硅膠模具的設(shè)計(jì)制作流程及常見(jiàn)問(wèn)題
硅膠模具的設(shè)計(jì)制作流程及常見(jiàn)問(wèn)題
液態(tài)硅橡膠模具的七大設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
熱固性液態(tài)硅橡膠(LSR)壓注模具的結(jié)構(gòu)，總的來(lái)說(shuō)，跟熱塑性膠料所用的模具結(jié)構(gòu)相似，但也有不少顯著差別。例如，LSR膠料一般粘度較低，因而充模時(shí)間很短，即使在很低的注射壓力下也是如此。為了避免空氣滯留，在模具中設(shè)置良好的排氣裝置是至關(guān)重要的。
另外，LSR膠料在模具內(nèi)不會(huì)像熱塑性膠料那樣收縮，它們往往遇熱膨脹，遇冷輕微收縮。因而，其制品并不總是如所期望的那樣留在模具的凸面上，而是滯留在表面積較大的模腔內(nèi)。
一.收縮率
雖然LSR并不會(huì)在模內(nèi)收縮，但它們?cè)诿撃：屠鋮s后，常常會(huì)收縮2.5%-3%。至于究竟收縮多少，在一定程度上取決于該膠料的配方。不過(guò)，從模具角度考慮，收縮率可能受到幾種因素的影響，其中包括模具的溫度、膠料脫模時(shí)的溫度，以及模腔內(nèi)的壓力和膠料隨后的壓縮情況。
注射點(diǎn)的位置也值得斟酌，因?yàn)槟z料流動(dòng)方向的收縮率，通常比與膠料垂直流動(dòng)方向的收縮率大一些。制品的外形尺寸對(duì)其收縮率也有影響，較厚的制品的收縮率一般要比較薄者小。如果需進(jìn)行二次硫化，則可能再額外地收縮。
二.分型線
確定分型線的位置是設(shè)計(jì)硅橡膠壓注模具的前幾個(gè)步驟之一。
由于LSR粘度較低，分型線必須精確，以免造成溢膠。即便如此，在定型的制品上還常能看見(jiàn)分型線。脫?！ ∈苤破返膸缀纬叽绾头中兔嫖恢玫挠绊?。將制品設(shè)計(jì)成稍有倒角，有助于保證制品對(duì)所需的另一半模腔有一致的親合力。
三.排氣
排氣主要是通過(guò)位于分型線上的槽溝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣的槽溝必經(jīng)處在壓注膠料最后到達(dá)的區(qū)域內(nèi)。這樣有助于避免內(nèi)部產(chǎn)生氣泡和降低膠接處的強(qiáng)度損失。
隨著LSR的注入，滯留在模腔內(nèi)的空氣在模具閉合時(shí)被壓縮，然后隨著充模過(guò)程而通過(guò)通氣槽溝被排出?？諝馊绻荒芡耆懦觯蜁?huì)滯留在膠料內(nèi)(這樣往往會(huì)造成制品部分露出白邊)。通氣槽溝一般寬度為l-3mm，深度為0.004-0.005mm。
在模具內(nèi)抽真空，可創(chuàng)造最佳的排氣效果。這是通過(guò)在分型線上設(shè)計(jì)一個(gè)墊圈，并用真空泵迅速將所有的模腔抽成真空來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一旦真空達(dá)到額定的程度，模具即完全閉合，開(kāi)始?jí)鹤?。有些注射模壓設(shè)備容許在可變化的閉合力下操作，這使加工者可以在低壓下閉合模具，直到模腔的90%-95%被LSR充滿(使空氣更容易排出)，然后切換成較高的閉合力，以免硅橡膠膨脹而發(fā)生溢膠。
四.注射點(diǎn)
模壓LSR時(shí)采用冷流道系統(tǒng)，可最大限度地發(fā)揮這種膠料的優(yōu)點(diǎn)，并可將生產(chǎn)效率提升至最高限度。以這么一種方式來(lái)加工制品，就不必去掉注膠道，從而避免增加作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，有時(shí)還可避免材料的大量浪費(fèi)。在許多情況下，注膠道結(jié)構(gòu)還可縮短操作時(shí)間。
膠料注射嘴由針形閥來(lái)作正向流控制，目前，許多制造廠商可將帶氣控開(kāi)關(guān)的注射嘴作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備提供，并能將其設(shè)置在模具內(nèi)的各個(gè)部位。有些模具制造商專門研制出了一種開(kāi)放式冷流道系統(tǒng)，其體積非常之小，以致要在極其有限的模具空間內(nèi)設(shè)置多個(gè)注射點(diǎn)(進(jìn)而充滿了整個(gè)模腔)。這項(xiàng)技術(shù)在無(wú)需使膠注口分離的情況下，使大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硅橡膠制品成為可能。
如果采用冷流道系統(tǒng)，那么重要的是在熱的模腔和冷的流道之間形成有效的溫度間隔。若流道太熱，膠料可能在注射前便開(kāi)始硫化;但是，若冷卻得太急，它就會(huì)從模具的澆口區(qū)吸收太多的熱，導(dǎo)致不能完全硫化。
對(duì)于用常規(guī)的注澆道(如潛入式澆道和錐形澆道)注射的制品，適宜采用小直徑注膠口加料(加料口直徑通常為0.2-0.5mm)來(lái)澆注。低粘度的LSR膠料如同熱塑性膠料一樣，平衡流道系統(tǒng)顯得十分重要，只有這樣，所有的模腔才會(huì)被膠料均勻地注滿。利用設(shè)計(jì)流道系統(tǒng)的模擬軟件，可以大大簡(jiǎn)化模具的研制過(guò)程，并通過(guò)充模試驗(yàn)證明其有效性。
五.脫模
通過(guò)硫化的液體硅橡膠容易粘附在金屬的表面，制品的柔韌性會(huì)使其脫模困難。而LSR擁有的高溫撕裂強(qiáng)度能使之在一般條件下脫模，即使較大的制品也不會(huì)被損傷。最常見(jiàn)的脫模技術(shù)包括脫模板脫模、脫模銷脫模和氣力脫模。其它常見(jiàn)的技術(shù)有輥筒刮模、導(dǎo)出板脫模和自動(dòng)御模。
使用脫模系統(tǒng)時(shí)，必須使其保持在高精度范圍內(nèi)。若頂推銷與導(dǎo)銷套之間的間隙太大，或者部件因長(zhǎng)時(shí)間磨損而間隙變大，就可能造成溢膠。
倒錐形或蘑菇形頂推銷的效果甚佳，因?yàn)樗试S采用較大的接觸壓力，便于改善密封性。
六.模具材料
模具托板常用非合金工具鋼(No.1.1730，DIN code C45W)制成，-210℃高溫的模具托板，考慮到抗沖擊性，應(yīng)當(dāng)用預(yù)回火鋼(No.1.2312，DIN code 40CrMn-MoS86)制造。對(duì)于設(shè)置模腔的模具托板，應(yīng)采用經(jīng)氮化或回火熱處理的模具鋼制造，以確保其耐高溫性能。
對(duì)填充量高的LSR，如耐油級(jí)LSR，推薦采用硬度更高的材料來(lái)制造模具，例如，光亮的鍍鉻鋼或?yàn)榇擞猛緦ｉT研制的粉末金屬(No.1.2379，DIN code X155CrVMo121)。設(shè)計(jì)高磨損材料模具時(shí)，應(yīng)該將那些承受高磨擦的部件設(shè)計(jì)成可更換的形式，這樣就不用更換整個(gè)模具了。
模腔內(nèi)表面對(duì)制品的光潔度影響甚大。最明顯的是，定型制品將同模腔表面完全吻合。透明制品用模具應(yīng)采用拋光的鋼材制造，經(jīng)過(guò)表面處理的鈦/鎳鋼耐磨性極高，而聚四氟乙烯(PTFE)/鎳則能使脫模更加容易。
七.溫度控制
一般來(lái)說(shuō)，LSR的模壓以采用電加熱方式為宜，通常是采用帶形加熱器、筒形加熱器或加熱板加熱。關(guān)鍵的是要使整個(gè)模具的溫度場(chǎng)均勻分布，以促進(jìn)LSR均勻固化。在大型模具上，最經(jīng)濟(jì)有效的加熱法當(dāng)推油溫控制加熱。
用絕熱板包覆模具，有利于減少熱損失。熱模任何部位的不適宜，都可能使之在各操作工序之間遭受大的溫度波動(dòng)，或造成跑氣。如果表面溫度降得過(guò)低，膠料固化速度就會(huì)減慢，這往往會(huì)使制品無(wú)法脫模，引起質(zhì)量問(wèn)題。加熱器和分型線之間應(yīng)保持一定的距離，以防止模板彎翹變形，在成品上形成溢膠毛邊。
若設(shè)計(jì)冷流道系統(tǒng)的模具，熱端和冷端之間必須確保完全隔開(kāi)?？梢圆捎锰刂频拟伜辖?/span>(如3.7165[TiA16V4])制造，這是因?yàn)榕c別的鋼材相比，其導(dǎo)熱性低得多。對(duì)于一個(gè)整體的模具加熱系統(tǒng)而言，隔熱板應(yīng)設(shè)置在模具與模具托板之間，以使熱損失最小。
恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和構(gòu)思可確保LSR壓注成型，在此，模具十分重要。上述模具設(shè)計(jì)原則，旨在使膠料充滿模腔，縮短固化時(shí)間，成品質(zhì)量上乘，產(chǎn)量高，從而使硅橡膠加工者獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
硅膠模具的制作流程
開(kāi)模形式的選擇和模線的選擇非常重要，一是為了取模方便，二是模線應(yīng)選在不影響產(chǎn)品的整體效果，三是不影響產(chǎn)品質(zhì)量，比如水景系列產(chǎn)品的模線位置太高，封模線時(shí)要的料多，產(chǎn)品開(kāi)裂就容易出現(xiàn);四是減少流程操作工序，比如開(kāi)一半模。
為防止硅膠四處流動(dòng)把模種用木方或木板固定在一個(gè)規(guī)則范圍中，開(kāi)片模時(shí)用木板和油泥隔開(kāi)先開(kāi)的那一部分，要求油泥與模種間沒(méi)有縫隙，油泥表面光滑平整。
在上述工作準(zhǔn)備完以后，接著在石膏?；蚰７N上涂上凡士林或噴上脫模劑，光滑產(chǎn)品要求用干凈的純棉布沾上凡士林均勻地涂在模種上，保持30分鐘使模種充分吸收凡士林，再用干凈的純棉布把模種表面擦干凈，要求表面光亮;而有肌理的產(chǎn)品只要均勻地涂上凡士林就可以了按配方將硅膠調(diào)好。硅膠調(diào)配時(shí)應(yīng)按不規(guī)則方向進(jìn)行攪拌，使固化劑和硅膠充分混勻，盡量減少空氣混入膠內(nèi)，光滑產(chǎn)品最好在涂第一層膠時(shí)抽一次真空，真空度要求-0.1Mpa時(shí)保持7-8秒鐘。
硅膠配好后應(yīng)及時(shí)制模。將膠液用滴流的方式倒在模種的最高部位，讓其自然流淌，流不到位的地方用油畫筆刷到位，如果是片模硅膠不但充滿整個(gè)產(chǎn)品而且膠泥上也要刷均勻。每一個(gè)產(chǎn)品至少刷三層硅膠每一層硅膠的厚度為1mm，在刷硅膠的過(guò)程中，要求每一層固化后才能刷另外一層，在刷第三層時(shí)要在第二層上面加一層紗布來(lái)增加硅膠的強(qiáng)度。整個(gè)模具硅膠部分根據(jù)產(chǎn)品的大小不同的要求厚度控制在3-4mm，寬度不大于產(chǎn)品寬度60mm。硅膠開(kāi)始凝固時(shí)間為20分鐘。
1、將母模洗凈晾干，作光滑處理(可打一層脫模蠟或涂刷一遍脫模劑)
2、將500-1000克模具硅橡膠(模具硅膠、模具膠、硅橡膠、硅膠)盛如塑膠盆備用;
3、將硬化劑按重量比(一般是1.5-2.5%)稱量后加入容器中進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?
4、視情況(尤其第一層)加入一定量硅膠稀釋劑。直至混合均勻?yàn)橹?，一?-5分鐘。
5.模具硅橡膠(模具硅膠、模具膠、硅橡膠、硅膠)與硬化劑混合后，室溫下即進(jìn)行反應(yīng)，并釋放低分子醇，為使醇分子脫離膠體，需在負(fù)壓下排泡1-3分鐘。也可不用借助設(shè)備(主要視模具師的操作經(jīng)驗(yàn)而定)
6、多層涂刷片模，應(yīng)遵循內(nèi)、中、外同時(shí)固化為宜。固化劑用量相對(duì)少時(shí)，反應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)，反應(yīng)充分，膠體就好，因此固化劑用量最好是內(nèi)少外多。涂刷時(shí)待第一層(內(nèi)層)干后再刷第二層。操作時(shí)間30-50分鐘，拆模時(shí)間10-15小時(shí)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間24小時(shí)。注意涂刷第一、二層后最好加如模具布，這樣可大大提高模具使用壽命(但是切不可用玻璃纖維布，否則容易造成分層而使整個(gè)模具報(bào)廢)
7、立體灌注模，一般以10-15小時(shí)固化為好。
軟模具制作完成后還要制作石膏或者玻璃鋼外套來(lái)支撐硅膠軟模注意：1、模線選擇：選擇在不影響產(chǎn)品外觀的位置;選擇在灌漿后容易加工的位置;選擇模具本身易于拆模的位置;選擇產(chǎn)品不易變形的位置2、切不可為趕生產(chǎn)進(jìn)度而盲目加大硬化劑的用量，否則將極大減低硅膠模具的使用壽命。
模具硅膠應(yīng)用中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題
1．模具硅膠為什么會(huì)出現(xiàn)翻模次數(shù)少？
在制作模具過(guò)程中添加了太多的硅油，硅油破壞了硅膠的分子量，所以模具會(huì)出現(xiàn)翻模次數(shù)少不耐用等現(xiàn)象。如果說(shuō)做小件產(chǎn)品花紋比較復(fù)雜的產(chǎn)品，用硬度大的硅膠來(lái)開(kāi)模，就會(huì)出現(xiàn)翻模次數(shù)少的現(xiàn)象，因?yàn)楣枘z過(guò)硬的時(shí)間會(huì)很脆，容易折斷。相反，如果做搭建產(chǎn)品而用硬度小的硅膠來(lái)做模具，那結(jié)果同樣會(huì)是不如人意的。因?yàn)楣枘z太軟，它的拉力和撕裂強(qiáng)度會(huì)降低，做出來(lái)的模具會(huì)變形，所以翻模次數(shù)就會(huì)降低。模具膠本身質(zhì)量都很好，硅膠沒(méi)有好壞之分，只有適合與不適合。我們要采用適合產(chǎn)品硬度大小的硅膠來(lái)制作模具就不會(huì)出現(xiàn)這種狀況了。
2.為什么模具硅膠會(huì)出現(xiàn)燒模的現(xiàn)象？
因?yàn)椴伙柡蜆?shù)脂和樹(shù)脂產(chǎn)品加了過(guò)氧化物的固化劑以后，遇樹(shù)脂反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，一般樹(shù)脂固化時(shí)間為3分鐘，所以3分鐘后要盡快脫模，才能夠防止硅膠模具不會(huì)產(chǎn)生燒模的現(xiàn)象。
3.為什么模具硅膠會(huì)出現(xiàn)表干里不干的現(xiàn)象？
模具硅膠是屬于縮合型硅膠，它是靠吸收空氣中的水份而固化的，硅膠在制做的過(guò)程當(dāng)中，把水份蒸干了，而沒(méi)有調(diào)入適量的水份，就會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。解決方案：這個(gè)現(xiàn)象不屬于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，而是因?yàn)闆](méi)有控制水份，提升硅膠的儲(chǔ)存期，保質(zhì)期長(zhǎng)久才會(huì)出現(xiàn)些現(xiàn)象，只要在使用硅膠的時(shí)候，適量添加0.05%水份，攪拌均勻就可以解決些狀況了。
4.為什么模具硅膠會(huì)出現(xiàn)拉力差的現(xiàn)象？
因?yàn)榭蛻粼谥谱髂＞叩倪^(guò)程中，為了減小硅膠的粘度，使硅膠容易操作而在硅膠中大量的添加了硅油，這樣就會(huì)使硅膠變得很軟，產(chǎn)生不耐拉，撕裂強(qiáng)度降低，拉力變差的現(xiàn)象，從而造成模具不耐用，使用壽命短，翻模次數(shù)少等現(xiàn)象。
5.為什么模具會(huì)出現(xiàn)冒油狀況？
模具硅膠本身是不會(huì)冒油的，出現(xiàn)冒油就是因?yàn)樵诓僮鬟^(guò)程中添加了復(fù)合型硅油(硅油與白礦油的復(fù)配體)，因?yàn)榘椎V油是石油化工產(chǎn)品，不是硅油。
6.為什么模具會(huì)產(chǎn)生不耐酸堿，不耐老化的現(xiàn)象？
在制作硅膠模具的過(guò)程中，我們建議客戶最好不加任何硅油，如果需要的話，硅油添加量最多不要超過(guò)5%～10%。因?yàn)楣栌偷奶砑恿窟^(guò)多會(huì)破壞硅膠的分子量，所以做出來(lái)的模具會(huì)產(chǎn)生不耐酸堿，不耐老化的現(xiàn)象。
7．為什么模具硅膠做出來(lái)的模具會(huì)出現(xiàn)表面有痕跡，條紋，不光滑等現(xiàn)象？
出現(xiàn)這種現(xiàn)象是要復(fù)制的產(chǎn)品或模型沒(méi)有進(jìn)行打磨或拋光的緣故。因?yàn)閷?shí)際上模型或產(chǎn)品本身是不夠光滑或完美，所以要復(fù)制的產(chǎn)品或模型如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)打磨或拋光，再好的硅膠做的模具也會(huì)不美觀、不夠光滑。還有一種情況就是，在打脫模劑的時(shí)候，沒(méi)有涂刷均勻也會(huì)造成模具不光滑。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于硅膠的知識(shí)技巧了，學(xué)習(xí)以上的硅膠模具的設(shè)計(jì)制作流程及常見(jiàn)問(wèn)題知識(shí)，對(duì)于硅膠的幫助都是非常大的，這也是新手學(xué)習(xí)模具專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問(wèn)題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù)，我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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