1. Schrumpfung
Obwohl LSRs in der Form nicht schrumpfen, schrumpfen sie nach dem Entformen und Abkühlen oft um 2,5 bis 3 %.
Wie stark die Schrumpfung genau ist, hängt in gewissem Maße von der Zusammensetzung der Verbindung ab. Aus Sicht der Form kann die Schrumpfung jedoch von mehreren Faktoren beeinflusst werden, darunter der Temperatur der Form, der Temperatur der Verbindung beim Entformen sowie dem Druck im Formhohlraum und der anschließenden Kompression der Verbindung.
Auch die Position des Einspritzpunkts sollte berücksichtigt werden, da die Schrumpfungsrate in Richtung des Gummiflusses normalerweise größer ist als die Schrumpfungsrate senkrecht zum Gummifluss. Die Gesamtgröße des Produkts beeinflusst auch seine Schrumpfungsrate. Dickere Produkte schrumpfen im Allgemeinen weniger als dünnere. Wenn eine sekundäre Vulkanisierung erforderlich ist, kann zusätzliche Schrumpfung auftreten.
2. Trennlinie
Das Bestimmen der Position der Trennlinie ist einer der ersten Schritte beim Entwurf einer Silikonkautschuk-Spritzgussform.
Die Entlüftung erfolgt hauptsächlich durch Rillen an der Trennlinie und solche Rillen müssen sich in dem Bereich befinden, den das eingespritzte Gummimaterial schließlich erreicht. Dies hilft, innere Blasen zu vermeiden und den Festigkeitsverlust der Klebeverbindung zu verringern.
Aufgrund der niedrigen Viskosität von LSR muss die Trennlinie präzise sein, um ein Überlaufen zu vermeiden. Trotzdem ist die Trennlinie auf dem fertigen Produkt oft sichtbar. Die Entformung wird durch die geometrischen Abmessungen des Produkts und die Position der Trennfläche beeinflusst. Das Design des Produkts mit einer leichten Fase trägt dazu bei, sicherzustellen, dass das Produkt eine gleichbleibende Affinität zur erforderlichen anderen Hälfte des Formhohlraums aufweist.
3. Entlüften
Beim Einspritzen von LSR wird die im Formhohlraum eingeschlossene Luft beim Schließen der Form komprimiert und dann während des Füllvorgangs durch die Entlüftungsnut abgelassen. Wenn die Luft nicht vollständig abgelassen werden kann, bleibt sie im Gummi zurück (was oft dazu führt, dass der weiße Rand des Produkts freiliegt). Die Entlüftungsnut ist in der Regel 1–3 mm breit und 0,004–0,005 mm tief.
Das Erzeugen eines Vakuums in der Form erzeugt den besten Absaugeffekt. Dies wird erreicht, indem eine Dichtung an der Trennlinie angebracht und alle Formhohlräume schnell mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden. Sobald das Vakuum den Nennwert erreicht, wird die Form vollständig geschlossen und das Einspritzen beginnt. Einige Spritzgussgeräte ermöglichen den Betrieb mit variabler Schließkraft, wodurch der Verarbeiter die Form bei niedrigem Druck schließen kann, bis der Hohlraum zu 90 % bis 95 % mit LSR gefüllt ist (was das Ablassen der Luft erleichtert), und dann auf eine höhere Schließkraft umschaltet, um zu verhindern, dass sich der Silikonkautschuk ausdehnt und überläuft.
4. Einspritzpunkt
Beim Formen von LSR wird ein Kaltkanalsystem verwendet. Dies maximiert die Vorteile dieser Gummimischung und erhöht die Produktionseffizienz auf ein Höchstmaß. Durch die Verarbeitung des Produkts auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den Injektionskanal zu entfernen, wodurch die Erhöhung der Arbeitsintensität des Vorgangs und manchmal eine große Menge an Materialabfall vermieden werden. In vielen Fällen kann die Injektionskanalstruktur auch die Betriebszeit verkürzen.
Die Einspritzdüse der Gummimischung wird durch ein Nadelventil für den Vorwärtsfluss gesteuert. Derzeit können viele Hersteller Einspritzdüsen mit luftbetriebenen Schaltern als Standardausrüstung liefern und sie in verschiedenen Teilen der Form einsetzen. Einige Formenhersteller haben speziell ein offenes Kaltkanalsystem mit sehr kleinem Volumen entwickelt, sodass mehrere Einspritzpunkte in einem extrem begrenzten Formraum angebracht werden (und so der gesamte Formhohlraum ausgefüllt wird). Diese Technologie ermöglicht die Massenproduktion hochwertiger Silikonkautschukprodukte, ohne die Gummieinspritzdüse zu trennen.
Wenn ein Kaltkanalsystem verwendet wird, ist es wichtig, einen effektiven Temperaturunterschied zwischen der heißen Kavität und dem Kaltkanal zu schaffen. Wenn der Kanal zu heiß ist, kann der Gummi vor dem Einspritzen zu härten beginnen. Wenn er jedoch zu schnell abkühlt, nimmt er zu viel Wärme aus dem Angussbereich der Form auf und härtet nicht vollständig aus.
Für Produkte, die mit herkömmlichen Spritzgusskanälen (wie z. B. Tauchkanälen und konischen Kanälen) gespritzt werden, ist es sinnvoll, zum Gießen einen Spritzanschluss mit kleinem Durchmesser zu verwenden (der Durchmesser des Spritzanschlusses beträgt normalerweise 0,2 mm bis 0,5 mm). Für LSR-Kautschuk mit niedriger Viskosität, wie z. B. thermoplastischen Kautschuk, ist ein ausgewogenes Fließkanalsystem sehr wichtig. Nur so können alle Formhohlräume gleichmäßig mit Gummi gefüllt werden. Die Verwendung von Simulationssoftware zum Entwerfen von Fließkanalsystemen kann den Formentwicklungsprozess erheblich vereinfachen und seine Wirksamkeit durch Formfülltests nachweisen.
5. Entformen
Vulkanisierter Flüssigsilikonkautschuk neigt dazu, an der Oberfläche von Metall zu haften, und die Flexibilität des Produkts erschwert das Entformen. Die Hochtemperatur-Reißfestigkeit von LSR ermöglicht jedoch ein Entformen unter normalen Bedingungen, und selbst größere Produkte werden nicht beschädigt. Die gängigsten Entformungstechniken umfassen das Entformen mit Entformungsplatten, das Entformen mit Entformungsstiften und das pneumatische Entformen. Andere gängige Techniken umfassen das Rollenkratzen, das Entformen mit Exportplatten und das automatische Entformen.
Bei Verwendung eines Entformungssystems muss dieses in einem hochpräzisen Bereich gehalten werden. Wenn der Abstand zwischen dem Auswerferstift und der Führungsstiftbuchse zu groß ist oder sich der Abstand aufgrund des langfristigen Verschleißes der Teile vergrößert, kann dies zu einem Überlaufen des Klebstoffs führen.
Ein umgedrehter kegel- oder pilzförmiger Druckstift funktioniert gut, da er einen größeren Anpressdruck ermöglicht, wodurch die Abdichtung verbessert wird.
6. Formmaterial
Die Formpalette besteht üblicherweise aus unlegiertem Werkzeugstahl (Nr. 1.1730, DIN-Code C45W). Für Formpaletten bei -210 °C sollte angesichts der Schlagfestigkeit vorvergüteter Stahl verwendet werden
(Nr. 1.2312, DIN-Code 40 CrMn-MoS 8 6). Die Formträgerplatte zum Einsetzen der Formkavität sollte aus nitriertem oder vergütetem Stahl bestehen, um ihre hohe Temperaturbeständigkeit sicherzustellen.
Für stark gefüllte LSR, wie etwa ölbeständige Typen, wird empfohlen, zur Herstellung der Form härtere Materialien wie glanzverchromten Stahl oder speziell für diesen Zweck entwickeltes Pulvermetall zu verwenden.
(Nr. 1.2379, DIN-Code X 155CrVMo121). Beim Entwurf einer Form für ein stark verschleißendes Material sollten die Teile, die hoher Reibung ausgesetzt sind, so konstruiert sein, dass sie austauschbar sind, sodass nicht die gesamte Form ausgetauscht werden muss.
Die Innenfläche der Formhöhle hat großen Einfluss auf die Oberfläche des Produkts. Am offensichtlichsten ist, dass das geformte Produkt vollständig mit der Oberfläche der Formhöhle übereinstimmt. Die Form für transparente Produkte sollte aus poliertem Stahl bestehen. Oberflächenbehandelter Nickel/Nickel-Stahl weist eine extrem hohe Verschleißfestigkeit auf, während Polytetrafluorethylen (PTFE)/Nickel das Entformen erleichtern kann.
7. Temperaturkontrolle
Generell gilt, dass LSR-Formteile am besten elektrisch beheizt werden, normalerweise mit einem Heizband, einer Heizpatrone oder einer Heizplatte. Der Schlüssel liegt darin, das Temperaturfeld gleichmäßig in der gesamten Form zu verteilen, um eine gleichmäßige Verfestigung des LSR zu fördern. Bei großen Formen ist die Öltemperaturregelung die kostengünstigste Heizmethode.
Das Abdecken der Form mit einer Isolierplatte trägt dazu bei, den Wärmeverlust zu verringern. Jede Unangemessenheit der heißen Form kann zu großen Temperaturschwankungen zwischen den Arbeitsgängen oder zu Gaslecks führen. Wenn die Oberflächentemperatur zu stark absinkt, verlangsamt sich die Aushärtungsgeschwindigkeit des Gummis, was häufig dazu führt, dass das Produkt nicht entformt werden kann und Qualitätsprobleme verursacht. Zwischen dem Heizgerät und der Trennlinie sollte ein gewisser Abstand eingehalten werden, um zu verhindern, dass sich die Schablone verbiegt und verformt und sich am fertigen Produkt Grate bilden, die durch den Klebstoffüberlauf entstehen.
Wenn Sie eine Form für ein Kaltkanalsystem entwerfen, müssen Sie sicherstellen, dass das heiße Ende und das kalte Ende vollständig getrennt sind. Sie können eine spezielle Titanlegierung (wie 3.7165 [TiA16V4]) verwenden, da deren Wärmeleitfähigkeit viel geringer ist als bei anderen Stählen. Bei einem integrierten Formheizsystem sollte zwischen der Form und der Formträgerplatte ein Hitzeschild angebracht werden, um den Wärmeverlust zu minimieren. Durch
richtiges Design und Konzeption kann das LSR-Spritzgießen sichergestellt werden, und die Form ist sehr wichtig. Die oben genannten Prinzipien des Formdesigns zielen darauf ab, dass der Gummi die Formhöhle füllt, die Aushärtungszeit verkürzt und eine hohe Qualität und hohe Leistung des fertigen Produkts erreicht wird, sodass Silikonkautschukverarbeiter gute wirtschaftliche Vorteile erzielen können.
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