Који су кораци укључени у процес бризгања метала за инкапсулацију течног силикона?

Ињекционо ливење метала обложеног течним силиконом- (интегрисано ливење течног силикона и металних уметака) је процес у коме се течни силикон (ЛСР) убризгава у калуп под високом температуром и притиском помоћу машине за бризгање, где се комбинује са унапред-постављеним металним уметком и очвршћава да би формирао композитни производ. Срж овог процеса је обезбеђивање снажне везе између метала и силикона, тачности димензија и квалитета изгледа. Конкретни кораци процеса су следећи:

Аутоматска производња течног силикона{0}}превученог метала за бризгање
И. Прелиминарна припремна фаза

1. Дизајн и избор металних уметака

На основу функционалних захтева производа, одредите материјал (нпр. нерђајући челик, легура алуминијума, гвожђе), облик (резервисање простора за силиконску инкапсулацију да би се избегла концентрација напрезања изазвана оштрим угловима) и толеранције димензија (обично контролисане унутар ±0,02 мм да би се обезбедила компатибилност калупа).

Површина уметка треба да има унапред-резервисане „структуре за везивање ојачања“, као што су плитки жлебови, избочине или навоји (да би се помогло механичком сидрењу и побољшало приањање силикона).

2. Избор и припрема течне силиконске смоле (ЛСР).

Избор: Изаберите одговарајући ЛСР на основу захтева за перформансе производа (нпр. тврдоћа, отпорност на температуру, отпорност на корозију). На пример, медицински-ЛСР мора да испуњава стандарде ФДА, док индустријски-ЛСР мора бити отпоран на-уље и старење-.

Прерада сировина:

Измерите две-компоненте ЛСР (компонента А садржи основни лепак + катализатор, компонента Б садржи основни лепак + средство за умрежавање) према односу (обично 1:1 или 10:1). Грешка треба да буде мања или једнака 0,5% (неравнотежа у односу ће довести до непотпуне вулканизације или превелике тврдоће/мекоће).

Мешање и мешање: Користите наменски миксер да мешајте на малој брзини 3-5 минута, а затим мешајте на великој брзини 5-10 минута да бисте обезбедили уједначеност (избегните локалне разлике у перформансама).

Вакуумско дегазирање: Дегазирајте под вакуумом од -0,095 МПа у трајању од 5-15 минута да би се уклонио ваздух уведен током мешања (мехурићи ваздуха ће узроковати недовољно лепка и смањену чврстоћу у производу).

ИИ. Пред{1}}третман металних уметака (критични корак)

Стање површине метала директно утиче на пријањање силиконског лепка. Потребан је процес у више- корака „чишћење + активација + храпавост“:

1. Одмашћивање и уклањање уља

Сврха: Уклањање уља за сечење, уља за{0}}превенцију рђе, отисака прстију и друге органске материје са металне површине (маст може да изолује силикон од метала, узрокујући раслојавање).

Метод:

Ултразвучно чишћење: Користите неутрално средство за чишћење (као што је алкални одмашћивач) за ултразвучно чишћење на 60-80 степени у трајању од 10-20 минута (погодно за сложене структурне делове; високофреквентне вибрације уклањају ситне мрље од уља).

Брисање растварачем: За прецизне мале делове, потопите у алкохол или изопропил алкохол, а затим обришите крпом без длачица- (избегавајте гребање површине).

Критеријуми прихватања: Непрекидан водени филм на површини (капљице воде се не згрудавају), тј. "Тест воденог филма је прошао".

2. Површинска храпавост

Сврха: Повећати храпавост површине (Ра вредност контролисана између 1,6-6,3 μм) и побољшати механичку адхезију кроз „физичко спајање“ (силикон испуњава јаме да би се формирала структура за сидрење).

Методе:

Пескарење: Користите абразивне честице глинице од 80-120 месх под притиском од 0,3-0,5 МПа да бисте пескали површину, стварајући уједначену храпаву површину (треба водити рачуна о заштити некапсулираних подручја како бисте избегли одступања у димензијама).

Хемијско нагризање: За инертне метале као што је нерђајући челик, користите кисели раствор за јеткање (као што је мешавина флуороводоничне киселине и азотне киселине) да бисте нагризли површину, стварајући микроскопске неправилности (погодно за прецизне делове; дубина нагризања мора бити контролисана на мању или једнаку 0,05 мм).

3. Површинска активација (опционо, али препоручено)

Сврха: Формирање "прелазног слоја" на површини метала хемијским дејством, повећавајући хемијски афинитет између силикона и метала (посебно за инертне метале као што су нерђајући челик и легуре алуминијума).

Методе:

Облагање силанским средством за спајање (нпр. КХ-550, КХ-560): Разблажите средство за спајање (2%-5% концентрација), покријте металну површину потапањем, прскањем или брисањем и осушите на 60-80 степени 15-30 минута да бисте формирали слој везивања на молекуларном нивоу.

Третман плазмом: Бомбардујте површину плазмом кисеоника или аргона (500-1000В снаге) у трајању од 30-60 секунди да бисте увели активне групе као што су хидроксилне и карбоксилне групе, повећавајући површинску енергију (еколошки прихватљиво и без остатака, погодно за врхунске производе).

ИИИ. Припрема и отклањање грешака течног силиконског калупа

1. Дизајн и обрада калупа

Калуп мора да испуњава следеће услове:

Прецизно позиционирање уметка: Причврстите уметак помоћу игле за позиционирање, магнета или стезаљки како бисте осигурали да нема померања током бризгања (толеранција позиционирања мања или једнака 0,01 мм).

Дизајн клизача и вентилације: Водич треба да буде глатки са попречним пресеком који се постепено мења (да би се спречило накупљање силикона). Дубина жлеба за вентилацију треба да буде 0,02-0,05 мм (да би се спречило да заробљени ваздух изазове опекотине или недовољно силикона).

Отпорност на температуру: Материјал калупа треба да буде челични калуп за врући рад С136 или Х13 (отпоран на температуре изнад 180 степени, отпоран на корозију), а површина треба да буде полирана до Ра0,02-0,05μм (да би се обезбедила глатка површина силикона).

2. Предтретман калупа

Чишћење: Обришите алкохолом шупљину калупа, вођицу и компоненте за позиционирање да бисте уклонили уље и металне струготине (да бисте избегли контаминацију силикона или гребање производа).

Примена средства за одвајање (опционо): За сложене шупљине, мала количина силиконског-специфичног средства за одвајање (као што је на бази силикона-) може да се распрши, али количина мора да се контролише (превелике количине ће смањити адхезију између силикона и метала).

Претходно загревање: Подигните температуру калупа на 120-180 степени (контролисано помоћу регулатора температуре калупа, са температурном разликом мањом или једнаком ±5 степени да би се обезбедила уједначена вулканизација).

ИВ. Ињекционо прешање и вулканизација

Процес бризгања и вулканизације је завршен коришћењем машине за бризгање течног силикона:

1. Уметните позиционирање

Ручна или аутоматизована опрема поставља претходно{0}}третиране металне уметке у прорезе за позиционирање калупа, обезбеђујући да нема искошења или лабављења (одступање позиционирања мора бити мање од или једнако 0,1 мм, иначе ће доћи до неравномерног силиконског премаза).

Велики метални уметци се могу претходно загрејати на 60-80 степени (да би се смањиле температурне флуктуације калупа и спречило превремено очвршћавање силикона у контакту са хладним металом).

2. Затварање калупа и убризгавање

Калуп се затвара (сила стезања се израчунава на основу пројектоване површине производа, обично 50-200 кН), а завртањ машине за бризгање убризгава дегазирани ЛСР у шупљину калупа кроз клизач.

Контрола параметара:

Притисак убризгавања: 5-30МПа (висок притисак за делове са танким-зидовима, низак притисак за делове са дебелим зидовима да би се спречило померање уметка).

Брзина убризгавања: 10-50 мм/с (Превелика брзина може да изазове заробљавање ваздуха, превише мала брзина може да изазове прерано очвршћавање силикона у водилици).

Количина убризгавања: Прецизна контрола је кључна (превише ће довести до преливања, премало ће довести до недовољног материјала), обично 5% -10% више од запремине шупљине (да би се компензовало скупљање вулканизације).

3. Вулканизација и очвршћавање

Силикон се подвргава реакцији унакрсног-везивања на високој температури (120-180 степени) калупа, постепено очвршћавајући (време вулканизације се прилагођава дебљини производа: приближно 10-15 секунди за дебљину од 1 мм, повећавајући се за 5-10 секунди за сваки додатни 1 мм).

Притисак држања: Одржавајте притисак држања од 5-10МПа током вулканизације (да бисте спречили удубљења изазвана скупљањем силикона).

В. Накнадна{1}}обрада и инспекција

1. Вађење калупа и обрезивање

Након отварања калупа, уклоните производ помоћу игле за избацивање или роботске руке (избегавајте силу повлачења да бисте спречили кидање силикона или одвајање металног уметка).

Обрезивање: Уклоните вишак силикона помоћу сечива или машине за криогено подрезивање (-30 степени нискотемпературно крхкост блица) (дебљина блица мора бити мања или једнака 0,1 мм да би се обезбедио прихватљив изглед).

2. Секундарна вулканизација (опционо)

За производе који захтевају отпорност на високе температуре и мало испарљивих материја (нпр. медицински, прехрамбени), потребна је секундарна вулканизација у рерни: печење на 180-200 степени 2-4 сата (да би се уклонили остаци малих молекула и побољшала стабилност перформанси).

3. Инспекција квалитета

Изглед: Проверите да ли на површини силикона постоје мехурићи, огреботине, лепак који недостаје и откривени метални уметци.

Димензије: Користите машину за координатно мерење да проверите кључне димензије (нпр. дебљина силикона, укупна дужина; толеранције морају да испуњавају захтеве цртежа).

Адхезија: Извршите тест љуштења (користите машину за испитивање затезања да бисте вертикално повукли силиконски и метални интерфејс; чврстоћа љуштења мора бити већа или једнака 1,5 Н/мм, без раслојавања ради прихватања).

Перформансе: Тестирајте отпорност на температуру (-60 степени ~200 степени циклуса), отпорност на воду (ИП67/ИП68) и отпорност на старење (тест старења УВ) по потреби.

Кључни резиме

Предтретман метала је кључан за обезбеђивање пријањања (чишћење, храпавост и активација су неопходни).

Температура калупа, параметри убризгавања и време вулканизације морају бити прецизно усклађени (што утиче на квалитет производа и ефикасност производње).

Аутоматизована опрема (као што је роботско постављање уметака и аутоматска инспекција) може побољшати стабилност масовне производње.

Овај процес се широко користи у електронским компонентама (као што су водоотпорне навлаке конектора), медицинским уређајима (као што су заштитни навлаке за инфузионе игле) и аутомобилским деловима (као што су заптивни прстенови сензора), између осталих области.