Trong sản xuất công nghiệp, vật liệu thường không gây ra vấn đề ngay từ ngày đầu tiên. Hầu hết các vấn đề chỉ xuất hiện sau vài tháng. Gioăng bắt đầu rò rỉ. Các bộ phận bị cứng lại. Độ đàn hồi biến mất. Thiết bị trước đây hoạt động tốt bỗng nhiên cần bảo trì thường xuyên. Sau khi xử lý đủ nhiều trường hợp như vậy, bạn sẽ nhận ra một điều: lựa chọn vật liệu quyết định mức độ rắc rối bạn sẽ gặp phải sau này.
Đây là lúc silicone phát huy tác dụng. Silicone không hoàn hảo, và nó cũng không rẻ so với nhiều loại cao su khác. Nhưng trong môi trường công nghiệp thực tế, nó là một trong số ít vật liệu giữ được tính ổn định. Nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, rung động, hóa chất, nó không dễ bị biến đổi. Sự ổn định đó là lý do chính khiến silicone tiếp tục xuất hiện trong máy móc, thiết bị điện tử, hệ thống ô tô, thiết bị năng lượng tái tạo, và thậm chí cả dây chuyền sản xuất thực phẩm và dược phẩm.
Dưới đây là tổng quan sơ lược về các sản phẩm silicone thường thấy trong các dự án công nghiệp, công dụng của chúng và lý do tại sao các kỹ sư tiếp tục lựa chọn chúng.
| Loại sản phẩm silicon | Các ứng dụng tiêu biểu | Chức năng chính |
| Vòng chữ O / Vòng chữ G / Vòng chữ U | Hệ thống thủy lực, hệ thống khí nén, bơm và van | Khả năng làm kín, chống rò rỉ, chịu nhiệt độ cao |
| Đệm/Bộ giảm chấn rung | Dụng cụ chính xác, máy móc | Giảm chấn, giảm rung, bảo vệ thiết bị |
| Các bộ phận dẫn điện / cách điện | Bảo vệ mạch in, linh kiện điện tử, cảm biến | Cách điện, dẫn điện, bảo vệ |
| Ống/dây silicon | Vận chuyển chất lỏng hoặc khí, ngành công nghiệp thực phẩm và y tế | Vận chuyển, chịu nhiệt, tính linh hoạt |
| Nắp/Vỏ bảo vệ | Thiết bị công nghiệp, bảo vệ chống bụi/nước/hóa chất | Bảo vệ, chống bụi, chống nước, chống ăn mòn |
| Phụ tùng công nghiệp theo yêu cầu | Được thiết kế riêng cho các ngành công nghiệp cụ thể. | Độ chính xác cao, yêu cầu hiệu năng đặc biệt |
Từ những vòng đệm đơn giản đến các bộ phận kết cấu có hình dạng tùy chỉnh, silicone công nghiệp bao gồm một phạm vi rộng. Thay vì liệt kê mọi thứ như trong sách hướng dẫn, tôi sẽ tập trung vào những gì thực sự quan trọng trong sử dụng hàng ngày: tại sao silicone hoạt động hiệu quả, nó hoạt động tốt nhất ở đâu và những gì mọi người thường bỏ qua.
Vì sao Silicone lại hiệu quả đến vậy trong công nghiệp
Chịu nhiệt độ
Hầu hết mọi người bắt đầu chú ý đến silicone vì vấn đề nhiệt độ. Và thành thật mà nói, điều đó cũng hợp lý.
Silicone duy trì độ đàn hồi trong khoảng nhiệt độ từ -60℃ đến 230℃. Trên thực tế, điều đó có nghĩa là nó chịu được những điều kiện mà cao su thông thường dần dần bị biến dạng. Phòng lạnh, thiết bị ngoài trời, khoang động cơ, đường ống dẫn nhiệt, silicone đều hoạt động tốt mà không có sự thay đổi đáng kể.
Điều quan trọng hơn không phải là nhiệt độ tối đa ghi trên giấy tờ, mà là cách vật liệu hoạt động sau thời gian dài tiếp xúc với nhiệt. Trong nhiều dự án, các gioăng silicon vẫn giữ được độ dẻo sau nhiều năm đặt gần nguồn nhiệt. Đó là điều bạn chỉ nhận ra sau khi phải thay thế các bộ phận hỏng hóc hết lần này đến lần khác.
Ổn định hóa học
Trong các hệ thống thủy lực, quy trình làm sạch hoặc truyền dẫn chất lỏng, vật liệu liên tục tiếp xúc với dầu, chất tẩy rửa hoặc hóa chất nhẹ. Một số loại cao su nở ra mà không gây tiếng động. Một số khác thì bị nứt.
Về mặt này, silicone tương đối "nhạt nhẽo". Nó không phản ứng nhiều. Điều đó tốt.
Ít trương nở hơn đồng nghĩa với ít lỗi niêm phong hơn. Ít suy giảm hơn có nghĩa là chu kỳ thay thế dài hơn. Trong các hệ thống thực phẩm và dược phẩm, tính ổn định này đặc biệt quan trọng vì sự phân hủy vật liệu là không thể chấp nhận được.
Cách điện
Trong lĩnh vực điện tử, silicone thường hoạt động âm thầm. Chúng được dùng làm lớp cách điện, miếng đệm bảo vệ, gioăng làm kín xung quanh cảm biến, và người ta thường không để ý đến chúng trừ khi có sự cố xảy ra.
Tính chất cách điện của silicone vẫn ổn định ngay cả khi nhiệt độ thay đổi. Đó là lý do tại sao nó thường được chọn để bảo vệ mạch in và làm kín cảm biến. Điều này không có gì thú vị, nhưng nó giúp ngăn ngừa rất nhiều vấn đề tiềm ẩn.
Độ đàn hồi và khả năng bịt kín
Từ góc nhìn của người lắp đặt, silicone là một loại vật liệu dễ sử dụng.
Nó có khả năng nén đều, phục hồi tốt và chịu được sự lệch nhẹ. Đó là lý do tại sao vòng chữ O, vòng chữ U và các loại gioăng tùy chỉnh làm từ silicone được sử dụng rộng rãi.
Để kiểm soát độ rung, các miếng đệm và bộ giảm chấn bằng silicon cũng hoạt động rất hiệu quả. Trong các thiết bị chính xác, độ rung thường bị đánh giá thấp. Một bộ giảm chấn silicon được lựa chọn kỹ lưỡng có thể giảm đáng kể tiếng ồn, sự hao mòn và sự sai lệch phép đo.
Các sản phẩm silicon công nghiệp thông dụng trong thực tế sử dụng
Vòng đệm: Vòng chữ O, vòng chữ G, vòng chữ U
Chúng có mặt ở khắp mọi nơi. Máy bơm, van, máy nén, xi lanh thủy lực.
Trong công tác tuyển chọn thực tế, phạm vi nhiệt độ chỉ là một phần. độ cứng, Độ biến dạng nén và dung sai kích thước thường quyết định sự thành công hay thất bại. Silicone hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi nhiệt độ rộng, nhưng công thức vẫn cần phải phù hợp với điều kiện áp suất và chuyển động.
Đệm lót và giảm chấn rung động
Các bộ phận đệm bằng silicon bảo vệ thiết bị theo hai cách: chúng hấp thụ chấn động và giảm rung động liên tục.
Chúng ta thường điều chỉnh độ cứng và độ dày dựa trên tải trọng và tần số rung. Không có giải pháp chung nào ở đây. Nhưng silicone mang lại đủ sự linh hoạt trong thiết kế để tinh chỉnh hiệu suất thay vì chấp nhận sự thỏa hiệp.
Các bộ phận silicon dẫn điện và cách điện
Đây là lúc silicone trở nên vượt trội hơn cả một loại cao su thông thường.
Silicone dẫn điện được sử dụng trong các bộ pin, cảm biến và các giao diện tiếp xúc. Silicone cách điện bảo vệ cáp và các linh kiện cao áp. Cùng một vật liệu cơ bản, nhưng công thức khác nhau, chức năng hoàn toàn khác nhau.
Việc lựa chọn ở đây thường phụ thuộc vào môi trường trước tiên, sau đó mới đến hiệu năng điện.
Ống và dây dẫn silicon
Ống silicon rất phổ biến trong các hệ thống thực phẩm, dược phẩm và phòng thí nghiệm. Tính linh hoạt, độ trong suốt và khả năng giữ sạch sẽ là những lý do chính.
Ống dẫn nhiệt chịu được nhiệt độ trên 150℃ mà không bị cứng lại. Ống dẫn đạt tiêu chuẩn y tế giúp giảm nguy cơ nhiễm bẩn. Độ dày thành ống và đường kính thường được tùy chỉnh để phù hợp với lưu lượng và các hạn chế khi lắp đặt.
Nắp và vỏ bảo vệ
Các bộ phận bảo vệ bằng silicon trông có vẻ không quan trọng, nhưng chúng giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Nắp che bụi, vỏ chống thấm nước, lớp bảo vệ tạm thời trong quá trình vận chuyển hoặc lắp ráp, tất cả đều đơn giản và hữu ích.
Silicone có độ bền cao hơn nhiều loại nhựa khác trong các vai trò này, đặc biệt là khi tiếp xúc với nhiệt hoặc hóa chất.
Các bộ phận silicon công nghiệp tùy chỉnh
Khi thiết kế trở nên phức tạp, các bộ phận tiêu chuẩn sẽ không còn phù hợp nữa.
Các chi tiết silicon tùy chỉnh được sử dụng để làm kín ắc quy, gioăng động cơ, vỏ thiết bị điện tử và các giao diện cấu trúc. Phương pháp ép khuôn hoặc ép phun được lựa chọn dựa trên hình dạng và yêu cầu dung sai.
Đây là lúc kinh nghiệm về vật liệu đóng vai trò quan trọng nhất. Một thay đổi nhỏ trong công thức hoặc thiết kế khuôn có thể làm thay đổi hoàn toàn hiệu suất.
Các quy trình đúc khuôn silicon cho sản phẩm công nghiệp
Hiệu suất sản phẩm phụ thuộc vào cả vật liệu và quy trình đúc. Các quy trình công nghiệp phổ biến bao gồm:
- ép phun: Gia công các chi tiết có độ chính xác cao như gioăng nhỏ hoặc các tấm điện tử. Hỗ trợ gia công các hình dạng phức tạp với độ ổn định cao.
- Tạo hình bằng khuôn ép: Thích hợp cho các loại gioăng có khối lượng lớn hoặc các bộ phận có thành dày. Đơn giản, ổn định và hiệu quả.
- Phun ra: Sản xuất liên tục các loại ống mềm, dải gioăng và phụ kiện làm kín. Chiều dài và tiết diện có thể được tùy chỉnh.
Các quy trình này đảm bảo độ chính xác và cho phép thích ứng linh hoạt với các yêu cầu công nghiệp.
Xử lý bề mặt và in ấn trên silicon
Các phương pháp xử lý bề mặt như phủ, mạ hoặc xử lý chống dính giúp cải thiện khả năng chống mài mòn và độ bám dính. Phương pháp in ấn Ví dụ như in lụa hoặc in tampon, người ta có thể thêm logo, vạch chia hoặc ký hiệu bằng mực chịu nhiệt, kháng hóa chất. Điều này đảm bảo nhận diện rõ ràng trong môi trường công nghiệp, hỗ trợ việc lắp đặt và bảo trì.
Kiểm soát chất lượng và thử nghiệm silicon công nghiệp
Silicone hiệu năng cao đòi hỏi quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt:
Nguyên liệu thô Kiểm tra vật liệu: Độ bền kéo, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định hóa học và các đặc tính khác đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp.
Kiểm tra sản phẩm hoàn thiện: Độ chính xác về kích thước, hiệu suất làm kín và khả năng chống lão hóa đảm bảo sử dụng an toàn và đáng tin cậy.
Chứng nhận và tiêu chuẩn: Tùy thuộc vào ứng dụng, silicone có thể yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn ASTM, ISO, RoHS, hoặc thậm chí là các tiêu chuẩn khác. Chứng nhận của FDA Dành cho ngành công nghiệp thực phẩm và y tế.
Phần kết luận
Silicone không giải quyết được mọi vấn đề, nhưng trong môi trường công nghiệp, nó giải quyết được nhiều vấn đề tốn kém.
Khi được lựa chọn đúng cách, nó giúp giảm chi phí bảo trì, kéo dài tuổi thọ và làm cho hệ thống hoạt động ổn định hơn. Đó là lý do tại sao nó tiếp tục thay thế các vật liệu kém ổn định hơn khi thiết bị ngày càng đòi hỏi cao hơn.
Hàng ngày, chúng tôi xử lý các hình dạng phức tạp, dung sai chặt chẽ và các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao. Đội ngũ của chúng tôi sử dụng phương pháp ép khuôn, ép phun và ép đùn, được hỗ trợ bởi thiết bị hiện đại và quy trình kiểm soát chất lượng thực tiễn. Nếu bạn đang tìm kiếm nhà cung cấp silicone hiểu rõ những thách thức thực tế trong sản xuất, chúng tôi luôn sẵn sàng thảo luận về dự án của bạn.
