Các sản phẩm silicon hiện diện khắp nơi trong cuộc sống hàng ngày và các ứng dụng công nghiệp. Trong hệ thống sản xuất silicon, thiết bị đóng vai trò quyết định. Bài viết này giới thiệu các máy móc chính được sử dụng ở từng giai đoạn sản xuất silicon, giải thích chức năng và các yếu tố cần thiết của quy trình, để bạn có thể hiểu rõ cốt lõi của quy trình sản xuất silicon từ đầu đến cuối.
Chuẩn bị nguyên liệu thô: Trộn và Thiết bị pha chế
Giai đoạn đầu tiên trong sản xuất silicone là xử lý vật liệu. Việc trộn chất lượng cao đảm bảo tính chất vật lý đồng nhất và tạo nền tảng cho kết quả đúc đồng nhất. Các máy móc chính bao gồm máy nhào, máy nghiền hai trục và hệ thống lưu trữ làm mát.
Máy nhào bột / Máy trộn Banbury
- Máy nhào là thiết bị chính để xử lý silicone thô. Máy trộn cao su nền, chất độn, bột màu và phụ gia dưới áp lực cắt cao. Bên trong buồng kín, hai rotor tạo ra ma sát và lực nén để làm nóng và phân tán đều vật liệu.
- Máy nhào hiện đại được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ để ngăn ngừa hiện tượng đông cứng sớm. Đối với silicone trong suốt hoặc silicone y tế, việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian chính xác là điều cần thiết để duy trì độ trong và tinh khiết.
Máy nghiền hai trục
- Sau khi nhào, hỗn hợp được tinh chế trong máy nghiền hai trục. Hai trục thép quay ngược chiều nhau để ép và làm phẳng vật liệu, cải thiện khả năng phân tán bột màu và phụ gia. Ở giai đoạn này, người vận hành có thể điều chỉnh độ dày, thêm màu hoặc kết hợp các vật liệu khác.
- Nhiệt độ và khe hở giữa các con lăn phải được kiểm soát tốt. Nhiệt độ quá cao có thể gây cháy xém hoặc lưu hóa sớm, trong khi nhiệt độ quá thấp sẽ dẫn đến trộn không đều và khả năng gia công kém.
Hệ thống làm mát và lưu trữ
- Sau khi nghiền, hợp chất silicon vẫn còn nóng và cần được làm mát để ổn định cấu trúc phân tử. Thiết bị phổ biến bao gồm băng tải làm mát, máy cắt tự động và giá lưu trữ. Một số hệ thống sử dụng bể chứa chân không để loại bỏ không khí bị kẹt, đảm bảo mật độ cao và tính đồng nhất trong quá trình đúc sau này.
Giai đoạn đúc: Cốt lõi của quá trình hình thành sản phẩm
Đúc khuôn là bước quan trọng để silicone định hình hoàn chỉnh. Tùy thuộc vào vật liệu và loại sản phẩm, các loại máy móc phổ biến bao gồm máy ép nén, máy ép phun và máy đùn.
Tạo hình bằng khuôn ép Máy móc
- Ép nén được sử dụng cho các sản phẩm silicon rắn như phớt, gioăng, bàn phím và đồ dùng nhà bếp. Khuôn được nung nóng và áp suất tác dụng cho phép silicon đông cứng và tạo thành hình dạng cuối cùng.
- Máy ép hiện đại được trang bị hệ thống thông hơi và kiểm soát nhiệt độ tự động để đảm bảo sản phẩm đặc chắc, không có bọt khí. Thời gian chu kỳ phụ thuộc vào độ dày chi tiết và hệ thống đóng rắn. Đối với khuôn lớn hơn hoặc nhiều khoang, máy ép chân không được ưa chuộng hơn vì vẻ ngoài và độ trong suốt được cải thiện.
Ép phun chất lỏng Máy (LIM)
- Máy LIM xử lý cao su silicon lỏng (LSR), lý tưởng cho các ứng dụng có độ chính xác cao, sạch sẽ như đồ dùng cho trẻ em, linh kiện điện tử và linh kiện y tế.
- Các hệ thống này bao gồm bộ phận cấp liệu, bộ phận trộn định lượng, hệ thống phun và cụm khuôn. Hai thành phần lỏng được trộn theo tỷ lệ chính xác và phun dưới áp suất cao để tự động đúc và đóng rắn.
- LIM mang lại hiệu suất cao, giảm thiểu lãng phí và độ đồng nhất tuyệt vời. Đây là lựa chọn hàng đầu cho các sản phẩm đòi hỏi độ chính xác và vệ sinh cao.
Phun ra Máy móc
- Máy đùn được sử dụng để tạo các cấu hình silicon liên tục như ống, phớt và ống bọc cáp. Trục vít quay để hóa dẻo và đẩy hợp chất qua đầu khuôn, tạo thành các hình dạng liên tục.
- Silicone đùn sau đó được lưu hóa trong lò lưu hóa khí nóng (HAV). Các thông số như phân bố nhiệt độ, tốc độ trục vít và thiết kế khuôn quyết định độ mịn bề mặt và độ chính xác về kích thước. Các máy móc tiên tiến thường có hệ thống thông hơi chân không để tăng mật độ và độ ổn định của sản phẩm.
Lưu hóa và Bảo dưỡng: Chìa khóa cho hiệu suất ổn định
Quá trình lưu hóa biến đổi silicone từ trạng thái dẻo thành trạng thái rắn đàn hồi. Nhiệt hoặc phản ứng hóa học tạo ra mạng lưới ba chiều mang lại cho silicone tính linh hoạt và độ bền.
Lò lưu hóa khí nóng
- Lò nung HAV được sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm silicon đùn. Luồng khí nóng đồng đều đảm bảo liên kết chéo hoàn toàn.
- Nhiệt độ thường vào khoảng 200°C, và tốc độ băng tải được điều chỉnh dựa trên độ dày của sản phẩm. Lưu thông không khí tốt giúp ngăn ngừa hiện tượng ố vàng hoặc sủi bọt, đảm bảo màu sắc và độ hoàn thiện đồng đều.
Dây chuyền lưu hóa đường hầm
- Dây chuyền sản xuất đường hầm được thiết kế để sản xuất liên tục các sản phẩm dài như ống hoặc vỏ cáp. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ đa vùng cho phép gia nhiệt, lưu hóa và làm mát chính xác.
- Với hệ thống nạp liệu, dỡ liệu và làm mát tự động, các hệ thống này đạt được quy trình sản xuất hoàn toàn tự động—cải thiện hiệu quả và tính đồng nhất. Đối với các sản phẩm khối lượng lớn hoặc tiêu chuẩn hóa, đường hầm giúp giảm đáng kể chi phí.
Thiết bị xử lý bề mặt và hậu xử lý
Sau khi đúc, nhiều sản phẩm silicon cần được xử lý lần hai để cải thiện hình thức, kết cấu hoặc chức năng.
Máy cắt tỉa / gọt bavia
- Sản phẩm đúc thường có gờ thừa ở các cạnh. Máy loại bỏ gờ tự động sử dụng phương pháp đông lạnh ở nhiệt độ thấp để làm gờ giòn, sau đó loại bỏ gờ bằng cách quay tròn hoặc dùng lưỡi dao tốc độ cao.
- So với việc cắt tỉa thủ công, hệ thống tự động nhanh hơn, sạch hơn và có vẻ ngoài đồng nhất hơn.
Máy in lụa / Máy in tampon
- Những máy này in logo, chữ hoặc hoa văn trang trí lên bề mặt silicon. In lụa phù hợp với các sản phẩm phẳng, trong khi in tampon phù hợp với các sản phẩm cong hoặc có hình dạng phức tạp.
- Trước khi in, có thể áp dụng xử lý bề mặt để cải thiện độ bám dính của mực. Một số máy in tiên tiến có hệ thống sấy UV để tăng tốc độ sấy và tăng hiệu quả sản xuất.
Thiết bị phun / phủ
- Phun hoặc phủ tạo ra các hiệu ứng bề mặt đặc biệt như cảm giác mềm mại, chống bụi hoặc chống mài mòn. Các sản phẩm y tế và thực phẩm thường được xử lý plasma hoặc corona trước khi phủ để loại bỏ tạp chất và tăng cường độ bám dính.
- Các dây chuyền sơn phủ hiện đại sử dụng cánh tay robot trong môi trường sạch sẽ để có lớp sơn mịn, đều và thân thiện với môi trường.
Thiết bị kiểm tra và kiểm soát chất lượng
Để đảm bảo hiệu suất và vẻ ngoài đồng nhất, mọi sản phẩm silicon đều phải vượt qua các bài kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Các thiết bị kiểm tra phổ biến bao gồm:
| Mục kiểm tra | Thiết bị | Mục đích |
| Kiểm tra độ cứng | Máy đo độ cứng bờ | Đo độ cứng đồng nhất |
| Kiểm tra đồ bền | Máy kéo | Kiểm tra độ bền, độ giãn dài và hiệu suất đứt |
| Kiểm tra mật độ | Máy đo mật độ | Kiểm tra tính đồng nhất của vật liệu |
| Kiểm tra lão hóa | Lò ủ khí nóng | Đánh giá khả năng chịu nhiệt và lão hóa |
| Kiểm tra độ vàng | Máy kiểm tra lão hóa UV | Đánh giá độ ổn định màu của silicone trong suốt hoặc sáng màu |
Các dây chuyền sản xuất cao cấp cũng có thể bao gồm hệ thống kiểm tra trực quan để theo dõi kích thước và khuyết tật theo thời gian thực, đảm bảo chất lượng đồng đều.
Phần kết luận
Các sản phẩm silicone chất lượng cao phụ thuộc vào sự kết hợp hoàn hảo giữa máy móc và quy trình kiểm soát chính xác. Từ khâu trộn nguyên liệu thô đến đúc khuôn, lưu hóa và thử nghiệm, mỗi giai đoạn đều có thiết bị thiết yếu riêng. Tất cả cùng nhau, chúng đảm bảo mỗi sản phẩm silicone đều mang lại hiệu suất ổn định, vẻ ngoài tinh tế và chất lượng đáng tin cậy.
