Изделия из силикона повсеместно используются в повседневной жизни и промышленности. В системе производства силикона оборудование играет решающую роль. В этой статье рассматриваются ключевые машины, используемые на каждом этапе производства силикона, объясняются их функции и основные принципы процесса, чтобы вы могли понять суть производства силикона от начала до конца.
Подготовка сырья: Смешивание и оборудование для компаундирования
Первый этап производства силикона — это обработка материала. Высококачественное смешивание обеспечивает однородность физических свойств и закладывает основу для стабильного результата формования. Основные виды оборудования включают в себя месильные машины, двухвалковые мельницы и системы охлаждения-хранения.
Тестомесильная машина / Миксер Банбери
- Месильная машина — ключевой агрегат для переработки сырого силикона. Она смешивает базовый каучук, наполнители, пигменты и добавки с высоким сдвигом. Внутри герметичной камеры два ротора создают трение и сжатие для равномерного нагрева и диспергирования материалов.
- Современные месильные машины оснащены системами контроля температуры, предотвращающими преждевременное затвердевание. Для прозрачного или медицинского силикона точный контроль температуры и времени обработки крайне важен для поддержания прозрачности и чистоты.
Двухвалковая мельница
- После замешивания смесь измельчается в двухвалковой мельнице. Два стальных валка вращаются в противоположных направлениях, прессуя и выравнивая материал, что улучшает распределение пигментов и добавок. На этом этапе операторы могут регулировать толщину, добавлять краситель или комбинировать другие материалы.
- Температура и зазор между валками должны быть тщательно контролируемы. Слишком высокая температура может привести к подгоранию или преждевременной вулканизации, а слишком низкая — к неравномерному смешиванию и ухудшению удобоукладываемости.
Система охлаждения и хранения
- После фрезерования силиконовый компаунд остаётся горячим и нуждается в охлаждении для стабилизации молекулярной структуры. Обычное оборудование включает охлаждающие конвейеры, автоматические отрезные машины и стеллажи для хранения. В некоторых системах используются вакуумные резервуары для удаления скопившегося воздуха, что обеспечивает высокую плотность и однородность при последующем формовании.
Этап формования: основа формирования изделия
Формование — ключевой этап, на котором силикон приобретает окончательную форму. В зависимости от материала и типа продукта, для этого используются прессы для компрессионного формования, машины для литья под давлением и экструзионные машины.
Компрессионное формование Машина
- Компрессионное формование используется для производства изделий из твёрдого силикона, таких как уплотнители, прокладки, клавиатуры и кухонная утварь. Нагретая форма и приложенное давление позволяют силикону затвердеть и принять окончательную форму.
- Современные прессы оснащены автоматическими системами вентиляции и контроля температуры, что обеспечивает получение плотных изделий без пузырьков. Время цикла зависит от толщины детали и системы отверждения. Для более крупных или многогнездных форм предпочтительны вакуумные прессы, обеспечивающие лучший внешний вид и прозрачность.
Литье под давлением Машина (ЛИМ)
- Машины LIM обрабатывают жидкий силиконовый каучук (LSR), идеально подходящий для высокоточных, чистых применений, таких как производство детских товаров, электронных деталей и медицинских компонентов.
- Эти системы включают в себя узел подачи, дозирующе-смесительный узел, систему впрыска и пресс-форму. Два жидких компонента смешиваются в точной пропорции и впрыскиваются под высоким давлением для автоматического формования и отверждения.
- LIM обеспечивает высокую эффективность, минимальные отходы и превосходную стабильность. Это основной выбор для точных и гигиенически важных продуктов.
Экструзия Машина
- Экструдеры используются для производства непрерывных силиконовых профилей, таких как трубки, уплотнители и кабельные муфты. Вращение шнека обеспечивает пластификацию и проталкивание состава через экструзионную головку, формируя непрерывные формы.
- Экструдированный силикон затем отверждается в печи вулканизации горячим воздухом (HAV). Такие параметры, как распределение температуры, скорость вращения шнека и конструкция головки, определяют гладкость поверхности и точность размеров. Современные машины часто оснащены системой вакуумной вентиляции для повышения плотности и стабильности продукта.
Вулканизация и отверждение: ключ к стабильной работе
Вулканизация превращает силикон из пластичного состояния в эластичное твёрдое. Под воздействием тепла или химических реакций образуется трёхмерная сетка, которая придаёт силикону гибкость и прочность.
Печь вулканизации горячим воздухом
- Печи HAV широко используются для экструдированных силиконовых изделий. Равномерный поток горячего воздуха обеспечивает полную сшивку.
- Температура обычно составляет около 200 °C, а скорость конвейера регулируется в зависимости от толщины продукта. Хорошая циркуляция воздуха предотвращает пожелтение и образование пузырьков, обеспечивая равномерный цвет и качество покрытия.
Линия туннельной вулканизации
- Туннельные линии предназначены для непрерывного производства длинномерных изделий, таких как трубки или оболочки кабелей. Многозонный контроль температуры обеспечивает точный нагрев, отверждение и охлаждение.
- Благодаря автоматической подаче, разгрузке и охлаждению эти системы обеспечивают полностью автоматизированное производство, повышая эффективность и стабильность. Для крупносерийного производства или стандартизированной продукции туннельные линии значительно снижают затраты.
Оборудование для последующей обработки и обработки поверхности
После формования многие изделия из силикона требуют вторичной обработки для улучшения внешнего вида, текстуры или функциональности.
Машина для обрезки/удаления заусенцев
- Формованные изделия часто имеют излишки заусенцев по краям. Автоматические машины для снятия заусенцев используют низкотемпературное замораживание, чтобы сделать заусенцы хрупкими, а затем удаляют их барабанной или высокоскоростной режущей техникой.
- По сравнению с ручной обрезкой автоматизированные системы работают быстрее, чище и имеют более однородный внешний вид.
Машина для трафаретной печати / тампопечати
- Эти машины печатают логотипы, тексты или декоративные узоры на силиконовых поверхностях. Трафаретная печать подходит для плоских изделий, а тампопечать — для изогнутых или сложных форм.
- Перед печатью может быть проведена обработка поверхности для улучшения адгезии чернил. Некоторые современные принтеры оснащены системами УФ-отверждения для ускорения высыхания и повышения эффективности производства.
Оборудование для распыления/нанесения покрытий
- Напыление или покрытие придаёт поверхности особые свойства, такие как шелковистость, пылеотталкивание и износостойкость. Медицинские и пищевые изделия часто подвергаются плазменной или коронной обработке перед нанесением покрытия для удаления загрязнений и улучшения адгезии.
- Современные линии нанесения покрытий используют роботизированные манипуляторы в чистых условиях для получения гладкой, ровной и экологически чистой отделки.
Оборудование для испытаний и контроля качества
Чтобы гарантировать стабильные характеристики и внешний вид, каждое силиконовое изделие должно проходить строгий контроль качества. К распространённым средствам проверки относятся:
| Тестовый элемент | Оборудование | Цель |
| Испытание на твердость | Прибор для определения твердости по Шору | Измеряет постоянство твердости |
| Тест на растяжку | Машина для испытания на растяжение | Испытания на прочность, удлинение и разрыв |
| Тест на плотность | Измеритель плотности | Проверяет однородность материала |
| Тест на старение | Печь для старения горячим воздухом | Оценивает устойчивость к нагреванию и старению |
| Тест на пожелтение | Тестер старения под действием УФ-излучения | Оценивает стабильность цвета прозрачного или светлого силикона. |
Высококачественные производственные линии могут также включать системы визуального контроля для мониторинга размеров и дефектов в режиме реального времени, обеспечивая однородность качества.
Заключение
Высокое качество силиконовых изделий зависит от правильного сочетания оборудования и точного контроля процесса. На каждом этапе, от смешивания сырья до формования, вулканизации и испытаний, используется необходимое оборудование. Вместе они гарантируют стабильность характеристик, превосходный внешний вид и высокое качество каждого силиконового изделия.
