Molde de borracha: O Guia Completo para Moldagem por Compressão, Transferência e Injeção

Molde de borracha: O Guia Completo para Moldagem por Compressão, Transferência e Injeção

Palavra-chave: Molde de borracha

 

 

Ao contrário dos termoplásticos que derretem e fluem, a borracha requer uma abordagem fundamentalmente diferente ao fabrico de ferramentas. A molde de borracha têm de suportar pressões de aperto mais elevadas, temperaturas de fusão mais baixas e o comportamento único dos elastómeros não curados. Em PartsMastery, A nossa empresa concebe e fabrica produtos de precisão molde de borracha ferramentas para moldagem por compressão, moldagem por transferência e moldagem por injeção de borracha natural, silicone, EPDM, neopreno e outros elastómeros.

Este guia completo explica o que é um molde de borracha é, como difere dos moldes de injeção de plástico, os princípios fundamentais de conceção e como selecionar o material e a geometria adequados para a sua aplicação.

1. O que é um molde de borracha?

A molde de borracha é uma ferramenta utilizada para moldar compostos de borracha não curados em peças elastoméricas acabadas através de calor e pressão. Ao contrário da moldagem por injeção de plástico, em que o polímero derrete e flui facilmente, a borracha começa como um material viscoso, semelhante a uma massa. A molde de borracha deve forçar este material para dentro das cavidades, mantê-lo sob pressão durante a cura (vulcanização) e depois libertar a peça flexível acabada.

Os processos de moldagem de borracha funcionam a temperaturas mais baixas (150-200°C) do que os termoplásticos (200-300°C), mas a pressões significativamente mais elevadas (até 3000 PSI na superfície do molde). A molde de borracha devem ser suficientemente robustos para suportar estas pressões, mantendo simultaneamente dimensões precisas da cavidade, uma vez que as peças de borracha funcionam frequentemente como vedantes, juntas ou isoladores de vibrações, em que as tolerâncias de ±0,1 mm são críticas.

2. Tipos de processos de moldagem de borracha

A conceção do seu molde de borracha depende muito do processo de moldagem que está a utilizar:

Moldagem por compressão:
O mais simples molde de borracha configuração. Uma “bala” pré-pesada de borracha não curada é colocada diretamente na molde de borracha cavidade. O molde fecha-se, o calor e a pressão curam a borracha e a peça acabada é retirada. Compressão molde de borracha As ferramentas não têm canais ou sprues - o desperdício é mínimo. Aplicações típicas: juntas, tapetes, vedantes simples.

Moldagem por transferência:
A molde de borracha com um recipiente e um êmbolo separados. A borracha não curada é colocada no pote por cima da cavidade. Quando a molde de borracha fecha-se, o êmbolo força a borracha através dos sprues e das corrediças para dentro da cavidade. Transferência molde de borracha podem produzir geometrias mais complexas do que os moldes de compressão, incluindo peças com inserções metálicas. Aplicações típicas: conectores eléctricos, componentes encapsulados.

Moldagem por injeção:
O mais avançado molde de borracha configuração. A molde de borracha é montada numa prensa de injeção que alimenta com parafusos e aquece a borracha antes de a injetar no molde fechado sob alta pressão. Injeção molde de borracha As ferramentas têm sistemas de canais complexos, múltiplas cavidades e controlo preciso da temperatura. Aplicações típicas: vedantes para automóveis de grande volume, O-rings, componentes médicos.

3. Materiais utilizados nos moldes de borracha

O molde de borracha deve resistir a ciclos repetidos de aquecimento/arrefecimento e ao ataque químico dos agentes de cura:

Aço para ferramentas P-20 (30-36 HRC):
Os mais comuns molde de borracha material para elastómeros de uso geral (borracha natural, SBR, EPDM). O P-20 é pré-endurecido, maquina bem e resiste ao desgaste de compostos de borracha abrasivos.

Aço para ferramentas H-13 (46-52 HRC):
Para grandes volumes molde de borracha aplicações (mais de 500.000 ciclos) ou moldagem de compostos abrasivos como o silicone com enchimento de vidro. O H-13 resiste ao controlo térmico e mantém os detalhes nítidos durante mais tempo do que o P-20.

Aço inoxidável (420, 17-4 PH):
Para molde de borracha aplicações que envolvam silicones curados com peróxido, fluorocarbono (FKM/Viton) ou ambientes de salas limpas médicas/farmacêuticas. O aço inoxidável evita a corrosão e a formação de pites devido a subprodutos de cura agressivos.

Alumínio (7075-T6):
Para protótipo molde de borracha ferramentas ou produção de baixo volume (menos de 10.000 peças). Alumínio molde de borracha As ferramentas aquecem e arrefecem rapidamente, mas desgastam-se mais depressa do que o aço.

4. Elementos críticos do projeto de um molde de borracha

Um êxito molde de borracha incorpora várias caraterísticas-chave exclusivas dos elastómeros:

Compensação da contração da cavidade:
A borracha encolhe significativamente durante a vulcanização - tipicamente 1,5% a 3,5%, dependendo do composto. A molde de borracha A cavidade deve ser maquinada sobredimensionada exatamente pelo fator de retração. Por exemplo, uma peça acabada de 100 mm requer uma cavidade de molde de borracha cavidade de 102-103,5 mm.

Flash Grooves:
Ao contrário dos plásticos, a borracha tem de ter um caminho para o excesso de material sair. Cada molde de borracha inclui ranhuras de flash - canais rasos (0,1-0,3 mm de profundidade) maquinados à volta do perímetro da cavidade. Estes recolhem o excesso de borracha e formam um “flash” fino que é cortado após a moldagem. Sem as ranhuras de flash, um molde de borracha que retenha o ar ou impeça o preenchimento total da cavidade.

Ângulos de projeto:
As peças de borracha aderem às superfícies do molde de forma agressiva. A molde de borracha requer ângulos de inclinação de 3-7 graus - significativamente mais elevados do que os 1-2 graus típicos dos moldes de plástico. Os pinos ejectores são também mais numerosos num molde de borracha porque as peças flexíveis não são facilmente ejectadas.

Ventilação:
Como o molde de borracha fecha, o ar retido tem de sair. Profundidades de ventilação num molde de borracha são 0,02-0,05 mm - semelhante aos moldes de plástico - mas as aberturas têm de ser mais largas (2-5 mm) para acomodar a maior viscosidade da borracha.

Área do terreno:
A superfície plana de vedação à volta da cavidade de um molde de borracha (a terra) deve ser mais larga do que nos moldes de plástico - normalmente 15-25 mm. A elevada viscosidade da borracha requer mais força de aperto para selar o molde. molde de borracha contra o composto.

5. O processo de fabrico de moldes de borracha

Construir uma precisão molde de borracha requer maquinação especializada e controlo de qualidade:

1. Ensaio de retração de compostos:
Antes de cortar qualquer aço, moldamos placas de teste utilizando o seu composto de borracha atual. Medimos o encolhimento em três direcções e ajustamos o molde de borracha Modelo CAD em conformidade.

2. Maquinação CNC:
O molde de borracha As metades são cortadas em bruto a partir de aço P-20 ou H-13 e, em seguida, maquinadas com acabamento utilizando CNC de 5 eixos. Os acabamentos de superfície de 0,4 microns Ra são típicos para molde de borracha cavidades.

3. Corte de ranhuras rápidas:
As ranhuras de flash são maquinadas utilizando pequenas fresas de topo (0,5-1,0 mm de diâmetro). A profundidade e a largura de cada molde de borracha O sulco de flash é crítico - demasiado raso e a peça não encherá; demasiado profundo e o flash torna-se difícil de cortar.

4. Polimento e texturização:
O molde de borracha A cavidade é polida até ao acabamento especificado. Para a maior parte das aplicações de borracha, é preferível um acabamento mate (SPI B-2) porque se solta mais facilmente do que um polimento espelhado.

5. Instalação do pino ejetor:
Pinos ejectores num molde de borracha são maiores em diâmetro (3-6mm) e mais numerosos do que nos moldes de plástico. Instalamos mais 30-50% pinos ejectores numa molde de borracha para evitar a distorção da peça durante a ejeção.

6. Molde de borracha vs. molde de plástico: Principais diferenças

7. Defeitos comuns do molde de borracha e soluções

8. Aplicações dos moldes de borracha

Encontrará molde de borracha tecnologia em praticamente todos os sectores:

Automóvel:
Fitas de proteção contra intempéries, O-rings, juntas, casquilhos, suportes anti-vibração, mangueiras. Um único automóvel molde de borracha pode produzir milhões de peças durante a sua vida útil.

Médico:
Vedantes de silicone, êmbolos de seringas, máscaras respiratórias, conectores de tubos. Médico molde de borracha As ferramentas são feitas de aço inoxidável e funcionam em ambientes de sala limpa.

Industrial:
Componentes de correias transportadoras, diafragmas de bombas, juntas de dilatação, vedantes hidráulicos. Industrial molde de borracha as aplicações dão prioridade à durabilidade e à resistência química.

Bens de consumo:
Solas de sapatos, punhos de borracha, artigos de desporto, utensílios de cozinha. Consumidor molde de borracha as aplicações envolvem frequentemente múltiplas cavidades para uma produção de grande volume.

9. Manutenção e longevidade do molde de borracha

Uma manutenção correta molde de borracha pode durar entre 500.000 e 2.000.000 de ciclos. Siga estas diretrizes:

• Diariamente: Limpo molde de borracha cavidades com ar e toalhetes à prova de solventes. Inspecionar as ranhuras de flash quanto a obstrução. Verificar o movimento do pino ejetor.

• Semanalmente: Verificar molde de borracha uniformidade da temperatura em todas as cavidades. Inspecionar as linhas de partição para verificar a acumulação de fulgor.

• Mensal: Remover molde de borracha e inspecionar as superfícies da cavidade sob ampliação. Remover qualquer resíduo de borracha curada utilizando raspadores de latão (nunca de aço).

• Anualmente ou a cada 250.000 ciclos: Completo molde de borracha renovação. Recortar ranhuras de flash. Repolimento das cavidades. Substituir os pinos ejectores desgastados.

10. A abordagem PartsMastery ao fabrico de moldes de borracha

Em PartsMastery, Não nos limitamos a cortar cavidades no aço. Concebemos um molde de borracha que tem em conta o seu composto específico, a cinética de cura, o comportamento de flash e as operações de corte pós-moldagem.

O nosso molde de borracha O processo inclui:

1. Caracterização do composto: Testamos o encolhimento, o comportamento do fluxo e a temperatura de cura da sua borracha antes de molde de borracha conceção.

2. Simulação: Simulamos o fluxo de borracha e a cura dentro do molde de borracha para prever padrões de enchimento e otimizar a colocação de ventiladores.

3. Fabrico de precisão: CNC de 5 eixos, corte de ranhuras flash e polimento manual para obter um produto sem defeitos molde de borracha desempenho.

4. Otimização do ejetor: Colocação estratégica dos pinos ejectores para evitar a distorção da peça durante a desmoldagem.

5. Teste de moldagem: Utilizamos o seu composto de borracha no molde de borracha na nossa prensa de compressão para verificar as dimensões da peça e a espessura do flash antes do envio.

Conclusão

O molde de borracha é uma ferramenta especializada que exige um raciocínio diferente do das ferramentas de injeção de plástico. Maior retração, maiores ângulos de inclinação, ranhuras de flash e aderência agressiva requerem uma molde de borracha concebidos especificamente para elastómeros. Quer necessite de uma simples compressão molde de borracha para 1.000 juntas ou uma injeção multi-cavidades molde de borracha para 2 milhões de O-rings, a engenharia de precisão determina o seu sucesso.

Um projeto bem concebido molde de borracha proporciona peças consistentes, um mínimo de flash, uma libertação fácil e uma longa vida útil da ferramenta. Um projeto mal concebido molde de borracha cria colagem, rasgamento, preenchimentos curtos e retrabalho interminável.

Pronto para levar a sua peça de borracha para a produção com uma máquina de alto desempenho molde de borracha? Contacto PartsMastery hoje em +86 13530838604 (WeChat) . Envie-nos o seu ficheiro CAD 3D, a especificação do composto de borracha e o volume pretendido. Nós entregaremos um molde de borracha que funciona corretamente à primeira, sempre.