Molde de silicone: O Guia Completo para Ferramentas de Borracha de Silicone Líquido (LSR)

Palavra-chave: Molde de silicone

 

 

O silicone não é borracha, e um molde de silicone não é um molde de borracha. A borracha de silicone líquida (LSR) possui propriedades de fluidez, processo químico de cura e características de desmoldagem únicas, que exigem ferramentas especializadas. Em PartsMastery, A nossa empresa concebe e fabrica produtos de precisão molde de silicone ferramentas para moldagem por compressão, moldagem por injeção e componentes de silicone moldados por fundição, para aplicações nas áreas médica, automóvel, de bens de consumo e industrial.

Este guia completo explica o que é um molde de silicone ou seja, em que difere dos moldes de borracha convencionais, os princípios-chave de conceção e como selecionar o material e a geometria adequados para a sua aplicação.

1. O que é um molde de silicone?

A molde de silicone é uma ferramenta utilizada para moldar borracha de silicone líquida ou sólida, transformando-a em peças elastoméricas acabadas através do calor e da pressão. Ao contrário dos compostos de borracha orgânica que curam com enxofre, o silicone cura através de um catalisador de platina ou de peróxido. A molde de silicone tem de resistir aos desafios específicos do LSR: viscosidade extremamente baixa (semelhante à da água), tempos de cura rápidos (segundos a minutos) e adesão agressiva às superfícies de aço.

A moldagem por injeção de LSR é a mais comum molde de silicone aplicação. Dois componentes líquidos — a Parte A (base) e a Parte B (catalisador) — são misturados num misturador estático imediatamente antes de entrarem no molde de silicone. O material flui facilmente até para as cavidades mais pequenas, solidifica a 150-200 °C e só se solta se o molde de silicone A superfície está perfeitamente preparada. Um projeto mal concebido molde de silicone vai aderir de forma permanente à peça.

2. Tipos de processos de moldagem de silicone

A conceção do seu molde de silicone depende em grande medida do processo que estiver a utilizar:

Moldagem por injeção de borracha de silicone líquida (LSR):
O mais avançado molde de silicone configuração. O silicone líquido de duas componentes é dosado, misturado e injetado diretamente num molde fechado e aquecido molde de silicone. Os tempos de cura variam entre 15 e 90 segundos. Injeção de LSR molde de silicone Estas ferramentas incluem canais frios (para evitar a cura prematura) e cavidades quentes (para acelerar a cura). Aplicações típicas: máscaras médicas, tetinas para biberões, teclados.

Moldagem por compressão de borracha de alta consistência (HCR):
A molde de silicone para silicone sólido, com consistência de massa de modelar. Uma peça em bruto previamente pesada é colocada na abertura molde de silicone cavidade. O calor e a pressão provocam a cura do material. HCR molde de silicone As ferramentas são mais simples e mais baratas do que as ferramentas LSR. Aplicações típicas: tapetes de cozinha, luvas de forno, juntas industriais.

Moldagem de silicone fundido (vulcanização à temperatura ambiente):
A molde de silicone utilizado à temperatura ambiente ou em lume brando. O silicone líquido é vertido ou injetado num molde de silicone (geralmente fabricado a partir de um molde-mestre num material diferente) e endurece sem pressão externa. Aplicações típicas: protótipos, reproduções artísticas, almofadas para dispositivos médicos.

3. Diferenças fundamentais: molde de silicone vs. molde de borracha

4. Materiais utilizados nos moldes de silicone

O molde de silicone tem de resistir ao ataque químico dos catalisadores de platina e libertar-se facilmente:

Aço para ferramentas H-13 (46-52 HRC):
O preferido molde de silicone material para moldagem por injeção de LSR em grande volume. O H-13 resiste à formação de fissuras por calor e mantém um polimento perfeito durante mais tempo do que qualquer outro aço. A molde de silicone Fabricadas a partir de H-13, podem produzir milhões de peças.

Aço inoxidável (420, 17-4 PH):
Para molde de silicone aplicações que envolvam silicones para uso médico ou em contacto com alimentos. O aço inoxidável evita a corrosão causada pelos catalisadores de platina e cumpre os requisitos da FDA para salas limpas.

Aço para ferramentas P-20 (30-36 HRC):
Para volumes mais reduzidos molde de silicone aplicações (menos de 250 000 ciclos). O P-20 é mais barato do que o H-13, mas apresentará desgaste e degradação da superfície mais cedo.

Alumínio (7075-T6):
Para protótipo molde de silicone ferramentas ou produção em pequenas séries (menos de 10 000 peças). Alumínio molde de silicone Estas ferramentas aquecem e arrefecem rapidamente, mas requerem um revestimento resistente para impedir a aderência do silicone.

5. Elementos críticos de conceção de um molde de silicone

Um êxito molde de silicone inclui várias funcionalidades exclusivas do LSR:

Sistema de canais frios:
Ao contrário dos moldes termoplásticos, em que os canais de alimentação estão quentes, um LSR molde de silicone utiliza um canal frio (5-25 °C) para evitar a cura prematura no sistema de alimentação. O molde de silicone O canal frio está isolado termicamente da placa da cavidade quente. A água refrigerada circula continuamente pela placa do canal.

Válvulas de corte e conceção das comportas:
Como o LSR flui como a água, um molde de silicone Exige fechos herméticos (folga de 0,005-0,010 mm) para evitar excesso de material. As entradas pontuais (diâmetro de 0,3-0,8 mm) são padrão. As entradas submersas funcionam bem, mas exigem precisão molde de silicone maquinação.

Ventilação:
O LSR liberta gases durante a cura (metanol, hidrogénio). A molde de silicone requer aberturas de ventilação mais profundas do que os moldes de borracha — normalmente com 0,05 a 0,10 mm de profundidade. As aberturas de ventilação devem ser posicionadas no último ponto de enchimento do molde de silicone cavidade.

Acabamento da superfície:
A molde de silicone deve ter uma superfície perfeitamente polida (SPI A-2 ou superior). Qualquer arranhão ou defeito na molde de silicone poderá transferir-se para a peça e causar aderência. Os acabamentos espelhados (SPI A-1) são comuns em peças de silicone ótico.

Ângulos de projeto:
Apesar da flexibilidade do LSR, um molde de silicone requer ângulos de desmoldagem de 1 a 3 graus — inferiores aos dos moldes de borracha, uma vez que o LSR se desmolda mais facilmente quando devidamente polido.

Pinos ejetores:
A molde de silicone utiliza menos pinos ejetores do que um molde de borracha, uma vez que as peças de LSR são frequentemente suficientemente flexíveis para se soltarem. No entanto, os pinos ejetores num molde de silicone tem de ficar perfeitamente nivelado com a superfície da cavidade — qualquer desnível na altura provocará rebarbas.

6. O processo de fabrico de moldes de silicone

Construir uma precisão molde de silicone exige uma atenção extrema ao acabamento da superfície:

1. Compensação do encolhimento:
O silicone encolhe entre 2,0 e 4,01 TP3T, dependendo da formulação. Moldamos placas de teste com o seu tipo específico de LSR e medimos o encolhimento em todos os eixos antes da fase final molde de silicone maquinação.

2. Maquinação CNC:
O molde de silicone As metades são cortadas de forma grosseira em aço H-13 ou aço inoxidável e, em seguida, submetidas a um acabamento mecânico utilizando um CNC de 5 eixos. Deixamos 0,05 mm de material em excesso para o polimento final.

3. Tratamento térmico:
O molde de silicone é temperado (H-13 a 48-52 HRC) e, em seguida, submetido a um duplo revenimento para aliviar as tensões. Um material com tensões aliviadas molde de silicone resiste à fadiga térmica ao longo de milhões de ciclos.

4. Polimento com diamante:
Todas as superfícies da cavidade do molde de silicone é polido à mão com compostos de diamante. O acabamento final da superfície é de 0,05 microns Ra ou melhor — um verdadeiro espelho. Este processo demora entre 20 e 40 horas para um exemplar típico molde de silicone.

5. Maquinação a frio de canais de injeção:
A placa do canal frio do molde de silicone é usinado a partir de um bloco separado de aço ou alumínio. As barreiras térmicas (espaços de ar ou isoladores de PEEK) separam o canal frio da placa da cavidade quente.

6. Revestimento (facultativo):
No caso dos silicones difíceis de desmoldar, o molde de silicone A cavidade pode receber um revestimento à base de PTFE ou DLC (carbono tipo diamante). Isto reduz a aderência, mas requer uma nova aplicação a cada 100 000-200 000 ciclos.

7. Defeitos comuns em moldes de silicone e respetivas soluções

8. Aplicações dos moldes de silicone

Encontrará molde de silicone tecnologia em praticamente todos os sectores:

Médico:
Máscaras respiratórias, êmbolos de seringas, conectores de tubagem, componentes de dispositivos implantáveis. Um produto médico molde de silicone é fabricado em aço inoxidável, está validado para utilização em salas limpas e possui documentação que atesta a conformidade com a FDA.

Automóvel:
Mangueiras de turbocompressor, vedantes de conectores, juntas de lentes LED, amortecedores de vibração. Automóvel molde de silicone As ferramentas utilizam frequentemente compostos de FVMQ (fluorosilicone) que funcionam a altas temperaturas (200 °C ou mais).

Bens de consumo:
Tapetes para ir ao forno, tabuleiros para cubos de gelo, capas para telemóveis, braceletes de relógio, utensílios de cozinha. Produtos de consumo molde de silicone As aplicações dão prioridade ao acabamento da superfície e à consistência da cor.

Eletrónica:
Botões de teclado, juntas para caixas estanques, almofadas térmicas, vedantes para conectores. Eletrónica molde de silicone As ferramentas exigem tolerâncias rigorosas (±0,05 mm) e materiais isentos de eletricidade estática.

9. Manutenção e durabilidade dos moldes de silicone

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

• Diariamente: Limpo molde de silicone Encha as cavidades com ar e álcool isopropílico (nunca utilize solventes que ataquem o silicone). Verifique se as juntas do canal frio apresentam fugas.

• Semanalmente: Verificar molde de silicone uniformidade da temperatura em todas as cavidades. Verifique se os pinos ejetores estão nivelados — qualquer pino que se projete causará excesso de material.

• Mensal: Remover molde de silicone e inspecione as superfícies das cavidades com uma ampliação de 10x. Remova quaisquer resíduos de silicone endurecido utilizando raspadores de latão macio (nunca de aço).

• Anualmente ou a cada 250.000 ciclos: Completo molde de silicone remodelação. Voltar a polir as cavidades. Substituir as juntas do canal frio. Verificar as folgas de fecho.

10. A abordagem da PartsMastery à fabricação de moldes de silicone

Em PartsMastery, tratamos cada molde de silicone como um instrumento de precisão. O LSR não perdoa — qualquer defeito no molde de silicone transfere-se diretamente para todas as partes.

O nosso molde de silicone O processo inclui:

1. Qualificação de materiais: Testamos o seu tipo específico de LSR quanto ao encolhimento, à cinética de cura e ao comportamento de desmoldagem antes de molde de silicone conceção.

2. Simulação de fluxo: Simulamos o enchimento com LSR do molde de silicone para otimizar a localização da porta e a disposição das aberturas de ventilação.

3. Maquinação de precisão: CNC de 5 eixos, seguido de 20 a 40 horas de polimento com diamante para obter acabamentos espelhados em cada molde de silicone superfície.

4. Engenharia de canais frios: O isolamento térmico entre o canal frio e as cavidades quentes garante que não ocorra uma cura prematura no molde de silicone sistema de alimentação.

5. Teste de moldagem: Executamos o seu LSR no molde de silicone na nossa máquina de injeção para verificar o enchimento, a cura e a desmoldagem antes do envio.

Conclusão

O molde de silicone é uma ferramenta especializada que exige extrema atenção ao acabamento da superfície, à gestão térmica e às características de desmoldagem. A viscosidade semelhante à da água do LSR, a sua cura rápida e a sua adesão agressiva exigem um molde de silicone que é polido até ficar espelhado, termicamente equilibrado e com ventilação precisa. Quer precise de uma cavidade única molde de silicone para prototipagem médica ou um molde de 64 cavidades molde de silicone No caso dos bens de consumo em grande escala, a engenharia de precisão é determinante para o seu sucesso.

Um projeto bem concebido molde de silicone garante peças sem rebarbas, uma libertação perfeita e milhões de ciclos consistentes. Um sistema mal concebido molde de silicone funciona, pisca e falha.

Está pronto para levar a sua peça de silicone à produção com um alto desempenho molde de silicone? Contacto PartsMastery hoje em +86 13530838604 (WeChat) . Envie-nos o seu ficheiro CAD 3D, a especificação do tipo de LSR e o volume pretendido. Iremos entregar-lhe um molde de silicone que funciona corretamente à primeira, sempre.