固性液态硅橡胶(LSR)模具设计(二)
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4.注射点
模压LSR时,采用冷流道系统,可最大限度地发挥这种胶料的优点,并可将生产效率提升至最高限度。以这么一种方式来加工制品,就不必去掉注胶道,从而避免增加作业的劳动强度,有时还可避免材料的大量浪费。在许多情况下,无注胶道结构还可缩短操作时间。胶料注射嘴由针形阀来作正向流控制,目前许多制造厂商可将带气控开关的注射嘴作为标准设备提供,并能将其设置在模具内的各个部位。有些模具制造商专门研制出了一种开放式冷流道系统,其体积非常之小,以致要在极其有限的模具空间内设置多个注射点(进而充满了整个模腔)。这项技术在无需使胶注口分离的情况下,使大量生产优质硅橡胶制品成为可能。如果采用冷流道系统,那么重要的是,在热的模腔和冷的流道之间形成有效的温度间隔。若流道太热,胶料可能在注射前便开始硫化。但是若冷却得太急,它就会从模具的浇口区吸收太多的热,导致不能完全硫化。对于用常规的注浇道(如潜入式浇道和锥形浇道)注射的制品,适宜采用小直径注胶口加料(加料口直径通常为0.2-0.5mm)来浇注低粘度的LSR胶料如同热塑性胶料一样,平衡流道系统显得十分重要,只有这样,所有的模腔才会被胶料均匀地注满。利用设计流道系统的模拟软件,可以大大简化模具的研制过程,并通过充模试验证明其有效性。
5.脱模
通过硫化的液体硅橡胶,容易粘附在金属的表面,制品的柔韧性会使其脱模困难。而LSR拥有的高温撕裂强度能使之在一般条件下脱模,即使较大的制品也不会被损伤。最常见的脱模技术包括脱模板脱模、脱模销脱模和气力脱模。其它常见的技术有辊筒刮模、导出板脱模和自动御模。使用脱模系统时,必须使其保持在高精度范围内。若顶推销与导销套之间的间隙太大,或者部件因长时间磨损而间隙变大,就可能造成溢胶。倒锥形或蘑菇形顶推销的效果甚佳,因为它允许采用较大的接触压力,便于改善密封性。
6.模具材料
模具托板常用非合金工具钢制成,对于需承受170℃-210℃高温的模具托板,考虑到抗冲击性,应当用预回火钢制造。对于设置模腔的模具托板,应采用经氮化或回火热处理的工具钢制造,以确保其耐高温性能。对填充量高的LSR,如耐油级LSR,推荐采用硬度更高的材料来制造模具,例如光亮的镀铬钢或为此用途专门研制的粉末金属。设计高磨损材料模具时,应该将那些承受高磨擦的部件设计成可更换的形式,这样就不用更换整个模具了。模腔内表面对制品的光洁度影响甚大。最明显的是定型制品将同模腔表面完全吻合。透明制品用模具,应采用抛光的钢材制造。经过表面处理的铁/镍钢耐磨性极高,而聚四氟乙烯/镍则能使脱模更加容易。
7.温度控制
一般来说,LSR的模压以采用电加热方式为宜,通常是采用带形电热器、筒形加热器或加热板加热,关键的是要使整个模具的温度场均匀分布,以促进LSR均匀固化。在大型模具上,最经济有效的加热法当推油温控制加热。用绝热板包覆模具有利于减少热损失。热模任何部位的不适宜,都可能使之在各操作工序之间遭受大的温度波动,或造成跑气。如果表面温度降得过低,胶料固化速度就会减慢,这往往会使制品无法脱模,引起质量问题。加热器和分型线之间应保持一定的距离,以防止模板弯翘变形,在成品上形成溢胶毛边。若设计冷流道系统的模具,热端和冷端之间必须确保完全隔开。可以采用特制的铁合金制造,这是因为与别的钢材相比,其导热性低得多。对于一个整体的模具加热系统而言,隔热板应设置在模具与模具托板之间,以使热损失最小。恰当的设计和构思,可确保LSR注压成型,在此模具十分重要。上述模具设计原则,旨在使胶料充满模腔,缩短固化时间,成品质量上乘,产量高,从而使硅橡胶加工者获得良好的经济效益。