Kuidas erineb LSR valu termoplastide survevalust?

Kõik on tagurpidi. LSR pumpatakse kahe külma vedelana koostisosana kuumutatud vormi (160–200 °C), kus see kõveneb keemiliselt. Termoplastid sulatatakse kuumana ja süstitakse külma vormi tahkumiseks. Seetõttu on LSR masinad, vormid ja protsessiloogika ehitatud vastupidi.

Millist seina paksust LSR detailidel olla saab?

Enne kõvenemist voolab LSR äärmiselt hästi ja täidab seinad kuni 0,3–0,5 mm üllatavalt pikkade vooluteedega. Tüüpiline projekteeritud seina paksus on 0,5–3 mm. Väga õhukesed, ääriskalduvates elementides on vaja suurepärast vormi ventilatsiooni ja eralduspinda täpsust, sest vedel silikoon moodustab äärisi piludes üle ~0,005 mm.

Millist karedusvahemikku LSR hõlmab?

Kaubanduslikud LSR sordid ulatuvad umbes Shore A 10 kuni 80. Pehmed sordid (Shore A 10–30) sobivad tihenditele ja nahaga kokkupuuteks; keskmised (40–60) on universaalvahemik; kõvemad sordid lähenevad termoplastilaadsele käsitsemisele membraanide ja klappide jaoks.

Kas LSR-i saab üle valada termoplastidele?

Jah, ja see on üks LSR-i suurimaid rakendusi: kahekomponentne või sisendetailidega valu PC, PA või PBT alustele loob pehme-jäigad detailid nagu tihendid pistikutel ja pehmed meditsiinilised käepidemed. Isekleepuvad LSR sordid seonduvad keemiliselt ilma kruntita kvalifitseeritud alustel.

Kui palju LSR vormid termoplastide vormidest maksavad?

LSR vormid maksavad tüüpiliselt 20–50 % rohkem kui samaväärsed termoplastide vormid, sest need vajavad kuumutatavaid plaate, külma kanali nõelklapisüsteeme, vaakumventilatsiooni ja väga täpseid eralduspindu. Ka detailihinnad on kõrgemad, mida ajendavad materjali hind ja kõvenemisega piiratud tsüklid.

Vedela silikoonkummi (LSR) survevalu: protsess, konstrueerimisreeglid ja rakendused

Vedel silikoonkumm (LSR) on materjal beebipudelite lutipeade, meditsiiniliste tihendite, kantavate toodete tihendite ja kohvimasinate pehmete klappide taga. Seda valatakse survevalumasinates, kuid protsess on termoplastide survevalu pahupidi: külm vedelik sisse, kuum vorm, keemiline kõvenemine jahutuse asemel. See juhend selgitab, kuidas LSR töötlemine toimib, millised konstrueerimisreeglid sellest tulenevad ja millal see termoplastseid elastomeere ületab.

Kuidas LSR protsess töötab?

LSR saabub kahe vedela koostisosana (A ja B) vaatides või kassettides. Doseerimisseade pumpab need täpses suhtes 1:1 läbi staatilise segisti jahutatud süstimisseadmesse — materjal peab püsima külmana viimase hetkeni. Segatud vedelik süstitakse 160–200 °C-ni kuumutatud vormi, kus plaatinakatalüüsitud aditsioonkõvenemine silikooni ristsõlmib tüüpiliselt 10–60 sekundiga sõltuvalt seina paksusest. Detail lükkatakse välja täielikult kõvastununa: tänapäevastele sortidele pole järelkõvendust vaja ja jahutusfaasi pole üldse olemas. Tsükli aega määrab kõvenemine, mitte jahutus — termoplastide tsükli peegelpilt.

Miks vormid töötavad kuumana ja kanalid külmana?

Sest materjal kõvastub kõikjal, kus on kuum. Vormiõõnsus on kuumutatud, kuid kanalisüsteem peab hoidma materjali süstimiste vahel külmana ja kõvenemata, ja just sellepärast kasutavad LSR vormid külmkanali plaate: veega jahutatud nõelklapi otsakud, mis süstivad otse õõnsusse nulljäätmetega. Hästi ehitatud külm plaat tähendab sisselaskekanalita, ümberjahuteta ja praktiliselt 100 % materjali kasutamist — oluline, kui LSR maksab 10–25 €/kg. Kuum vorm ja külm plaat muudavad ka voolukäitumise ebatavaliseks: täitmine on lihtne (LSR on nihke korral väga madala viskoossusega), kuid ventilatsioon ja äärise kontroll domineerivad vormi konstrueerimisel.

Millised konstrueerimisreeglid kehtivad LSR detailidele?

Seina paksus: tüüpiliselt 0,5–3 mm; võimalik kuni 0,3 mm. Hoidke seinad ühtlased, sest paksud sektsioonid pikendavad kõvenemisaega ja riskivad kõvenemata südamikuga
Äärise kontroll: vedel silikoon moodustab äärisi igas pilus üle ~0,005 mm, seega tuleb eralduspinnad, sulgemispinnad ja väljalükkajate sobitused töödelda suure täpsusega — eelarveline vormitöötlemine siia ei sobi
Ventilatsioon: vaakumventilatsioon on standardtava; kinni jäänud õhk põhjustab põletusi ja õõnsusi, sest õõnsus täitub kiiresti ja vorm on kuum
Kalle nurgad: LSR on painduv ja lükkub välja vastu alalõikeid, mis hävitaksid jäiga detaili, kuid pehmed sordid võivad ka rebeneda — kavandage väljalükkamine õhuklappide või mahavõtuplaatidega, mitte nõeltega vastu õhukesi membraane
Sisselasked: nõelklapi külmad kanalid otse detailile; sisselaskejäljed on väikesed, kuid tuleb paigutada nii, et need ei mõjutaks tihenduspindu
Eralduspinnad tihenditel: hoidke need tihenduspinnast eemal; 0,05 mm äärisjoon tihenduspinnal on lekke tee

LSR versus TPE: milline pehme materjal?

Omadus	LSR	TPE/TPU
Kasutustemperatuur	-50 kuni +200 °C	tüüpiliselt -40 kuni +120 °C
Surve jääkdeformatsioon	Suurepärane (tihendid kümnendeiks)	Keskmine kuni kehv
Keemia-/UV-püsivus	Suurepärane	Erineb tugevalt tüübi järgi
Biokokkusobivus	Meditsiinilised sordid, implantaatide ajalugu	Piiratud
Töötlemine	Spetsiaalsed masinad ja vormid	Standardsed termoplastide masinad
Materjali hind	10–25 €/kg	3–10 €/kg
Ülevalamine	PC/PA/PBT-le isekleepuvate sortidega	Lai, lihtne tavalistel kahekomponentsetel masinatel

Lühidalt: valige LSR kuumuse, tihendi pikaealisuse, meditsiinilise kokkupuute ja välikasutuse jaoks; valige TPE kulupõhise pehme puudutuse jaoks standardvarustusel, sealhulgas kahekomponentses valus.

Kus LSR-i kasutatakse?

Meditsiin ja beebihooldus: lutipudelid, klapid, hingamismaskid, tihendid — biokokkusobivus ja steriliseerimiskindlus
Autod: pistikutihendid, andurimembraanid, süüteküünalde katmikud (kuumus ja jääkdeformatsioon)
Tarbekaubad ja köök: küpsetusvormid, spaatlipead, kohvimasinate klapid
Elektroonika: klaviatuurimembraanid, veekindlad tihendid kantavates toodetes, sageli üle valatud jäikadele alustele

Kui palju LSR maksab?

Materjal hinnaga 10–25 €/kg ja spetsialiseeritud külmplaadi vormid 20–50 % lisahinnaga termoplastide vormidele teevad LSR-ist teadliku valiku, mitte vaikeväärtuse. Detailihinnad on tüüpiliselt 2–5 korda termoplastide vaste omad. Tasuvus tuleb detailide konsolideerimisest (valatud tihend asendab monteeritud tihendi), kasutuseast (silikoonitihendid elavad tootest kauem) ja vastavusest (üks meditsiiniklassi materjal kvalifitseeritud koostu asemel).

Kuidas LSR projekti alustada

LSR tasub varajast protsessi kaasamist enam kui enamik materjale: sisselaske asukoht, eralduspinna paigutus ja ventilatsioon fikseeritakse terases ning pehme materjali käsitsemine (automaatne väljalükkamine on standard — detailid puhutakse või harjatakse välja) tuleb sisse konstrueerida. Nordmould vaatab LSR detailide konstruktsioonid koos silikooni suutlike partneritega üle enne pakkumist, nii et vorm, kõvenemistsüklid ja väljalükkamismeetod on enne kohustuse võtmist kokkulepitud.

Seotud juhendid

Kavandate silikoonitihendit või pehme-jäika detaili? Saatke Nordmouldile oma joonised LSR teostatavuse ülevaatuseks.