Siliconen spuitgieten, ook LIM (Liquid Injection Molding) genoemd, is het meest economische procedé voor de seriematige productie van precieze siliconen vormdelen. In het 2-componentenproces wordt vloeibaar siliconen (LSR) in verwarmde matrijzen geïnjecteerd en bij 180 °C in 30–90 seconden uitgehard. Lindemann fabriceert in het LIM-procedé medische componenten, levensmiddeldelen, microvormdelen en meercomponentenverbindingsdelen.
Hoe werkt siliconen spuitgieten?
Bij siliconen spuitgieten worden twee vloeibare siliconencomponenten (A en B) in een exacte verhouding van 1:1 gedoseerd, in een statische mengeenheid gehomogeniseerd en via een koudkanaal in de verwarmde matrijs geïnjecteerd. Bij een matrijstemperatuur van 160–200 °C hardt het siliconen binnen 30 tot 90 seconden volledig uit.
De lage viscositeit van LSR (typisch 100.000 tot 1.000.000 mPas) maakt het vormen van de fijnste structuren mogelijk – in vergelijking met thermoplastisch spuitgieten kunnen wanddiktes onder 0,2 mm en microdetails onder 0,1 mm betrouwbaar worden afgevormd.
Voordelen van het LIM-procedé
Siliconen spuitgieten biedt ten opzichte van klassieke extrusie- en persprocedés wezenlijke voordelen:
- Hoge herhaalnauwkeurigheid: toleranties vanaf ±0,05 mm in serie
- Korte cyclustijden: 30–90 seconden per onderdeel
- Geen afval: aangietsystemen met koudkanaal zijn verliesvrij
- Cleanroom-geschikt: geautomatiseerde productie in ISO klasse 7/8 mogelijk
- Meercomponentenverbinding: direct aanspuiten op thermoplast, metaal of een tweede siliconenhardheid
- Schaalbaar: economisch vanaf 5.000 stuks per jaar tot miljoenenaantallen
Matrijsontwerp voor LIM
Siliconen spuitgietmatrijzen verschillen fundamenteel van thermoplastmatrijzen. Belangrijke constructiekenmerken:
- Heetkanaalsysteem (matrijs heet, nozzle koud): voorkomt voortijdige uitharding in de aangiet
- Ontluchting: siliconen is een licht polymeer, ingesloten lucht moet gericht worden afgevoerd – meestal via schuine vlakken of gedefinieerde spleetontluchtingen
- Materiaal: in de regel gereedschapstaal 1.2343 ESU met hardverchroming wegens de hoge matrijstemperaturen
- Ontvormingshulpen: uitwerperpennen of vacuümafheffing, lossingsmiddelen zijn bij siliconen spuitgieten meestal niet nodig
Materialen voor siliconen spuitgieten
Standaard wordt LSR (Liquid Silicone Rubber) in 2-componentenvorm verwerkt. Afhankelijk van de toepassing worden verschillende kwaliteiten ingezet:
| Materiaal | Hardheid | Eigenschap | Toepassing |
|---|---|---|---|
| LSR Standaard | Shore A 30–70 | transparant, hoogelastisch | babyproducten, drinkbekers, consumentengoederen |
| LSR Medisch (USP VI) | Shore A 30–80 | biocompatibel, steriliseerbaar | katheterpunten, membranen, implantaten |
| LSR Levensmiddel | Shore A 30–70 | BfR XV, FDA-conform | bakvormen, bakafdichtingen |
| LSR geleidend | Shore A 50–70 | elektrische geleidbaarheid | EMC-afdichtingen, contactmakende membranen |
| LSR Hogetemperatuur | Shore A 50–80 | tot +250 °C duurzaam | motorruimtedelen, industrieovenafdichtingen |
Toepassingen van siliconen spuitgietdelen
Siliconen spuitgieten is het procedé bij uitstek voor veeleisende toepassingen met grote aantallen:
- Medische techniek: beademingsmaskers, drainageconnectoren, pompventielen, insulinepen-componenten
- Levensmiddelen en babyproducten: zuigventielen, borstvoedingsopzetten, levensmiddelensluitmechanismen
- Automotive: sensorafdichtingen, stekkerbehuizingen, membranen voor drukregelaars
- Elektronica: toetsenbordmatten, beschermkappen, trillingsdempende componenten
- Consumentengoederen: keukenhulpen, bakvormen, ergonomische greepmaterialen
LIM bij Lindemann
Lindemann beschikt over meerdere LIM-installaties met sluitkrachten van 50 tot 250 ton en schotgewichten van 0,5 tot 500 gram. De productie vindt plaats in geklimatiseerde hallen met cleanroom-optie (ISO 8). Voor kleine series en prototypes bieden wij spuitgiet-sampling met levertijden vanaf 4 weken na matrijsvrijgave.
Veelgestelde vragen
LIM staat voor Liquid Injection Molding en duidt het spuitgietprocedé voor vloeibaar siliconen (LSR) aan. In tegenstelling tot thermoplastisch spuitgieten werkt LIM met verwarmde matrijzen (160–200 °C) en koude nozzles. Het procedé maakt een hoge herhaalnauwkeurigheid en korte cyclustijden mogelijk.
Bij thermoplasten is de schroef heet en de matrijs koud. Bij siliconen is het omgekeerd: de schroef en nozzles worden gekoeld (15–20 °C), de matrijs wordt verwarmd (180 °C). Bovendien werkt siliconen spuitgieten met 2 componenten (A + B) die in de menger worden samengevoegd.
Economisch vanaf circa 5.000 tot 10.000 stuks per jaar. Bij lagere aantallen zijn persvormen (HTV) of afvormingen (RTV-2) voordeliger, omdat de matrijskosten lager zijn. Vanaf 50.000 stuks per jaar is siliconen spuitgieten ongeëvenaard economisch.
Eenvoudige matrijzen (single-cavity, standaardmateriaal) liggen tussen 15.000–30.000 €. Complexere meervoudsmatrijzen met 4–16 caviteiten en meercomponenten-optie bereiken 60.000–200.000 €. De matrijskosten worden doorgaans afgeschreven vanaf 50.000–200.000 stuks.
Ja, in 2K-verbindingsspuitgieten. Daarbij wordt eerst de thermoplast (PBT, PA, PEEK) gespoten en in dezelfde matrijs wordt het LSR direct aangespoten. Een chemische hechting ontstaat door reactieve groepen in het LSR of door een vooraf gespoten hechtlaagje. Lindemann fabriceert regelmatig 2K-verbindingsdelen voor de automobiel- en medische industrie.
Toleranties vanaf ±0,05 mm zijn in het standaardproces haalbaar. Microvormdelen kunnen tot ±0,02 mm worden gefabriceerd. Grotere delen (boven 50 mm kantlengte) bereiken ±0,1 tot ±0,2 mm. De krimp van LSR ligt typisch bij 2,5–3,5 %, wat bij het matrijsontwerp in aanmerking moet worden genomen.
Advies en aanvraag
Plant u een siliconen spuitgietproject en heeft u advies nodig over matrijsontwerp, materiaalkeuze of economische haalbaarheid? Spreek met onze LIM-experts.