Lo stampaggio a iniezione del silicone, noto anche come LIM (Liquid Injection Molding), è il processo più economico per la produzione in serie di componenti stampati in silicone di precisione. Nel processo bicomponente, il silicone liquido (LSR) viene iniettato in stampi riscaldati e reticolato a 180 °C in 30–90 secondi. Lindemann produce con il processo LIM componenti medicali, parti per uso alimentare, microcomponenti stampati e parti multicomponente.
Come funziona lo stampaggio a iniezione del silicone?
Nello stampaggio a iniezione del silicone, due componenti liquidi (A e B) vengono dosati in un rapporto esatto di 1:1, omogeneizzati in un’unità di miscelazione statica e iniettati attraverso un canale freddo nello stampo riscaldato. A una temperatura dello stampo di 160–200 °C, il silicone reticola completamente in 30-90 secondi.
La bassa viscosità dell’LSR (tipicamente da 100.000 a 1.000.000 mPas) consente l’iniezione di strutture estremamente fini: rispetto allo stampaggio a iniezione di termoplastici, è possibile riprodurre in modo affidabile spessori di parete inferiori a 0,2 mm e microdettagli inferiori a 0,1 mm.
Vantaggi del processo LIM
Lo stampaggio a iniezione del silicone offre vantaggi sostanziali rispetto ai classici processi di estrusione e compressione:
- Elevata ripetibilità: tolleranze a partire da ±0,05 mm in serie
- Tempi di ciclo brevi: 30–90 secondi per pezzo
- Nessuno scarto: i sistemi di iniezione a canale freddo sono senza perdita di materiale
- Idoneo per camera bianca: produzione automatizzata in ISO 8 / ISO Klasse 7 possibile
- Multicomponente: iniezione diretta su termoplastici, metallo o seconda durezza di silicone
- Scalabile: economicamente conveniente da 5.000 pezzi all’anno fino a milioni di unità
Progettazione dello stampo per LIM
Gli stampi per stampaggio a iniezione del silicone si differenziano in modo sostanziale dagli stampi per termoplastici. Caratteristiche costruttive essenziali:
- Sistema a canale caldo (stampo caldo, ugello freddo): impedisce la reticolazione prematura nel canale di iniezione
- Sfiato: il silicone è un polimero leggero, le inclusioni d’aria devono essere evacuate in modo mirato, generalmente tramite superfici inclinate o sfiati a fessura definiti
- Materiale: di norma acciaio per stampi 1.2343 ESU con cromatura dura, a causa delle elevate temperature dello stampo
- Ausili di estrazione: espulsori a perno o estrazione sottovuoto; i distaccanti non sono generalmente necessari nello stampaggio a iniezione del silicone
Materiali per lo stampaggio a iniezione del silicone
Di norma viene lavorato LSR (Liquid Silicone Rubber) in forma bicomponente. A seconda dell’applicazione vengono impiegate qualità diverse:
| Materiale | Durezza | Proprietà | Applicazione |
|---|---|---|---|
| LSR Standard | Shore A 30–70 | trasparente, altamente elastico | prodotti per neonati, bicchieri, beni di consumo |
| LSR Medicale (USP Class VI) | Shore A 30–80 | biocompatibile, sterilizzabile | punte per cateteri, membrane, impianti |
| LSR Alimentare | Shore A 30–70 | conforme BfR XV, FDA | stampi da forno, guarnizioni per forno |
| LSR conduttivo | Shore A 50–70 | conducibilità elettrica | guarnizioni EMC, membrane di contatto |
| LSR alta temperatura | Shore A 50–80 | fino a +250 °C in continuo | componenti vano motore, guarnizioni per forni industriali |
Applicazioni dei componenti stampati a iniezione in silicone
Lo stampaggio a iniezione del silicone è il processo di elezione per applicazioni esigenti con elevati volumi produttivi:
- Tecnologia medicale: maschere per ventilazione, connettori per drenaggio, valvole per pompe, componenti per penne per insulina
- Alimentare e prodotti per neonati: valvole di suzione, tettarelle per allattamento, sistemi di chiusura per uso alimentare
- Automotive: guarnizioni per sensori, alloggiamenti per connettori, membrane per regolatori di pressione
- Elettronica: tastiere a membrana, cappucci di protezione, componenti antivibranti
- Beni di consumo: utensili da cucina, stampi da forno, materiali ergonomici per impugnature
LIM in Lindemann
Lindemann dispone di diversi impianti LIM con forze di chiusura da 50 a 250 tonnellate e pesi di iniezione da 0,5 a 500 grammi. La produzione avviene in capannoni climatizzati con opzione camera bianca (ISO 8). Per piccole serie e prototipi offriamo il sampling di stampaggio a iniezione con tempi di consegna a partire da 4 settimane dall’approvazione dello stampo.
Domande frequenti
LIM significa Liquid Injection Molding e indica il processo di stampaggio a iniezione per silicone liquido (LSR). A differenza dello stampaggio a iniezione dei termoplastici, il LIM lavora con stampi riscaldati (160–200 °C) e ugelli freddi. Il processo consente elevata ripetibilità e brevi tempi di ciclo.
Nei termoplastici la vite è calda, lo stampo è freddo. Con il silicone è il contrario: la vite e gli ugelli vengono raffreddati (15–20 °C), lo stampo viene riscaldato (180 °C). Inoltre, lo stampaggio a iniezione del silicone lavora con 2 componenti (A + B), che vengono uniti nel miscelatore.
È economicamente conveniente da circa 5.000 a 10.000 pezzi all’anno. Per quantità inferiori, gli stampi a compressione (HTV) o le riproduzioni (RTV-2) risultano più convenienti, perché i costi degli stampi sono inferiori. Da 50.000 pezzi all’anno lo stampaggio a iniezione del silicone è economicamente imbattibile.
Gli stampi semplici (single-cavity, materiale standard) si collocano tra 15.000 e 30.000 €. Stampi multicavità più complessi con 4–16 cavità e opzione multicomponente raggiungono 60.000–200.000 €. I costi degli stampi si ammortizzano tipicamente a partire da 50.000–200.000 pezzi.
Sì, mediante stampaggio bicomponente. Viene dapprima iniettato il termoplastico (PBT, PA, PEEK) e nello stesso stampo viene poi iniettato direttamente sopra l’LSR. L’adesione chimica si ottiene tramite gruppi reattivi nell’LSR o mediante uno strato promotore di adesione pre-iniettato. Lindemann produce regolarmente componenti bicomponente per l’industria automobilistica e medicale.
Tolleranze a partire da ±0,05 mm sono raggiungibili nel processo standard. I microcomponenti possono essere prodotti con ±0,02 mm. Componenti più grandi (oltre 50 mm di lunghezza dello spigolo) raggiungono ±0,1 fino a ±0,2 mm. Il ritiro dell’LSR si attesta tipicamente al 2,5–3,5 %, valore che deve essere considerato in fase di progettazione dello stampo.
Consulenza e richiesta
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