Il processo produttivo dei prodotti LSR

La macchina per lo stampaggio a iniezione di LSR riscalda lo stampo e applica la forza sulla pinza. L'LSR viene quindi erogato nelle cavità dello stampo. Il silicone liquido in gomma viene polimerizzato fino alla solidificazione. Successivamente viene espulso dallo stampo. La parte viene quindi completata e può comprendere la stagionatura, l'ispezione, la sbavatura e l'imballaggio.

La tecnologia LSR multicomponente è l'iniezione simultanea di (LSR) in combinazione con tecnopolimeri e potenzialmente altri substrati. In quello che viene comunemente chiamato anche 2K, 2shot, 2C LSR o co-iniezione, viene utilizzato per sviluppare soluzioni innovative, combinando due o più materiali singoli in un componente completamente legato in combinazioni duro-morbido e morbido-morbido.

Come viene portato a termine il processo di produzione dei prodotti stampati a iniezione in LSR nel gruppo ZSR?

Comunicazione:

Quando invii le tue richieste di prodotti stampati in gomma siliconica liquida alla nostra azienda. Un ingegnere di progetto o un addetto alle vendite verrà assegnato al tuo account e lavorerà con te su ogni singolo prodotto, dall'assistenza tecnica fino alla qualificazione/convalida completa e alle approvazioni.

Una volta che i prodotti sono stati approvati e sono in produzione regolare, il tuo team acquisti può quindi coordinarsi con un rappresentante del servizio clienti che terrà traccia degli ordini e dei risultati finali dei prodotti. Quando devi apportare modifiche alla progettazione di una parte o quando inizi a lavorare su progetti di prodotti di prossima generazione, lo stesso ingegnere lavorerà fianco a fianco con te fino al successo della modifica del prodotto o del lancio di un nuovo prodotto.

Ingegneria e progettazione:

Siamo qui per aiutarti durante ogni fase del tuo progetto. Il nostro personale fornisce assistenza tecnica, utensileria, produzione, controllo qualità, assemblaggio e imballaggio. Questo importante passo aiuta a mantenere bassi i costi, una missione tanto importante per noi quanto lo è per la vostra stessa organizzazione.

Collaborare fin dall'inizio con il produttore giusto ti farà risparmiare tempo e denaro mentre il tuo prodotto passa dal concepimento alla produzione completa.

I nostri ingegneri possono aiutarvi con modifiche, miglioramenti dei prodotti di prossima generazione e valutazione dell'intero processo di produzione per determinare dove le fasi possono essere combinate (nella vostra struttura o nella nostra) o addirittura eliminate attraverso la produzione a celle snelle o l'elaborazione avanzata.

NDA, DFMEA e PFMEA, analisi del flusso dello stampo, analisi statistica, corrispondenza dei colori.

Il tipo particolare e il produttore dell'LSR hanno un grande impatto sulla progettazione del prodotto finale. Spesso per i siliconi, la durezza del prodotto è la considerazione dominante e può variare da 20 a 80 Shore A.

Una volta scelto il materiale per le prestazioni del prodotto finale, è necessario prendere molte altre decisioni relative alla forma del prodotto, al punto di iniezione, all'utilizzo del materiale e, soprattutto, al costo. Il metodo migliore per determinarli è porre una serie di domande:

Come verrà modellato il prodotto?

Le geometrie dei prodotti possono avere un grande impatto a seconda del tipo di stampaggio utilizzato. Alcuni funzionano bene con l'automazione tipica dello stampaggio orizzontale di LSR, mentre altri funzionano meglio con il funzionamento manuale dello stampaggio con macchina verticale. Inoltre, la complessità della geometria gioca un ruolo nel determinare la dimensione dello stampo e quindi la dimensione della macchina per lo stampaggio.

Come verrà sformato il prodotto?

La progettazione per facilitare la sformatura è importante tanto quanto la progettazione per lo stampaggio. Il silicone ha un'elevata resistenza allo strappo verde: ciò significa che nel prodotto possono formarsi sottosquadri molto ampi e le parti possono essere allungate su di essi durante la sformatura senza deformazione permanente.

Tuttavia, ciò non significa che qualsiasi geometria possa essere facilmente rimossa dallo stampo. La tendenza del silicone ad aderire all'acciaio dello stampo dopo lo stampaggio, unita alla sua naturale appiccicosità, può rendere piuttosto difficile la rimozione di parti con pareti spesse e con sottosquadri elevati. I sottosquadri e gli spessori delle pareti devono essere scelti con attenzione durante la fase di progettazione.

Come verrà alimentato il materiale nelle cavità?

L'uso di un sistema di canali tradizionale per alimentare il materiale attraverso il cancello produce una grande quantità di materiale di scarto che non può essere riutilizzato. Un sistema a canale freddo, invece, consente il colaggio diretto senza sprechi di materiale.

Questi sistemi sono costituiti da ugelli raffreddati ad acqua all'interno dello stampo che alimentano il materiale in ciascuna cavità, consentendo l'iniezione diretta e senza indurimento del materiale all'interno degli ugelli freddi. Questo sistema è analogo ad un sistema a canali caldi per lo stampaggio di materiali termoplastici.

Che tipo di cancello dovrebbe essere utilizzato?

Una volta presa la decisione sul tipo di sistema di guide si potrà procedere alla scelta dei cancelli. Per un sistema a canale freddo, vengono spesso utilizzati modelli a perno, sottomarini o altri sistemi di degasazione automatica. I sistemi di guide standard possono anche utilizzare gli stili di cancello sopra menzionati insieme a tipi di cancello a bordo, a ventaglio, ad anello o di altro tipo. Sebbene questi siano i metodi più comuni, quasi tutti gli stili di colata possono essere utilizzati con LSR come con i materiali termoplastici.

Qual è la migliore posizione del cancello?

Come per lo stampaggio a iniezione di materiali termoplastici, il riempimento della cavità deve essere ottenuto dalle aree più spesse del pezzo. Se fa parte di un assemblaggio, la posizione del cancello non deve interferire con l'assemblaggio o l'azione del prodotto finale.

Tooling:

La progettazione del prodotto e la progettazione degli utensili vanno di pari passo con lo stampaggio di LSR. I progettisti degli utensili devono tenere conto non solo dei requisiti del cliente in termini di dimensioni e geometria della cavità, ma anche di come conciliare tali requisiti con lo spazio limitato all'interno di uno strumento di stampaggio a iniezione. Queste sono alcune domande poste dai progettisti di stampi e dai produttori di utensili: 

• Spessori delle pareti e delle nervature
• Riduzione della massa e spessore uniforme delle pareti
• Linee di separazione
• Sottosquadri
• Espulsione della parte
• Pescaggio - Draft
• Gating e ventilazione
• Tolleranze previste

Qual è il ritiro lineare dell'LSR?

Come nel caso dei materiali termoplastici, dopo il raffreddamento si verifica un ritiro complessivo dei prodotti stampati in LSR. In generale il ritiro lineare è del 2-3%, ma al variare delle geometrie si modifica questo valore. Inoltre, il restringimento viene drasticamente influenzato da processi come il sovrastampaggio, in cui gli inserti non si restringono e il silicone indurente si restringe meno del previsto. Nei casi in cui il ritiro è sconosciuto o incerto per una particolare geometria, viene spesso utilizzata l'attrezzatura prototipo per simulare la produzione completa

Come deve essere riscaldato lo stampo?

Il riscaldamento costante degli stampi LSR è fondamentale per produrre parti con la geometria corretta sia durante un singolo ciclo che tra un ciclo e l'altro. Le opzioni per i metodi di riscaldamento includono resistenza o induzione. Entrambi gli stili possono essere posizionati all'interno delle piastre dello stampo oppure all'interno di una base universale che riscalda l'intero stampo solo dall'esterno.

Un controllo più preciso viene ottenuto posizionando i riscaldatori direttamente nelle piastre dello stampo in modo che le termocoppie collegate al controller PID possano modificare in modo più efficace i tempi di accensione/spegnimento del riscaldatore. La scelta del tipo di riscaldamento dipende in gran parte dal budget e da considerazioni geometriche poiché il riscaldamento dello stampo aumenta direttamente i costi e i riscaldatori devono essere posizionati in modo da evitare cavità, nuclei e azioni di scorrimento dello stampo.

Quanto sfiato è necessario?

La ventilazione è molto importante per il corretto stampaggio del LSR. La bassa viscosità dell'LSR si traduce in velocità di iniezione molto elevate che tendono a causare dieseling o bruciatura alla fine del riempimento. Questa bassa viscosità fa sì che l'LSR lampeggi più facilmente rispetto ai materiali termoplastici, quindi gli sfiati non devono essere tagliati così in profondità: vicino a 0.005 mm (0.0002 pollici) per l'LSR rispetto a 0.025 mm (0.001 pollici) per i materiali termoplastici. Oltre allo sfiato tipico, anche l'evacuazione tramite vuoto è comune per gli LSR poiché l'aria intrappolata può essere rimossa più rapidamente dalla cavità, riducendo le possibilità di intrappolamento del gas.

Quale finitura superficiale è migliore per una corretta sformatura?

La finitura superficiale è spesso dettata dalle esigenze del cliente o dalla progettazione del prodotto. Tuttavia, quando è possibile scegliere le finiture, sono preferibili le finiture non lucidate: finitura dello stampo SPI di B1 o inferiore. sono molto lucidi e l'LSR tende ad aderire alla superficie dello stampo, rendendo difficile la sformatura.

Quali elementi potrebbero essere migliorati per facilitare la manutenzione in futuro?

La corretta manutenzione degli stampi è fondamentale per lo stampaggio di LSR. Sono necessarie tolleranze strette per evitare problemi dimensionali e di sbavatura. Gli elementi soggetti a usura, come boccole e blocchi laterali, utilizzati per l'allineamento dovrebbero essere facili da sostituire e inseriti in un programma di manutenzione preventiva regolare.

Le cavità e i nuclei dovrebbero essere di facile accesso per una pulizia regolare. Se lo stampo è dotato di canale freddo, questo dovrebbe essere progettato in modo che lo smontaggio e il montaggio siano il più semplici possibile. Spesso, le punte degli ugelli dei canali freddi e gli aghi di chiusura devono essere puliti dal materiale indurito e la facilità di accesso è di grande importanza per limitare i tempi di inattività.

Considerazioni sul processo

Sebbene simile sotto molti aspetti allo stampaggio a iniezione di materiali termoplastici, il processo di stampaggio di LSR può essere molto diverso.

Quando un silicone ad alta consistenza viene portato nella nostra struttura, quasi sempre necessita di una sorta di manodopera per trasformarlo in dimensioni e forma modellabili. Nella maggior parte dei casi, tutto ciò che serve è che il materiale sia dimensionato e modellato per la cavità dello stampo, operazione denominata materiale performante.

Alcuni materiali prevedono una fase aggiuntiva di aggiunta di polimerizzazioni al materiale (che è stata tralasciata per aumentare la stabilità a scaffale del materiale). Un LSR rimuove tutti questi passaggi. Ecco uno sguardo al processo di produzione dell’LSR:

1. I componenti LSR A + B vengono generalmente forniti in un secchio da 5 galloni o in un fusto da 55 galloni. Un kit di pompaggio controllato dal processo preme sulle benne per forzare il materiale nel miscelatore statico e alimentarlo nell'unità di iniezione.

2. Quindi è possibile aggiungere e controllare flussi di pigmento. Durante l'iniezione, il materiale della pressa verrà ulteriormente miscelato insieme con una vite e spinto in avanti per creare un “colpo” di materiale, ovvero la quantità necessaria per riempire lo stampo.

3. Dopo che il materiale è stato iniettato nello stampo, rimarrà bloccato insieme per polimerizzare l'LSR. Quindi, un operatore o un robot rimuoveranno il prodotto indurito dallo stampo e il ciclo si ripete. È un processo molto rapido ed efficiente, che in genere dura in media 30 secondi.

4. Al contrario, con un materiale organico o un silicone ad alta consistenza, il tempo medio di ciclo per realizzare una parte è di circa sei o più minuti. I materiali polimerizzati con perossido impiegano ancora più tempo, comunemente circa nove minuti. L'LSR può portare a notevoli risparmi sui costi di manodopera rispetto a un materiale siliconico ad alta consistenza.

5. Le fasi secondarie, come la post-cottura, possono contribuire a ridurre le volatilità e a migliorare il compression set. E il processo di sfiammatura rimuove il lampeggiamento indesiderato. Viene quindi pulito per rimuovere materiale estraneo e imballato per la spedizione.

I componenti chiave del processo convenzionale di stampaggio a iniezione di liquidi in due parti includono quanto segue:

Fusti di alimentazione: gli stantuffi, o contenitori di alimentazione in silicone liquido, si collegano al sistema di pompaggio. Molte configurazioni a due contenitori includono un terzo contenitore per il pigmento.

Unità di dosaggio: Il dispositivo di dosaggio pompa i due materiali liquidi in rapporti predeterminati, garantendo un rilascio simultaneo con un rapporto costante.

Miscelatori: Una volta che i materiali che formano liquidi passano attraverso l'unità di dosaggio, un miscelatore statico combina i materiali. Il materiale miscelato viene pressurizzato e spinto nello stampo.

Iniettori: Questo dispositivo sposta il materiale che forma LSR nel meccanismo di pompaggio sotto pressione. L'operatore della macchina ha la possibilità di regolare la pressione e la velocità di iniezione. Questo parametro differisce a seconda delle specifiche del progetto.

Ugelli: Il composto liquido fluisce nello stampo attraverso un ugello dotato di valvola di intercettazione automatica. Questa valvola impedisce la fuoriuscita della miscela o il riempimento eccessivo dello stampo.

Ciclo di stampaggio LSR: Polimerizzazione/dosaggio e miscelazione del materiale Espulsione/spazzola dello stampo Chiudi la valvola a spillo Chiudi Imballa/mantieni lo stampo a iniezione LSR Apri la valvola a spillo Apri Avvio

In un ambiente di produzione ideale, la macchina di base per lo stampaggio a iniezione di liquidi dovrebbe essere quanto più snella e compatta possibile. I dispositivi secondari dovrebbero essere configurati per soddisfare le esigenze di un particolare progetto.

Parametri di stampaggio:

Invece della plastificazione durante il raffreddamento, gli LSR devono solo essere trasportati attraverso le eliche per l'iniezione successiva. Pertanto, le contropressioni e le velocità delle viti vengono mantenute basse; solo abbastanza velocemente da completare il dosaggio prima che la parte di cura del ciclo sia completata. La dimensione dell'iniezione è determinata dalla regola pratica secondo cui il 99% della cavità deve essere riempita.

Il riempimento finale verrà effettuato mediante espansione del materiale durante la polimerizzazione, quindi non è necessario alcun cuscino. È importante non riempire completamente la cavità poiché questo è il principale responsabile del lampeggiamento. Le velocità di iniezione devono essere impostate per ottimizzare la pressione durante il riempimento. Ancora una volta, a causa della sua bassa viscosità, l'LSR evapora facilmente e deve essere stampato alla pressione più bassa possibile. Le pressioni di impaccamento sono generalmente basse a causa dell'espansione durante l'indurimento. Il tempo necessario per la polimerizzazione completa dipende in gran parte dallo spessore della parte.

Le temperature dello stampo devono essere impostate in base all'intervallo suggerito dal fornitore del materiale. Gli stampi più caldi polimerizzeranno più velocemente, quindi è possibile ottenere cicli più brevi. Tuttavia, il flusso del materiale durante l'iniezione è facilmente influenzato dalla temperatura dello stampo, quindi non deve essere così elevato da impedire al materiale di fluire efficacemente nella cavità. Il ritiro delle parti dipende anche dalla temperatura dello stampo e dovrebbe essere considerato durante la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti.

Preparazione dello stampo:

Gli utensili LSR devono essere preparati con cura prima della produzione. L'alcol isopropilico o altri solventi vengono utilizzati per rimuovere i residui lasciati dal ciclo di stampaggio precedente o durante un ciclo se il ciclo produttivo è piuttosto lungo. Spesso gli stampi devono essere puliti almeno una volta alla settimana. Dopo la pulizia, sulle cavità e sulle guide vengono applicati agenti distaccanti che vengono lasciati asciugare prima che lo stampo venga inserito nella macchina per lo stampaggio a iniezione.

Modifiche materiali:

I materiali LSR richiedono una pressione costante durante il pompaggio e pertanto i contenitori del materiale non possono essere cambiati mentre l'unità di pompaggio è in funzione. Ciò significa che la macchina per lo stampaggio ad iniezione deve essere fermata per rimuovere il contenitore vuoto e sostituirlo con nuovo materiale.

Il metodo migliore per evitare questa situazione è tramite una seconda unità di pompaggio che può essere commutata tramite valvola per azionare continuamente la macchina di stampaggio. Queste unità sono tuttavia piuttosto costose, quindi è necessario un sostanziale investimento di capitale per garantire un funzionamento continuo.

Potenziali innovazioni

Stampaggio a due colpi:

In genere, il sovrastampaggio di LSR richiede l'uso di un agente di priming per preparare la superficie del componente per il silicone liquido. I recenti progressi negli LSR autoadesivi hanno ridotto la necessità del primer, poiché sono progettati per legarsi direttamente a una varietà di materiali.

Questo progresso ha anche aperto la porta a potenziali innovazioni come lo stampaggio a due fasi, in cui materiali termoplastici e LSR vengono lavorati su un’unica macchina, con un unico stampo. Questo processo consente non solo di ridurre i costi di produzione, ma anche di aumentare la libertà di progettazione stampando insieme i due componenti.

Tecnologia migliorata del canale freddo:

Le tecnologie dei canali freddi sono attualmente in uno stato di ritrovata importanza. Negli ultimi decenni, ogni produttore di LSR ha sviluppato ugelli di intercettazione dei canali freddi e tecnologie di raffreddamento proprietarie.

Recentemente, diversi produttori hanno introdotto sistemi a canali freddi standardizzati simili ai sistemi a canali caldi disponibili per lo stampaggio termoplastico. La standardizzazione può portare a sistemi migliorati che funzionano in modo ancora più efficiente di quelli attualmente disponibili.

Conclusione

Il gruppo ZSR ha una vasta esperienza nella produzione di prodotti LSR stampati personalizzati e nello stampaggio di prodotti in silicone con standard approvati dalla FDA o LFGB. Abbiamo il numero di elenco dei registri della FDA 3011147430.

Qualsiasi prodotto in silicone stampato personalizzato o progetto in silicone stampato necessita di supporto tecnico, è possibile contattare ZSR Group dal nostro sito Web.