Литьё силикона под давлением, также известное как LIM (Liquid Injection Molding), — это самая экономичная технология серийного производства точных силиконовых формованных изделий. По двухкомпонентной технологии жидкий силикон (LSR) впрыскивается в нагретые пресс-формы и вулканизируется при 180 °C за 30–90 секунд. Lindemann производит по технологии LIM медицинские компоненты, изделия для пищевой промышленности, микроформованные детали и многокомпонентные комбинированные изделия.
Как работает литьё силикона под давлением?
При литье силикона под давлением два жидких силиконовых компонента (A и B) дозируются в точном соотношении 1:1, гомогенизируются в статическом смесителе и через холодный канал впрыскиваются в нагретую пресс-форму. При температуре пресс-формы 160–200 °C силикон полностью вулканизируется в течение 30–90 секунд.
Низкая вязкость LSR (типично от 100 000 до 1 000 000 mPas) обеспечивает заполнение мельчайших структур — по сравнению с литьём термопластов под давлением можно надёжно формовать стенки толщиной менее 0,2 mm и микродетали менее 0,1 mm.
Преимущества технологии LIM
Литьё силикона под давлением обеспечивает существенные преимущества по сравнению с классическими методами экструзии и прессования:
- Высокая повторяемость: допуски от ±0,05 mm в серийном производстве
- Короткие циклы: 30–90 секунд на деталь
- Отсутствие отходов: литниковые системы холодного канала работают без потерь
- Совместимость с чистыми помещениями: возможно автоматизированное производство в ISO 8 класса 7/8
- Многокомпонентное соединение: прямое впрыскивание на термопласт, металл или вторую твёрдость силикона
- Масштабируемость: экономически целесообразно от 5 000 деталей в год до миллионных партий
Конструкция пресс-формы для LIM
Пресс-формы для литья силикона принципиально отличаются от пресс-форм для термопластов. Ключевые конструктивные особенности:
- Система горячего канала (пресс-форма горячая, сопло холодное): предотвращает преждевременную вулканизацию в литнике
- Вентиляция: силикон — лёгкий полимер, воздушные включения необходимо целенаправленно отводить — обычно через наклонные поверхности или специальные щелевые вентиляционные каналы
- Материал: как правило, инструментальная сталь 1.2343 ESU с твёрдым хромированием из-за высоких температур пресс-формы
- Средства извлечения: выталкивающие штифты или вакуумный съём, разделительные смазки при литье силикона обычно не требуются
Материалы для литья силикона под давлением
Стандартно перерабатывается LSR (Liquid Silicone Rubber) в двухкомпонентной форме. В зависимости от области применения используются различные марки:
| Материал | Твёрдость | Свойство | Применение |
|---|---|---|---|
| LSR стандартный | Shore A 30–70 | прозрачный, высокоэластичный | детские товары, чашки, потребительские товары |
| LSR медицинский (USP VI) | Shore A 30–80 | биосовместимый, стерилизуемый | наконечники катетеров, мембраны, имплантаты |
| LSR пищевой | Shore A 30–70 | соответствует BfR XV, FDA | формы для выпечки, уплотнители для выпечки |
| LSR электропроводящий | Shore A 50–70 | электропроводность | ЭМС-уплотнители, контактирующие мембраны |
| LSR высокотемпературный | Shore A 50–80 | до +250 °C длительно | детали моторного отсека, уплотнители промышленных печей |
Применения изделий, изготовленных литьём силикона под давлением
Литьё силикона под давлением — это технология выбора для требовательных применений с большими объёмами производства:
- Медицинская техника: дыхательные маски, дренажные коннекторы, насосные клапаны, компоненты инсулиновых ручек
- Пищевая промышленность и детские товары: сосательные клапаны, накладки для кормления, пищевые запорные механизмы
- Автомобильная промышленность: уплотнители датчиков, корпуса разъёмов, мембраны для регуляторов давления
- Электроника: клавиатурные коврики, защитные колпачки, виброгасящие компоненты
- Потребительские товары: кухонные принадлежности, формы для выпечки, эргономичные материалы рукояток
LIM в Lindemann
Lindemann располагает несколькими LIM-установками с усилиями смыкания от 50 до 250 тонн и массой впрыска от 0,5 до 500 граммов. Производство ведётся в климатизированных цехах с опцией чистого помещения (ISO 8). Для малых серий и прототипов мы предлагаем литьевое сэмплирование со сроками поставки от 4 недель с момента утверждения пресс-формы.
Часто задаваемые вопросы
LIM расшифровывается как Liquid Injection Molding и обозначает технологию литья под давлением для жидкого силикона (LSR). В отличие от литья термопластов под давлением, LIM работает с нагретыми пресс-формами (160–200 °C) и холодными соплами. Технология обеспечивает высокую повторяемость и короткие циклы производства.
При работе с термопластами шнек горячий, а пресс-форма холодная. С силиконом всё наоборот: шнек и сопла охлаждаются (15–20 °C), пресс-форма нагревается (180 °C). Кроме того, литьё силикона под давлением работает с двумя компонентами (A + B), которые соединяются в смесителе.
Экономически целесообразно примерно от 5 000 до 10 000 деталей в год. При меньших объёмах пресс-формы (HTV) или формы для отливки (RTV-2) выгоднее, поскольку затраты на оснастку ниже. От 50 000 деталей в год литьё силикона под давлением вне конкуренции по экономической эффективности.
Простые пресс-формы (одногнёздные, стандартный материал) стоят 15 000–30 000 €. Более сложные многогнёздные пресс-формы с 4–16 гнёздами и опцией многокомпонентного литья достигают 60 000–200 000 €. Затраты на оснастку окупаются обычно от 50 000–200 000 деталей.
Да, при 2K-комбинированном литье под давлением. Сначала впрыскивается термопласт (PBT, PA, PEEK), а в той же пресс-форме на него непосредственно впрыскивается LSR. Химическая адгезия возникает благодаря реактивным группам в LSR или предварительно нанесённому адгезионному слою. Lindemann регулярно производит 2K-комбинированные детали для автомобильной и медицинской промышленности.
Допуски от ±0,05 mm достижимы в стандартном процессе. Микроформованные детали можно изготавливать с точностью ±0,02 mm. Более крупные детали (свыше 50 mm длины кромки) достигают ±0,1 до ±0,2 mm. Усадка LSR составляет типично 2,5–3,5 %, что необходимо учитывать при конструкции пресс-формы.
Консультация и запрос
Вы планируете проект литья силикона под давлением и нуждаетесь в консультации по конструкции пресс-формы, выбору материала или экономической эффективности? Свяжитесь с нашими LIM-экспертами.