액체 실리콘 고무 성형 공정과 금형의 특성은 무엇입니까?

일반적으로 열경화성 액체 실리콘 고무(LSR) 사출 금형의 구조는 열가소성 화합물에 사용되는 것과 유사하지만 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 예를 들어, 액체 실리콘 고무 특성은 일반적으로 낮은 점도를 가지므로 매우 낮은 사출 압력에서도 충전 시간이 매우 짧습니다. 공기 포집을 방지하기 위해 금형에 적절한 배기구가 필수적입니다.

 

또한 LSR 화합물은 금형 내에서 열가소성 화합물만큼 수축하지 않습니다. 열 상태에서는 팽창하는 경향이 있고 냉각 상태에서는 약간 수축합니다. 그 결과, 제품은 항상 예상대로 금형의 볼록한 쪽에 남아 있지 않고 표면적이 더 큰 캐비티에 갇히게 됩니다.

 

1. 수축률

LSR은 금형 내에서 수축하지 않지만, 탈형 및 냉각 후에는 종종 2.5%~3% 수축합니다. 정확한 수축량은 어느 정도 화합물의 조성에 따라 다릅니다. 그러나 금형의 관점에서 수축은 몇 가지 요인에 영향을 받을 수 있으며, 여기에는 금형의 온도, 탈형 시 화합물의 온도, 그리고 금형 캐비티 내의 압력과 화합물의 후속 압축이 포함됩니다.

 

사출점의 위치도 고려할 가치가 있습니다. 접착제 흐름 방향의 수축은 일반적으로 접착제 흐름에 수직인 방향의 수축보다 큽니다. 제품의 외부 치수도 수축에 영향을 미치며, 일반적으로 두꺼운 제품은 얇은 제품보다 수축이 적습니다. 2차 경화가 필요한 경우, 0.5%~0.7%의 추가 수축이 발생할 수 있습니다.

2. 분할선

분할선의 위치를 결정하는 것은 실리콘 고무 사출 금형 설계의 첫 번째 단계 중 하나입니다. 배기는 주로 분할선에 위치한 홈을 통해 이루어집니다. 이 홈은 사출 화합물의 마지막 부분에 위치해야 내부 기포를 방지하고 접합부 강도 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.

 

LSR 재료의 낮은 점도로 인해, 분할선은 스필리지를 방지하기 위해 정밀해야 합니다. 그럼에도 불구하고 성형된 제품에서 종종 분할선이 관찰됩니다. 탈형은 제품의 형상과 분할면의 위치에 영향을 받습니다. 제품을 약간의 모따기로 설계하면 제품이 의도한 캐비티의 다른 부분에 일관된 친화력을 가지도록 하는 데 도움이 됩니다.

3. 배기

LSR 사출 시, 금형 캐비티에 갇힌 공기는 금형이 닫힐 때 압축된 후 금형이 채워짐에 따라 배기 홈을 통해 배출됩니다. 공기가 완전히 배출되지 않으면 고무 화합물 내에 남게 됩니다(이는 종종 제품의 흰색 가장자리가 부분적으로 노출되는 원인이 됩니다). 배기 홈은 일반적으로 너비 1-3mm, 깊이 0.004-0.005mm입니다.

 

금형 내부를 진공 처리하면 최고의 배기 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 분할선에 개스킷을 설계하고 진공 펌프를 사용하여 모든 금형 캐비티의 공기를 신속하게 제거함으로써 달성됩니다. 진공이 정격 수준에 도달하면 금형이 완전히 닫히고 사출이 시작됩니다. 

 

일부 사출 성형 장비는 가변적인 금형 폐쇄력을 사용하여 작동할 수 있어, 처리기가 낮은 압력으로 금형을 닫을 수 있습니다. 금형 캐비티의 90%~95%가 LSR로 채워질 때까지 기다린 후(공기 배출을 용이하게 하기 위해), 더 높은 금형 폐쇄력으로 전환하여 실리콘 고무가 팽창하고 넘치는 것을 방지합니다.

4. 사출점

콜드 러너 시스템으로 LSR을 성형하면 이러한 화합물의 장점을 극대화하고 생산 효율성을 최고로 높일 수 있습니다. 이러한 방식으로 제품을 처리하면 사출 런너를 제거할 필요가 없어 작업의 노동 강도를 증가시키지 않고, 때로는 대량의 재료 낭비를 피할 수 있습니다. 많은 경우, 러너 없는 구조는 또한 작업 시간을 줄여줍니다.

 

화합물 사출 노즐은 바늘 밸브에 의해 전방 유량 제어가 이루어집니다. 현재 많은 제조업체가 공기 작동 스위치가 있는 사출 노즐을 표준 장비로 제공하며, 이를 금형의 다양한 부분에 배치할 수 있습니다. 일부 금형 제작자들은 극히 제한된 금형 공간 내에 여러 사출점(따라서 전체 캐비티)을 배치하기 위해 매우 작은 오픈 콜드 러너 시스템을 개발했습니다. 이 기술을 통해 글루 노즐을 분리할 필요 없이 고품질 실리콘 고무 제품을 대량 생산할 수 있습니다.

 

콜드 러너 시스템을 사용하는 경우, 핫 캐비티와 콜드 러너 사이에 효과적인 온도 분리를 유지하는 것이 중요합니다. 러너가 너무 뜨거우면 화합물이 사출 전에 경화되기 시작할 수 있습니다. 그러나 너무 빨리 냉각되면 게이트 영역에서 너무 많은 열을 흡수하게 됩니다. 금형, 결과적으로 불완전 경화를 초래합니다.

 

관례적 스프루(잠수형 스프루 및 원추형 스프루 등)를 사용하여 사출된 제품의 경우, 주입에는 소경형 인젝션 게이트(피딩 포트 직경은 일반적으로 0.2-0.5mm)를 사용하는 것이 적절합니다. 열가소성 화합물과 같은 저점도 LSR 화합물의 경우, 모든 금형 캐비티가 균일하게 화합물로 채워질 수 있도록 러너 시스템의 균형을 맞추는 것이 중요합니다. 러너 시스템 설계를 위한 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하면 금형 개발 프로세스를 크게 간소화할 수 있으며, 그 효과는 금형 충전 테스트로 입증됩니다.

5. 탈형

가황된 액체 실리콘 고무는 금속 표면에 접착되는 경향이 있으며, 제품의 유연성으로 인해 탈형이 어려울 수 있습니다. LSR의 고온 인열 강도는 정상 조건에서도 더 큰 제품이 손상 없이 탈형될 수 있도록 합니다. 가장 일반적인 탈형 기술은 다음과 같습니다: 스트리퍼 플레이트 탈형, 스트리퍼 핀 탈형, 공압식 탈형. 기타 일반적인 탈형 기술에는 롤러 스크래핑, 익스포트 플레이트 탈형 및 자동 금형 제거가 포함됩니다.

 

탈형 시스템을 사용할 때는 높은 정밀도 범위 내에서 유지하는 것이 중요합니다. 탑 푸시 핀과 가이드 핀 슬리브 사이의 간극이 너무 크거나, 부품 간 간격이 장기간 마모로 인해 커지면 접착제 누출을 유발할 수 있습니다. 역원추형 또는 버섯형 탑 푸시 핀은 더 큰 접촉 압력을 적용할 수 있고 더 나은 밀봉을 용이하게 하기 때문에 매우 효과적입니다.

6. 금형 재료

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.

 

내오일성 LSR과 같이 충전률이 높은 액체 실리콘 고무의 경우, 더 높은 경도의 재료를 사용하여 금형을 제작하는 것이 권장됩니다. 예를 들어, 광택 크롬 도금 강철 또는 이를 위해 특별히 개발된 분말 금속(1.2379, DIN 코드 X155CrVMo121)이 있습니다. 고마모성 재료용 금형을 설계할 때는 마찰이 큰 부품을 교체 가능하도록 설계하여 전체 금형을 교체할 필요가 없도록 해야 합니다.

 

캐비티의 내부 표면은 제품의 마감 품질에 큰 영향을 미칩니다. 가장 명백하게, 성형된 물품은 캐비티 표면과 정확히 일치하게 됩니다. 투명 제품용 금형은 연마된 강철로 제작되어야 합니다. 표면처리된 철/니켈강은 극히 마모에 강한 반면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)/니켈은 탈형을 용이하게 합니다.

7. 온도 제어

일반적으로 말해서, 액체 실리콘의 성형에는 전기 가열을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 일반적으로 벨트 히터, 카트리지 히터 또는 가열판에 의해 가열됩니다. LSR의 균일한 신속 경화를 촉진하기 위해 온도장이 금형 전체에 고르게 분포되는 것이 매우 중요합니다. 대형 금형에서 가장 비용 효율적인 가열 방법은 오일 온도를 푸시하여 가열을 제어하는 것입니다.

 

금형을 단열판으로 덮는 것은 열 손실을 줄이는 데 유리합니다. 가열된 금형의 어떤 부분이든 부적절하게 맞물리면 작동 사이에 큰 온도 변동을 겪거나 가스 배출을 일으킬 수 있습니다. 표면 온도가 너무 낮아지면 화합물의 경화 속도가 느려져 제품이 금형에서 탈형되지 못하고 품질 문제를 일으키는 경우가 많습니다. 히터와 분할선 사이에는 일정 거리를 유지하여 템플릿이 뒤틀리고 변형되어 완제품에 넘칠러버가 형성되는 것을 방지해야 합니다.

 

콜드 러너 시스템용 금형을 설계할 때는 뜨거운 끝과 차가운 끝 사이의 완전한 분리를 보장해야 합니다. 열전도율이 다른 강철보다 훨씬 낮기 때문에 특수 티타늄 합금으로 제작할 수 있습니다. 통합 금형 가열 시스템의 경우, 열 손실을 최소화하기 위해 금형과 금형 팔레트 사이에 열 차폐재를 배치해야 합니다.

 

적절한 설계와 구상은 금형이 중요한 액체 사출 성형을 보장합니다. 위에서 언급한 금형 설계 원칙은 고무 화합물로 금형 캐비티를 채우고, 경화 시간을 단축하며, 완제품의 품질을 향상시키고, 생산량을 증가시켜 실리콘 고무 가공업자가 양호한 경제적 이익을 얻을 수 있도록 하는 데 목적이 있습니다.

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