عملية قولبة السيليكون الصلبة مقابل LSR السائل | دليل تصنيع السيليكون المركب

I. نظرة عامة على المواد والعمليات الأساسية

1. مطاط السيليكون الصلب (HCR – المطاط المعالج على الساخن، القولبة بالضغط، العملية التقليدية)

نموذج المواد الخام

كتل/صفائح مطاطية صلبة في درجة حرارة الغرفة. يحتاج المصنعون إلى خلط المطاط الأساسي داخليًا مع عوامل المعالجة وأصبغة الألوان ومساحيق التعزيز لتخصيص الصلابة واللون ومقاومة التآكل ومثبطات اللهب والصيغ الأخرى.

تدفق الإنتاج الكامل

الخلط: قم بمزج المطاط الخام، وعامل المعالجة، ومسحوق الألوان والمواد المضافة عبر خلاط داخلي، ثم يتم بثقها إلى صفائح.

القطع والوزن: قطع الفراغات المطاطية يدويًا وفقًا لوزن المنتج.

التحميل في القالب : افتح القالب وضع الفراغات المطاطية داخل التجاويف.

إغلاق القالب وعلاجه: التسخين إلى 150-200 درجة مئوية تحت ضغط 5-10 ميجاباسكال؛ علاج لمدة 2-10 دقائق.

فتح القالب وإخراجه، وميض التشذيب (النتوءات الزائدة ثقيلة).

المعالجة الثانوية الاختيارية في الفرن (إزالة الجزيئات الصغيرة والروائح الكريهة).

ميزات العملية الأساسية

تعبئة القالب المفتوح: قم بتحميل المواد الخام بعد فتح القالب، ثم أغلقها واضغطها للسماح بتدفق المطاط وملء التجاويف.

التشابك: معالجة بالبيروكسيد في الغالب، مما يترك بسهولة جزيئات صغيرة متبقية ويسبب رائحة قوية؛ السيليكون الصلب المعالج بالبلاتين متاح للدرجات الممتازة.

المعدات: مكبس ضغط هيدروليكي قياسي باستثمار أولي منخفض (3000-8000 دولار أمريكي لكل وحدة)؛ قوالب بسيطة ومنخفضة التكلفة مع تحول سريع للأدوات.

الاعتماد الكبير على العمالة: يتطلب القطع والتحميل والتشذيب عملاً يدويًا؛ يمكن لمشغل واحد مراقبة 1-2 ماكينة فقط.

الايجابيات

تكلفة أولية منخفضة، وفعالة من حيث التكلفة للدفعات الصغيرة وأخذ عينات النماذج الأولية.

مناسبة للأجزاء الكبيرة جدًا وذات الجدران السميكة (حصائر السيليكون وحشوات الغلق الكبيرة وأدوات المطبخ السميكة المصنوعة من السيليكون).

تعديل تركيبة مرنة للغاية للحصول على قوة شد عالية، ومقاومة التآكل، ومثبطات اللهب، والموصلية وغيرها من الخصائص الخاصة.

تكلفة منخفضة لمراجعات القالب وتغييرات التصميم المتكررة.

سلبيات

وقت دورة طويل. ارتفاع تكاليف العمالة للإنتاج الضخم.

دقة أبعاد منخفضة مع تفاوت يتراوح بين ±0.1~0.3 مم، وخطوط فصل سميكة وعبء عمل ثقيل بعد التشذيب.

بيئة إنتاج مفتوحة معرضة للتلوث بالغبار، ومن الصعب تلبية معايير النظافة للتطبيقات الغذائية والطبية.

تحمل الأجزاء المعالجة بالبيروكسيد رائحة وشفافية منخفضة؛ الهياكل المعقدة ذات الجدران الرقيقة تعاني بسهولة من الحشو غير المكتمل وفقاعات الهواء.

التطبيقات النموذجية

لوحات المفاتيح السيليكونية العادية، حلقات الختم الصناعية الكبيرة، حصائر السيليكون المضادة للانزلاق، أواني الطبخ المصنوعة من السيليكون السميك، قطع السيليكون العامة للسيارات، المنتجات المخصصة بكميات صغيرة، مكونات السيليكون المتخصصة الموصلة/المثبطة للهب.

2. مطاط السيليكون السائل (LSR – مطاط السيليكون السائل، قالب حقن السائل LIM، عملية آلية عالية الدقة)

نموذج المواد الخام

نظام سائل مكون من جزأين (الجزء أ: الجزء ب = 1:1 مخلوط مسبقًا بمحفز البلاتين). لا حاجة للخلط الداخلي؛ جاهزة للتحميل مباشرة على آلات الإنتاج. تتميز الدرجات الغذائية/الطبية بمواد خام فائقة النقاء وخالية من الشوائب.

تدفق الإنتاج الكامل

تتصل براميل المواد الخام المختومة بآلات حقن LSR؛ تقوم المعدات تلقائيًا بقياس ومزج الجزء أ والجزء ب عبر خلاط ثابت.

حقن القالب المغلق: أغلق القالب بالكامل أولاً، ثم حقن السيليكون السائل تحت ضغط عالٍ من خلال عداء بارد في تجاويف ساخنة.

معالجة سريعة بدرجة حرارة عالية: 160-190 درجة مئوية، وقت المعالجة 10-60 ثانية فقط.

فتح القالب وإخراجه تلقائيًا بأقل قدر من الوميض؛ التشذيب الخفيف فقط، والمعالجة الثانوية غير ضرورية في معظم الحالات.

ميزات العملية الأساسية

نظام الحقن المغلق: خطوط الأنابيب والتجويفات محكمة الغلق بالكامل مع عدم تعرضها للهواء، مما يدعم تصنيع غرف الأبحاث للمنتجات الطبية.

الربط المتشابك: معالجة إضافة البلاتين بدون جزيئات صغيرة متطايرة، وخالية من الروائح، وشفافية عالية وأداء مضاد للاصفرار.

المعدات: آلات القولبة بالحقن المتخصصة LSR (7,500-15,000 دولار أمريكي لكل وحدة)؛ تكلف قوالب العداء الساخن 2-3 أضعاف قوالب ضغط السيليكون الصلبة.

أتمتة عالية: الخلط التلقائي والحقن والإخراج؛ يمكن لمشغل واحد إدارة 8-10 آلات في وقت واحد.

الايجابيات

دورة قولبة فائقة السرعة، تكلفة وحدة أقل للإنتاج بكميات كبيرة.

دقة فائقة مع تسامح ±0.01~0.05 مم؛ يملأ بسهولة الهياكل المعقدة ذات الجدران الرقيقة والصغيرة الحجم والمزخرفة وعميقة الأخدود.

نتوءات بسيطة، وسطح أملس عالي الشفافية مع ملمس ناعم صديق للبشرة، مثالي للسلع الطبية والرضع والسلع الاستهلاكية القابلة للارتداء.

القدرة على القولبة الزائدة: قم بحقن السيليكون مباشرة على الحشوات البلاستيكية أو المعدنية مع التصاق قوي وبدون انفصال، مما يحقق الختم المقاوم للماء IP67/IP68.

الإنتاج المغلق يتجنب التلوث. يجتاز بسهولة شهادات التوافق الحيوي FDA وLFGB وISO 10993.

سلبيات

استثمار ضخم مقدمًا في المعدات والقوالب؛ أخذ العينات باهظة الثمن وإنتاج دفعة صغيرة.

سوء تبديد الحرارة للأجزاء ذات الجدران السميكة، وعرضة للفقاعات الداخلية؛ لا يُنصح به للمنتجات السميكة والكبيرة الحجم.

ارتفاع سعر وحدة المواد الخام؛ عدد أقل من الصيغ المتخصصة المعدلة (موصلة، ومقاومة للاهتراء للغاية) مقارنة بالسيليكون الصلب.