Silikonprodukttillverkning: Solid HCR vs Liquid LSR vs Combined Solid-Liquid Forming
I. Grundläggande material och processöversikt
1. Solid silikongummi (HCR – varmhärdat gummi, formpressning, traditionell process)
Råmaterial Form
Solida gummiblock/ark i rumstemperatur. Tillverkare måste internt blanda basgummit med härdare, färgförråd och förstärkningspulver för att anpassa hårdhet, färg, slitstyrka, flamskydd och andra formler.
Fullständigt produktionsflöde
Blandning: Blanda rågummi, härdare, färgpulver och tillsatser via intern mixer, extrudera sedan till ark.
Kapning & vägning: Skär gummiämnen manuellt efter produktvikt.
Ladda i formen : Öppna formen och lägg gummiämnen inuti håligheter.
Formstängning och härdning: Värm till 150–200°C under 5–10 MPa tryck; härda i 2–10 minuter.
Formöppning & utkastning, trimning blinkande (överflödiga grader är tunga).
Valfri sekundär efterhärdning i ugn (ta bort små molekyler och lukter).
Kärnprocessfunktioner
Fyllning med öppen form: Ladda råmaterial efter att formen öppnats, stäng sedan och komprimera för att låta gummi flöda och fylla håligheter.
Tvärbindning: Mestadels peroxidhärdning, som lätt lämnar kvarvarande små molekyler och orsakar stark lukt; platinahärdad solid silikon finns tillgänglig för premiumkvaliteter.
Utrustning: Standard hydraulisk kompressionspress med låg initial investering (3 000–8 000 USD per enhet); enkla lågkostnadsformar med snabb hantering av verktyg.
Högt arbetsberoende: Kapning, lastning och trimning kräver allt manuellt arbete; en operatör kan bara övervaka 1–2 maskiner.
Proffs
Låg initial kostnad, kostnadseffektiv för små partier och prototypprovtagning.
Lämplig för extra stora och tjockväggiga delar (silikonmattor, stora tätningspackningar, tjocka silikonköksartiklar).
Mycket flexibel formelmodifiering för hög draghållfasthet, slitstyrka, flamskydd, konduktivitet och andra speciella egenskaper.
Låg kostnad för formrevisioner och frekventa designändringar.
Nackdelar
Lång cykeltid; arbetskostnaderna stiger för massproduktion.
Låg måttnoggrannhet med tolerans ±0,1~0,3 mm, tjocka skiljelinjer och tung arbetsbelastning efter trimning.
Öppen produktionsmiljö som är utsatt för dammkontamination, svår att uppfylla renhetsstandarder för livsmedel/medicinska tillämpningar.
Peroxidhärdade delar bär lukt och låg transparens; tunnväggiga intrikata strukturer lider lätt av ofullständig fyllning och luftbubblor.
Typiska applikationer
Vanliga silikonknappsatser, industriella stora tätningsringar, anti-halkmattor av silikon, tjocka kokkärl i silikon, allmänna silikondelar för bilar, specialanpassade produkter i små partier, ledande/flamskyddande specialsilikonkomponenter.
2. Flytande silikongummi (LSR – Flytande silikongummi, LIM flytande formsprutning, högprecisionsautomatiserad process)
Råmaterial Form
Tvådelat vätskesystem (Del A: Del B = 1:1 förblandat med platinakatalysator). Ingen intern blandning krävs; redo att lastas direkt på produktionsmaskiner. Livsmedel/medicinska kvaliteter innehåller ultrarena råvaror fria från föroreningar.
Fullständigt produktionsflöde
Förseglade råmaterialfat ansluter till LSR-insprutningsmaskiner; utrustning mäter automatiskt, blandar del A och del B via statisk mixer.
Insprutning med sluten form: Stäng formen helt först, injicera sedan flytande silikon under högt tryck genom en kall löpare i uppvärmda håligheter.
Snabb härdning vid hög temperatur: 160–190°C, härdningstid endast 10–60 sekunder.
Automatisk formöppning och utkastning med minimal blinkning; endast lätt trimning, sekundär efterhärdning onödig i de flesta fall.
Kärnprocessfunktioner
Stängt injektionssystem: Helt förseglade rörledningar och kaviteter utan luftexponering, stödjer renrumstillverkning för medicinska produkter.
Tvärbindning: Platinatillsatshärdning utan flyktiga små molekyler, luktfri, hög transparens och anti-gulning prestanda.
Utrustning: Specialiserade LSR-formsprutningsmaskiner (7 500–15 000 USD per enhet); Hot runner-formar kostar 2–3 gånger solida silikonformar.
Hög automation: Automatisk dosering, injektion och utmatning; en operatör kan hantera 8–10 maskiner samtidigt.
Proffs
Ultrasnabb formningscykel, lägre enhetskostnad för massvolymproduktion.
Ultrahög precision med tolerans ±0,01~0,05 mm; Fyller utan ansträngning tunnväggiga, mikrostora, strukturerade och komplexa strukturer med djupa spår.
Minimala grader, slät yta med hög transparens med hudvänlig mjuk touch, idealisk för medicinska, spädbarn och bärbara konsumentvaror.
Övergjutningsförmåga: Injicera silikon direkt över plast- eller metallinsatser med stark vidhäftning och ingen delaminering, vilket uppnår IP67/IP68 vattentät tätning.
Sluten produktion undviker kontaminering; klarar enkelt FDA, LFGB och ISO 10993 biokompatibilitetscertifieringar.
Nackdelar
Enorma förskottsinvesteringar i utrustning och formar; dyr provtagning och småpartiproduktion.
Dålig värmeavledning för tjockväggiga delar, benägna att inre bubbla; rekommenderas inte för extra tjocka och överdimensionerade produkter.
Högre enhetspris för råvaror; färre modifierade specialformler (ledande, extremt slitstarka) jämfört med fast silikon.
Typiska applikationer
Babynipplar, matredskap i silikon, medicinska katetrar och tätningar, vattentäta packningar för smartklockor/hörlurar, precisionsknappsatser, ultratunna skyddsfilmer, integrerade övergjutna delar av plast/metall, optiska transparenta silikonkomponenter.
II. Kombinerad gjutning av fast och flytande silikon (kompositgjutning med dubbla processer)
Tre vanliga kompositlösningar:
Lösning 1: Solid silikonsubstrat + sekundär LSR-övergjutning (mest använda)
Behandla:
Tillverka tjock strukturell bas via solid formpressning (för strukturellt stöd och kostnadskontroll av stora volymdelar).
Placera förgjutna halvfabrikat av massivt silikon i LSR-sprutformar, aktivera ytvidhäftning via primerbehandling.
Injicera ett tunt lager flytande silikon som ytterhud.
Fördelar:
Solid bas minskar totalkostnaden för stora delar, medan flytande ytterskikt ger en slät hudvänlig, luktfri och högtransparens ytfinish.
Balanserar strukturell styvhet och premium taktilt utseende; används ofta för silikonhandtag, grepp för skönhetsanordningar, yttre tätningsskikt av stora vattenbehållares packningar.
Lösning 2: Plastkärna + solid silikonunderlag + flytande silikontätningslager
Främst för vattentäta elektroniska komponenter: solid silikon ger tjockt kuddstöd, medan flytande silikon bildar precisionsvattentäta tätningsskikt med mycket överlägsen tätningsprestanda jämfört med enstaka solida silikondelar.
Lösning 3: Tvåfärgad kompositform (en form för sekventiell fast och flytande formning)
En form utrustad med dubbla hålrum: kompressionsform av massiv silikon först, sedan överföringsstation för flytande silikoninjektion, bildar integrerade delar utan monteringsluckor, lämplig för kompositdelar med medelvolym.
Lämpliga produkter för kombinerad fast-vätskeformning
Överdimensionerade delar som kräver kostnadskontroll, med kontaktytor som kräver livsmedelskvalitet eller hudvänlig luktfri prestanda.
Delar som behöver både tjockt strukturellt stöd och precisionsvattentäta tätningsskikt.
Dubbelskiktsstruktur: inre solid silikon för slitstyrka, yttre flytande silikon för hög mjukhet och transparens.
Nackdelar
Att kombinera två processer ökar mögel- och produktionslinjens komplexitet; enhetskostnaden stiger kraftigt för mycket små partier. Endast ekonomiskt för medel till hög volym kompositstrukturerade produkter.
