硅膠制品生產工藝流程

【橡膠技術網 - 加工工藝】

  一、硅膠材料特性

A.硅膠原料一般為凝膠狀，有點類似于橡皮泥，無色半透明，無味。

B.其主要特點是既耐高溫（最高300℃）又耐低溫（最低－100℃），是目前最好耐寒、耐高溫橡膠；同時電絕緣性優良，對熱氧化和臭氧的穩定性很高，化學惰性大。缺點是機械強度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價格較貴。使用溫度：－60℃～＋200℃。以上是手冊中對硅橡膠的說明。

C.使用溫度：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、耐酸堿性較差，與受力情況關系不大。

E.粘接問題：在未作表面處理前，除用硅膠類產品作粘合劑與硅膠類零件粘合外，與其它零件粘全必須經過表面活化，膠面硫化處理才能粘牢。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。硫化劑種類很多，而且還在不斷增加，已經使用的硫化劑有硫黃、硒、碲、含硫化合物、金屬氧化物、過氧化物、樹酯、醌類和胺類等。

F.材料硬度：膠件按邵氏硬度在國內市場上理論上可在10度到80度之間選擇。能方便找到的一般在20度到70度，最常用的是40到50度。

二、硅膠制品生產工藝

A原料形狀及顏色

B 經過配色混煉后由乳白色硅膠變位各種顏色的片料C混煉整形后，將原料壓成條，裁成一條一條的料。

D硫化成型

E修整，拆邊，檢查，包裝。

F.成品圖

三 、產品尺寸及特性

A、極限尺寸：最厚處可做到15~20MM，如果是球體，可做到直徑30MM。一般厚度推薦尺寸為不大于3MM，當大于3MM時，將花費更多的硫化時間而增加成本。最薄處理論上可達0.2MM，但設計中一般取最薄0.3MM，推薦0.4MM。

B、相對尺寸：在厚度差異上，最薄處與最厚處建議不要超過3倍。此類問題主要取決于材料硫化時對溫度與壓力的要求。

C、縮水率。硅膠材料的縮水率與材料的硬度有關，廠家提供的次料多在1.022~1.042之間，對于40到50度的材料，一般取1.03的縮水率。相對于塑膠，硅膠制品不會因縮水而產生類似的明顯表面缺陷。

D、尺寸精度：因硅膠制品多為一模多穴，相對于塑膠制品其穴數非常多。因此在尺寸控制上沒有塑膠制品那樣方便。一般精度為正負0.1，高精度產品為正負0.05。當配合用于與塑膠件的孔與按鍵之間的配合時，間隙最小取單邊0.1，推薦值為單邊0.2。

E、外形設計：對于膠套類零件，一般按產品的外形圖給模廠提供原始圖即可，配合的問題作出說明，由模廠自行決定。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. 模具厚度上限 ，暫定250mm,尺寸可達500X500，產品在模具區最大可做到400X400。模具結構一般分上模，下模，底板，頂板，頂桿、模芯、鉸鏈及其它輔助零件。在硅膠產品設計時應注意其模具及生產工藝的特點：

B. 脫模：硅膠制品的脫模可直接強脫。對于無設計缺陷的產品強脫的尺寸要求主要在于模芯最大處與脫模時最小收口處的周長比，對于55°以下的產品可做到2-3倍，需強制脫模的部位不可以存在裂口及開口處的尖角。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分開外，幾乎全是手動。因此在零件設計時應考慮脫的方便快速。以免因脫模時間過長而影響零件的硫化質量和生產效率。因硅膠的脫模方式主要為手動，其頂板的動作行程也很小，所以硅膠模具與塑膠模具相比沒有斜頂。一般也不設置抽芯。

C. 模芯的固定：

與塑膠模具不同，硅膠模具的模芯一般在開模取零件時隨同產品零件一同取下的。所以在模芯的固定與準確定位上較塑膠模難于處理，對模芯的鋼度要求較高。一般將模芯做在一起，一次固定所有模芯。或將模芯通過輔助用具，使其能快速定位。因在合模過程中存在很大的壓力，所以要嚴防模芯移動。

D. 抽芯： 一般不能自動走行位，但可強脫，抽芯只用于小尺寸結構。關于抽芯的設置與塑膠模具類似，但在開模時是手動取出的。另外，抽芯要占據模具內較大的空間，這在一模多出的硅膠模中不僅加工復雜，且對模具空間利用率低。所以盡可能不用抽芯。

E. 形狀： 硅膠產品在表面完整的時候韌性很大，但一但存在裂縫，在外力作用下裂縫將迅速擴張。也就是說，硅膠制品對裂縫非常敏感。考慮到這些問題，在硅膠零件設計時應注意：所有位置不能有尖角，以免應力集中產生裂縫。開口處R角不能小于 0.5F.自拆邊：自拆邊的主要作用：容納多余的膠料；便于模具排氣；便于修剪飛邊。自拆邊一般由處于零件分型面處的一圈薄邊及相應的較為結實的撕邊。薄邊部分厚度一般取0.1~0.2，撕邊部分厚度一般取0.8，寬度一般取1~2MM。

G. 嵌件： 硅膠制品內可安置各類嵌件，但應注意幾個問題：一是所嵌零件表面應作前期預處理，主要是表面硫化或表面活化。否則嵌件與膠件將難以牢固聯接。二是嵌件的固定定位問題，在豎直方向可單向固定，但其它方向必須全面固定。以免在全模過程中嵌件移動。三是嵌件周邊的膠厚。對于全面包膠（所有表面都包膠，因此無法給嵌件定位的情況）的零件，嵌件周邊至少要用0.5MM的膠厚。對于有定位的嵌件，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，合上第一層模以控制注膠時原料不會污染未設計注膠的部位。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。此工藝可用于全面包膠的情況。

浸膠 ：膠（橡膠）體原料為流體，將工件多次浸入原料內。在內層原料硫化后再浸下一次，直到達到設計厚度。

滴膠 ：原料有較好的流動性，類似于油漆，常溫硫化。模具較簡單，一般手工操作，在第一層快固化時涂下一次

L.多色產品 ：A 分次硫化 2套模 ,B 手工配色，一次硫化，要求零件分色部分有一定高度，以免混色導電膠結合、二次硫化 硅膠與硅膠（橡膠）可不做處理直接硫化粘合五、硬度的測量及工具

測量橡膠硬度最普遍采用的儀器稱為肖氏（又稱邵爾）硬度計。用一個彈簧將一金屬壓頭壓入材料的表面，并測量它能穿入多深。該儀器測量的穿入深度為零至0.100英寸。標尺上的讀數為零則意味著壓頭穿入了極限深度，而讀數為100則意味著穿入深度為零。有各種不同硬度范圍和自動化程度的肖氏硬度計。

使用最普遍的標度之一是肖氏A級標度。肖氏A級硬度計有一個較鈍的壓頭和彈力中等的彈簧。當讀數在90以上時，肖氏A級 硬度計就變得不是很精確。對于此類較硬的材料，則使用肖氏D級硬度計。它有一個銳利的壓頭和彈力很強的彈簧，可以穿入較深的深度。

當測量更硬的塑料時，就使用壓頭更銳利和彈力更強的硬度計，例如洛氏硬度計。而在相反的另一極端，則使用肖氏00級硬度計，以測量軟的凝膠和泡沫橡膠。

大多數材料都能承受住起初的壓力，但隨著時間的推移，由于發生蠕變和松弛而會屈服。硬度計的讀數可以即時讀取，也可以在某一特定的延遲時間后、通常是5至10秒鐘后讀取。即時讀數總是會顯示出比延遲讀數較高（或較硬）的讀數。延遲讀數不僅對材料的硬度而且對其彈性而言，均更有代表性。一種較弱、彈性較差的材料，比那些較強、較有彈性的材料更容易發生蠕變。

為了保證數據的有效性，需要有精確的測試步驟。為了獲得精確的讀數，您必須得有一個表面很平整而且足夠厚的試件，以免壓頭受支撐表面的影響。通常所要求的厚度是0.200英寸，但對于變形較小的硬性材料，當厚度較薄時，也能精確地測試。