Hvad er trinene involveret i den flydende silikoneindkapslingsmetalsprøjtestøbning?

Flydende silikone-belagt metalsprøjtestøbning (integreret støbning af flydende silikone og metalindsatser) er en proces, hvor flydende silikone (LSR) sprøjtes ind i en form under høj temperatur og tryk ved hjælp af en sprøjtestøbemaskine, hvor den kombineres med en præ-placeret metalindsats og størkner til et kompositprodukt. Kernen i denne proces er at sikre et stærkt bånd mellem metal og silikone, dimensionsnøjagtighed og udseendekvalitet. De specifikke procestrin er som følger:

Automatiseret produktion af flydende silikone-belagt metalsprøjtestøbning
I. Indledende forberedelsesfase

1. Metalindsatsdesign og valg

Baseret på produktets funktionelle krav skal du bestemme materialet (f.eks. rustfrit stål, aluminiumslegering, jern), form (reserver plads til silikoneindkapsling for at undgå spændingskoncentration forårsaget af skarpe hjørner) og dimensionelle tolerancer (typisk kontrolleret inden for ±0,02 mm for at sikre støbeformkompatibilitet).

Indsatsoverfladen skal have forud-reserverede "bindende forstærkningsstrukturer", såsom lavvandede riller, ujævnheder eller gevind (for at hjælpe med mekanisk forankring og forbedre silikonevedhæftning).

2. Udvælgelse og forberedelse af flydende silikoneharpiks (LSR).

Valg: Vælg en passende LSR baseret på produktets ydeevnekrav (f.eks. hårdhed, temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed). For eksempel skal LSR af medicinsk-kvalitet opfylde FDA-standarder, mens LSR af industriel-kvalitet skal være olie-bestandig og ældningsbestandig-.

Råvarebehandling:

Vej de to-komponent LSR (komponent A indeholder basisklæbemiddel + katalysator, komponent B indeholder basisklæbemiddel + tværbindingsmiddel) i henhold til forholdet (normalt 1:1 eller 10:1). Fejlen skal være mindre end eller lig med 0,5 % (ubalance i forholdet vil føre til ufuldstændig vulkanisering eller overdreven hårdhed/blødhed).

Blanding og omrøring: Brug en dedikeret mixer til at røre ved lav hastighed i 3-5 minutter, og rør derefter ved høj hastighed i 5-10 minutter for at sikre ensartethed (undgå lokale præstationsforskelle).

Vakuumafgasning: Afgas under et vakuum på -0,095 MPa i 5-15 minutter for at fjerne luft introduceret under blanding (luftbobler vil forårsage utilstrækkelig klæbemiddel og reduceret styrke i produktet).

II. For-behandling af metalindlæg (kritisk trin)

Overfladetilstanden af ​​metallet påvirker direkte vedhæftningen af ​​silikoneklæberen. Der kræves en fler-trinsproces med "rengøring + aktivering + ru":

1. Affedtning og oliefjernelse

Formål: At fjerne skæreolie,-forebyggende rustolie, fingeraftryk og andet organisk materiale fra metaloverfladen (fedt kan isolere silikonen fra metallet og forårsage delaminering).

Metode:

Ultralydsrensning: Brug et neutralt rengøringsmiddel (såsom et alkalisk affedtningsmiddel) til ultralydsrensning ved 60-80 grader i 10-20 minutter (velegnet til komplekse strukturelle dele; højfrekvente vibrationer fjerner små oliepletter).

Opløsningsmiddelaftørring: For præcise små dele skal du lægge i blød i alkohol eller isopropylalkohol og derefter tørre af med en fnugfri klud (undgå at ridse overfladen).

Acceptkriterier: En kontinuerlig vandfilm på overfladen (vanddråber perler ikke op), dvs. "Vandfilmtest bestået".

2. Overflade ru

Formål: At øge overfladeruheden (Ra-værdi kontrolleret mellem 1,6-6,3μm) og forbedre mekanisk vedhæftning gennem "fysisk sammenlåsning" (silikone fylder gruber for at danne en forankringsstruktur).

Metoder:

Sandblæsning: Brug 80-120 mesh slibende aluminiumoxidpartikler ved et tryk på 0,3-0,5 MPa til at sprænge overfladen, hvilket skaber en ensartet ru overflade (omhyggeligt skal udvises for at beskytte ikke-indkapslede områder for at undgå dimensionelle afvigelser).

Kemisk ætsning: Til inerte metaller såsom rustfrit stål, brug en sur ætseopløsning (såsom en blanding af flussyre og salpetersyre) til at ætse overfladen, hvilket skaber mikroskopiske uregelmæssigheder (velegnet til præcisionsdele; ætsningsdybden skal kontrolleres til mindre end eller lig med 0,05 mm).

3. Overfladeaktivering (valgfrit, men anbefalet)

Formål: At danne et "overgangslag" på metaloverfladen gennem kemisk påvirkning, hvilket øger den kemiske affinitet mellem silikone og metal (især for inerte metaller såsom rustfrit stål og aluminiumslegeringer).

Metoder:

Belægning med silankoblingsmiddel (f.eks. KH-550, KH-560): Fortynd koblingsmidlet (2%-5% koncentration), dæk metaloverfladen ved nedsænkning, sprøjtning eller aftørring, og tør ved 60-80 grader i 15-30 minutter for at danne et bindelag på molekylært niveau.

Plasmabehandling: Bombarder overfladen med oxygen eller argonplasma (500-1000W effekt) i 30-60 sekunder for at introducere aktive grupper såsom hydroxyl- og carboxylgrupper, hvilket øger overfladeenergien (miljøvenlig og fri for rester, velegnet til high-end produkter).

III. Forberedelse og fejlfinding af flydende silikoneform

1. Formdesign og forarbejdning

Formen skal opfylde følgende krav:

Præcis indsatspositionering: Fastgør indsatsen med positioneringsstifter, magneter eller klemmer for at sikre ingen forskydning under sprøjtestøbning (positioneringstolerance mindre end eller lig med 0,01 mm).

Løber- og udluftningsdesign: Løberen skal være glat med et gradvist skiftende tværsnitsareal (for at forhindre opbygning af silikone). Dybden af ​​udluftningsrillen skal være 0,02-0,05 mm (for at forhindre indespærret luft i at forårsage svidning eller utilstrækkelig silikone).

Temperaturbestandighed: Formmaterialet skal være S136 eller H13 varmarbejdsformstål (modstandsdygtig over for temperaturer over 180 grader, korrosionsbestandig), og overfladen skal poleres til Ra0,02-0,05μm (for at sikre en glat silikoneoverflade).

2. Skimmelforbehandling

Rengøring: Tør formhulrummet, løberen og positioneringskomponenterne af med alkohol for at fjerne olie- og metalspåner (for at undgå at forurene silikonen eller ridse produktet).

Påføring af slipmiddel (valgfrit): For komplekse hulrum kan en lille mængde silikone-specifikt slipmiddel (såsom silikone-baseret) sprøjtes, men mængden skal kontrolleres (for store mængder vil reducere vedhæftningen mellem silikone og metal).

Forvarmning: Hæv formtemperaturen til 120-180 grader (styret af en formtemperaturregulator, med en temperaturforskel på mindre end eller lig med ±5 grader for at sikre ensartet vulkanisering).

IV. Sprøjtestøbning og vulkanisering

Sprøjtestøbning og vulkaniseringsprocessen afsluttes ved hjælp af en flydende silikone sprøjtestøbemaskine:

1. Indsæt positionering

Manuelt eller automatiseret udstyr placerer de for-behandlede metalindsatser i formens positioneringsåbninger, hvilket sikrer, at der ikke bliver skævt eller løsnet (positioneringsafvigelsen skal være mindre end eller lig med 0,1 mm, ellers vil der opstå ujævn silikonebelægning).

Store metalindsatser kan forvarmes til 60-80 grader (for at reducere formtemperaturudsving og forhindre for tidlig hærdning af silikone ved kontakt med koldt metal).

2. Formlukning og indsprøjtning

Formen lukker (spændekraften beregnes ud fra produktets projicerede areal, typisk 50-200kN), og sprøjtestøbemaskinens skrue sprøjter den afgassede LSR ind i formhulrummet gennem løberen.

Parameterkontrol:

Injektionstryk: 5-30 MPa (Højt tryk for tynde-væggede dele, lavt tryk for tykvæggede dele for at forhindre indsatsforskydning).

Injektionshastighed: 10-50 mm/s (For høj hastighed kan forårsage luftindfangning, for langsom hastighed kan forårsage for tidlig hærdning af silikonen i løberen).

Injektionsmængde: Præcis kontrol er afgørende (for meget vil resultere i overløb, for lidt vil føre til utilstrækkeligt materiale), typisk 5%-10% mere end hulrummets volumen (for at kompensere for vulkaniseringssvind).

3. Vulkanisering og hærdning

Silikonen gennemgår en tværbindingsreaktion ved den høje temperatur (120-180 grader) af formen, hvorefter den hærder gradvist (vulkaniseringstiden justeres i henhold til produkttykkelsen: ca. 10-15 sekunder for 1 mm tykkelse, stigende med 5-10 sekunder for hver yderligere 1 mm).

Holdetryk: Oprethold et holdetryk på 5-10MPa under vulkanisering (for at forhindre fordybninger forårsaget af silikonekrympning).

V. Efter-behandling og inspektion

1. Afformning og trimning

Efter åbning af formen skal du fjerne produktet ved hjælp af udkasterstifter eller en robotarm (undgå trækkraft for at forhindre, at silikone rives i stykker eller at metalindsatsen løsner sig).

Trimning: Fjern overskydende silikone ved hjælp af en klinge eller en kryogen trimningsmaskine (-30 graders skørhed ved lav temperatur af flash) (blitztykkelse skal være mindre end eller lig med 0,1 mm for at sikre et acceptabelt udseende).

2. Sekundær vulkanisering (valgfrit)

For produkter, der kræver høj temperaturbestandighed og lavt flygtigt materiale (f.eks. medicinsk, fødevarekvalitet), er sekundær vulkanisering i en ovn påkrævet: bagning ved 180-200 grader i 2-4 timer (for at fjerne resterende små molekyler og forbedre ydeevnestabiliteten).

3. Kvalitetsinspektion

Udseende: Undersøg silikoneoverfladen for bobler, ridser, manglende klæbemiddel og synlige metalindsatser.

Dimensioner: Brug en koordinatmåler til at kontrollere nøgledimensioner (f.eks. silikonetykkelse, totallængde; tolerancer skal opfylde tegningskrav).

Vedhæftning: Udfør en afrivningstest (brug en trækprøvemaskine til at trække silikone- og metalgrænsefladen lodret; afrivningsstyrken skal være større end eller lig med 1,5 N/mm, uden delaminering for accept).

Ydeevne: Test temperaturbestandighed (-60 grader ~200 graders cykling), vandbestandighed (IP67/IP68) og ældningsmodstand (UV-ældningstest) efter behov.

Nøgleoversigt

Metalforbehandling er afgørende for at sikre vedhæftning (rengøring, runing og aktivering er alt sammen afgørende).

Skimmeltemperatur, injektionsparametre og vulkaniseringstid skal matches nøjagtigt (påvirker produktkvalitet og produktionseffektivitet).

Automatiseret udstyr (såsom placering af robotindsats og automatisk inspektion) kan forbedre stabiliteten af ​​masseproduktion.

Denne proces er meget udbredt i elektroniske komponenter (såsom vandtætte konnektorer), medicinsk udstyr (såsom beskyttelseshylstre til infusionsnåle) og autodele (såsom sensortætningsringe) blandt andre områder.