Flüssigsilikonkautschuk (LSR) Spritzgießdienstleistungen
Vom Formenbau bis zur Massenproduktion - LSR-Präzisionslösungen für medizinische, automobile und industrielle Anwendungen.
Bei Bedarf kann vor der Angebotsabgabe ein NDA unterzeichnet werden.
Was ist Flüssigsilikon-Spritzgießen?
Flüssigsilikonkautschuk-Spritzguss (LSR) ist eine Gummiverarbeitungstechnologie, die Zweikomponenten-Flüssigsilikonkautschuk als Rohmaterial verwendet und das Einspritzen, Vulkanisieren und Formen unter Hochtemperaturbedingungen durch Präzisionsformen abschließt. Es kombiniert die hohe Präzision des Spritzgießens mit den hervorragenden Eigenschaften von Silikonkautschuk und ist damit eine der wichtigsten Fertigungstechnologien in High-End-Bereichen wie Medizin, Automobil und Elektronik.
Eigenschaften von LSR-Kernmaterial
Betriebstemperaturbereich
-60°C ~ +200°C
Härtebereich (Shore A)
5A - 80A wahlweise
Reißfestigkeit
Ausgezeichneter, ermüdungsarmer Zyklus
Biokompatibilität
ISO 10993 / FDA-geprüft
Chemisch inert
säure- und alkalibeständig, lösungsmittelbeständig
Flammenhemmende Bewertung
Bis zu UL94 V-0
Transparenz
Transparenz in optischer Qualität kann erreicht werden
Witterungsbeständigkeit
Anti-UV, Ozon, Alterung
Flüssigsilikonkautschuk-Spritzgießen Prozessablauf
Das LSR-Spritzgießen ist hochgradig automatisiert, wobei jeder Schritt von der Rohmaterialzufuhr bis zur Entnahme des fertigen Produkts durch Präzisionsgeräte und Prozessparameter gesteuert wird.
Präzises Dosieren und Mischen von zwei Komponenten
Die Komponenten A und B werden in einem exakten 1:1-Verhältnis über Dosierpumpen zugeführt und in einem statischen Mischer gleichmäßig vermischt. Gleichzeitig hält ein Kühlsystem eine niedrige Temperatur (ca. 5-15 °C) in der Förderleitung aufrecht, um eine vorzeitige Reaktion der Materialien zu verhindern.
Spritzgießen
Das gemischte LSR wird von der Einspritzeinheit unter kontrolliertem Druck (typischerweise 500-2000 bar) und kontrollierter Geschwindigkeit in eine hochpräzise Formkavität eingespritzt. Die niedrige Viskosität von LSR (ca. 50.000-300.000 mPa-s) ermöglicht es, extrem feine Strukturdetails zu füllen.
Hochtemperatur-Vulkanisierung und -Härtung
Die Temperatur der Form wird bei 150-200 °C gehalten, und die platinkatalysierte Additionsreaktion ist innerhalb von Sekunden bis zu einigen zehn Sekunden abgeschlossen (die spezifische Zeit hängt von der Wandstärke und der Produktstruktur ab). Es entstehen keine Nebenprodukte, und der Vulkanisierungsprozess ist sauber und effizient.
Öffnen der Form und Entnahme der Teile (automatisierte Entformung)
Nach der Vulkanisation wird die Form geöffnet und das LSR-Fertigprodukt durch einen automatisierten Roboterarm oder ein Vakuumadsorptionssystem entnommen. Aufgrund der ausgezeichneten Elastizität von LSR können selbst komplexe Strukturen (wie z. B. innere Hinterschneidungen) leicht entformt werden, ohne dass ein Trennmittel erforderlich ist.
Nachbehandlung (auf Anfrage)
Einige Anwendungen erfordern eine zweite Vulkanisation (Nachhärtung, ca. 200°C / 4h), um Rückstände von flüchtigen Bestandteilen zu entfernen und die Anforderungen an medizinische oder lebensmitteltechnische Produkte zu erfüllen. Einige Produkte erfordern eine Entgratung, Oberflächenbehandlung oder Montage.
| Kriterien | LSR-SpritzgießenFlüssigsilikonkautschuk | FormpressenVollsilikon | TPE / TPU-SpritzgießenThermoplastisches Elastomer |
|---|---|---|---|
| Rohmaterial | Zweiteilige flüssige Verbindung (A+B), vor der Injektion im Verhältnis 1:1 gemischt | Vorvulkanisierte Vollsilikonblöcke, vor dem Formen auf das Gewicht zugeschnitten | Thermoplastisches Granulat, geschmolzen und gespritzt wie normaler Kunststoff |
| Maßgenauigkeit | ±0,01 mm Präzisionsqualität; geeignet für Medizin- und Automobilteile mit engen Toleranzen | Mäßig Grat- und Schrumpfungsschwankungen begrenzen die erreichbare Präzision | Hoch Vergleichbar mit Standard-Kunststoffspritzguss |
| Produktionseffizienz | Vollständig automatisiert Kurze Zykluszeiten; minimale manuelle Eingriffe; skalierbarer Output | Arbeitsintensiv Manuelles Laden und Beschneiden des Blitzes erforderlich; lange Zykluszeiten | Vollständig automatisiert Schnelle Zykluszeiten; kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien |
| Materialabfälle | Fast kein Abfall Kaltkanalsysteme machen Angüsse überflüssig; kein Nachschleifen erforderlich | Hoher Flash-Abfall Überschüssiges Material überläuft die Trennebene; erheblicher Nachbearbeitungsausschuss | Mäßig Läufer können nachgeschliffen werden, allerdings beeinträchtigt das Nachschleifen die Materialkonsistenz. |
| Temperaturbereich | -60°C bis +200°C Stabil über extreme thermische Zyklen hinweg ohne Verhärtung oder Rissbildung | -60°C bis +200°C Gleiche thermische Beständigkeit wie LSR, inhärent in der Silikonchemie | ≤ 120°C typisch Leistungsabfall bei erhöhten Temperaturen; nicht geeignet für Motorraum oder Autoklavenumgebung |
| Biokompatibilität | Ausgezeichnet Erfüllt FDA 21 CFR, ISO 10993, LFGB; keine Weichmacher oder BPA; geeignet für medizinischen und Lebensmittelkontakt | Gut Biokompatible Qualitäten verfügbar, allerdings ist die Prozessreinheit schwieriger zu kontrollieren | Notenabhängig Je nach Formulierung sehr unterschiedlich; es gibt zwar lebensmittelechte und medizinisch geeignete Optionen, aber diese sind begrenzt. |
| Komplexe Geometrie | Ausgezeichnet Niedrige Viskosität füllt zuverlässig dünne Wände, feine Details und Hinterschneidungen | Begrenzt Festes Material widersteht dem Fließen in dünne oder komplizierte Strukturen; nicht geeignet für dünnwandige Teile | Gut Beherrscht die meisten Geometrien gut; ähnlich wie beim Standardspritzgießen |
| 2K / Umspritzen | Vollständig unterstützt LSR klebt direkt auf PC-, PA- und POM-Substrate in einem 2K-Single-Shot-Verfahren; kein Klebstoff erforderlich | Nicht unterstützt Prozessbeschränkungen verhindern die Integration mit harten Kunststoffsubstraten | Teilweise Unterstützung Überspritzen möglich, aber Haftfestigkeit und Haltbarkeit sind im Vergleich zu LSR begrenzt |
| Werkzeugkosten | Höhere Vorauszahlungen Präzisions-Kaltkanalformen erfordern engere Bearbeitungstoleranzen und Temperaturkontrollsysteme | Unter Einfachere Formen mit offenen Kavitäten; geringere Komplexität und Kosten bei der Bearbeitung | Mäßig Standard-Spritzgussform; weniger spezialisiert als LSR-Werkzeuge |
| Hochvolumige Wirtschaft | Hochgradig skalierbar Die Stückkosten sinken bei der Skalierung erheblich; durch die Automatisierung entfällt der Faktor Arbeit als Kostenfaktor | Zwangsweise Die Abhängigkeit von der Arbeitskraft begrenzt den Durchsatz; die Kosten pro Teil bleiben auch bei hohen Stückzahlen hoch | Ausgezeichnet Niedrige Zykluszeit und vollständige Automatisierung sorgen für hohe Wirtschaftlichkeit bei hohen Stückzahlen |
In welchen Situationen sollte Flüssigsilikonkautschuk-Spritzgießen gewählt werden?
Geeignete Situationen für LSR:
- Das Produkt muss über einen längeren Zeitraum in Umgebungen mit extremen Temperaturen verwendet werden.
- Es kommt mit menschlichen Körpern, Lebensmitteln oder sterilen Umgebungen in Kontakt.
- Sie erfordert eine hochpräzise, hochkonsistente und hochvolumige Produktion.
- Das Produkt hat eine komplexe Struktur, die dünne Wände, Details oder Hinterschneidungen enthält.
- Sie erfordert eine Kombination aus starrem und flexiblem Formteil (2K-Formteil).
- Er ist empfindlich gegenüber Blitzlicht und Nachbearbeitungskosten.
Situationen, die berücksichtigt werden müssen:
- Sehr kleine Stichprobengröße (<100 Stück), hohe Investitionen in die Form
- Extrem kostensensibel mit geringen Leistungsanforderungen (TPE kann in Betracht gezogen werden)
- Allgemeine Abdichtung für die Verwendung bei Raumtemperatur erforderlich (TPE kann dies abdecken)
- Besonders große, dickwandige Produkte (Formpressen kann besser geeignet sein)
Was können wir für Ihr LSR-Projekt tun?
Exklusive Vorteile
Eigener Formenbau - Völlig selbst entwickelt
Wir verfügen über eine eigene, unabhängige LSR-Präzisionsformwerkstatt, so dass vom Entwurf bis zur Fertigung kein Outsourcing erforderlich ist. Die Qualität der Formen wird vollständig selbst kontrolliert, die Lieferzeiten sind vorhersehbar, und die Daten und Prozesse werden vertraulich behandelt.
- Integrierter Formenbau, CNC-Bearbeitung, EDM und Polieren.
- Vermeidet das Risiko eines Informationsverlusts bei ausgelagerten Formenfabriken.
- Schnellere Reaktion auf technische Änderungen und geringere Kosten für die Reparatur von Formen.
- Garantierte Lebensdauer der Form und hohe Langzeitstabilität in der Massenproduktion.
Frühzeitige Risiken vermindern
DFM Herstellbarkeitsanalyse - Intervention in der Entwurfsphase
Vor dem Formenbau führt unser Ingenieurteam eine gründliche DFM-Analyse (Design Factor Analysis) Ihres Entwurfs durch, um potenzielle Probleme beim LSR-Formenbau zu ermitteln, wie z. B. Wandstärke, Entformung, Gratbildung und Entlüftung, und so Nacharbeiten nach dem Formenbau zu vermeiden.
- Wir erstellen innerhalb von 24 Stunden einen kostenlosen DFM-Bericht mit Feedback.
- Wir bieten spezifische Vorschläge wie die Optimierung der Wandstärke und die Anpassung der Trennebene.
- Wir reduzieren die Anzahl der Probeabgüsse und sparen so 30-50% an Kosten für die Modifikation von Formen.
Schnelle Verifizierung
Schnelles 3D-Prototyping und strukturelle Verifizierung vor der Produktion
Vor dem formalen Formenbau bieten wir Rapid Prototyping durch 3D-Druck oder weiche Silikonformen an, die Ihnen helfen, die Produktstruktur, die Funktion und die Montage zu den niedrigsten Kosten zu überprüfen.
- Physische Proben werden innerhalb von 7 Tagen geliefert.
- Unterstützt sowohl das Prototyping von harten Formen als auch die schnelle Überprüfung von weichen Formen.
- Verringert wirksam die durch Konstruktionsunsicherheiten verursachten Risiken im Formenbau.
Erweiterung des Prozesses
LSR + starrer Klebstoff Zweikomponenten-Formenbau
Unterstützt das sekundäre Spritzgießen und Umspritzen von LSR mit starren Substraten wie PC, PA und POM, wodurch eine starr-flexible integrierte Struktur ohne zusätzliche Klebeprozesse erreicht wird, was die strukturelle Integrität des Produkts verbessert.
- Geeignet für die Versiegelung von Knöpfen, Griffen für Handgeräte, medizinischen Anschlüssen usw.
- Die Grenzflächenhaftung wurde prozessgeprüft und weist eine ausgezeichnete Reißfestigkeit auf.
- Reduziert die Anzahl der Teile und senkt die Montagekosten.
Unterstützung bei der Einhaltung der Vorschriften
Medizinisches / lebensmittelechtes Materialsystem
Wir arbeiten mit zertifizierten Rohstofflieferanten zusammen, um LSR-Rohstoffe anbieten zu können, die den FDA-, ISO 10993-, LFGB- und anderen Normen entsprechen, und können Sie bei der Ausstellung von Materialkonformitätsdokumenten zur Unterstützung Ihres Zertifizierungsprozesses unterstützen.
- Die Materialien sind rückverfolgbar und unterliegen einer strengen Chargenverwaltung.
- Wir unterstützen die Materialauswahl von bekannten Marken wie Wacker, Shin-Etsu und Momentive.
- Wir können Sicherheitsdatenblätter (SDS) und Konformitätsbescheinigungen bereitstellen.
Flexible Kapazität
Vom Prototyping in Kleinserie bis zur Massenproduktion von Millionen von Einheiten - Abdeckung des gesamten Prozesses
Wir setzen keine hohen MOQ-Schwellenwerte fest. Ganz gleich, ob es sich um eine Proof-of-Concept-Charge von 500 Einheiten oder um eine stabile Produktionsserie von Millionen Einheiten pro Monat handelt, wir können flexibel Aufträge annehmen und Ihr Produkt von Anfang an bis zur Skalierung unterstützen.
- Freundlich für Start-ups und die Entwicklung neuer Produkte.
- Nahtloser Übergang vom Prototyping zur Massenproduktion mit derselben Form.
- Die Kapazität kann je nach Bedarf erweitert werden, bei stabilen und kontrollierbaren Lieferzeiten.
Herstellungsspezifikationen Referenz
Toleranzen bei den Abmessungen
±0,01 mm
Präzisionsteile können ±0,005 mm erreichen
Mindestwandstärke
0,3 mm
Je nach struktureller Komplexität
Gewichtsbereich des Produkts
0,1g - 500g
Abdeckung von Kleinst- bis mittelgroßen Produkten
Anzahl der Kavitäten
1 - 128 Kavitäten
Maßgeschneidert je nach Produktionsanforderungen
Härtebereich
5A - 80A
Shore A, kundenspezifische Formulierungen verfügbar
Lebensdauer der Form
≥ 500.000 Zyklen
Hochwertiger Stahl + sorgfältige Wartung
Sind Sie unsicher, ob Ihr Projekt für das LSR-Verfahren geeignet ist?
Senden Sie uns Ihre Konstruktionsdateien, und wir erstellen innerhalb von 24 Stunden einen kostenlosen DFM-Analysebericht und Prozessempfehlungen.
Industrieanwendungen und Lösungen
Der wahre Wert von LSR liegt in der Lösung von Fertigungsherausforderungen, die andere Materialien einfach nicht erfüllen können. Im Folgenden finden Sie unsere praktischen Anwendungserfahrungen in fünf Schlüsselindustrien.
- Die Teile müssen die Biokompatibilitätsnormen FDA / ISO 10993 erfüllen - die Materialqualifizierung ist anspruchsvoll und zeitaufwändig
- Die Sauberkeit in der Produktion ist entscheidend; selbst Spuren von Partikeln oder organischen Verunreinigungen sind inakzeptabel.
- Die Maßhaltigkeit ist direkt mit der diagnostischen Genauigkeit und der Patientensicherheit verbunden - Abweichungen von Charge zu Charge können nicht toleriert werden.
- Viele Komponenten müssen wiederholten Sterilisationszyklen standhalten, einschließlich EO-Sterilisation und Dampfautoklavieren bei 134 °C
- Chemisch inert - reagiert nicht mit Körperflüssigkeiten oder pharmazeutischen Verbindungen; sicher für langfristigen menschlichen Kontakt
- Platin-katalysierte Additionshärtung erzeugt keine Nebenprodukte und unterstützt saubere Produktionsumgebungen
- Hält wiederholter Sterilisation im Autoklaven stand, ohne sich zu zersetzen, zu verhärten oder seine Maßhaltigkeit zu verlieren
- Optisch transparente Qualitäten für Flüssigkeitskanäle, Sichtfenster und Diagnosekomponenten erhältlich
Wichtige Anwendungsprodukte
- Temperaturen unter der Motorhaube können 150-200°C überschreiten - Standard-Gummi- und TPE-Mischungen versagen bei anhaltender thermischer Belastung
- Dichtungen müssen über den gesamten Betriebsbereich von -40°C bis +200°C elastisch bleiben, ohne zu verhärten oder zu reißen.
- EV-Batteriesysteme erfordern zunehmend eine Abdichtung nach IP67/IP68 gegen das Eindringen von Wasser, Staub und Chemikalien
- Die Qualitätsanforderungen der IATF 16949 verlangen extrem niedrige PPM-Fehlerraten und verifizierte Prozessfähigkeit (Cpk)
- Branchenführende thermische Stabilität macht LSR zur ersten Wahl für Hochtemperatur-Dichtungszonen
- Hervorragende Druckverformungsresistenz stellt sicher, dass die Dichtungen auch bei jahrelangen Temperaturwechseln ihre Klemmkraft behalten
- Beständig gegen Motoröle, Kühlmittel, Bremsflüssigkeiten und andere Kfz-Service-Chemikalien
- Präzisionsspritzguss minimiert Grate und Maßabweichungen und unterstützt strenge Montagetoleranzen
Wichtige Anwendungsprodukte
- Die Produktzyklen sind kurz - das Zeitfenster zwischen Entwurf und Massenproduktion beträgt oft nur 3-6 Monate.
- Kosmetische Teile erfordern eine einwandfreie Oberflächenqualität; Grate, Einfallstellen und Fließlinien sind nicht akzeptabel.
- Am Körper zu tragende Geräte mit direktem Hautkontakt müssen Hautreizungs- und Sensibilisierungstests bestehen
- Zunehmende Komplexität: dünne Wände, Miniaturisierung, mehrfarbige Konstruktion und integrierte Abdichtung
- Die niedrige Viskosität bildet die feinen Oberflächendetails der Formen originalgetreu nach und sorgt für eine gleichbleibende kosmetische Qualität im Maßstab
- Erzielt je nach Oberflächenbehandlung der Form matte, durchscheinende und optisch transparente Oberflächen
- 2K-Co-Injektion mit PC/ABS-Substraten integriert Struktur und Dichtung in einem einzigen Fertigungsschritt
- Bei der Additionshärtung entstehen keine flüchtigen Nebenprodukte - eine saubere Formgebungsumgebung unterstützt die präzise Oberflächenbearbeitung
Wichtige Anwendungsprodukte
- Ein sich schnell entwickelnder Sektor - die Produktdesigns ändern sich häufig und erfordern Fertigungspartner, die schnell reagieren können.
- Robotergelenkkomponenten werden Millionen von Biegezyklen ausgesetzt; Ermüdungsbruch ist eine kritische Ausfallart
- Energiespeicherdichtungen müssen bei Temperaturen von -30°C bis 85°C zuverlässig funktionieren und Elektrolyten und Kühlmitteln langfristig widerstehen.
- Produktionsprofile mit geringen Stückzahlen und hohem Mischungsverhältnis machen die Kostenkontrolle bei kundenspezifischen Teilen besonders schwierig.
- Außergewöhnliche Ermüdungsfestigkeit - LSR behält seine elastischen Eigenschaften über Millionen von Biege-, Druck- und Zugzyklen hinweg bei
- Der niedrige Druckverformungsrest gewährleistet, dass die Dichtungen über lange Betriebszeiten hinweg wirksam bleiben, was die Wartungshäufigkeit verringert.
- Ein und dasselbe Werkzeug unterstützt die Herstellung von Prototypen in kleinen Mengen und die Produktion von Großserien - keine Umrüstkosten zwischen den Phasen
- Beständig gegen Lithiumbatterie-Elektrolyte, Wärmemanagementflüssigkeiten und andere Chemikalien für Energiesysteme
Wichtige Anwendungsprodukte
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FAQ
In der Regel gibt es keine feste Mindestabnahmemenge, aber aufgrund der höheren Kosten für Formen und Ausrüstung ist LSR eher für die Produktion mittlerer bis großer Mengen geeignet. Bei Kleinserienprojekten können die Vorlaufkosten durch Optimierung des Werkzeugdesigns gesenkt werden.
Im Allgemeinen kann die Toleranz von LSR-Spritzgussteilen innerhalb von ±0,02 mm bis ±0,05 mm kontrolliert werden, abhängig von der Produktstruktur, der Größe und der Präzision der Form.
Ja. LSR eignen sich gut für die Verwendung mit Metall- oder Kunststoffeinsätzen, um Funktionen wie Abdichtung, Wasserdichtigkeit oder strukturelle Verstärkung zu erreichen, aber Fragen der Positionierung und Bindung müssen in der Phase der Formkonstruktion vollständig berücksichtigt werden.
LSR erfordert eine extrem hohe Formgenauigkeit. Wenn die Formkonstruktion und die Verarbeitungssteuerung angemessen sind, kann eine nahezu gratfreie Produktion erreicht werden.
Die Entwicklung von Formen dauert in der Regel 2 bis 4 Wochen, während der Zyklus der Massenproduktion von der Bestellmenge abhängt und in der Regel zwischen 1 und 3 Wochen beträgt.
Ja. LSR-Materialien besitzen von Natur aus eine ausgezeichnete Transparenz und eignen sich daher für Anwendungen, die eine hohe Lichtdurchlässigkeit erfordern, z. B. in der Optik, bei medizinischen Geräten und elektronischen Produkten.
Es kann im Allgemeinen für eine lange Zeit im Bereich von -50℃ bis 200℃ verwendet werden, und einige spezielle Formeln können höheren oder niedrigeren Temperaturen standhalten.
Ja. Die Farben können je nach Kundenwunsch angepasst werden, einschließlich transparenter, halbtransparenter und verschiedener benutzerdefinierter Farben, aber die Kontrolle der Chargenkonsistenz muss berücksichtigt werden.
Ja. LSR hat eine gute Fließfähigkeit und kann komplexe, dünnwandige oder mikrostrukturierte Formhohlräume füllen, aber die Konstruktion muss den Fließeigenschaften entsprechen.
Standardisierte Prozessparameter, automatisierte Produktionsanlagen und strenge Qualitätskontrollverfahren können die Stabilität und Konsistenz zwischen den einzelnen Chargen wirksam gewährleisten.