矽膠產(chǎn)品材料特性與模具結構認識
發表時間:2020-04-22
一、矽膠製品材料特性
A.矽膠原料一(yī)般為(wéi)凝膠狀,有點類(lèi)似於橡皮泥,無色半透明,無味。
B.其主要特點是既(jì)耐高溫(最高300)又耐(nài)低溫(最低-100),是目前(qián)最好耐寒、耐高溫橡膠;同時(shí)電絕緣性優良,對熱氧化和臭氧(yǎng)的穩定性很高,化學惰性大。缺(quē)點(diǎn)是機械強度(dù)較低,耐油(yóu)、耐溶劑(jì)和耐酸堿性(xìng)差,較難硫化,價格較貴。使用溫度:-60~+200。以上是(shì)手冊中對矽橡膠的說明。
C.使用(yòng)溫度:如上文所敘,一般設定為-40——200,在短時間作用時可達230。
D.老化問題:耐油(yóu)、耐酸堿性較差,與受(shòu)力情況關係不大。
E.粘接問題(tí):在未作表麵處理前,除用矽膠類產品作粘合劑與矽膠類零件粘(zhān)合外(wài),與其它零件粘全必須經過表麵活化,膠麵硫(liú)化(huà)處理才能粘(zhān)牢。凡是能與橡膠發生硫化反應或使之交聯的物質統稱為硫化劑,又稱為交聯劑。硫(liú)化劑種類很多,而且(qiě)還在不(bú)斷增加,已(yǐ)經使用的硫化劑有硫黃、硒、碲、含硫化合物(wù)、金屬氧化物、過氧化物、樹酯、醌類和胺(àn)類等。
F.材料硬度:膠件按邵氏(shì)硬(yìng)度在(zài)國內市場上理論上可在10度到80度之(zhī)間選擇。能方便找到的一般在20度(dù)到70度,最常(cháng)用的是40到50度。
二、矽膠製品生產工藝:
A:原(yuán)料形狀及顏色。
B:經過配色混煉後由乳白色矽膠變位各種顏色的(de)片料。
C:混煉(liàn)整形(xíng)後,將原(yuán)料壓成條(tiáo),裁成一條一條的(de)料(liào)。
D:硫化成型(xíng)。
E:修整,拆邊,檢查,包裝。
三(sān) 、產品(pǐn)尺寸(cùn)及特性
A、極限尺寸:最厚處可做(zuò)到15~20MM,如(rú)果是球體,可做到直徑30MM。一般厚度推薦尺寸為不大於3MM,當大於3MM時,將(jiāng)花費更多的硫化時間(jiān)而增加成本。最薄處理論上可(kě)達0.2MM,但(dàn)設計中一般取最薄0.3MM,推薦0.4MM。
B、相對尺寸:在厚度(dù)差異上,最薄處與最厚處建議(yì)不要超過3倍。此類問題主要取決於材料硫化時對溫度與壓力的(de)要求(qiú)。
C、縮水率。矽膠材料的縮水率與材料的硬度有關(guān),矽膠製品加工廠家提(tí)供的次料多在1.022~1.042之間,對於40到(dào)50度的材料,一般取1.03的縮水(shuǐ)率。相對於塑膠,矽膠製品不會因縮水而產生類似(sì)的明顯表麵缺陷。
D、尺寸精度:因矽膠製品多為一模多穴,相對於塑(sù)膠製(zhì)品(pǐn)其穴數非常多。因此在尺寸控製上沒有(yǒu)塑膠製品那樣方便。一般精(jīng)度為正負0.1,高精度產品為正負0.05。當配(pèi)合用於與塑膠件的孔與按鍵之間的(de)配合時,間隙最小取單邊(biān)0.1,推(tuī)薦值為單邊(biān)0.2。
E、外形設(shè)計:對於膠套類零件,一般按產(chǎn)品的外形(xíng)圖給模廠提供原始圖即可,配合的問題作出說明,由(yóu)模廠自行(háng)決定。一般情況下,視產品大小,膠套與產品的配合一般為單邊小0.2~0.5的負偏差。

四、模具結構:
A. 模(mó)具厚度上限:
暫定250mm,尺寸可達(dá)500X500,產品在模具區最大可做到400X400。模具結構(gòu)一般分上模,下模,底板,頂板,頂杆、模芯、鉸鏈及其它輔助(zhù)零件。在矽膠產品設計時應注意其模具及(jí)生產工藝的特點:
B. 脫模:
矽膠的產品脫模可直接強(qiáng)脫。對於無設計(jì)缺陷的產品強脫的尺寸要求主要在於模芯最大處與脫模時最小收口處的周長比,對於55°以下的產品可做(zuò)到2-3倍,需強製脫模的部位不可以存在裂口及開口處的(de)尖角。因硫化時要求在攝氏180度的溫度下,脫模的工作除模具自身的上下(xià)分開外,幾乎全是手動。因此在零(líng)件設計時應考慮脫的方便快速。以免因脫模時間過長而(ér)影響零件的硫化質量和生產(chǎn)效率。因矽膠(jiāo)的脫模方式主要為手動,其頂板的(de)動作行(háng)程也很小,所以矽膠模具與塑膠模具相比(bǐ)沒有斜頂。一般也不設置(zhì)抽芯。

C. 模芯的固定:
與塑膠模(mó)具(jù)不同,矽膠模具的模芯(xīn)一般在(zài)開(kāi)模取零件時隨同產品零件一(yī)同取下的。所以在模芯的固定與準確定位上較塑膠模難於處理,對模(mó)芯的鋼度要(yào)求較高。一般將(jiāng)模(mó)芯做在一起,一次(cì)固定所有(yǒu)模芯。或將模芯通過輔助用具(jù),使其能快速定位。因在合模(mó)過程中存在很(hěn)大的壓力,所以要嚴防模芯移動。
D. 抽芯(xīn):
一般不能自(zì)動(dòng)走行位,但可強脫,抽芯隻用於小尺寸結構。關於抽(chōu)芯的設置與塑膠模具類似,但在開模時是手動取出的。另外,抽芯要(yào)占據模具(jù)內(nèi)較大的(de)空間,這在一模多出的(de)矽膠模(mó)中不僅加工複雜,且對模具空間利(lì)用率低(dī)。所以盡可能不用抽芯。
E. 形狀(zhuàng):
矽膠產品在表麵完整的時候韌性很大,但一但存在裂縫,在外力作用(yòng)下裂縫將迅速擴張。也(yě)就是說,矽膠製品對裂縫非常敏(mǐn)感。考慮到這些(xiē)問題(tí),在矽膠零件設計時應(yīng)注意:所有(yǒu)位置不能有尖角,以免應力集中產(chǎn)生裂縫。開口處R角不(bú)能小於 0.5F.自拆邊:自拆邊的主要作用:容納多餘的膠(jiāo)料;便於模具排(pái)氣;便於(yú)修剪(jiǎn)飛邊。自拆邊一般由處於零件分型麵處的一(yī)圈薄邊(biān)及相(xiàng)應的較(jiào)為結實的撕邊。薄邊部分厚度一般取0.1~0.2,撕邊部分(fèn)厚度一般取0.8,寬度一般取1~2MM。
G. 嵌件:
矽(guī)膠(jiāo)製品內可安(ān)置各類嵌件,但(dàn)應(yīng)注意幾個問(wèn)題:一是所嵌零件表麵應(yīng)作(zuò)前期預處(chù)理,主要是表麵硫化或表麵活化。否則嵌件與(yǔ)膠件(jiàn)將難以(yǐ)牢固聯接。二是嵌件的固定定(dìng)位問題,在豎直方(fāng)向可(kě)單向固定,但(dàn)其(qí)它方向必須(xū)全麵固定。以免在全模過程中嵌件移動。三是嵌件周邊的膠厚。對於全麵包膠(所有表麵都包膠,因此無法給(gěi)嵌件定位的情況(kuàng))的零件,嵌件(jiàn)周邊至少(shǎo)要用(yòng)0.5MM的膠厚。對於有定位的嵌件,周邊膠層厚度應在0.4MM以上。
H. 其它輔助工藝:
注膠(包膠)工藝:與注塑類似,先將要注膠的零件固定好,合上第一層模以(yǐ)控製注膠時原料不(bú)會(huì)汙(wū)染未設計(jì)注膠的部位。再合第二層模,將膠料壓成型。
滾膠工藝 :先將膠料手工預成型
入模:此(cǐ)工藝可用(yòng)於全麵包膠的情況。
浸膠 :膠(橡膠)體原料(liào)為流體,將工件多次浸入原料內。在內層原料硫化後再浸下一(yī)次,直到達到設計厚度。
滴膠(jiāo) :原(yuán)料(liào)有較好的流動性,類似於油漆(qī),常溫硫(liú)化。模具較簡單,一般(bān)手工操作,在第一層快固化時塗下一次.
L.多(duō)色產品 :A 分次硫化 2套模 ,B 手工配色,一次硫化,要求零件分色(sè)部分有一定高度,以免混色導電膠(jiāo)結合、二次硫化(huà) 矽膠(jiāo)與矽(guī)膠(橡(xiàng)膠)可不做處理直接硫化粘合五(wǔ)、硬度的測量及工具測量橡膠硬度最普遍采用的儀器稱為(wéi)肖氏(又稱邵爾)硬度計。用一個彈簧將一金屬壓頭壓入材料(liào)的表麵,並測量它能穿入多深。該儀器測量的穿入深度為(wéi)零至0.100英寸。標尺上(shàng)的讀數為零則(zé)意味著壓頭穿入了極限深度,而讀數為100則意味(wèi)著穿入深度為零。有各種不同硬度範圍和自動化程(chéng)度的肖氏硬度計。
使用最普遍的標度之一是(shì)肖氏A級標度。肖(xiāo)氏A級硬度計有一個較鈍的壓頭和(hé)彈力中等的(de)彈簧。當(dāng)讀數在90以(yǐ)上時,肖氏A級 硬度計就變得不是很精確。對於此類(lèi)較硬的矽橡膠材料,矽膠製品廠(chǎng)家則使用肖氏D級(jí)硬度計。它有一個銳利的壓頭和彈力很強(qiáng)的彈簧,可以穿入較深的深(shēn)度。

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