Услуги по литью под давлением жидкого силиконового каучука (LSR)
От проектирования форм до серийного производства — высокоточные решения в области литья под давлением с использованием жидких силиконовых резинов (LSR) для медицинской, автомобильной и промышленной отраслей.
При необходимости перед проведением котировки может быть подписано соглашение о неразглашении информации.
Что такое литье под давлением из жидкого силиконового каучука?
Литье жидкого силиконового каучука (LSR) — это технология переработки каучука, в которой в качестве сырья используется двухкомпонентный жидкий силиконовый каучук, а процессы впрыска, вулканизации и формования осуществляются в условиях высоких температур с использованием прецизионных форм. Она сочетает в себе высокую точность литья под давлением с превосходными свойствами силиконовой резины, что делает её одной из основных производственных технологий в таких высокотехнологичных отраслях, как медицина, автомобилестроение и электроника.
Свойства основного материала LSR
Диапазон рабочих температур
от -60 °C до +200 °C
Диапазон твердости (по шкале Шор А)
5 А — 80 А (по выбору)
Устойчивость к разрыву
Отличный велотренажер, предотвращающий усталость
Биосовместимость
Сертифицировано по стандарту ISO 10993 / одобрено FDA
Химически инертный
Устойчив к воздействию кислот и щелочей, устойчив к воздействию растворителей
Класс огнестойкости
Соответствует стандарту UL94 V-0
Прозрачность
Можно добиться прозрачности оптического качества
Устойчивость к погодным условиям
Защита от ультрафиолета, озона и старения
Технологический процесс литья под давлением жидкого силиконового каучука
Литье под давлением с использованием LSR — это высокоавтоматизированный процесс, в котором каждый этап, от подачи сырья до извлечения готового изделия из формы, контролируется с помощью высокоточного оборудования и технологических параметров.
Точное дозирование и смешивание двух компонентов
Компоненты A и B подаются в точном соотношении 1:1 с помощью дозирующих насосов и равномерно смешиваются в статическом смесителе. Одновременно система охлаждения поддерживает низкую температуру (примерно 5–15 °C) в подающем трубопроводе, чтобы предотвратить преждевременную реакцию материалов.
Литье под давлением
Смешанный LSR впрыскивается в полость высокоточной формы под контролируемым давлением (обычно 500–2000 бар) и со скоростью, регулируемой впрыскивающим агрегатом. Низкая вязкость LSR (примерно 50 000–300 000 мПа·с) позволяет ему заполнять чрезвычайно мелкие конструктивные детали.
Высокотемпературная вулканизация и отверждение
Температура формы поддерживается на уровне 150–200 °C, и реакция присоединения, катализируемая платиной, завершается за время от нескольких секунд до нескольких десятков секунд (конкретное время зависит от толщины стенок и структуры изделия). Побочные продукты не образуются, а процесс вулканизации является экологически чистым и эффективным.
Раскрытие пресс-формы и извлечение детали (автоматическое извлечение из пресс-формы)
После вулканизации форма открывается, и готовое изделие из LSR извлекается с помощью автоматизированного манипулятора или вакуумной системы адсорбции. Благодаря превосходной эластичности LSR даже изделия сложной конструкции (например, с внутренними подрезами) можно легко извлечь из формы без использования разделительного средства.
Последующее лечение (по запросу)
В некоторых случаях требуется повторная вулканизация (последующее отверждение при температуре примерно 200 °C в течение 4 часов) для удаления остаточных летучих веществ и обеспечения соответствия требованиям, предъявляемым к изделиям медицинского назначения или изделиям, предназначенным для контакта с пищевыми продуктами. Некоторые изделия требуют удаления обломов, обработки поверхности или сборки.
| Критерии | Литье под давлением с использованием жидких силиконовых резинок (LSR)Жидкий силиконовый каучук | Формование под давлениемТвёрдый силикон | Литье под давлением из TPE / TPUТермопластичный эластомер |
|---|---|---|---|
| Сырье | Двухкомпонентный жидкий состав (A+B), смешиваемый в соотношении 1:1 перед введением | Предварительно вулканизированные блоки из твердого силикона, нарезанные по весу перед формованием | Гранулы термопластика, которые расплавляются и впрыскиваются так же, как и обычный пластик |
| Точность размеров | ±0,01 мм Прецизионный класс; подходит для изготовления деталей с узкими допусками в медицинской и автомобильной промышленности | Умеренный Влияние вспышки и колебаний усадки на пределы достижимой точности | Высокий Сопоставимо со стандартным литьем пластмасс под давлением |
| Эффективность производства | Полностью автоматизированный Короткие циклы; минимальное ручное вмешательство; масштабируемая производительность | Трудоемкий Требуется ручная загрузка и обрезка фланов; длительное время цикла | Полностью автоматизированный Короткие циклы; совместимость с высокоскоростными производственными линиями |
| Расточительство материалов | Практически нулевой объем отходов Системы с холодными литниками позволяют обойтись без литников; переработанный пластик не требуется | Высокий уровень отходов при флэш-обработке Излишки материала выходят за пределы линии разъема; значительный объем отходов после обрезки | Умеренный Бегунки можно переточить, однако переточка влияет на однородность материала |
| Диапазон температур | от −60 °C до +200 °C Сохраняет стабильность при экстремальных термических циклах без упрочнения или растрескивания | от −60 °C до +200 °C Такое же тепловое сопротивление, как у LSR, что обусловлено химическими свойствами силикона | ≤ 120 °C (типичное значение) При повышенных температурах характеристики ухудшаются; не подходит для установки в моторном отсеке или в условиях автоклава |
| Биосовместимость | Превосходно Соответствует требованиям FDA 21 CFR, ISO 10993, LFGB; не содержит пластификаторов и БФА; подходит для использования в медицинских целях и при контакте с пищевыми продуктами | Хорошо Доступны биосовместимые марки, однако в этом случае сложнее контролировать чистоту технологического процесса | Зависимое от класса Значительно варьируется в зависимости от состава; существуют варианты пищевого и медицинского назначения, но их выбор ограничен |
| Сложная геометрия | Превосходно Материал с низкой вязкостью надежно заполняет тонкие стенки, мелкие детали и подрезы | Ограниченный Твердый материал препятствует проникновению материала в тонкие или сложные детали; не подходит для изготовления деталей с тонкими стенками | Хорошо Хорошо справляется с большинством геометрических форм; аналогично возможностям стандартного литья под давлением |
| 2K / Литье с накладкой | Полная поддержка LSR напрямую связывается с подложками из ПК, ПА и ПОМ в рамках одноэтапного двухкомпонентного процесса; клей не требуется | Не поддерживается Технологические ограничения не позволяют осуществлять интеграцию с твёрдыми пластиковыми подложками | Частичная поддержка Возможно применение технологии литья с нанесением покрытия, однако прочность соединения и долговечность ограничены по сравнению с LSR |
| Стоимость оснастки | Более высокая первоначальная сумма Для изготовления прецизионных форм с холодными каналами требуются более жесткие допуски при механической обработке и системы контроля температуры | Нижняя часть Более простые пресс-формы с открытой полостью; меньшая сложность и стоимость механической обработки | Умеренный Стандартная форма для литья под давлением; менее специализированная, чем инструмент для литья LSR |
| Экономика крупносерийного производства | Высокая масштабируемость При увеличении масштабов производства удельная себестоимость значительно снижается; автоматизация позволяет исключить трудовые затраты как фактор, влияющий на себестоимость | С ограничениями Зависимость от трудовых ресурсов ограничивает пропускную способность; себестоимость единицы продукции остается высокой даже при больших объемах производства | Превосходно Короткое время цикла и полная автоматизация обеспечивают высокую рентабельность при больших объемах производства |
В каких случаях следует выбирать литье под давлением из жидкого силиконового каучука?
Ситуации, в которых целесообразно использовать LSR:
- Продукт необходимо использовать в течение длительного времени в условиях экстремальных температур.
- Он вступает в контакт с телами людей, пищевыми продуктами или стерильной средой.
- Это требует высокоточного, стабильного и крупносерийного производства.
- Изделие имеет сложную конструкцию, включающую тонкие стенки, детали или подрезы.
- Для этого требуется сочетание жесткого и гибкого формования (2K-формование).
- Он чувствителен к затратам на вспышку и постобработку.
Ситуации, требующие рассмотрения:
- Очень небольшой объём партии (<100 шт.), высокие затраты на изготовление пресс-формы
- Очень высокая ценовая чувствительность при невысоких требованиях к производительности (можно рассмотреть вариант с TPE)
- Требуется общая герметизация для использования при комнатной температуре (эту задачу может выполнить ТПЭ)
- Изделия особо больших размеров с толстыми стенками (в данном случае более подходящим методом может быть прессование)
Чем мы можем помочь в реализации вашего проекта LSR?
Эксклюзивные преимущества
Собственный завод по производству пресс-форм · Полностью разработано собственными силами
У нас есть собственное независимое цех по изготовлению прецизионных форм методом литья под давлением (LSR), что позволяет нам не прибегать к услугам сторонних подрядчиков на всех этапах — от проектирования до производства. Качество форм полностью контролируется нами, сроки поставки предсказуемы, а конфиденциальность данных и технологических процессов гарантирована.
- Комплексное проектирование пресс-форм, обработка на станках с ЧПУ, электроэрозионная обработка и полировка.
- Исключает риск утечки информации со сторонних предприятий по производству пресс-форм.
- Более оперативное реагирование на технические изменения и снижение затрат на ремонт пресс-форм.
- Гарантированный срок службы пресс-формы и высокая долгосрочная стабильность серийного производства.
Снизить риски на ранних этапах
Анализ технологичности (DFM) — меры на этапе проектирования
Перед изготовлением пресс-формы наша команда инженеров проведет углубленный анализ конструктивных факторов (DFM) вашего проекта с целью выявления потенциальных проблем при литье LSR, таких как толщина стенок, извлечение изделия из формы, облойки и вентиляция, что позволит избежать доработок после изготовления пресс-формы.
- Мы предоставляем бесплатный отчет по DFM с комментариями в течение 24 часов.
- Мы предлагаем конкретные рекомендации, такие как оптимизация толщины стенок и корректировка линии разъема.
- Мы сокращаем количество пробных отливок, что позволяет сэкономить 30–50% на первоначальных затратах на доработку пресс-форм.
Быстрая проверка
Быстрое 3D-прототипирование и проверка конструкции на этапе подготовки к серийному производству
Перед началом изготовления серийных форм мы предлагаем услуги по быстрому прототипированию с помощью 3D-печати или мягких силиконовых форм, что поможет вам проверить конструкцию, функциональность и сборку изделия с минимальными затратами.
- Физические образцы доставляются в течение 7 дней.
- Поддерживает как создание прототипов с использованием жестких форм, так и быструю проверку с использованием мягких форм.
- Эффективно снижает риски, связанные с изготовлением пресс-форм, обусловленные неопределённостями в конструкции.
Расширение производственного процесса
Двухкомпонентное формование с использованием LSR и жесткого клея
Поддерживает вторичное литье под давлением и обжимное литье LSR с использованием жестких подложек, таких как PC, PA и POM, что позволяет создавать интегрированные жестко-гибкие конструкции без дополнительных процессов склеивания, тем самым повышая структурную целостность изделия.
- Подходит для герметизации кнопок, рукояток портативных устройств, медицинских разъемов и т. д.
- Прочность межфазной связи была подтверждена в ходе технологического процесса, что свидетельствует о превосходной устойчивости к разрыву.
- Позволяет сократить количество деталей, что снижает затраты на сборку.
Поддержка в области соблюдения нормативных требований
Система материалов медицинского и пищевого назначения
Мы сотрудничаем с сертифицированными поставщиками сырья, чтобы поставлять сырье для LSR, соответствующее требованиям FDA, ISO 10993, LFGB и другим стандартам, а также можем оказать содействие в оформлении документов, подтверждающих соответствие материалов, для сопровождения вашего процесса сертификации.
- Материалы поддаются отслеживанию и подлежат строгому контролю по партиям.
- Мы предлагаем материалы от таких известных брендов, как Wacker, Shin-Etsu и Momentive.
- Мы можем предоставить паспорта безопасности материалов (SDS) и сертификаты соответствия.
Гибкая мощность
От изготовления прототипов небольшими партиями до массового производства миллионов единиц — полный цикл производства
Мы не устанавливаем высоких требований к минимальному объему заказа (MOQ). Будь то пробная партия из 500 единиц для проверки концепции или стабильное производство в объеме нескольких миллионов единиц в месяц — мы готовы гибко принимать заказы и сопровождать ваш продукт на всех этапах — от зарождения идеи до масштабирования производства.
- Подходит для стартапов и разработки новых продуктов.
- Плавный переход от создания прототипов к серийному производству с использованием одной и той же формы.
- Производственные мощности могут быть расширены по мере необходимости с соблюдением стабильных и контролируемых сроков поставки.
Справочник по техническим характеристикам продукции
Допуски на размеры
±0,01 мм
Точность изготовления деталей может достигать ±0,005 мм
Минимальная толщина стенки
0,3 мм
В зависимости от сложности конструкции
Диапазон веса продукции
0,1 г — 500 г
Для изделий от микро- до средних размеров
Количество полостей формы
1 — 128 гнезд
Адаптировано в соответствии с производственными требованиями
Диапазон твердости
5 А — 80 А
Шор А, возможны индивидуальные рецептуры
Срок службы пресс-формы
≥ 500 000 циклов
Высококачественная сталь + тщательное техническое обслуживание
Не уверены, подходит ли ваш проект для технологии LSR?
Пришлите нам файлы с вашими чертежами, и мы в течение 24 часов предоставим вам бесплатный отчет по анализу технологичности (DFM) и рекомендации по технологическому процессу.
Отраслевые применения и решения
Истинная ценность LSR заключается в решении производственных задач, с которыми другие материалы просто не справляются. Ниже приведены примеры нашего практического опыта применения этого материала в пяти ключевых отраслях.
- Детали должны соответствовать стандартам биосовместимости FDA / ISO 10993 — процедура аттестации материалов является сложной и трудоемкой
- Чистота производственного процесса имеет решающее значение; даже следы твердых частиц или органических загрязнений недопустимы
- Согласованность размеров напрямую связана с точностью диагностики и безопасностью пациентов — колебания показателей от партии к партии недопустимы
- Многие компоненты должны выдерживать многократные циклы стерилизации, в том числе стерилизацию этиленоксидом и автоклавирование паром при температуре 134 °C
- Химически инертен — не вступает в реакцию с биологическими жидкостями или фармацевтическими соединениями; безопасен при длительном контакте с кожей человека
- Осуществляемое под действием платинового катализатора отверждение методом присоединения не приводит к образованию побочных продуктов, что способствует созданию экологически чистых производственных условий
- Выдерживает многократную стерилизацию в автоклаве без ухудшения свойств, затвердевания или потери стабильности размеров
- Доступны оптически прозрачные марки для каналов прохождения жидкости, смотровых окон и диагностических компонентов
Основные продукты для конкретных областей применения
- Температура под капотом может превышать 150–200 °C — стандартные резиновые и ТПЭ-смеси выходят из строя под воздействием длительной термической нагрузки
- Уплотнения должны сохранять эластичность во всем рабочем диапазоне температур от −40 °C до +200 °C, не подвергаясь затвердеванию или растрескиванию
- Системы аккумуляторных батарей для электромобилей все чаще требуют герметизации с защитой по стандартам IP67/IP68 от проникновения воды, пыли и химических веществ
- Требования к качеству, установленные стандартом IATF 16949, предусматривают сверхнизкий уровень дефектов в PPM и подтвержденную технологическую способность (Cpk)
- Благодаря лучшей в отрасли термической стабильности LSR является лучшим выбором для высокотемпературных уплотнительных зон
- Превосходная стойкость к остаточной деформации после сжатия гарантирует, что уплотнения сохраняют удерживающее усилие на протяжении многих лет термоциклирования
- Устойчив к воздействию моторных масел, охлаждающих жидкостей, тормозных жидкостей и других химических веществ, используемых при техническом обслуживании автомобилей
- Высокоточное литье под давлением позволяет свести к минимуму обломок и разброс размеров, что обеспечивает соблюдение строгих допусков при сборке
Основные продукты для конкретных областей применения
- Жизненный цикл продукции короткий — период от разработки до запуска в серийное производство зачастую составляет всего 3–6 месяцев
- Косметические детали требуют безупречного качества поверхности; заусенцы, впадины и линии течения недопустимы
- Носимые устройства, непосредственно соприкасающиеся с кожей, должны пройти испытания на раздражение и сенсибилизацию кожи
- Повышение сложности: тонкие стенки, миниатюризация, многоцветная конструкция и встроенная гидроизоляция
- Низкая вязкость позволяет точно воспроизводить мельчайшие детали поверхности формы, обеспечивая стабильное эстетическое качество при масштабировании
- В зависимости от обработки поверхности формы позволяет получить матовую, полупрозрачную и прозрачную поверхность оптического качества
- Метод совместного впрыска 2K с использованием подложек из ПК/АБС позволяет объединить формирование конструкции и герметизацию в рамках одного производственного этапа
- В процессе отверждения добавлением не образуется летучих побочных продуктов — чистая среда формования способствует получению высокоточной поверхности
Основные продукты для конкретных областей применения
- Быстро развивающаяся отрасль — дизайн продукции часто меняется, что требует наличия производственных партнеров, способных оперативно реагировать на изменения
- Детали суставов роботов подвергаются миллионам циклов изгиба; усталостное разрушение является одним из основных видов разрушения
- Уплотнения для накопителей энергии должны надежно работать в диапазоне температур от −30 °C до 85 °C и обеспечивать долговременную стойкость к воздействию электролитов и охлаждающих жидкостей
- Профили производства с небольшими партиями и широким ассортиментом делают контроль затрат при изготовлении деталей на заказ особенно сложной задачей
- Исключительная усталостная прочность — LSR сохраняет свои упругие свойства даже после миллионов циклов изгиба, сжатия и растяжения
- Низкий остаточный деформационный остаток обеспечивает сохранность эффективности уплотнений в течение длительного срока эксплуатации, что позволяет сократить частоту технического обслуживания
- Одна и та же форма позволяет как создавать прототипы небольшими партиями, так и осуществлять массовое производство — без затрат на переналадку оборудования между этапами
- Устойчив к воздействию электролитов литиевых аккумуляторов, жидкостей системы терморегулирования и других химических веществ, используемых в энергетических системах
Основные продукты для конкретных областей применения
Готовы приступить к реализации своего проекта LSR?
Получите бесплатный анализ DFM и индивидуальное ценовое предложение в течение 48 часов.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Как правило, строго фиксированного минимального объема заказа (MOQ) не существует, однако ввиду более высоких затрат на пресс-формы и оборудование технология LSR в большей степени подходит для средне- и крупносерийного производства. В случае проектов с небольшими партиями начальные затраты можно сократить за счет оптимизации конструкции пресс-формы.
Как правило, допуски на детали, изготовленные методом литья под давлением из LSR, можно удерживать в пределах от ±0,02 мм до ±0,05 мм в зависимости от конструкции изделия, его размеров и точности пресс-формы.
Да. LSR хорошо подходят для использования с металлическими или пластиковыми вставками с целью обеспечения таких функций, как герметизация, водонепроницаемость или усиление конструкции, однако на этапе проектирования пресс-формы необходимо тщательно учесть вопросы позиционирования и склеивания.
Технология LSR требует чрезвычайно высокой точности формы. При правильном проектировании формы и надлежащем контроле технологического процесса можно добиться практически полного отсутствия заусенцев на готовой продукции.
Разработка пресс-формы обычно занимает 2–4 недели, тогда как цикл массового производства зависит от объема заказа и, как правило, составляет 1–3 недели.
Да. Материалы LSR обладают отличной естественной прозрачностью, благодаря чему они подходят для применения в областях, требующих высокой светопроницаемости, таких как оптика, медицинское оборудование и электронные изделия.
Как правило, он может длительное время эксплуатироваться в диапазоне температур от -50 ℃ до 200 ℃, а некоторые специальные составы способны выдерживать более высокие или более низкие температуры.
Да. Цвета можно настраивать в соответствии с потребностями заказчика, включая прозрачные, полупрозрачные и различные индивидуальные оттенки, однако необходимо учитывать необходимость обеспечения стабильности качества партии.
Да. LSR обладает хорошей текучестью и позволяет заполнять сложные, тонкостенные или микроструктурные полости пресс-формы, однако конструкция должна соответствовать его характеристикам текучести.
Стандартизированные параметры технологического процесса, автоматизированное производственное оборудование и строгие процедуры контроля качества позволяют эффективно обеспечить стабильность и однородность продукции между партиями.