Quelles sont les caractéristiques du procédé de moulage du caoutchouc de silicone liquide et des moules ?

La structure des moules d'injection pour le caoutchouc de silicone liquide thermodurcissable (LSR) est généralement similaire à celle utilisée pour les composés thermoplastiques, mais il existe plusieurs différences significatives. Par exemple, les propriétés du caoutchouc de silicone liquide présentent généralement une faible viscosité et donc des temps de remplissage très courts, même à des pressions d'injection très basses. Afin d'éviter les pièges à air, il est essentiel de disposer d'un bon évent dans le moule.

 

De plus, les composés LSR ne rétrécissent pas autant que les composés thermoplastiques dans le moule ; ils ont tendance à se dilater à chaud et à se contracter légèrement à froid. Par conséquent, la pièce ne reste pas toujours sur le côté convexe du moule comme prévu, mais reste piégée dans la cavité où la surface est plus grande.

 

1. Taux de retrait

Bien que le LSR ne rétrécisse pas dans le moule, il rétrécira souvent de 2,5 % à 3 % après le démoulage et le refroidissement. Le taux exact de retrait dépend dans une certaine mesure de la formulation du composé. Cependant, du point de vue du moule, le retrait peut être influencé par plusieurs facteurs, notamment la température du moule, la température du composé lors du démoulage, ainsi que la pression dans la cavité du moule et la compression ultérieure du composé.

 

L'emplacement du point d'injection mérite également d'être pris en compte, car le retrait dans le sens de l'écoulement de l'adhésif est généralement plus important que celui perpendiculaire à l'écoulement. Les dimensions extérieures du produit ont également un effet sur le retrait, les produits plus épais ayant généralement un retrait moindre que les produits fins. Si une post-vulcanisation est nécessaire, il peut y avoir un retrait supplémentaire de 0,5 à 0,7 %.

2. Lignes de séparation

Déterminer l'emplacement de la ligne de séparation est l'une des premières étapes de la conception d'un moule d'injection pour caoutchouc de silicone. L'éventage est principalement réalisé grâce à des rainures situées sur la ligne de séparation. La rainure doit être dans la dernière zone du composé injecté pour aider à éviter les bulles d'air internes et réduire la perte de résistance au niveau de la liaison.

 

En raison de la faible viscosité des matériaux LSR, la ligne de séparation doit être précise pour éviter les débordements. Même ainsi, des lignes de séparation sont souvent visibles sur les produits moulés. Le démoulage est affecté par la géométrie du produit et l'emplacement de la surface de séparation. La conception de la pièce avec un léger chanfrein aide à garantir que la pièce ait une affinité constante pour l'autre moitié souhaitée de la cavité.

3. Éventage

Lors de l'injection de LSR, l'air piégé dans la cavité du moule est comprimé lorsque le moule est fermé, puis est expulsé à travers les rainures d'éventage au fur et à mesure que le moule se remplit. Si l'air ne peut pas être complètement évacué, il restera dans le composé de caoutchouc (cela provoque souvent que le bord blanc du produit soit partiellement exposé). La rainure d'éventage fait généralement 1-3 mm de large et 0,004-0,005 mm de profondeur.

 

La création d'un vide à l'intérieur du moule offre le meilleur effet d'éventage. Ceci est réalisé en concevant un joint sur la ligne de séparation et en utilisant une pompe à vide pour évacuer rapidement toutes les cavités du moule. Une fois que le vide atteint le niveau nominal, le moule est entièrement fermé et l'injection commence. 

 

Certains équipements de moulage par injection permettent de fonctionner avec une force de fermeture variable, ce qui permet au transformateur de fermer le moule à basse pression. Attendez que 90 % à 95 % de la cavité du moule soit remplie de LSR (pour faciliter l'évacuation de l'air), puis passez à une force de fermeture plus élevée pour empêcher le caoutchouc de silicone de se dilater et de déborder.

4. Point d'injection

Le moulage de LSR avec un système de canaux froids maximise les avantages de ce composé et optimise l'efficacité de production. En traitant le produit de cette manière, il n'est pas nécessaire de retirer le canal d'injection, évitant ainsi d'augmenter l'intensité de travail de l'opération et, parfois, d'éviter un gaspillage important de matériaux. Dans de nombreux cas, la construction sans canaux réduit également le temps opérationnel.

 

La buse d'injection du composé est contrôlée par un clapet à aiguille pour le contrôle du débit. Actuellement, de nombreux fabricants proposent des buses d'injection avec des commutateurs actionnés par air en équipement standard, pouvant être placées à divers endroits du moule. Certains fabricants de moules ont développé un système de canaux froids ouverts si petit que plusieurs points d'injection (et donc toute la cavité) doivent tenir dans l'espace de moule extrêmement limité. Cette technologie permet de produire en série des produits en caoutchouc de silicone de haute qualité sans avoir à séparer la buse de colle.

 

Si un système de canaux froids est utilisé, il est important de créer une séparation thermique efficace entre la cavité chaude et les canaux froids. Si les canaux sont trop chauds, le composé peut commencer à durcir avant l'injection ; cependant, s'ils refroidissent trop vite, ils absorberont trop de chaleur de la zone de la buse. le moule, ce qui entraîne une polymérisation incomplète.

 

Pour les produits injectés avec des canaux conventionnels (tels que les canaux submergés et les canaux coniques), il est approprié d'utiliser des portes d'injection de petit diamètre pour l'alimentation (le diamètre de la porte d'alimentation est généralement de 0,2 à 0,5 mm) pour le moulage. Pour les composés LSR à faible viscosité, comme les composés thermoplastiques, il est important d'équilibrer le système de canaux pour que toutes les empreintes du moule puissent être uniformément remplies du composé. L'utilisation de logiciels de simulation pour concevoir le système de canaux peut grandement simplifier le processus de développement du moule, et son efficacité est prouvée par le test de remplissage du moule.

5. Démoulage

Le caoutchouc de silicone liquide ayant subi la vulcanisation a tendance à adhérer à la surface des métaux, et la flexibilité du produit peut rendre le démoulage difficile. La résistance à la déchirure à haute température du LSR lui permet d'être démoulé dans des conditions normales sans dommage, même pour des produits plus volumineux. Les techniques de démoulage les plus courantes incluent : le démoulage par plaque éjectrice, le démoulage par poinçon éjecteur et le démoulage pneumatique. D'autres techniques de démoulage courantes comprennent le raclage par rouleau, le démoulage par plaque d'exportation et l'extraction automatique du moule.

 

Lors de l'utilisation d'un système de démoulage, il est important de le maintenir dans une plage de haute précision. Si le jeu entre la broche d'éjection et la douille de guidage est trop grand, ou si l'écart entre les pièces augmente en raison d'une usure prolongée, cela peut provoquer des fuites de colle. La broche d'éjection conique inversée ou en forme de champignon est très efficace car elle permet d'appliquer une pression de contact plus importante et facilite un meilleur étanchéité.

6. Matériaux du moule

Mold pallets are commonly made of non-alloy tool steel (1.1730, DIN code C45W). For mold pallets that need to high-temperature resistance of 170°C-210°C, pre-tempered steel (1.2312, DIN code 40CrMn) should be used in consideration of impact resistance. -MoS86) manufacture. The mold pallet with the mold cavity, it should be made of tool steel that has undergone nitriding or tempering heat treatment to ensure its high-temperature resistance.

 

Pour les caoutchoucs de silicone liquide à fort taux de charge, tels que les LSR résistants aux huiles, il est recommandé d'utiliser des matériaux de plus grande dureté pour fabriquer le moule, par exemple, de l'acier chromé brillant, ou des métaux frittés spécialement développés à cet effet (1.2379, code DIN X155CrVMo121). Lors de la conception de moules pour matériaux à forte usure, les pièces soumises à des frottements importants doivent être conçues pour être remplaçables afin de ne pas avoir à remplacer le moule entier.

 

La surface interne de l'empreinte a une grande influence sur la finition du produit. Plus manifestement, la pièce moulée épousera exactement la surface de l'empreinte. Les moules pour produits transparents doivent être réalisés en acier poli. L'acier fer/nickel traité en surface est extrêmement résistant à l'usure, tandis que le polytétrafluoroéthylène (PTFE)/nickel facilite le démoulage.

7. Contrôle de la température

De manière générale, il est recommandé d'utiliser un chauffage électrique pour le moulage des silicones liquides, généralement chauffées par une bande chauffante, une cartouche chauffante ou une plaque chauffante. Il est crucial que le champ de température soit uniformément réparti dans tout le moule pour favoriser une polymérisation rapide et uniforme du LSR. Sur les grands moules, la méthode de chauffage la plus rentable consiste à pousser la température de l'huile pour contrôler le chauffage.

 

Recouvrir le moule avec une plaque isolante thermique est bénéfique pour réduire les pertes de chaleur. Un ajustement inadéquat de toute partie du moule chaud peut le soumettre à de grandes fluctuations de température entre les cycles, ou provoquer un dégazage. Si la température de surface baisse trop, la vitesse de polymérisation du composé ralentira, ce qui rend souvent le produit impossible à démouler, causant des problèmes de qualité. Une certaine distance doit être maintenue entre le chauffage et le plan de joint pour éviter que le modèle ne se déforme par voilage, entraînant la formation de bavures d'écoulement sur la pièce finie.

 

Lors de la conception d'un moule pour un système de canaux froids, une séparation complète doit être assurée entre les parties chaudes et froides. Il peut être réalisé en alliage de titane spécial car sa conductivité thermique est bien inférieure à celle d'autres aciers. Pour un système de chauffage de moule intégral, le bouclier thermique doit être placé entre le moule et la platine du moule pour minimiser les pertes de chaleur.

 

Une conception et une approche appropriées assurent un moulage par injection liquide, où les moules sont importants. Les principes de conception de moule mentionnés ci-dessus visent à remplir l'empreinte du moule avec le composé de caoutchouc, à raccourcir le temps de polymérisation, à améliorer la qualité du produit fini, et à augmenter la production afin que le transformateur de caoutchouc de silicone puisse tirer de bons bénéfices économiques.

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