Kompresjonsstøping av silikon

Er du usikker på hvilken silikonproduksjonsmetode du skal velge? Jeg skal introdusere deg for en vanlig produksjonsmetode. Silikonkompresjonsstøping er en mye brukt silikonproduksjonsprosess. I denne veiledningen gir vi en introduksjon til kompresjonsstøping, arbeidsflyten, viktige produksjonsparametere, fordeler, ulemper og bruksområder.

Hva er kompresjonsstøping?

Silikonkompresjonsstøping er en silikonproduksjonsprosess. Det innebærer å plassere en målt mengde silikonblanding i en oppvarmet form, og deretter påføre trykk for å forme delen. Formen er utformet til den spesifikke formen på det ønskede produktet, og silikon herder under varme og trykk. Det gir fordeler som kostnadseffektivitet, utmerket dimensjonsstabilitet og allsidighet i design, og er spesielt egnet for små til mellomstore produksjonsserier.

Hvilke materialer er egnet for kompresjonsstøping?

Kompresjonsstøping for silikon bruker hovedsakelig noen få spesifikke materialtyper. Hver av dem har sine egne egenskaper og er egnet for forskjellige bruksområder.

Merk: Selv om flytende silikongummi (LSR) også er en type silikon, er den ikke egnet for kompresjonsstøping. LSR flyter veldig lett og er designet for sprøytestøping. Ved kompresjonsstøping kan den lave viskositeten gjøre den vanskelig å kontrollere. Den kan renne over fra formens skillelinjer, noe som gjør den uegnet for denne prosessen.

Hvordan fungerer kompresjonsstøping?

1. Materialforberedelse

• Silikonblanding: Rå silikongummi blandes med herdemidler, fargepasta og forsterkende tilsetningsstoffer i nøyaktige forhold. Dette trinnet påvirker direkte det endelige produktets farge, hardhet og styrke.
• Skjæring og veiing: Det blandede materialet kuttes i blokker eller ark og veies nøye basert på produktets størrelse og vekt. For lite materiale kan føre til ufullstendige deler; for mye forårsaker svinn og ekstra avfall.
• Forforming (valgfritt): For komplekse former eller former med flere hulrom, bidrar det til å forbedre fyllingseffektiviteten og redusere overflødig flash å forhåndsforme materialet til en form nær hulrommet.

2. Forberedelse av form

• Rengjørings- og slippmiddel: Formoverflaten må være ren og støvfri. En lett, jevn spray med slippmiddel bidrar til jevn utforming uten merker på produktet.
• Forvarming av formen: Formen varmes opp til ønsket herdetemperatur – vanligvis mellom 150 °C og 200 °C. Jevn oppvarming sikrer at silikonet herder raskt og jevnt under støpingen.

3. Presis lasting og tett lukking

• Plassering av materialet: Silikonblokkene plasseres direkte i formhulrommene. Riktig plassering påvirker nøyaktigheten og konsistensen til den ferdige delen.
• Lukking og trykksetting: Pressen lukker formen tett. Deretter påføres høyt trykk, vanligvis mellom 10 og 100 MPa. Under denne varmen og trykket strømmer silikon inn i alle deler av hulrommet og presser ut innestengt luft. Dette bidrar til å unngå bobler og sikrer fullstendig fylling.

4. Herding under varme og trykk

Det er her magien skjer. Under høy temperatur og trykk utløser herdemiddelet en kjemisk tverrbindingsreaksjon. Silikonet forvandles fra et mykt, støpebart materiale til et sterkt, elastisk fast stoff.

Herdetiden avhenger av tykkelse, silikontype og temperatur. Den varierer vanligvis fra noen få sekunder til noen få minutter.

5. Avforming og etterbehandling

Åpne formen:

Når den er herdet, åpnes formen, og silikondelen fjernes.

Etterbehandling:

• Avflashing:

Overflødig silikon rundt kantene fjernes for å forbedre utseendet. Metodene inkluderer manuell trimming, stansing, kryogen avflashing eller overflatesliping.

• Etterherding (valgfritt, men anbefalt):

For avanserte silikonprodukter, spesielt matvaregodkjente eller medisinske produkter, utføres ofte etterherding. Delen stekes i en ovn ved 150–200 °C i flere timer. Dette forbedrer tverrbindingen, fjerner gjenværende flyktige stoffer og øker holdbarhet, stabilitet og biokompatibilitet.

Rengjøring og inspeksjon:

Det ferdige produktet rengjøres om nødvendig og kontrolleres deretter for størrelse, utseende og ytelse for å sikre at det oppfyller alle kvalitetsstandarder.

Hva er utstyrs- og formkravene for kompresjonsstøping?

For å oppnå effektiv og høykvalitets silikonkompresjonsstøping er det viktig å velge riktig støpeutstyr og ha en godt designet form.

Støpeutstyr

Type og oppsett av kompresjonsstøpemaskin kan direkte påvirke produktkvaliteten og produksjonshastigheten. Viktige krav inkluderer:

• Vertikal eller horisontal press: Velg basert på fabrikklayout, produktstørrelse og driftspreferanser. Vertikale presser sparer plass og gjør manuell lasting/lossing enklere. Horisontale presser kan være mer egnet for visse automatiserte oppsett.
• Nøyaktig temperaturkontroll (±1 °C): Silikonvulkanisering er svært følsom for varme. Et system som holder formtemperaturen innenfor ±1 °C bidrar til jevn herding og konsistent produktkvalitet. Temperatursvingninger kan føre til underherding, overherding eller brente flekker.
• Automatisk avforming eller utstøtingssystem (valgfritt): For storvolumsproduksjon eller komplekse former bidrar en automatisk utstøter til å øke effektiviteten. Det reduserer manuelt arbeid og reduserer risikoen for å skade deler under fjerning.
• Vakuumfunksjon: Maskiner med vakuumsystem kan fjerne luft fra formhulrommet før trykk påføres. Dette bidrar til å forbedre produktkvaliteten, redusere bobler og unngå hulrom, noe som er spesielt nyttig for produkter som krever perfekt utseende og struktur.

Tips for formdesign

Formen er hjertet i kompresjonsstøping. Et godt design forbedrer produktets presisjon, utseende og effektivitet.

• Ventilasjonsspor: Små ventilasjonskanaler på formens skillelinje hjelper luften med å slippe ut når silikon fyller hulrommet. Dette reduserer risikoen for luftbobler, korte skudd og brennmerker, og gir produktet en glatt overflate.
• Delelinjeposisjon: Delelinjen påvirker hvor enkelt det er å trimme overflødig materiale og hvordan det ferdige produktet ser ut. Et smart design kan skjule delelinjen og gjøre trimmingen enklere. Dette bidrar til å redusere arbeidstiden og forbedre utseendet.
• Silikonplassering i hulrommet: Dette refererer til hvordan silikonet sprer seg og flyter under trykk. En godt designet form gjør at silikonet fyller hulrommet jevnt, og unngår problemer som blinking, deformasjon eller ufullstendige deler.
• Kjølesystem (valgfritt): Selv om silikon er varmeherdet, kan det å legge til kjølekanaler i formen forbedre syklustiden. Rask avkjøling etter utforming bidrar til å fremskynde neste produksjonsrunde og øke den generelle effektiviteten.

Hva er fordelene?

Kostnadseffektiv for produksjon med lavt til middels volum:

Silikonkompresjonsstøping er kostnadseffektivt for små til mellomstore produksjonsserier på grunn av de lave startkostnadene. Formene som brukes i denne prosessen er enklere og rimeligere enn sprøytestøper, noe som gjør den ideell for prototyper, spesialtilpassede deler eller produkter med spesialiserte design.

Sterke og slitesterke deler:

Kompresjonsstøpte silikondeler har en stabil struktur og tåler tøffe miljøer, ekstreme temperaturer og repeterende belastning, slik at de er egnet for kritiske bruksområder i bransjer som bilindustri, medisin og elektronikk.

Allsidighet i materialvalg:

Silikonkompresjonsstøping kan håndtere et bredt utvalg av silikon, inkludert både høytemperaturvulkaniserende silikon og flytende silikongummi. Denne fleksibiliteten lar produsenter velge riktig materiale for spesifikke ytelseskrav som hardhet, fleksibilitet og kjemisk motstand.

Lav avfallsproduksjon:

Materialsvinnet i kompresjonsstøping er minimalt, spesielt sammenlignet med sprøytestøping, hvor overflødig materiale vanligvis trimmes etter støpeprosessen.

Hva er ulempene?

Lange syklustider

Selv om kompresjonsstøping er effektivt for produksjon i lavt volum, er syklustidene generelt lengre enn for sprøytestøping. Prosessen med oppvarming, herding og avkjøling tar mer tid, noe som påvirker den totale produksjonshastigheten.

Arbeidsintensiv prosess

Kompresjonsstøping krever mer manuelt arbeid, som å laste formen og overvåke herding. Dette fører ofte til høyere lønnskostnader og lavere effektivitet sammenlignet med automatiserte metoder.

Begrenset produksjonsskala

Silikonkompresjonsstøping er bedre egnet for mindre produksjonsserier. For storskala produksjon kan andre metoder som sprøytestøping eller transferstøping være mer effektive på grunn av deres raskere syklustider og evne til å håndtere større volumer med større automatisering.

Anvendelser av silikonpressstøping

Silikonkompresjonsstøping er mye brukt i en rekke bransjer. Tabellen nedenfor fremhever de ulike bruksområdene for denne prosessen, som bilindustri, medisin, forbrukerelektronikk og mer.

Konklusjon

Silikonkompresjonsstøping gir flere fordeler, som kostnadseffektivitet for små og mellomstore serier, høy presisjon og allsidighet i materialvalg. Det kommer imidlertid også med utfordringer, inkludert lengre syklustider, høyere arbeidsintensitet og begrensninger ved oppskalering til masseproduksjon. Produsenter må nøye vurdere disse fordelene og ulempene, og ta hensyn til faktorer som produksjonsvolum, materialkrav og ønsket presisjonsnivå for prosjektet sitt.