Fabricación de productos de silicona: HCR sólido frente a LSR líquido frente a moldeo combinado sólido-líquido
I. Descripción general del proceso y del material básico
1. Caucho de silicona sólido (HCR – Caucho curado en caliente, moldeo por compresión, proceso tradicional)
Forma de materia prima
Bloques/láminas de caucho macizo a temperatura ambiente. Los fabricantes necesitan mezclar internamente el caucho base con agentes de curado, mezclas maestras de color y polvos de refuerzo para personalizar la dureza, el color, la resistencia al desgaste, el retardo de llama y otras fórmulas.
Flujo de producción completo
Mezclado: Mezcle caucho en bruto, agente de curado, polvo de color y aditivos mediante un mezclador interno y luego extruya en láminas.
Corte y pesaje: corte manualmente los espacios en blanco de goma según el peso del producto.
Carga en el molde : abra el molde y coloque piezas de goma dentro de las cavidades.
Cierre y curado del molde: calentar a 150–200 °C bajo una presión de 5–10 MPa; cure durante 2 a 10 minutos.
Apertura y expulsión del molde, recorte de tapajuntas (el exceso de rebabas es pesado).
Postcurado secundario opcional en horno (elimina pequeñas moléculas y olores).
Características principales del proceso
Llenado de molde abierto: cargue la materia prima después de abrir el molde, luego ciérrelo y comprímalo para permitir que el caucho fluya y llene las cavidades.
Reticulación: curado principalmente con peróxido, que fácilmente deja pequeñas moléculas residuales y provoca un fuerte olor; La silicona sólida curada con platino está disponible para grados premium.
Equipo: Prensa de compresión hidráulica estándar con baja inversión inicial (USD 3.000 a 8.000 por unidad); Moldes simples de bajo costo con entrega rápida de herramientas.
Alta dependencia laboral: cortar, cargar y recortar requieren trabajo manual; un operador solo puede monitorear 1 o 2 máquinas.
Ventajas
Bajo costo inicial, rentable para lotes pequeños y muestreo de prototipos.
Adecuado para piezas extragrandes y de paredes gruesas (alfombrillas de silicona, juntas de estanqueidad grandes, utensilios de cocina de silicona gruesos).
Modificación de fórmula altamente flexible para alta resistencia a la tracción, resistencia al desgaste, retardo de llama, conductividad y otras propiedades especiales.
Bajo costo para revisiones de moldes y cambios frecuentes de diseño.
Contras
Tiempo de ciclo largo; Los costos laborales aumentan para la producción en masa.
Baja precisión dimensional con tolerancia de ±0,1~0,3 mm, líneas de separación gruesas y gran carga de trabajo posterior al recorte.
Entorno de producción abierto propenso a la contaminación por polvo, difícil de cumplir con los estándares de limpieza para aplicaciones alimentarias/médicas.
Las piezas curadas con peróxido tienen olor y poca transparencia; Las estructuras intrincadas de paredes delgadas sufren fácilmente un llenado incompleto y burbujas de aire.
Aplicaciones típicas
Teclados de silicona comunes, anillos de sellado grandes industriales, tapetes antideslizantes de silicona, utensilios de cocina de silicona gruesos, piezas de silicona para automóviles en general, productos personalizados en lotes pequeños, componentes de silicona especiales conductores/retardantes de llama.
2. Caucho de silicona líquida (LSR – Caucho de silicona líquida, moldeo por inyección de líquido LIM, proceso automatizado de alta precisión)
Forma de materia prima
Sistema líquido de dos partes (Parte A: Parte B = 1:1 premezclado con catalizador de platino). No se requiere mezcla interna; Listo para cargar directamente en las máquinas de producción. Los grados alimentarios/médicos cuentan con materias primas ultrapuras y libres de impurezas.
Flujo de producción completo
Los barriles sellados de materia prima se conectan a las máquinas de inyección de LSR; El equipo mide y mezcla automáticamente la Parte A y la Parte B mediante un mezclador estático.
Inyección en molde cerrado: primero cierre completamente el molde y luego inyecte silicona líquida a alta presión a través del canal frío en las cavidades calentadas.
Curado rápido a alta temperatura: 160–190°C, tiempo de curado de solo 10–60 segundos.
Apertura y expulsión automática del molde con mínimo tapajuntas; Sólo un ligero recorte; en la mayoría de los casos, no es necesario un poscurado secundario.
Características principales del proceso
Sistema de inyección cerrado: tuberías y cavidades completamente selladas con cero exposición al aire, lo que respalda la fabricación en salas blancas para productos médicos.
Reticulación: curado por adición de platino sin moléculas pequeñas volátiles, sin olor, alta transparencia y rendimiento antiamarilleo.
Equipo: Máquinas de moldeo por inyección LSR especializadas (entre 7.500 y 15.000 dólares por unidad); Los moldes de canal caliente cuestan entre 2 y 3 veces más que los moldes de compresión de silicona sólida.
Alta automatización: Dosificación, inyección y expulsión automáticas; un operador puede gestionar de 8 a 10 máquinas simultáneamente.
Ventajas
Ciclo de moldeo ultrarrápido, menor costo unitario para producción en volumen masivo.
Precisión ultraalta con tolerancia ±0,01~0,05 mm; Rellena sin esfuerzo estructuras complejas de paredes delgadas, de tamaño micro, texturizadas y con ranuras profundas.
Rebabas mínimas, superficie lisa de alta transparencia con tacto suave y agradable para la piel, ideal para bienes de consumo médicos, infantiles y portátiles.
Capacidad de sobremoldeo: inyecte silicona directamente sobre inserciones de plástico o metal con una fuerte adhesión y sin delaminación, logrando un sellado impermeable IP67/IP68.
La producción cerrada evita la contaminación; pasa fácilmente las certificaciones de biocompatibilidad FDA, LFGB e ISO 10993.
Contras
Enorme inversión inicial en equipos y moldes; muestreo costoso y producción en lotes pequeños.
Mala disipación de calor para piezas de paredes gruesas, propensas a burbujear internamente; no recomendado para productos extragruesos y de gran tamaño.
Mayor precio unitario de la materia prima; Menos fórmulas especiales modificadas (conductoras, ultrarresistentes al desgaste) en comparación con la silicona sólida.
Aplicaciones típicas
Tetinas para bebés, utensilios de silicona para alimentos, catéteres y sellos médicos, juntas impermeables para relojes/auriculares inteligentes, teclados de precisión, películas protectoras ultrafinas, piezas sobremoldeadas integradas de plástico/metal, componentes ópticos de silicona transparente.
II. Moldeo combinado de silicona sólida y líquida (moldeo compuesto de proceso dual)
Tres soluciones compuestas convencionales:
Solución 1: Sustrato de silicona sólida + Sobremoldeado LSR secundario (el más utilizado)
Proceso:
Fabrique una base estructural gruesa mediante moldeo por compresión sólida (para soporte estructural y control de costos de piezas de gran volumen).
Coloque piezas semiacabadas de silicona sólida premoldeadas en moldes de inyección LSR, active la adhesión de la superficie mediante un tratamiento de imprimación.
Inyecte una fina capa de silicona líquida como piel exterior.
Ventajas:
La base sólida reduce el costo total de las piezas grandes, mientras que la capa exterior líquida ofrece un acabado superficial suave, agradable para la piel, sin olores y de alta transparencia.
Equilibra la rigidez estructural y la apariencia táctil premium; ampliamente utilizado para mangos de silicona, agarres de dispositivos de belleza y capas de sellado exteriores de juntas de contenedores de agua grandes.
Solución 2: Núcleo duro de plástico + Capa inferior de silicona sólida + Capa de sellado de silicona líquida
Principalmente para componentes electrónicos impermeables: la silicona sólida proporciona un soporte de cojín grueso, mientras que la silicona líquida forma capas de sellado impermeables de precisión con un rendimiento de sellado muy superior al de las piezas individuales de silicona sólida.
Solución 3: Molde compuesto de dos colores (un molde para moldeo secuencial de sólidos y líquidos)
Un molde equipado con dos cavidades: primero el molde de compresión de silicona sólida, luego la estación de transferencia para inyección de silicona líquida, formando piezas integradas sin espacios de ensamblaje, adecuado para piezas de apariencia compuesta de volumen medio.
Productos adecuados para moldeo combinado sólido-líquido
Piezas de gran tamaño que requieren control de costos, con superficies de contacto que exigen un rendimiento libre de olores apto para uso alimentario o agradable para la piel.
Piezas que necesitan tanto un soporte estructural grueso como capas de sellado impermeables de precisión.
Estructura de doble capa: silicona sólida interna para resistencia al desgaste, silicona líquida externa para mayor suavidad y transparencia.
Desventajas
La combinación de dos procesos aumenta la complejidad del molde y de la línea de producción; El costo unitario aumenta marcadamente para lotes muy pequeños. Sólo económico para productos estructurados compuestos de volumen medio a alto.
