, ekstrudering og støping?
Silikonkalandrering skiller seg betydelig fra andre vanlige produksjonsmetoder, som ekstrudering og støping. Hver prosess har sine unike fordeler og er egnet for ulike bruksområder.
Silikonkalandrering VS silikonekstrudering
| Trekk | Silikonkalandrering | Silikonekstrudering |
| Prosess | Bruker presisjonsvalser til å danne ark/filmer | Bruker en skrueekstruder til å danne strimler/rør |
| Overflatekvalitet | Høy overflateglatthet | Har ofte overflatefeil |
| Produksjonshastighet | Middels (10–30 meter/minutt) | Rask (50–100 meter/minutt) |
| Ideell for | Småparti, tilpasset produksjon | Storskala, standardisert produksjon |
| Koste | Høyere initialinvestering, 95% materialforbruk | Lavere utstyrskostnader, 10-15% materialavfall |
| Best for | Ultratynne applikasjoner med høy presisjon | Komplekse tverrsnittsformer |
Silikonkalandreringsprosessen bruker flere presisjonsvalser for å påføre skjærkraft og trykk på den sammensatte silikonen. Dette strekker materialet til et tynt, jevnt ark eller film. Hovedfordelen er den høye overflateglattheten. På den annen side er ekstruderingsprosessen avhengig av en skrueekstruder som kontinuerlig presser silikon med lav viskositet gjennom en form, og danner produkter som strimler eller rør. Selv om ekstrudering kan skape komplekse tverrsnittsformer, resulterer det ofte i overflatedefekter.
Når det gjelder produksjonseffektivitet, er ekstrudering raskere (50–100 meter per minutt) og bedre egnet for storskala, standardisert produksjon. Kalandrering har derimot en middels hastighet (10–30 meter per minutt) og er bedre for småskala, tilpassede behov, for eksempel medisinske bandasjer laget av komposittstoffsubstrater.
Kostnadsmessig har kalandreringsutstyr en høyere initialinvestering, men materialutnyttelsen kan nå opptil 95%. Ekstruderingsutstyr er rimeligere, selv om det produserer spillkanter, med en svinnrate på rundt 10–15%.
Alt i alt er kalandrering uerstattelig i ultratynne applikasjoner med høy presisjon, mens ekstrudering utmerker seg ved produksjon av komplekse lineære produkter.
Silikonkalandrering VS silikonkompresjonsstøping
| Trekk | Silikonkalandrering | Kompresjonsstøping av silikon |
| Prosess | Kontinuerlig prosess, ingen venting på vulkanisering | Batchprosess med vulkaniseringstid |
| Produktform | Flate eller enkle buede produkter | Komplekse 3D-former |
| Produksjonshastighet | Raske, store ruller | Tregere presisjonsdeler i små serier |
| Materialbruk | Minimalt med skrap, kan gjenbrukes | 5-10% materialavfall |
| Utstyrsstørrelse | Krever stort fotavtrykk | Mer kompakt, fokusert på muggsopp |
| Best for | Tynne filmer og ark | Funksjonelle deler som tetninger og pakninger |
Silikonkompresjonsstøping innebærer å fylle et forhåndsformet silikonmateriale i en form og deretter påføre varme og trykk for å vulkanisere det, noe som skaper komplekse tredimensjonale former. Hovedfordelen er høy dimensjonsnøyaktighet og muligheten til å lage 3D-former. Kalandrering er imidlertid begrenset til flate eller enkle buede produkter.
Når det gjelder produksjonsprosessen, er kalandrering en kontinuerlig prosess uten behov for ventetider for vulkanisering, noe som gjør den egnet for rask produksjon av store ruller. Kompresjonsstøping er batchproduksjon, med vulkaniseringstider fra 3 til 15 minutter per stykk, noe som er mer egnet for presisjonsdeler i små partier.
Når det gjelder materialbruk, genererer kalandrering minimalt med skrap, og alt avfall kan gjenbrukes, mens kompresjonsstøping ofte resulterer i 5-10%-materialsvinn på grunn av overflødig silikon.
Når det gjelder utstyr, er kalandrering avhengig av høypresisjonsvalsesystemer og krever et større fotavtrykk. I motsetning til dette ligger kjernekostnaden ved kompresjonsstøping i formutvikling, men selve utstyret er mer kompakt.
I typiske bruksområder dominerer kalandrering behovet for tynnfilm, mens kompresjonsstøping fokuserer på funksjonelle deler.
Hva er bruksområdene for silikonkalandrering?
Silikonkalandrering brukes i et bredt spekter av bruksområder på grunn av høy presisjon, overflatefinish og kontinuerlig produksjon.
| Felt | applikasjoner | Produkt | Prosess og funksjoner |
| Medisinsk helse | Medisinsk silikonfilm | Kirurgiske isolasjonsfilmer, sårbandasjer, plaster for frigjøring av legemidler | Presis tykkelseskontroll (0,05–0,3 mm ±0,02 mm), balansert biokompatibilitet og pusteevne, bakteriefri overflate |
| Medisinsk kateterfôr | Kardiovaskulære og respiratoriske kateterforinger | Tynne silikonlag (0,1 mm) forbedrer fleksibilitet og anti-koagulerende egenskaper, platinaherdingssystem | |
| Industriell tetting og isolasjon | Høypresisjonstetningspakninger | Tetninger i luftfartsmotorer, tetninger i halvlederutstyr | Motstandsdyktig mot ekstreme temperaturer (-60 °C til 250 °C), fenylsilikon, med tilsatt silika for lav kompresjonsdeformasjon |
| Isolerende ark | Isolasjon av høyspentkabel, isolasjon av motorspor | Innebygd glassfiber (0,2 mm), forbedret lysbuemotstand med aluminiumoksidbelegg | |
| Forbrukerelektronikk og hvitevarer | Silikon tastaturmembraner | Beskyttelse av bærbart tastatur, fjernkontrollknapper | Dobbeltsidig kalandrering, slitesterkt øvre lag, antistatisk nedre lag, laserperforeringsnøyaktighet ±0,05 mm |
| Vanntette ruller | Smartklokketetninger, vanntetting av droneelektronikk | Kalandrert kompositt med TPU, avskallingsstyrke >5N/mm, UV-aldringsbestandighet med sinkoksid | |
| Ny energi og miljø | Strømbatteripakninger | Batteritetninger for elektriske kjøretøy, hydrogenbrenselcellemembraner | UL 94 V-0 flammehemmende, motstand mot elektrolyttkorrosjon (LiPF₆, svelling <3%) |
| Fotovoltaisk innkapsling | Fleksibel innkapslingsfilm for solcellepaneler | Kalandrert silikonfilm (0,2 mm) erstatter EVA, lysgjennomgang >92%, forbedret værbestandighet |
Hva er de forskjellige typene silikonkalandreringsmaskiner?
Valg av kalandreringsmaskin er avgjørende i silikonkalandreringsprosessen. Ulike maskintyper passer for ulike materialer og produksjonsbehov. Vanlige typer inkluderer kalandreringsmaskiner med én valse, to valser, tre valser og flere valser. Hver type har unike egenskaper, tilpasningsevne og innvirkning på produksjonseffektiviteten.
Enkeltvalsekalanderingsmaskin
Hvordan det fungererEn enkelt vals og dens pressesystem presser silikonmaterialet til en tynn film.
FordelerEnkel betjening, kompakt struktur, egnet for produksjon av små serier eller prototyper. Gir god kontroll over materialtykkelse og overflateglatthet.
UlemperMed bare én vals sliter den med ensartethet og oppfyller kanskje ikke behovene for produksjon i høyt volum.
applikasjonBrukes hovedsakelig i produksjon i laboratorieskala, spesialtilpassede produkter i lavt volum eller små fabrikker med lave produksjonsvolumer.
Dobbeltvalsekalanderingsmaskin
Hvordan det fungererBruker to roterende ruller til å presse og strekke silikonmaterialet.
FordelerMer effektiv enn maskinen med én vals, og kan produsere filmer med jevnere tykkelse. Den gir presis kontroll over tykkelse og ensartethet ved å justere valseavstand og hastighet.
UlemperFor høypresisjonsapplikasjoner tilbyr den kanskje ikke samme kontrollnivå som maskiner med trippel- eller flervalser.
applikasjonMye brukt i mellomstore produksjonslinjer for ulike silikonprodukter som filmer, pakninger og tetninger som krever god presisjon.
Trippelvalsekalanderingsmaskin
Hvordan det fungererBruker tre valser, hvor én valse beveger seg betydelig raskere enn de andre. Ulike trykk og hastigheter påføres mellom valsene for å kontrollere filmens tykkelse og glatthet.
FordelerGir presis kontroll, spesielt for høypresisjonsapplikasjoner som krever jevn tykkelse og glatte overflater. Den fungerer godt med silikonmaterialer med høyere viskositet og tilbyr god produksjonshastighet.
UlemperMaskinen er mer kompleks og dyr, med høyere vedlikeholdsbehov.
applikasjonBest for applikasjoner med høy overflateglatthet og tykkelsespresisjon, for eksempel elektroniske emballasjematerialer og medisinske silikonfilmer.
Multi-valse kalandreringsmaskin
Hvordan det fungererBruker fire eller flere valser som jobber sammen for å presse og finjustere silikonmaterialet.
FordelerFlervalsemaskiner kan oppnå svært høy presisjon ved å samarbeide med flere valser, noe som forbedrer effektiviteten og muliggjør produksjon av ultratynne silikonfilmer. Den jevne trykkfordelingen gjør den ideell for produkter av høy kvalitet.
UlemperUtstyrs- og vedlikeholdskostnadene er høye, og driften kan være mer kompleks.
applikasjonBrukes i produksjon av høyteknologiske produkter som krever ultrahøy presisjon, for eksempel optiske filmer og sensorbeskyttelsesfilmer.
Hvordan velge en kalandreringsmaskin?
MaterialtilpasningsevneEnkelt- og dobbeltvalsemaskiner er bedre egnet for silikon med lav til middels viskositet. For materialer med høyere viskositet som krever mer presis kontroll, er trippel- eller flervalsemaskiner mer passende.
ProduksjonseffektivitetDobbeltvalsemaskiner er mer effektive og bedre for masseproduksjon. Selv om trippel- og flervalsemaskiner er mindre effektive når det gjelder hastighet, utmerker de seg ved å produsere produkter av høy kvalitet med presis kontroll.
Tykkelse og ensartethetskontrollEnvalsemaskiner er enkle, men mindre presise i tykkelseskontroll, og passer for småskala eller eksperimentell produksjon. Dobbeltvalsemaskiner finner en balanse mellom effektivitet og presisjon. Trippel- og flervalsemaskiner tilbyr uovertrufne fordeler innen tykkelses- og ensartethetskontroll, spesielt for avanserte applikasjoner.
Valg av kalandreringsmaskin avhenger av produktets spesifikke krav. Hvis det kreves høy produksjonseffektivitet med moderat kvalitet, er kalandreringsmaskinen med to valser ideell. For produkter som krever høy presisjon og glatthet, bør en maskin med tre eller flere valser vurderes.
Konklusjon
Silikonkalandrering spiller en viktig rolle i produksjonen av silikonprodukter av høy kvalitet med presis kontroll over tykkelse og tekstur. Enten det er for medisinske, industrielle eller forbrukerprodukter, gir denne prosessen utmerket kontroll over tykkelse, tekstur og ensartethet.
Hvis du er på utkikk etter spesialtilpassede silikonprodukter, er vi her for å hjelpe. Kontakt oss i dag for å diskutere dine behov og legge inn bestillingen din.
