硅橡膠成型，特別是液態(tài)硅膠（lsr）注射開(kāi)模是非常有挑戰(zhàn)性的。許多人認(rèn)為橡膠成型的技術(shù)難度較低。而事實(shí)恰恰相反。在許多情況下，lsr模具比熱塑性塑料模具需要更多的精度和專業(yè)知識(shí)。

圖 東莞深盈精密模具廠生產(chǎn)的LSR模具

一、防止飛邊

熱塑性模具和LSR模具都有非常復(fù)雜的幾何形狀。它們之間的主要區(qū)別在于對(duì)型腔鑲塊之間的配合和關(guān)系的要求。許多熱塑性材料可以使用0.002英寸的間隙配合而不產(chǎn)生飛邊問(wèn)題。但同樣的間隙會(huì)讓許多LSR材料產(chǎn)生飛邊，即使配合緊密到0.0001英寸，或者更少，飛邊還是會(huì)產(chǎn)生。這種配合要求需要不同程度的工程、加工和工藝精度的。

LSR和熱塑性注塑模具之間的配合和關(guān)聯(lián)差異的一個(gè)簡(jiǎn)單示例是使用頂針。頂針常用于塑料模具，頂針可以穿過(guò)某些零件上的分模線，以便一半頂桿在零件上，一半在分模線關(guān)閉裝置上。在這種設(shè)計(jì)的熱塑性成型中，通常不會(huì)產(chǎn)生飛邊。頂針也可用于LSR模具，但它們必須具有錐形關(guān)閉設(shè)計(jì)，不能侵入分模線關(guān)閉區(qū)域。閥座上殘留的微量碎屑或橡膠會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的生產(chǎn)問(wèn)題。

LSR加工的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)真空度的要求。即使熱塑性材料可以在成型過(guò)程中排氣，模具在配合和相關(guān)區(qū)域通常會(huì)有足夠的間隙（通風(fēng)口）來(lái)釋放這些氣體以及空腔區(qū)域中包含的空氣。此外，LSR成型需要一個(gè)化學(xué)固化過(guò)程。液態(tài)硅通常分為兩個(gè)組分。一組分有催化劑，另一組分有交聯(lián)劑。當(dāng)這兩種成分混合時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一些氣體。更為重要的是，在注射之前，要清除模腔中的殘留空氣，以確保模具能夠正確地排出固化過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。由于LSR模具部件會(huì)緊密配合以防止飛邊的產(chǎn)生，因此必須在模具設(shè)計(jì)中加入適當(dāng)?shù)耐L(fēng)口，以允許空氣在填充過(guò)程中從型腔中逸出。如果橡膠部件需要在嚴(yán)格的規(guī)格范圍內(nèi)進(jìn)行飛邊控制，則應(yīng)將排氣控制在百萬(wàn)分之一英寸的深度公差內(nèi)。

熱塑性和LSR模具設(shè)計(jì)的另一個(gè)區(qū)別是溫度控制。由于熱塑性成型需要冷卻模具中的材料，因此通常通過(guò)循環(huán)油或水來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。熱塑性模具的溫度通常低于80攝氏度。對(duì)于LSR，模具必須加熱到160至220攝氏度才能固化材料，最常見(jiàn)的方式是使用電熱筒加熱器來(lái)給模具加熱。

二、模具與產(chǎn)品設(shè)計(jì)差異

相對(duì)于熱塑性材料，LSR材料的模具與產(chǎn)品設(shè)計(jì)都有很多差異。很多熱塑性材料要遵循的準(zhǔn)則在LSR上門并不適用。

在LSR二次成型的應(yīng)用中，這一點(diǎn)尤為重要。一般二次成型是將LSR成型到熱塑性基材上，或?qū)⒁粋€(gè)等級(jí)的LSR成型到另一個(gè)LSR上。這類產(chǎn)品通常需要許多小的調(diào)整，以允許更方便用戶的模具設(shè)計(jì)和成型過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要確保有適當(dāng)?shù)年P(guān)閉閥、適當(dāng)?shù)耐L(fēng)、適當(dāng)?shù)臐部谖恢茫钪匾氖沁m當(dāng)?shù)呐鋵?duì)基板和二次成型材料。熱塑性基材樹(shù)脂需要承受LSR一半的模具溫度。如果熱塑性塑料在低于LSR固化溫度的溫度下開(kāi)始變形，項(xiàng)目將失敗。另一個(gè)需要早期討論的問(wèn)題是兩種材料的粘合方法。我們使用的是自鍵LSR還是機(jī)械鍵或兩者兼而有之？這些項(xiàng)目將影響模具的設(shè)計(jì)。一旦產(chǎn)品通過(guò)所有審批，就很難更改，因此需要盡早討論這些因素。

三、冷流道與熱流道

熱塑性塑料和LSR都可以使用無(wú)流道模具設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)上有顯著的差異。熱塑性塑料需要熱流道來(lái)保持材料在兩次射出之間的溫度和粘度。LSR則相反，它需要一個(gè)冷卻流道，以防止材料在到達(dá)加熱型腔之前固化。（一旦兩種反應(yīng)性成分混合在一起，LSR可以在室溫下開(kāi)始固化。）從保持材料輸送系統(tǒng)與模具本體熱分離的角度來(lái)看，兩者的工程概念是相似的。

使用LSR的時(shí)候，成型機(jī)上的炮筒和冷臺(tái)（流道系統(tǒng)）使用水混合物保持冷卻。這些部件的典型溫度范圍是15到38攝氏度。最關(guān)鍵的區(qū)域是冷板噴嘴和模具之間的接觸點(diǎn)，這里通常會(huì)使用針閥澆口。如果該區(qū)域設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)很容易出現(xiàn)成型缺陷，例如由于該區(qū)域太冷而導(dǎo)致的“濕”澆口外觀，或由于該區(qū)域太熱而導(dǎo)致的擴(kuò)展?jié)部?。隨著模具尺寸越來(lái)越大，模穴數(shù)量越來(lái)越高，LSR的溫度敏感性和排氣特性使得挑戰(zhàn)變得更加困難。這就是為什么大多數(shù)LSR模具制造者不喜歡超過(guò)64腔的原因。

使用無(wú)流道LSR模具的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)甚至比使用熱塑性塑料更大，原因有如下幾個(gè)。

首先，因?yàn)楣袒腖SR廢料不能重復(fù)使用。

其次，因?yàn)長(zhǎng)SR往往是高價(jià)材料。

第三，因?yàn)長(zhǎng)SR的固化周期通常比熱塑性塑料的冷卻周期長(zhǎng)。在成型小的LSR零件時(shí)，流道可能比零件厚，因此在零件本身準(zhǔn)備好脫模后，模具工還要等待流道固化。此外，熱流道LSR系統(tǒng)更難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)樗鼈冃枰コ尚土慵土鞯缽U料。這些廢料也必須收集起來(lái)，并最終從成型區(qū)清除。

四、LSR模具的報(bào)價(jià)

今天的市場(chǎng)要求模具制造商在兩三天內(nèi)提供模具報(bào)價(jià)，通常會(huì)基于非常有限的信息提出報(bào)價(jià)。報(bào)價(jià)時(shí)提供的信息不完整可能導(dǎo)致以后的盈利問(wèn)題。我們?cè)?jīng)有過(guò)很多這樣的例子：注塑商要求一定數(shù)量的型腔，后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)他們沒(méi)有足夠大的壓力機(jī)來(lái)運(yùn)行模具。某些關(guān)鍵信息也會(huì)被忽略，例如客戶忘記通知我們他們是否需要完全自動(dòng)化。提供的零件圖有時(shí)不完整或不是設(shè)計(jì)的最新版本。有時(shí)圖紙不完全清晰。所有這些變量都需要額外的時(shí)間。

曾經(jīng)使用熱塑性塑料的注塑商可能認(rèn)為，全世界有數(shù)百個(gè)注塑商可以制造出高質(zhì)量的LSR模具。實(shí)際上，符合上述標(biāo)準(zhǔn)的只有很少的企業(yè)。

基于以上討論的原因，我們強(qiáng)烈建議與熟悉橡膠模具并與成熟的LSR模具制造商合作。這同樣適用于注塑機(jī)及其配套的計(jì)量混合裝置。盡管許多人會(huì)說(shuō)模具是成型過(guò)程中最重要的組成部分，但成功的LSR項(xiàng)目需要四個(gè)關(guān)鍵要素：

好的材料

好的計(jì)量混合裝置

好的成型機(jī)

好的模具。

如果流程需要自動(dòng)化，還需要包括適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化公司。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，模具制造商應(yīng)該有能力和人員來(lái)管理一個(gè)完整的交鑰匙項(xiàng)目。模廠還應(yīng)該有空間允許在其設(shè)施中組裝和測(cè)試整個(gè)項(xiàng)目。即使只是制造模具，模具制造商也必須在裝運(yùn)前準(zhǔn)備好模具測(cè)試設(shè)備。即使是最好的模具設(shè)計(jì)概念，也可能會(huì)有一些加工問(wèn)題，需要對(duì)模具進(jìn)行一些更改。為了有效地做到這一點(diǎn)，應(yīng)在裝運(yùn)前對(duì)所有工具進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。大多數(shù)產(chǎn)品的上市時(shí)間是至關(guān)重要的，因此任何可以在模廠處完成的事情都可以減少時(shí)間消耗，這意味著為客戶節(jié)省了資金。

因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)變更時(shí)，評(píng)估模廠的反應(yīng)時(shí)間非常重要。詢問(wèn)潛在的模具制造商是否有人員和設(shè)備進(jìn)行這些快速反映。還要考慮模具制造商是否有精確的測(cè)量設(shè)備，以提供公差十分之一英寸和百萬(wàn)分之一英寸的質(zhì)量LSR模具。模具制造商是否遵循規(guī)定的過(guò)程，以確保從一個(gè)腔到另一個(gè)腔的一致性。

圖 東莞深盈精密模具廠

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