Formsprutning av flytande silikon (LSR): process- och designguide

Formsprutning av flytande silikonkautschuk (LSR) — även kallad flytande injektionsgjutning (LIM) — producerar härdplastelastomerdelar med en kombination av egenskaper som ingen termoplastisk elastomer kan matcha: kontinuerlig drift från −50°C till +200°C, biologisk inerthet, optisk transparens i klara kvaliteter och elastisk återhämtning med mycket låg permanent kompressionsdeformation. Nordmould bearbetar LSR-delar via partnerfaciliteter utrustade med dedikerade tvåkomponent-LIM-injektionsmaskiner och temperaturreglerade slutna doseringssystem.

Vilka egenskaper har formsprutad LSR?

LSR är en platinakatalyserad additionshärdningssilikon som levereras som en tvåkomponentvätska — del A bär baspolymeren och katalysatorn; del B bär tvärbindaren och inhibitorn. När den sprutas in i en uppvärmd form (160–220°C) reagerar de två delarna och tvärbinds på några sekunder. Det härdplastnätverk som bildas är kemiskt stabilt med egenskaper som i stort sett är oberoende av processvariationer när härdningen är fullständig.

Egenskap	LSR (Shore A 40–60 typisk)	Teststandard
Hårdhet	Shore A 5–80 (kvalitetsberoende)	ISO 868
Brottgräns	6–12 MPa	ISO 37
Brottöjning	300–600 %	ISO 37
Rivhållfasthet	15–40 kN/m	ISO 34-1
Kompressionsdeformation (22 h / 175°C)	5–20 %	ISO 815
Kontinuerlig driftstemperatur	−50°C till +200°C	—
Kortvarig topptemperatur	Upp till +250°C	—
Densitet	1,10–1,25 g/cm³	ISO 1183
Dielektrisk hållfasthet	18–25 kV/mm	IEC 60243
Värmeledningsförmåga (standard)	0,2–0,3 W/m·K	ISO 8302
Brännbarhet	UL 94 V-0 vid 1,5 mm (de flesta kvaliteter)	UL 94
Formkrympning	2,5–4,0 %	ISO 3302
Biokompatibilitet (medicinsk kvalitet)	ISO 10993 / USP Class VI	—

Kompressionsdeformation — den permanenta deformationen som kvarstår efter att en tätning komprimerats och frigjorts — är den avgörande differentieringsfaktorn mellan LSR och TPE för tätningsapplikationer i lång drift. LSR:s tvärbundna härdplastnätverk ger kompressionsdeformationsvärden på 5–20 % (testat vid 175°C/22 h enligt ISO 815), jämfört med 30–70 % för många TPE-kvaliteter. En LSR-tätning som utsätts för år av temperaturcykler och kontinuerlig komprimering återhämtar sig och bibehåller tätningskraften; en TPE-tätning i samma tillämpning avspänns progressivt.

Var används LSR-formsprutning?

LSR:s temperaturintervall, biokompatibilitet och tätningsprestanda gör den till den föredragna elastomeren i de mest krävande tillämpningsmiljöerna.

Medicin och hälsovård: Andningsmasker och ventilmembran, barnnappar och nappflaskor, peristaltiska pumpslangar, bärbara EKG- och glukosmätargränssnitt för hud, ballonger och oddar till katetrar samt kirurgiska instrumentgrepp. Medicinsk LSR uppfyller ISO 10993 och USP Class VI; Nordmould anskaffar medicinska kvaliteter för produkter som kräver biokompatibilitetsdokumentation.

Fordonsindustri: Ventilationsmembran för vevhus, oljepannepackningar, injektorpackningar, sensor-O-ringar och genomföringar, tändstiftskåpor och turboladdarens luftinloppsanslutningar — alla tillämpningar som kräver tätningsprestanda från −40°C till 200°C+ i kontinuerlig drift.

El och elektronik: Tangentbordstangenter med integrerade taktila kupoldämpare, LED-inkapsling (optiskt klara kvaliteter), vattentäta kontakttätningar, kabelöverstöpning för utomhus- och industrianvändning samt termiska interfacepads.

Konsumentprodukter: Remmar och hudkontaktytor för bärbara enheter, barnflasketuttar, köksapparattätningar och flexibla fogar, samt grepp på verktyg och sportutrustning där både hudkompatibilitet och hållbarhet krävs.

Industriella tätningar: Pumpmembran, ventilsäten, glaspackningar och kemikalieresistenta O-ringar för livsmedelsindustri, läkemedelstillverkning och kemiska processer.

Hur fungerar den flytande injektionsgjutningsprocessen (LIM)?

LSR-formsprutning skiljer sig från termoplastisk formsprutning på två grundläggande sätt: materialet sprutas in som en lågviskös vätska snarare än en smälta, och det härdas via kemisk tvärbindning i en het form snarare än att stelna vid kylning i en kall. Dessa två skillnader driver alla nedströms processskillnader.

Dosering och blandning: En tvåkomponentsdoseringsmodul pumpar del A och del B från förseglade fat i exakt 1:1-förhållande genom en statisk eller dynamisk blandare direkt till injektionscylindern. Pigment, katalysator och specialtillsatser injiceras inline som tredje inmatning. Den kalla cylindern (hålls under 20°C för att förhindra för tidig härdning) fylls med noggrant blandad, ohärdad LSR.

Formtemperatur: 160–220°C. Den heta formen tvärbinder LSR i kaviteten. Cykeltiden för ett 2 mm väggtjockt avsnitt är 15–60 sekunder beroende på formtemperatur och LSR-formulering; tjockare tvärsnitt härdar proportionellt längre och dominerar cykeln för flerkavitetsverktyg.

Injektionstryck: 5–25 MPa — avsevärt lägre än termoplastisk formsprutning. LSR är en vätska vid injektionstemperaturen; den flödar med mycket låg viskositet och fyller komplexa kaviteter, undercut och tunna sektioner utan högt injektionstryck.

Kall löpare/ventilgrind: LSR-formar använder vanligtvis kalla löparsystem som hålls under 15°C för att förhindra härdning i löparen. Ventilgrindar öppnas och stängs hydrauliskt eller pneumatiskt. Detta eliminerar löparavfall — allt material i ansprutningssystemet återvinns inom nästa skottcykel.

Flash: LSR:s låga viskositet och höga ytspänning skapar risk för tunn flash i dåligt matchade verktygssektioner. Tight verktygsmatchning (< 5 µm delningsytsgap) och kontrollerat injektionstryck håller flash på acceptabla nivåer. Eftersom LSR är härdplast kan flash inte malas om — den måste trimmas.

Uttagning: Fullständigt härdad LSR är elastisk och spricker inte vid uttagning. Undercut på 20–40 % är möjliga utan sidolösare, beroende på delgeometri och Shore-hårdhet. Denna designfrihet är en betydande fördel jämfört med styva termoplaster.

Vilka kvaliteter och varianter av LSR finns tillgängliga?

LSR-kvalitet / Variant	Nyckelegenskap	Typisk tillämpning
Standard-LSR (Shore A 30–70)	Grundprestanda, −50°C till +200°C	Industriella tätningar, bilpackningar
Medicinsk LSR	ISO 10993 / USP Class VI	Medicintekniska produkter, livsmedelskontakt
Optisk/klar LSR	>95 % ljustransmission vid 1 mm	LED-inkapsling, ljusledare
Självhäftande LSR	Fäster på PA, PC, PBT utan primer	Överstöpta termoplast-silikondelar
Värmeledande LSR	0,8–5 W/m·K	Termiska interfacepads, effektelektronik
Elektriskt ledande LSR	Volymresistivitet < 10 Ω·cm	EMC-avskärmningspackningar
LSR med hög rivhållfasthet	Rivning > 40 kN/m	Tunna membran, membrántätningar
Fast silikon (HCR)	Press-/transfergjutning	Kompressionsgjutna delar i långa serier

Vilka är LSR:s fördelar och begränsningar?

Fördelar:

Bredaste kontinuerliga drifttemperaturintervall av alla elastomerfamiljer: −50°C till +200°C, med specialkvaliteter betygsatta till 230°C
Biologiskt inert, hudvänlig och autoklaverbar — platinakatalyserad silikon har inga av de extraherbara ämnesproblem som förknippas med peroxidhärdade system
Kompressionsdeformation 5–20 % vid 175°C: avsevärt bättre långsiktig tätningsretention än TPE eller EPDM i temperaturcyklande tillämpningar
Dielektrisk hållfasthet 18–25 kV/mm gör den till ett tillförlitligt isolationsmaterial i elektriska och elektroniska tätningar
Optiskt klara kvaliteter (>95 % ljustransmission vid 1 mm) möjliggör LED-inkapsling och överstöpning av ljusledare
Kall löpare LIM-system återvinner allt ohärdat löparmaterial, varför avfall är i princip noll i stationär produktion

Begränsningar:

Verktygskostnaden är högre än för motsvarande termoplastformar — delningsytans matchning måste vara inom 5 µm för att kontrollera flash i en lågviskös vätska
Härdplast: härdad flash och spill kan inte malas om eller återanvändas; allt avfall är permanent
Brottgräns 6–12 MPa — långt under konstruktionsplaster; LSR bär laster över tätningar och membran, inte strukturella element
Standard-LSR fäster inte självt på de flesta substrat; överstöpning på termoplaster kräver primer eller självhäftande LSR-kvaliteter
Materialkostnaden per enhet är högre än EPDM, NBR eller standard-TPE för tillämpningar som inte behöver LSR:s prestationsegenskaper

När ska du välja LSR framför TPE eller fast gummi?

LSR kontra TPE: LSR är rätt val när kontinuerlig drift över 120°C, kompressionsdeformation under 20 % över en flerårig driftlivslängd, medicinsk biokompatibilitet eller optisk klarhet är hårda krav. TPE är mer kostnadseffektivt för tätnings- och överstöpningstillämpningar vid omgivningstemperatur som inte behöver LSR:s termiska eller biologiska prestanda.

LSR kontra EPDM/NBR fast gummi: LIM ger snävare dimensionstoleranser och mer konsekvent del-till-del-geometri än kompressionsgjutning — varför LSR har ersatt kompressionsgjuten EPDM i precisionsbil- och medicinska tillämpningar. EPDM och NBR är lämpliga när lägsta möjliga kostnad per tätning är kriteriet och dimensionskonsistens inte är kritisk.

LSR kontra fast silikon (HCR): LSR passar för höga volymer som kräver automatisering, korta cykeltider och flashfria delar. HCR passar för lågvolyms-, stora tvärsnittsdelar eller specialformuleringar med etablerade kvalificeringshistorik i reglerade branscher.

Återvinning och hållbarhet

LSR är härdplast — den kan inte smältas och gjutas om efter härdning. Produktionsflash, uppstartsrensning och utegodkända delar kan inte mekaniskt återvinnas. Kemiska återvinningsvägar för att återvinna silikonkedjor finns men är inte allmänt tillgängliga i industriell skala. Den kalla löparen LIM-processen minimerar avfall vid källan: bara kavitetsfyllningsvolymen härdas; löparmaterial förblir flytande och ingår i nästa skott.

Vad gäller driftlivslängd överlever LSR-komponenter ofta de produkter de är installerade i. Statiska tätningar i bil- och industriella tillämpningar når regelbundet 15–20 år utan byte, vilket förbättrar hela systemets miljöredovisning jämfört med lägre hållbara elastomerer som kräver periodiskt byte.

Vanliga frågor

Vad är formsprutning av flytande silikonkautschuk (LSR)?

LSR-formsprutning — även kallad flytande injektionsgjutning (LIM) — är en härdplastprocess där tvåkomponenters platinakatalyserad silikon doseras, blandas och sprutas in i en uppvärmd stålform där den tvärbinds till en permanent elastisk, värmebeständig elastomer. Nordmould bearbetar LSR via specialistpartnerfaciliteter utrustade med dedikerade LIM-maskiner.

Vilket drifttemperaturområde klarar LSR?

Standardkvaliteter av LSR klarar kontinuerlig drift från −50°C till +200°C, med kortvariga toppar upp till 250°C. Specialkvaliteter för höga temperaturer klarar kontinuerlig drift upp till 230°C eller mer. Detta temperaturintervall gör LSR till förstahandsvalet för tätningar, packningar och flexibla komponenter i bilmotorrum, industri och medicinska miljöer.

Lämpar sig LSR för medicintekniska produkter?

Ja. Medicinsk LSR (ISO 10993 / USP Class VI) är ett standardmaterial för andningsmasker, hudkontaktkomponenter, kateteroddar, barnmatningsutrustning och implantat. Platinakatalyserad silikon ger inga extraherbara ämnen från peroxidrester. Nordmould kan specificera och anskaffa medicinsk LSR för produkter som kräver biokompatibilitetsdokumentation.

Hur skiljer sig LSR från formsprutning av fast silikonkautschuk?

LSR är ett flytande tvåkomponentsystem som sprutas in under tryck i en sluten, uppvärmd form — cykeltider är 15–60 sekunder, flash minimalt och automatisering enkel. Fast silikon (HCR — high-consistency rubber) mals och pressas eller transfergjuts, vilket ger långsammare cykler, mer trimning och manuell hantering. LSR föredras för högvolym, täta toleranser eller delar avsedda för automatiserad montering.

Kan LSR överstöpas på termoplaster?

Ja. LSR fäster på många termoplaster — PA, PC, PBT, PEEK och PPS — med hjälp av vidhäftningspromotorer eller självhäftande LSR-kvaliteter som binder under formsprutningscykeln utan primer. Överstöpta LSR-termoplastdelar kombinerar det strukturella substratets styvhet med silikonens tätnings-, grepp- eller komfortfunktion.

Vilka toleranser klarar LSR-formsprutning?

LSR-härdplastens tvärbindning under formsprutningen ger mycket stabila slutdimensioner. Typiska kommersiella toleranser är ±0,1–0,2 mm på kritiska mått; snävare toleranser uppnås med exakt formverktyg och processkontroll. LSR krymper 2,5–4,0 % vid avsvalning — detta kompenseras fullt ut i verktygsdesignen. Nordmould konstruerar LSR-verktyg med kvalitetsspecifik krympkompensation.

Vad är minsta orderkvantitet för LSR-formsprutning hos Nordmould?

Nordmould bearbetar LSR från minst 100 delar, i linje med det generella lågvolymserbjudandet. Formverktyg för LSR börjar från €3 000 för enkla enkavitetsformar. Flerkavitets-LSR-verktyg för högre volymer offerteras på begäran.

Vilket hårdhetsspann finns tillgängligt i LSR-kvaliteter?

LSR finns från Shore A 5 (ultramjuk, gelliknande) till Shore A 80 (fast elastomer). Det vanligaste intervallet är Shore A 30–70. Hårdheten styrs av silikonformuleringen, inte av bearbetningsparametrar, varför konsekvent hårdhet är inneboende i kvalitetsvalet snarare än beroende av inställningar i formsprutningsprocessen.

Skicka din LSR-komponentdesign för en kostnadsfri DFM-granskning — kvalitet, hårdhet, verktygskoncept och en skriftlig offert returneras inom en arbetsdag.