液体硅橡胶(LSR)注射成型工艺的设计

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1、液体硅橡胶(LSR)注射成型工艺的设计在过去的三到五年里，热固性液体硅橡胶（LSR）的注塑技术得到了快速的发展。LSR的注塑设计与刚性工程热塑料有着重要的差别，这主要是因为这两种橡胶的物理性质，如低粘度，流变学性质（快速固化），剪切变稀性质，以及较高的热膨胀系数等区别较大。由于LSR的粘度较低，因此它在注射成型过程中，即使在注射压力较低的情况下，填充流速也可以较快，但是为了避免空气滞留，对模具通风的要求更加严格。总的来说，现代LSR的快速硫化的循环时间更短（某些情况下循环时间不到20秒），为了充分利用这一特性，加工机械、注射成型机以及部件转移系统等必

2、须相互配合，作为一个高度集成的整体运作。冷流道成型现代冷流道体系充分利用了LSR剪切变稀的性质，真正达到了无浪费，无毛边成型。在过去的三到五年里，冷流道模塑在制造业中的优势地位急速上升，并导致橡胶产品的产量增加、废品减少、劳动成本降低等良好的势头。LSR不会在模具中收缩，这一点和热塑性塑料类似。但是由于膨胀系数较高，加热时会发生膨胀，冷却时却仅有微小的收缩。因此，部件通常不能在模具中保持准确的侧边距，只有在表面积较大的空腔中才可以保持。与热流道模塑相似，在冷流道加工中，热固LSR应保持较低温度和可流动性，以确保没有物料的损失。这种加工方法最适用于在清

3、洁的室内环境中生产大小、结构相似的大体积部件。理想模型是在人为因素影响最小的设备中昼夜不停的运转，并逐步增大运转周期（日或周）。目前所用的冷流道设备有两种基本类型，即闭合系统和开放系统，它们各有优缺点。注射循环中，闭合系统在每一个管道中都采用“开动销”或“针形阀”来控制LSR橡胶的流量。而开口系统则根据注射压力的大小，利用“收缩嘴”和阀门来控制物料的流量。与开口系统相比较，闭合系统最典型的特点是在较低的注射压力下进行注塑。设备中可调控的“节流口”可以对不平衡的分流道以及物料的不同剪切变稀性能进行微调。缺点是对某些给定大小的部件和模具，设备需作额外的调

4、整。开放系统利用通过喷嘴或者阀门的高剪切速率，在注射压力降低时，进行截流。一般情况下，开放系统的空腔填充时间要比闭合系统稍微短一些。开放系统由于分流道和喷嘴较小，空腔密度较高。分流道则要求自然平衡，并与物料本身的流变性能严格匹配。因为开放系统的流道尺寸较小，所以通常不用可调“节流口”，只需普通阀门就可以很好的控制流量，并获得最佳的压力点。分模线设计液体硅橡胶注射成型模具时，首先要考虑分模线的位置，因为分模线内部需设置一些通道，利用这些通道完成通风任务，通风孔必须设置在注射物料最后到达的模具末端。预先考虑以上因素，有助于避免空气的夹带和焊接线边缝强度的

5、损失。由于LSR的粘度低，所以必须确保分模型线的精确度，避免出现毛边。虽然如此，最终产品上的分模线清晰可见。部件的几何形状和分模线的位置还会影响脱膜过程。在部件设计中，轻微的根切有助于确保被塑部件与模具空腔之间坚固的结合在一起。收缩虽然液体硅橡胶在注射成型过程中没有收缩，但是由于硅橡胶具有较高的热膨胀系数，因而在脱膜、冷却后通常会有2％－3％的收缩。确切的收缩数据主要取决于物料配方，但是从加工的观点来看，设计者如果在构思的时候，预先对影响收缩的一些因素有所考虑的话，最后的收缩情况会有所变化，这些因素主要包括加工的温度，物料脱膜的温度，空腔压力等。另外

6、要考虑的是注入口的位置，因为通常物料在流动方向上的收缩要比其垂直方向的收缩来得明显些。另外，部件的尺寸也是一个影响因素，一般来说，部件越厚，收缩越小如果在实际应用中要求二次硫化，则还要考虑额外增加0.5%－0.7%的收缩。通风当模具空腔关闭时，空气滞留在内，随着LSR的注射，空气首先被挤压，接着逐渐被填料赶出空腔，由于LSR的粘度较低，空腔很快被填充。在快速填料过程中，如果空气不能完全被赶出空腔，将会夹带在硫化后的物料中（通常表现为沿部件周边一圈白边或是内部光滑的小气泡）。典型的通气管道宽1－3mm，深0.004－0.005mm，现已成功应用于生产中

7、。排除空腔滞留空气的最佳方法，是在每一个注射成型循环中，采用抽真空的办法将空腔中滞留空气赶走。就是说，在设计分模线时确保模具密闭，真空泵通过模具开关下面的夹具将所有空腔抽真空。一旦真空度达到预想标准要求，立刻关闭模具，开始注射。还有一种成功应用的方法是，利用调节夹具力度达到赶走空气的目的。制造者在夹具力较低时LSR填充至空腔的90％－95％，之后再将夹具力度调高，同时避免积压液体硅橡胶溢出，产生毛边。注入口一个合适的加工设计，既希望阀门的痕迹小而坚固，又希望阀门的位置不易察觉，这是非常困难的。但是如果将阀门设置在非临界区域或内表面上，就可以避免很多麻

8、烦，例如前面提到的，利用冷流道系统进行LSR材料的注射成型就可以省去注入口痕迹的消除，从而避免了劳动集约型的