Productie van siliconenproducten: vaste HCR versus vloeibare LSR versus gecombineerd vast-vloeibaar gieten
I. Basismateriaal- en procesoverzicht
1. Massief siliconenrubber (HCR – warmgehard rubber, compressiegieten, traditioneel proces)
Grondstofvorm
Massieve rubberen blokken/platen bij kamertemperatuur. Fabrikanten moeten het basisrubber intern mengen met verharders, kleurmasterbatches en versterkende poeders om de hardheid, kleur, slijtvastheid, vlamvertraging en andere formules aan te passen.
Volledige productiestroom
Mengen: Ruw rubber, verharder, kleurpoeder en additieven mengen via een interne mixer en vervolgens tot platen extruderen.
Snijden en wegen: Snijd handmatig rubberen plano's op basis van het productgewicht.
Laden in de mal : Open de mal en leg rubberen plano's in de holtes.
Sluiten en uitharden van de matrijs: Verwarm tot 150–200°C onder een druk van 5–10 MPa; uitharding gedurende 2-10 minuten.
Vorm openen en uitwerpen, trimmen knipperen (overtollige bramen zijn zwaar).
Optionele secundaire naharding in de oven (verwijder kleine moleculen en geuren).
Kernproceskenmerken
Open-mal vullen: Laad grondstof na het openen van de mal, sluit en comprimeer om het rubber te laten stromen en holtes te vullen.
Verknoping: Meestal peroxide-uitharding, waardoor gemakkelijk kleine moleculen achterblijven en een sterke geur ontstaat; platina-uitgeharde vaste siliconen zijn beschikbaar voor premiumkwaliteiten.
Uitrusting: Standaard hydraulische compressiepers met lage initiële investering (USD 3.000–8.000 per eenheid); eenvoudige, goedkope matrijzen met een snelle doorlooptijd van gereedschappen.
Grote arbeidsafhankelijkheid: snijden, laden en trimmen vereisen allemaal handmatig werk; één operator kan slechts 1 à 2 machines monitoren.
Pluspunten
Lage initiële kosten, kosteneffectief voor kleine batches en prototypebemonstering.
Geschikt voor extra grote en dikwandige onderdelen (siliconenmatten, grote afdichtingspakkingen, dik siliconen keukengerei).
Zeer flexibele formulemodificatie voor hoge treksterkte, slijtvastheid, vlamvertraging, geleidbaarheid en andere speciale eigenschappen.
Lage kosten voor matrijsrevisies en frequente ontwerpwijzigingen.
Nadelen
Lange cyclustijd; De arbeidskosten voor massaproductie stijgen.
Lage maatnauwkeurigheid met tolerantie ±0,1~0,3 mm, dikke scheidingslijnen en zware werklast na het trimmen.
Open productieomgeving die gevoelig is voor stofverontreiniging, waardoor het moeilijk is om te voldoen aan de reinheidsnormen voor voedsel-/medische toepassingen.
Met peroxide uitgeharde onderdelen dragen geur en lage transparantie; dunwandige, ingewikkelde structuren hebben gemakkelijk last van onvolledige vulling en luchtbellen.
Typische toepassingen
Gewone siliconen toetsenborden, industriële grote afdichtringen, siliconen antislipmatten, dik siliconen kookgerei, algemene siliconen onderdelen voor auto's, op maat gemaakte producten in kleine batches, geleidende / vlamvertragende speciale siliconencomponenten.
2. Vloeibaar siliconenrubber (LSR – vloeibaar siliconenrubber, LIM vloeistofspuitgieten, geautomatiseerd proces met hoge precisie)
Grondstofvorm
Tweecomponentenvloeistofsysteem (Deel A: Deel B = 1:1 voorgemengd met platinakatalysator). Geen intern mengen vereist; klaar om rechtstreeks op productiemachines te laden. Voedings-/medische kwaliteiten bevatten ultrazuivere grondstoffen, vrij van onzuiverheden.
Volledige productiestroom
Verzegelde grondstoffenvaten worden aangesloten op LSR-injectiemachines; apparatuur doseert automatisch, mengt deel A en deel B via een statische mixer.
Injectie met gesloten mal: sluit de mal eerst volledig en injecteer vervolgens vloeibare siliconen onder hoge druk via een koude runner in verwarmde holtes.
Snelle uitharding bij hoge temperaturen: 160–190°C, uithardingstijd slechts 10–60 seconden.
Automatisch openen en uitwerpen van de mal met minimaal knipperen; Alleen licht trimmen, secundaire naharding is in de meeste gevallen niet nodig.
Kernproceskenmerken
Gesloten injectiesysteem: Volledig afgedichte pijpleidingen en holtes zonder blootstelling aan lucht, ter ondersteuning van de productie van medische producten in cleanrooms.
Crosslinking: platina-additie-uitharding zonder vluchtige kleine moleculen, geurvrij, hoge transparantie en anti-vergelingsprestaties.
Uitrusting: Gespecialiseerde LSR-spuitgietmachines (USD 7.500–15.000 per eenheid); Hot Runner-mallen kosten 2 à 3 keer massieve siliconen compressievormen.
Hoge automatisering: automatisch batchen, injecteren en uitwerpen; één operator kan 8 tot 10 machines tegelijk beheren.
Pluspunten
Ultrasnelle gietcyclus, lagere kosten per eenheid voor massaproductie.
Ultrahoge precisie met tolerantie ±0,01~0,05 mm; Vult moeiteloos dunwandige, micro-formaat, gestructureerde en diepgegroefde complexe structuren.
Minimale bramen, glad, transparant oppervlak met huidvriendelijke zachte aanraking, ideaal voor medische, baby- en draagbare consumptiegoederen.
Mogelijkheid tot overgieten: Direct injecteren van siliconen over plastic of metalen inzetstukken met sterke hechting en geen delaminatie, waardoor een waterdichte IP67/IP68-afdichting wordt bereikt.
Gesloten productie voorkomt besmetting; voldoet gemakkelijk aan de biocompatibiliteitscertificeringen van de FDA, LFGB en ISO 10993.
Nadelen
Enorme investeringen vooraf in apparatuur en matrijzen; dure bemonstering en productie in kleine batches.
Slechte warmteafvoer voor dikwandige onderdelen, gevoelig voor interne bubbels; niet aanbevolen voor extra dikke en extra grote producten.
Hogere eenheidsprijs van grondstoffen; minder gemodificeerde speciale formules (geleidend, ultra-slijtvast) vergeleken met vaste siliconen.
Typische toepassingen
Babyspenen, siliconen voedselgerei, medische katheters en afdichtingen, waterdichte pakkingen voor smartwatches/oortelefoons, precisietoetsenborden, ultradunne beschermfolies, kunststof/metaal geïntegreerde overmold onderdelen, optisch transparante siliconencomponenten.
II. Gecombineerd vast en vloeibaar siliconengieten (composietgieten met twee processen)
Drie reguliere composietoplossingen:
Oplossing 1: stevig siliconensubstraat + secundaire LSR-overmolding (meest gebruikte)
Proces:
Fabriceer een dikke structurele basis via solide compressiegieten (voor structurele ondersteuning en kostenbeheersing van onderdelen met een groot volume).
Voorgevormde massieve siliconen halffabrikaten in LSR-spuitgietmatrijzen plaatsen, oppervlaktehechting activeren via primerbehandeling.
Injecteer een dunne laag vloeibare siliconen als buitenhuid.
Voordelen:
Een solide basis verlaagt de totale kosten voor grote onderdelen, terwijl de vloeibare buitenlaag zorgt voor een gladde, huidvriendelijke, geurvrije en zeer transparante oppervlakteafwerking.
Brengt structurele stijfheid in evenwicht en een eersteklas tastbaar uiterlijk; veel gebruikt voor siliconen handgrepen, grepen voor schoonheidsapparaten, buitenste afdichtingslagen van grote watercontainerpakkingen.
Oplossing 2: harde kunststof kern + massieve siliconen onderlaag + vloeibare siliconen afdichtingslaag
Hoofdzakelijk voor waterdichte elektronische componenten: vaste siliconen bieden dikke kussenondersteuning, terwijl vloeibare siliconen nauwkeurige waterdichte afdichtingslagen vormen met veel betere afdichtingsprestaties dan afzonderlijke massieve siliconenonderdelen.
Oplossing 3: tweekleurige composietvorm (één vorm voor sequentieel vormen van vaste en vloeibare stoffen)
Eén mal uitgerust met dubbele holtes: eerst vaste siliconen door compressie, vervolgens overdrachtsstation voor injectie van vloeibare siliconen, waardoor geïntegreerde onderdelen worden gevormd zonder montagegaten, geschikt voor onderdelen met een middelgroot volume van composiet.
Geschikte producten voor het gecombineerd vast-vloeibaar vormen
Extra grote onderdelen die kostenbeheersing vereisen, met contactoppervlakken die voedselveilige of huidvriendelijke geurvrije prestaties vereisen.
Onderdelen die zowel dikke structurele ondersteuning als nauwkeurige waterdichte afdichtingslagen nodig hebben.
Dubbellaagse structuur: vaste siliconen aan de binnenkant voor slijtvastheid, vloeibare siliconen aan de buitenkant voor hoge zachtheid en transparantie.
Nadelen
Het combineren van twee processen verhoogt de complexiteit van matrijzen en productielijnen; de eenheidskosten stijgen scherp voor zeer kleine batches. Alleen economisch voor samengestelde gestructureerde producten met een middelgroot tot hoog volume.
