Le processus de fabrication des produits lSR

La machine de moulage par injection LSR chauffe le moule et applique une force sur la pince. Le LSR est ensuite livré dans les cavités du moule. Le caoutchouc silicone liquide est durci jusqu'à ce qu'il se solidifie. Il est ensuite éjecté du moule. La pièce est ensuite finie, ce qui peut inclure le durcissement, l'inspection, l'ébavurage et l'emballage.

La technologie LSR multi-composants consiste en l'injection simultanée de (LSR) en combinaison avec des plastiques techniques et potentiellement d'autres substrats. Dans ce qui est également communément appelé 2K, 2shot, 2C LSR ou co-injection, il est utilisé pour développer des solutions innovantes, combinant deux ou plusieurs matériaux individuels en un seul composant entièrement lié dans des combinaisons dure-souple et douce-douce.

Comment déroulez-vous le processus de fabrication de vos produits moulés par injection LSR au sein du groupe ZSR ?

La communication:

Lorsque vous envoyez vos demandes de produits moulés en caoutchouc de silicone liquide à notre société. Un ingénieur de projet ou un commercial sera affecté à votre compte et travaillera avec vous sur chaque produit, de l'assistance technique à la qualification/validation complète et aux approbations.

Une fois les produits approuvés et en production régulière, votre équipe d'achat peut alors se coordonner avec un représentant du service client qui suivra vos commandes de produits et vos livrables. Lorsque vous devez apporter des modifications à la conception d'une pièce ou lorsque vous commencez à travailler sur des conceptions de produits de nouvelle génération, ce même ingénieur travaillera à vos côtés jusqu'à ce que la modification de votre produit ou le lancement réussi d'un nouveau produit.

Ingénierie et conception:

Nous sommes là pour vous aider à chaque phase de votre projet. Notre personnel fournit une assistance en matière d'ingénierie, d'outillage, de fabrication, d'assurance qualité, d'assemblage et d'emballage. Cette étape importante contribue à maintenir vos coûts à un niveau bas, une mission aussi essentielle pour nous que pour votre propre organisation.

Un partenariat avec le bon fabricant dès le début vous permettra d'économiser du temps et de l'argent à mesure que votre produit passe de la conception à la production complète.

Nos ingénieurs peuvent vous aider à apporter des modifications, des améliorations de produits de nouvelle génération et à évaluer l'ensemble du processus de fabrication afin de déterminer où les étapes peuvent être combinées (soit dans votre usine, soit dans la nôtre) ou même éliminées grâce à une fabrication de cellules allégées ou à un traitement avancé.

NDA, DFMEA et PFMEA, analyse de flux de moule, analyse statistique, correspondance des couleurs.

La qualité et le fabricant particuliers du LSR ont un impact important sur la conception du produit final. Souvent, pour les silicones, le duromètre des produits est la considération dominante et peut varier de 20 à 80 Shore A.

Une fois le matériau choisi pour les performances du produit final, de nombreuses autres décisions doivent être prises concernant la forme du produit, l'injection, l'utilisation du matériau et, surtout, le coût. La meilleure méthode pour les déterminer est de poser une série de questions :

Comment le produit sera-t-il moulé ?

La géométrie des produits peut avoir un impact considérable en fonction du type de moulage utilisé. Certains fonctionnent bien avec l'automatisation typique du moulage horizontal LSR, tandis que d'autres fonctionnent mieux avec le fonctionnement manuel du moulage vertical par machine. De plus, la complexité de la géométrie joue un rôle dans la détermination de la taille du moule et donc de la taille de la machine de moulage.

Comment le produit sera-t-il démoulé ?

La conception facilitant le démoulage est tout aussi importante que la conception pour le moulage. Le silicone a une résistance élevée à la déchirure à vert : cela signifie que de très grandes contre-dépouilles peuvent être conçues dans un produit et que les pièces peuvent être étirées dessus pendant le démoulage sans déformation permanente.

Cependant, cela ne signifie pas que toute géométrie peut être facilement retirée du moule. La tendance du silicone à adhérer à l'acier du moule après le moulage, associée à son caractère collant naturel, peut rendre assez difficile l'élimination des pièces à paroi épaisse et fortement dégagées. Les contre-dépouilles et les épaisseurs de paroi doivent être soigneusement choisies lors de la phase de conception.

Comment le matériau sera-t-il acheminé vers les cavités ?

L'utilisation d'un système de glissières traditionnel pour faire passer les matériaux à travers la porte génère une grande quantité de déchets qui ne peuvent pas être réutilisés. Un système à canaux froids, en revanche, permet un déclenchement direct sans gaspillage de matériau.

Ces systèmes sont constitués de buses refroidies à l'eau à l'intérieur du moule qui alimentent en matériau chaque cavité, permettant un déclenchement direct et aucun durcissement du matériau dans les buses froides. Ce système est analogue à un système à canaux chauds pour le moulage de thermoplastiques.

Quel type de portail utiliser ?

Une fois la décision prise concernant le type de système de coulisses, les portes peuvent être choisies. Pour un système à canaux froids, des conceptions à broches, sous-marines ou autres conceptions de déblocage automatique sont souvent utilisées. Les systèmes de glissières standard peuvent également utiliser les styles de portes susmentionnés ainsi que les types de portes à bord, en éventail, en anneau ou autres. Bien qu'il s'agisse des méthodes les plus courantes, presque tous les styles de déclenchement peuvent être utilisés avec le LSR comme avec les thermoplastiques.

Quel est le meilleur emplacement de porte ?

Comme pour le moulage par injection de thermoplastiques, le remplissage des cavités doit être réalisé à partir des zones les plus épaisses de la pièce. S'il fait partie d'un assemblage, l'emplacement de la porte ne doit pas interférer avec l'assemblage ou l'action du produit final.

Outillage:

La conception des produits et celle des outils vont de pair avec le moulage LSR. Les concepteurs d'outils doivent prendre en compte non seulement les exigences des clients en matière de dimensions et de géométrie de la cavité, mais également la manière de concilier ces exigences avec l'espace limité au sein d'un outil de moulage par injection. Voici quelques questions posées par les concepteurs de moules et les outilleurs : 

• Épaisseurs des parois et des nervures
• Réduction de masse et épaisseur de paroi uniforme
• Lignes de séparation
• Contre-dépouilles
• Éjection de pièce
• Brouillon
• Ouverture et ventilation
• Tolérances attendues

Quel est le retrait linéaire du LSR ?

Comme pour les thermoplastiques, les produits LSR moulés subissent un retrait global après refroidissement. En général, le retrait linéaire est de 2 à 3 %, mais différentes géométries modifient cette valeur. De plus, le retrait est considérablement affecté par des processus tels que le surmoulage, dans lequel les inserts ne rétrécissent pas et le silicone durcissant rétrécit moins que prévu. Dans les cas où le retrait est inconnu ou incertain pour une géométrie particulière, un outillage prototype est souvent utilisé pour simuler une production complète.

Comment chauffer le moule ?

Un chauffage constant des moules LSR est crucial pour produire des pièces de géométrie appropriée tout au long d'une seule série et entre les séries. Les options de méthodes de chauffage incluent la résistance ou l'induction. Les deux styles peuvent être placés à l’intérieur des plaques du moule ou à l’intérieur d’une base universelle qui chauffe l’ensemble du moule de l’extérieur uniquement.

Un contrôle plus précis est obtenu en plaçant les réchauffeurs directement dans les plaques du moule afin que les thermocouples liés au contrôleur PID puissent modifier plus efficacement le timing d'activation/désactivation du réchauffeur. Le choix du type de chauffage dépend en grande partie de considérations budgétaires et géométriques, car le chauffage du moule augmente directement les coûts et les réchauffeurs doivent être placés de manière à éviter les cavités, les noyaux et les mouvements de glissement du moule.

Quelle quantité de ventilation est nécessaire ?

La ventilation est très importante pour un moulage LSR approprié. La faible viscosité du LSR entraîne des vitesses d'injection très élevées qui ont tendance à provoquer un dieselage ou une brûlure en fin de remplissage. Cette faible viscosité fait également clignoter le LSR plus facilement que les thermoplastiques, de sorte que les évents ne doivent pas être coupés aussi profondément : près de 0.005 mm (0.0002 po) pour le LSR contre 0.025 mm (0.001 po) pour les thermoplastiques. En plus de la ventilation typique, l'évacuation sous vide est également courante pour les LSR, car l'air emprisonné peut être évacué plus rapidement de la cavité, réduisant ainsi les risques de piégeage de gaz.

Quelle finition de surface est la meilleure pour un démoulage correct ?

La finition de surface est souvent dictée par les exigences du client ou la conception du produit. Cependant, lorsque des finitions peuvent être choisies, les finitions non polies sont préférées – finition du moule SPI de B1 ou moins. sont très polis et le LSR a tendance à adhérer à la surface du moule, ce qui rend le démoulage difficile.

Quels éléments pourraient être améliorés pour faciliter la maintenance à l’avenir ?

Des moules correctement entretenus sont essentiels au moulage LSR. Des tolérances strictes sont nécessaires pour éviter les problèmes de solins et de dimensions. Les éléments d'usure tels que les bagues et les verrous latéraux qui sont utilisés pour l'alignement doivent être faciles à changer et placés selon un programme de maintenance préventive régulier.

Les cavités et les noyaux doivent être faciles d'accès pour un nettoyage régulier. Si le moule est équipé d'un canal froid, celui-ci doit être conçu de manière à ce que le démontage et le montage soient aussi simples que possible. Souvent, les pointes des buses des canaux froids et les aiguilles d'arrêt doivent être nettoyées du matériau durci, et la facilité d'accès est d'une grande importance pour limiter les temps d'arrêt.

Considérations sur le processus

Bien que similaire au moulage par injection thermoplastique à bien des égards, le processus de moulage LSR peut être très différent.

Lorsqu’un silicone à haute consistance est introduit dans nos installations, il nécessite presque toujours une certaine forme de travail pour le transformer en une taille et une forme moulables. Dans la plupart des cas, il suffit que le matériau soit dimensionné et façonné pour la cavité du moule, ce que l'on appelle le matériau performant.

Certains matériaux comportent une étape supplémentaire consistant à ajouter des durcissements au matériau (qui ont été laissés de côté pour augmenter la stabilité du matériau en conservation). Un LSR supprime toutes ces étapes. Voici un aperçu du processus de fabrication du LSR :

1. Les composants LSR A + B sont généralement livrés dans un seau de 5 gallons ou un fût de 55 gallons. Un kit de pompage contrôlé par processus appuie sur les godets pour forcer le matériau dans un mélangeur statique et alimenter l'unité d'injection.

2. Ensuite, des flux de pigments peuvent être ajoutés et contrôlés. Lors de l'injection, le matériau de la presse sera également mélangé avec une vis et poussé vers l'avant pour créer une « dose » de matériau, ou la quantité nécessaire pour remplir le moule.

3. Une fois le matériau injecté dans le moule, il restera serré pour durcir le LSR. Ensuite, un opérateur ou un robot retirera le produit durci du moule et le cycle se répétera. Il s’agit d’un processus très rapide et efficace, qui dure généralement 30 secondes en moyenne.

4. À l’inverse, avec un matériau organique ou un silicone à haute consistance, le temps de cycle moyen pour fabriquer une pièce est d’environ six minutes ou plus. Les matériaux durcis au peroxyde prennent encore plus de temps, généralement environ neuf minutes. Le LSR peut conduire à des économies significatives en termes de main d’œuvre par rapport à un matériau silicone à haute consistance.

5. Les étapes secondaires telles que la post-cuisson peuvent aider à réduire les volatilités et à améliorer la déformation rémanente à la compression. Et le processus de déflashage supprime les clignotements indésirables. Il est ensuite nettoyé pour éliminer les corps étrangers et emballé pour l'expédition.

Les composants clés du processus conventionnel de moulage par injection de liquide en deux parties sont les suivants :

Fûts d'alimentation : les pistons, ou récipients d'alimentation en silicone liquide, se connectent au système de pompage. De nombreuses configurations à deux conteneurs incluent un troisième conteneur pour les pigments.

Unités de mesure : Le dispositif de dosage pompe les deux matériaux liquides dans des rapports prédéterminés, ce qui garantit une libération simultanée à un rapport stable.

Mélangeurs : Une fois que les matériaux formant un liquide traversent l'unité de dosage, un mélangeur statique combine les matériaux. Le matériau mélangé est pressurisé et poussé dans le moule.

Injecteurs : Ce dispositif déplace le matériau formant le LSR dans le mécanisme de pompage sous pression. L'opérateur de la machine a la possibilité d'ajuster la pression ainsi que le débit d'injection. Ce paramètre diffère selon les spécifications du projet.

Buses: Le composé liquide s'écoule dans le moule par une buse dotée d'une vanne d'arrêt automatique. Cette valve empêche le mélange de fuir ou le moule de trop remplir.

Cycle de moulage LSR : Polymérisation/dosage et mélange du matériau Éjection/brosse Moule Fermer la vanne à pointeau Fermer Emballer/Maintenir Moulage par injection LSR Ouvrir la vanne à pointeau Ouvrir Démarrage

Dans un environnement de production idéal, la machine de moulage par injection de liquide de base doit être aussi légère et compacte que possible. Les appareils secondaires doivent être configurés pour répondre aux besoins d’un projet particulier.

Paramètres de moulage :

Plutôt que d'être plastifiés pendant le refroidissement, les LSR doivent simplement être acheminés à travers les vols de vis pour le tir suivant. Ainsi, les contre-pressions et les vitesses de vis restent faibles ; seulement assez rapide pour terminer le dosage avant que la partie durcissement du cycle ne soit terminée. La taille de la dose est déterminée par la règle empirique selon laquelle 99 % de la cavité doit être remplie.

Le remplissage final se fera par expansion du matériau lors du durcissement, aucun coussin n'est donc nécessaire. Il est important de ne pas remplir complètement la cavité car c'est le principal responsable du clignotement. Les vitesses d'injection doivent être réglées pour optimiser la pression pendant le remplissage. Encore une fois, en raison de sa faible viscosité, le LSR s'éclaire facilement et doit être moulé sous une pression aussi basse que possible. Les pressions de compactage sont généralement faibles en raison de l'expansion pendant le durcissement. Le temps de durcissement complet dépend fortement de l’épaisseur de la pièce.

Les températures du moule doivent être réglées selon la plage suggérée par le fournisseur de matériaux. Les moules plus chauds durciront plus rapidement, ce qui permettra d'obtenir des cycles plus courts. Cependant, le flux de matière pendant l'injection est facilement affecté par la température du moule, il ne doit donc pas être si élevé que le matériau ne puisse pas s'écouler efficacement dans la cavité. Le retrait des pièces dépend également de la température du moule et doit être pris en compte lors de la recherche et du développement de nouveaux produits.

Préparation du moule :

Les outils LSR doivent être soigneusement préparés avant la production. De l'alcool isopropylique ou d'autres solvants sont utilisés pour éliminer les résidus laissés par le cycle de moulage précédent ou pendant un cycle si le cycle de production est assez long. Souvent, les moules doivent être nettoyés aussi souvent qu’une fois par semaine. Après le nettoyage, des agents de démoulage sont appliqués sur les cavités et les canaux et peuvent sécher avant que le moule ne soit placé dans la machine de moulage par injection.

Modifications matérielles :

Les matériaux LSR nécessitent une pression constante pendant le pompage et les conteneurs de matériaux ne peuvent donc pas être changés pendant le fonctionnement de l'unité de pompage. Cela signifie que la machine de moulage par injection doit être arrêtée afin de retirer le récipient vide et de le remplacer par du nouveau matériau.

La meilleure méthode permettant d'éviter cette situation consiste à utiliser une deuxième unité de pompage qui peut être commutée par une vanne afin de faire fonctionner en permanence la machine de moulage. Ces unités sont cependant assez coûteuses, de sorte qu'un investissement en capital important est nécessaire pour assurer un fonctionnement continu.

Innovations potentielles

Moulage à deux coups :

Généralement, le surmoulage LSR nécessite l’utilisation d’un agent d’amorçage pour préparer la surface du composant au silicone liquide. Les progrès récents dans le domaine des LSR auto-adhésifs ont réduit la nécessité d'un apprêt, car ils sont conçus pour adhérer directement à une variété de matériaux.

Cette avancée a également ouvert la porte à des innovations potentielles telles que le moulage en deux temps, où les thermoplastiques et les LSR sont traités sur une seule machine, avec un seul moule. Ce processus permet non seulement de réduire les coûts de fabrication, mais également d'augmenter la liberté de conception en moulant les deux composants ensemble.

Technologie améliorée des canaux froids :

Les technologies de canaux froids revêtent actuellement une nouvelle importance. Au cours des dernières décennies, chaque fabricant de LSR a développé des buses d'arrêt de canaux froids et des technologies de refroidissement exclusives.

Récemment, plusieurs fabricants ont introduit des systèmes à canaux froids disponibles dans le commerce, semblables aux systèmes à canaux chauds disponibles pour le moulage des thermoplastiques. La normalisation peut conduire à des systèmes améliorés qui fonctionnent encore plus efficacement que ceux actuellement disponibles.

Conclusion

Le groupe ZSR possède une riche expérience dans la production de produits LSR moulés sur mesure et de moulage de produits en silicone selon la norme approuvée par la FDA ou le LFGB. Nous avons le numéro de liste de registre FDA 3011147430.

Tout produit en silicone moulé sur mesure ou projet en silicone moulé nécessite une assistance technique, vous pouvez contacter le groupe ZSR depuis notre site Web.