您当前的位置:检测资讯 > 科研开发

液态硅橡胶模具设计要注意的的7大要点

嘉峪检测网        2020-10-14 20:34

热固性液态硅橡胶(LSR)压注模具的结构,总的来说,跟热塑性胶料所用的模具结构相似,但也有不少显著差别。例如,LSR胶料一般粘度较低,因而充模时间很短,即使在很低的注射压力下也是如此。为了避免空气滞留,在模具中设置良好的排气装置是至关重要的。

 

另外,LSR胶料在模具内不会像热塑性胶料那样收缩,它们往往遇热膨胀,遇冷轻微收缩。因而,其制品并不总是如所期望的那样留在模具的凸面上,而是滞留在表面积较大的模腔内。

 

01、收缩率 

 

虽然LSR并不会在模内收缩,但它们在脱模和冷却后,常常会收缩2.5%-3%。至于究竟收缩多少,在一定程度上取决于该胶料的配方。不过,从模具角度考虑,收缩率可能受到几种因素的影响,其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度,以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。

 

注射点的位置也值得斟酌,因为胶料流动方向的收缩率,通常比与胶料垂直流动方向的收缩率大一些。制品的外形尺寸对其收缩率也有影响,较厚的制品的收缩率一般要比较薄者小。如果需进行二次硫化,则可能再额外地收缩。

 

02、 分型线

 

确定分型线的位置是设计硅橡胶压注模具的前几个步骤之一。

由于LSR粘度较低,分型线必须精确,以免造成溢胶。即便如此,在定型的制品上还常能看见分型线。脱模受制品的几何尺寸和分型面位置的影响。将制品设计成稍有倒角,有助于保证制品对所需的另一半模腔有一致的亲合力。

 

03、排 气 

 

排气主要是通过位于分型线上的槽沟来实现的,这样的槽沟必经处在压注胶料最后到达的区域内。这样有助于避免内部产生气泡和降低胶接处的强度损失。

 

随着LSR的注入,滞留在模腔内的空气在模具闭合时被压缩,然后随着充模过程而通过通气槽沟被排出。空气如果不能完全排出,就会滞留在胶料内(这样往往会造成制品部分露出白边)。通气槽沟一般宽度为l-3mm,深度为0.004-0.005mm。

 

在模具内抽真空,可创造最佳的排气效果。这是通过在分型线上设计一个垫圈,并用真空泵迅速将所有的模腔抽成真空来实现的。一旦真空达到额定的程度,模具即完全闭合,开始压注。有些注射模压设备容许在可变化的闭合力下操作,这使加工者可以在低压下闭合模具,直到模腔的90%-95%被LSR充满(使空气更容易排出),然后切换成较高的闭合力,以免硅橡胶膨胀而发生溢胶。

 

04、注射点

 

模压LSR时采用冷流道系统,可最大限度地发挥这种胶料的优点,并可将生产效率提升至最高限度。以这么一种方式来加工制品,就不必去掉注胶道,从而避免增加作业的劳动强度,有时还可避免材料的大量浪费。在许多情况下,注胶道结构还可缩短操作时间。

 

胶料注射嘴由针形阀来作正向流控制,目前,许多制造厂商可将带气控开关的注射嘴作为标准设备提供,并能将其设置在模具内的各个部位。有些模具制造商专门研制出了一种开放式冷流道系统,其体积非常之小,以致要在极其有限的模具空间内设置多个注射点(进而充满了整个模腔)。这项技术在无需使胶注口分离的情况下,使大量生产优质硅橡胶制品成为可能。

 

如果采用冷流道系统,那么重要的是在热的模腔和冷的流道之间形成有效的温度间隔。若流道太热,胶料可能在注射前便开始硫化;但是,若冷却得太急,它就会从模具的浇口区吸收太多的热,导致不能完全硫化。

 

对于用常规的注浇道(如潜入式浇道和锥形浇道)注射的制品,适宜采用小直径注胶口加料(加料口直径通常为0.2-0.5mm)来浇注。低粘度的LSR胶料如同热塑性胶料一样,平衡流道系统显得十分重要,只有这样,所有的模腔才会被胶料均匀地注满。利用设计流道系统的模拟软件,可以大大简化模具的研制过程,并通过充模试验证明其有效性。

 

05、 脱模

 

通过硫化的液体硅橡胶容易粘附在金属的表面,制品的柔韧性会使其脱模困难。而LSR拥有的高温撕裂强度能使之在一般条件下脱模,即使较大的制品也不会被损伤。最常见的脱模技术包括脱模板脱模、脱模销脱模和气力脱模。其它常见的技术有辊筒刮模、导出板脱模和自动御模。

 

使用脱模系统时,必须使其保持在高精度范围内。若顶推销与导销套之间的间隙太大,或者部件因长时间磨损而间隙变大,就可能造成溢胶。

 

倒锥形或蘑菇形顶推销的效果甚佳,因为它允许采用较大的接触压力,便于改善密封性。

 

06、模具材料

 

模具托板常用非合金工具钢(No.1.1730,DIN code C45W)制成,-210℃高温的模具托板,考虑到抗冲击性,应当用预回火钢(No.1.2312,DIN code 40CrMn-MoS86)制造。对于设置模腔的模具托板,应采用经氮化或回火热处理的模具钢制造,以确保其耐高温性能。

 

对填充量高的LSR,如耐油级LSR,推荐采用硬度更高的材料来制造模具,例如,光亮的镀铬钢或为此用途专门研制的粉末金属(No.1.2379,DIN code X155CrVMo121)。设计高磨损材料模具时,应该将那些承受高磨擦的部件设计成可更换的形式,这样就不用更换整个模具了。

 

模腔内表面对制品的光洁度影响甚大。最明显的是,定型制品将同模腔表面完全吻合。透明制品用模具应采用抛光的钢材制造,经过表面处理的钛/镍钢耐磨性极高,而聚四氟乙烯(PTFE)/镍则能使脱模更加容易。

 

07、温度控制

 

一般来说,LSR的模压以采用电加热方式为宜,通常是采用带形加热器、筒形加热器或加热板加热。关键的是要使整个模具的温度场均匀分布,以促进LSR均匀固化。在大型模具上,最经济有效的加热法当推油温控制加热。

 

用绝热板包覆模具,有利于减少热损失。热模任何部位的不适宜,都可能使之在各操作工序之间遭受大的温度波动,或造成跑气。如果表面温度降得过低,胶料固化速度就会减慢,这往往会使制品无法脱模,引起质量问题。加热器和分型线之间应保持一定的距离,以防止模板弯翘变形,在成品上形成溢胶毛边。

 

若设计冷流道系统的模具,热端和冷端之间必须确保完全隔开。可以采用特制的钛合金(如3.7165[TiA16V4])制造,这是因为与别的钢材相比,其导热性低得多。对于一个整体的模具加热系统而言,隔热板应设置在模具与模具托板之间,以使热损失最小。

 

恰当的设计和构思可确保LSR压注成型,在此,模具十分重要。上述模具设计原则,旨在使胶料充满模腔,缩短固化时间,成品质量上乘,产量高,从而使硅橡胶加工者获得良好的经济效益。

 

液态硅橡胶模具设计要注意的的7大要点

分享到:

来源:模具网