El proceso de fabricación de productos lSR.

La máquina de moldeo por inyección LSR calienta el molde y aplica fuerza sobre la abrazadera. Luego, el LSR se introduce en las cavidades del molde. La silicona de caucho líquido se cura hasta solidificarse. Luego se expulsa del molde. Luego se termina la pieza, lo que puede incluir curado, inspección, desbarbado y embalaje.

La tecnología LSR multicomponente es la inyección simultánea de (LSR) en combinación con plásticos de ingeniería y potencialmente otros sustratos. En lo que también se conoce comúnmente como 2K, 2shot, 2C LSR o co-inyección, se utiliza para desarrollar soluciones innovadoras, combinando dos o más materiales individuales en un componente completamente unido en combinaciones duro-blando y blando-blando.

¿Cómo se lleva a cabo el proceso de fabricación de productos moldeados por inyección LSR en ZSR Group?

Comunicación:

Cuando envía sus solicitudes de productos moldeados de caucho de silicona líquida a nuestra empresa. Se asignará a su cuenta un ingeniero de proyecto o ventas, quienes trabajarán con usted en cada producto, desde la asistencia de ingeniería hasta la calificación/validación y aprobaciones completas.

Una vez que los productos estén aprobados y en producción regular, su equipo de compras puede coordinarse con un representante de servicio al cliente que realizará un seguimiento de los pedidos y entregas de sus productos. Cuando necesite realizar cambios en el diseño de una pieza o cuando comience a trabajar en diseños de productos de próxima generación, ese mismo ingeniero trabajará junto a usted hasta que la modificación de su producto o el lanzamiento exitoso de un nuevo producto.

Ingeniería y diseño:

Estamos aquí para ayudarle durante cada fase de su proyecto. Nuestro personal proporciona asistencia en ingeniería, herramientas, fabricación, control de calidad, montaje y embalaje. Este importante paso ayuda a mantener bajos sus costos, una misión tan crítica para nosotros como lo es para su propia organización.

Asociarse con el fabricante adecuado desde el principio le permitirá ahorrar tiempo y dinero a medida que su producto pasa desde la concepción hasta la producción completa.

Nuestros ingenieros pueden ayudar con modificaciones, mejoras de productos de próxima generación y evaluación de todo el proceso de fabricación para determinar dónde se pueden combinar los pasos (ya sea en sus instalaciones o en las nuestras) o incluso eliminarse mediante la fabricación eficiente de células o el procesamiento avanzado.

NDA, DFMEA y PFMEA, análisis de flujo de molde, análisis estadístico, coincidencia de colores.

El grado particular y el fabricante de LSR tienen un gran impacto en el diseño del producto final. A menudo, para las siliconas, el durómetro de los productos es la consideración dominante y puede oscilar entre 20 y 80 Shore A.

Una vez que se elige el material para el rendimiento del producto final, se deben tomar muchas otras decisiones con respecto a la forma del producto, la entrada, el uso del material y, lo más importante, el costo. El mejor método para determinarlos es hacer una serie de preguntas:

¿Cómo se moldeará el producto?

Las geometrías de los productos pueden tener un gran impacto según el tipo de moldura utilizada. Algunos funcionan bien con la automatización típica del moldeo LSR horizontal, mientras que otros funcionan mejor para la operación manual del moldeo con máquina vertical. Además, la complejidad de la geometría influye en el control del tamaño del molde y, por tanto, del tamaño de la máquina de moldeo.

¿Cómo se desmoldará el producto?

El diseño para facilitar el desmoldeo es tan importante como el diseño para el moldeado. La silicona tiene una alta resistencia al desgarro en verde: lo que significa que se pueden diseñar cortes muy grandes en un producto y las piezas se pueden estirar sobre ellos durante el desmoldeo sin deformación permanente.

Sin embargo, esto no significa que cualquier geometría pueda retirarse fácilmente del molde. La tendencia de la silicona a adherirse al acero del molde después del moldeo, junto con su pegajosidad natural, puede hacer que sea bastante difícil eliminar piezas de paredes gruesas y muy socavadas. Los cortes y los espesores de las paredes deben elegirse cuidadosamente durante la fase de diseño.

¿Cómo se alimentará el material a las cavidades?

El uso de un sistema de canal tradicional para alimentar el material a través de la compuerta produce una gran cantidad de material de desecho que no se puede reutilizar. Por otro lado, un sistema de canal frío permite la entrada directa sin desperdiciar material.

Estos sistemas constan de boquillas enfriadas por agua dentro del molde que alimentan material a cada cavidad, lo que permite la entrada directa y el no curado del material dentro de las boquillas frías. Este sistema es análogo a un sistema de canal caliente para moldeo de termoplásticos.

¿Qué tipo de puerta se debe utilizar?

Una vez decidido el tipo de sistema de corredores, se podrá elegir las puertas. Para un sistema de canal frío, a menudo se utilizan diseños de pasador, submarino u otros diseños de desconexión automática. Los sistemas de guías estándar también pueden utilizar los estilos de puerta antes mencionados junto con puertas de borde, abanico, anillo u otros tipos. Aunque estos son los métodos más comunes, se puede utilizar casi cualquier estilo de compuerta con LSR al igual que con los termoplásticos.

¿Cuál es la mejor ubicación de la puerta?

Al igual que con el moldeo por inyección de termoplásticos, el relleno de la cavidad se debe lograr desde las zonas más gruesas de la pieza. Si es parte de un ensamblaje, la ubicación de la puerta no debe interferir con el ensamblaje o la acción del producto final.

Estampación:

El diseño de productos y el diseño de herramientas van de la mano con el moldeado LSR. Los diseñadores de herramientas deben tener en cuenta no sólo los requisitos del cliente en cuanto a dimensiones y geometría de la cavidad, sino también cómo conciliar esos requisitos con el espacio limitado dentro de una herramienta de moldeo por inyección. Estas son algunas preguntas que se hacen los diseñadores de moldes y fabricantes de herramientas: 

• Espesores de paredes y nervaduras
• Reducción de masa y espesor de pared uniforme
• Líneas de separación
• Socavaciones
• Expulsión de piezas
• Borrador
• Entrada y ventilación
• Tolerancias esperadas

¿Cuál es la contracción lineal del LSR?

Al igual que con los termoplásticos, hay una contracción general de los productos LSR moldeados después del enfriamiento. En general, la contracción lineal es del 2-3%, pero las diferentes geometrías cambian este valor. Además, la contracción se ve drásticamente afectada por procesos como el sobremoldeo, donde los insertos no se encogen y la silicona curada se encoge menos de lo esperado. Para los casos en los que la contracción es desconocida o incierta para una geometría particular, a menudo se utilizan herramientas prototipo para simular la producción completa.

¿Cómo se debe calentar el molde?

El calentamiento constante de los moldes LSR es crucial para producir piezas con la geometría adecuada tanto en una sola ejecución como entre ejecuciones. Las opciones para los métodos de calentamiento incluyen resistencia o inducción. Ambos estilos se pueden colocar dentro de las placas del molde o dentro de una base universal que calienta todo el molde únicamente desde el exterior.

Se obtiene un control más preciso colocando calentadores directamente en las placas del molde para que los termopares conectados al controlador PID puedan cambiar de manera más efectiva el tiempo de encendido/apagado del calentador. La elección del tipo de calentamiento depende en gran medida del presupuesto y de consideraciones geométricas, ya que calentar el molde aumenta directamente los costos y los calentadores deben colocarse de manera que eviten las cavidades del molde, los núcleos y las acciones deslizantes.

¿Cuánta ventilación se requiere?

La ventilación es muy importante para un moldeado LSR adecuado. La baja viscosidad del LSR da como resultado velocidades de inyección muy altas que tienden a provocar que el diésel se queme o se queme al final del llenado. Esta baja viscosidad también hace que el LSR se queme más fácilmente que los termoplásticos, por lo que los respiraderos no deben cortarse tan profundamente: cerca de 0.005 mm (0.0002 pulgadas) para el LSR en comparación con 0.025 mm (0.001 pulgadas) para los termoplásticos. Además de la ventilación típica, la evacuación por vacío también es común para los LSR, ya que el aire atrapado se puede extraer más rápidamente de la cavidad, lo que reduce las posibilidades de que quede atrapado el gas.

¿Qué acabado superficial es mejor para un correcto desmolde?

El acabado de la superficie suele depender de los requisitos del cliente o del diseño del producto. Sin embargo, cuando se pueden elegir acabados, se prefieren acabados no pulidos: acabado de molde SPI de B1 o menos. están muy pulidos y el LSR tiende a adherirse a la superficie del molde, lo que dificulta el desmolde.

¿Qué elementos se pueden mejorar para facilitar el mantenimiento en el futuro?

Los moldes con un mantenimiento adecuado son cruciales para el moldeado LSR. Se necesitan tolerancias estrictas para evitar problemas dimensionales y de tapajuntas. Los elementos de desgaste, como bujes y trabas laterales que se utilizan para la alineación, deben ser fáciles de cambiar y colocarse en un horario regular de PM.

Las cavidades y los núcleos deben ser de fácil acceso para una limpieza regular. Si el molde tiene canal frío, se debe diseñar de manera que el desmontaje y montaje sean lo más sencillos posible. A menudo, es necesario limpiar el material curado de las puntas de las boquillas de canal frío y las agujas de cierre, y la facilidad de acceso es de gran importancia para limitar el tiempo de inactividad.

Consideraciones del proceso

Aunque similar al moldeo por inyección de termoplásticos en muchos aspectos, el procesamiento del moldeo LSR puede ser bastante diferente.

Cuando una silicona de alta consistencia llega a nuestras instalaciones, casi siempre se necesita algún tipo de mano de obra para transformarla en un tamaño y forma moldeables. En la mayoría de los casos, todo lo que se requiere es que el material tenga el tamaño y la forma adecuados para la cavidad del molde, lo que se conoce como rendimiento del material.

Algunos materiales tienen un paso adicional de agregar curado al material (que se omitieron para aumentar la estabilidad del material en almacenamiento). Un LSR elimina todos esos pasos. Aquí hay un vistazo al proceso de fabricación de LSR:

1. Los componentes LSR A + B normalmente vienen en un balde de 5 galones o en un tambor de 55 galones. Un kit de bombeo controlado por proceso presiona los cubos para forzar el material hacia el mezclador estático y alimentarlo a la unidad de inyección.

2. Luego, se pueden agregar y controlar corrientes de pigmento. En la inyección, el material de la prensa se mezclará adicionalmente con un tornillo y se empujará hacia adelante para crear una "inyección" de material, o la cantidad necesaria para llenar el molde.

3. Después de inyectar el material en el molde, permanecerá unido para curar el LSR. Luego, un operador o un robot retirará el producto curado del molde y el ciclo se repetirá. Es un proceso muy rápido y eficiente, que normalmente dura un promedio de 30 segundos.

4. Por el contrario, con un material orgánico o silicona de alta consistencia, el tiempo promedio del ciclo para fabricar una pieza es de alrededor de seis minutos o más. Los materiales curados con peróxido tardan aún más, normalmente unos nueve minutos. LSR puede generar importantes ahorros de costos en mano de obra en comparación con un material de silicona de alta consistencia.

5. Los pasos secundarios, como el poshorneado, pueden ayudar a reducir las volatilidades y mejorar la deformación por compresión. Y el proceso de desbarbado elimina los destellos no deseados. Luego se limpia para eliminar materiales extraños y se empaqueta para su envío.

Los componentes clave del proceso convencional de moldeo por inyección de líquidos de dos partes incluyen los siguientes:

Tambores de suministro: Los émbolos, o recipientes de suministro de silicona líquida, se conectan al sistema de bombeo. Muchas configuraciones de dos contenedores incluyen un tercer contenedor para pigmento.

Unidades de dosificación: El dispositivo de dosificación bombea los dos materiales líquidos en proporciones predeterminadas, lo que garantiza una liberación simultánea a una proporción constante.

Mezcladoras: Una vez que los materiales formadores de líquido pasan por la unidad de dosificación, una mezcladora estática los combina. El material mezclado se presuriza y se introduce en el molde.

Inyectores: Este dispositivo introduce el material formador de LSR en el mecanismo de bombeo mediante presión. El operario puede ajustar la presión y el caudal de inyección. Este parámetro varía según las especificaciones del proyecto.

Boquillas: El compuesto líquido fluye hacia el molde a través de una boquilla que cuenta con una válvula de cierre automático. Esta válvula evita fugas de la mezcla o el sobrellenado del molde.

Ciclo de moldeo de LSR: Curado / Dosificación y mezcla de material Expulsión / Cepillado Cierre del molde Cierre de la válvula de aguja Empaquetado / Retención Apertura del molde de inyección de LSR Apertura de la válvula de aguja Inicio

En un entorno de producción ideal, la máquina de moldeo por inyección de líquidos básica debe ser lo más sencilla y compacta posible. Los dispositivos secundarios deben configurarse para abordar las necesidades de un proyecto en particular.

Parámetros de moldeo:

En lugar de plastificarse durante el enfriamiento, los LSR solo necesitan ser transportados a través de las hélices para el siguiente disparo. Como tal, las contrapresiones y las velocidades de los tornillos se mantienen bajas; sólo lo suficientemente rápido para completar la dosificación antes de que se complete la parte de curación del ciclo. El tamaño de la inyección está determinado por la regla general de que se debe llenar el 99% de la cavidad.

El relleno final se realizará mediante expansión del material durante el curado, por lo que no es necesario ningún cojín. Es importante no llenar la cavidad por completo, ya que este es el principal culpable del parpadeo. Las velocidades de inyección deben configurarse para optimizar la presión durante el llenado. Nuevamente, debido a su baja viscosidad, el LSR se evapora fácilmente y debe moldearse bajo la presión más baja posible. Las presiones de empaquetadura son generalmente bajas debido a la expansión durante el curado. El tiempo de curado completo depende en gran medida del espesor de la pieza.

Las temperaturas del molde deben configurarse de acuerdo con el rango sugerido por el proveedor del material. Los moldes más calientes curarán más rápido, por lo que se pueden lograr ciclos más cortos. Sin embargo, el flujo de material durante la inyección se ve fácilmente afectado por la temperatura del molde, por lo que no debe ser tan alta que el material no pueda fluir eficazmente hacia la cavidad. La contracción de las piezas también depende de la temperatura del molde y debe tenerse en cuenta durante la I+D de nuevos productos.

Preparación del molde:

Las herramientas LSR deben prepararse cuidadosamente antes de la producción. Se utiliza alcohol isopropílico u otros disolventes para eliminar los residuos que quedan del proceso de moldeo anterior o durante un proceso si el ciclo de producción es bastante largo. A menudo, los moldes deben limpiarse una vez por semana. Después de la limpieza, se aplican agentes desmoldantes a las cavidades y canales, y se dejan secar antes de colocar el molde en la máquina de moldeo por inyección.

Cambios materiales:

Los materiales LSR requieren una presión constante durante el bombeo y, por lo tanto, los contenedores de material no se pueden cambiar mientras la unidad de bombeo está en funcionamiento. Esto significa que se debe detener la máquina de moldeo por inyección para retirar el contenedor vacío y reemplazarlo con material nuevo.

El mejor método para evitar esta situación es mediante una segunda unidad de bombeo que puede conmutarse mediante una válvula para hacer funcionar continuamente la máquina de moldeo. Sin embargo, estas unidades son bastante caras, por lo que se requiere una inversión de capital sustancial para garantizar un funcionamiento continuo.

Innovaciones potenciales

Moldeo de dos disparos:

Normalmente, el sobremoldeo LSR requiere el uso de un agente de imprimación para preparar la superficie del componente para la silicona líquida. Los avances recientes en los LSR autoadhesivos han reducido la necesidad de imprimación, ya que están diseñados para adherirse directamente a una variedad de materiales.

Este avance también ha abierto la puerta a posibles innovaciones como el moldeo en dos tiempos, donde los termoplásticos y los LSR se procesan en una sola máquina, con un solo molde. Este proceso permite no sólo reducir los costos de fabricación sino también una mayor libertad de diseño al moldear los dos componentes juntos.

Tecnología de canal frío mejorada:

Las tecnologías de canal frío se encuentran actualmente en un estado de nueva importancia. Durante las últimas décadas, cada fabricante de LSR había desarrollado boquillas de cierre de canal frío y tecnologías de enfriamiento patentadas.

Recientemente, varios fabricantes han introducido sistemas de canal frío disponibles en el mercado similares a los sistemas de canal caliente disponibles para el moldeado de termoplásticos. La estandarización puede conducir a sistemas mejorados que funcionen incluso de manera más eficiente que los disponibles actualmente.

Conclusión

ZSR Group tiene una rica experiencia en la producción de productos LSR moldeados personalizados y productos de silicona moldeados con estándares aprobados por la FDA o LFGB. Contamos con el número de lista de registro FDA 3011147430.

Cualquier producto de silicona moldeado personalizado o proyecto de silicona moldeada que necesite soporte técnico, puede comunicarse con ZSR Group desde nuestro sitio web.