Silikon-Spritzguss, auch LIM (Liquid Injection Molding) genannt, ist das wirtschaftlichste Verfahren zur Serienfertigung präziser Silikon-Formteile. Im 2-Komponenten-Verfahren werden Flüssigsilikon (LSR) in beheizte Werkzeuge eingespritzt und bei 180 °C in 30–90 Sekunden vernetzt. Lindemann fertigt im LIM-Verfahren Medizinkomponenten, Lebensmittelteile, Mikroformteile und Mehrkomponentenverbundteile.
Wie funktioniert Silikon-Spritzguss?
Beim Silikon-Spritzguss werden zwei flüssige Silikonkomponenten (A und B) in einem exakten Verhältnis von 1:1 dosiert, in einer statischen Mischeinheit homogenisiert und über einen Kaltkanal in das beheizte Werkzeug eingespritzt. Bei einer Werkzeugtemperatur von 160–200 °C vernetzt das Silikon innerhalb von 30 bis 90 Sekunden vollständig.
Die geringe Viskosität des LSR (typisch 100.000 bis 1.000.000 mPas) ermöglicht das Ausspritzen feinster Strukturen – im Vergleich zum Thermoplast-Spritzguss können Wandstärken unter 0,2 mm und Mikrodetails unter 0,1 mm zuverlässig abgeformt werden.
Vorteile des LIM-Verfahrens
Silikon-Spritzguss bietet gegenüber klassischen Extrusions- und Pressverfahren wesentliche Vorteile:
- Hohe Wiederholgenauigkeit: Toleranzen ab ±0,05 mm in Serie
- Kurze Zykluszeiten: 30–90 Sekunden pro Teil
- Kein Abfall: Angusssysteme aus Kaltkanal sind verlustfrei
- Reinraumfähig: automatisierte Fertigung in ISO Klasse 7/8 möglich
- Mehrkomponentenverbund: direktes Anspritzen an Thermoplast, Metall oder zweite Silikonhärte
- Skalierbar: wirtschaftlich ab 5.000 Teilen pro Jahr bis Millionenstückzahlen
Werkzeugauslegung für LIM
Silikon-Spritzgusswerkzeuge unterscheiden sich grundlegend von Thermoplastwerkzeugen. Wesentliche Konstruktionsmerkmale:
- Heißkanalsystem (Werkzeug heiß, Düse kalt): verhindert vorzeitige Vernetzung im Anguss
- Entlüftung: Silikon ist ein leichtes Polymer, Lufteinschlüsse müssen gezielt abgeführt werden – meist über Schrägflächen oder definierte Spaltentlüftungen
- Werkstoff: in der Regel Werkzeugstahl 1.2343 ESU mit Hartverchromung wegen der hohen Werkzeugtemperaturen
- Entformungshilfen: Auswerferstifte oder Vakuumabhebung, Trennmittel sind beim Silikon-Spritzguss meist nicht notwendig
Materialien für den Silikon-Spritzguss
Standardmäßig wird LSR (Liquid Silicone Rubber) in 2-Komponenten-Form verarbeitet. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Qualitäten zum Einsatz:
| Material | Härte | Eigenschaft | Anwendung |
|---|---|---|---|
| LSR Standard | Shore A 30–70 | transparent, hochelastisch | Babyprodukte, Trinkbecher, Konsumgüter |
| LSR Medizin (USP VI) | Shore A 30–80 | biokompatibel, sterilisierbar | Katheterspitzen, Membrane, Implantate |
| LSR Lebensmittel | Shore A 30–70 | BfR XV, FDA-konform | Backformen, Backdichtungen |
| LSR leitfähig | Shore A 50–70 | elektrische Leitfähigkeit | EMV-Dichtungen, kontaktierende Membranen |
| LSR Hochtemperatur | Shore A 50–80 | bis +250 °C dauerhaft | Motorraumteile, Industrieofendichtungen |
Anwendungen von Silikon-Spritzgussteilen
Silikon-Spritzguss ist das Verfahren der Wahl für anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Stückzahlen:
- Medizintechnik: Beatmungsmasken, Drainage-Konnektoren, Pumpenventile, Insulinpen-Komponenten
- Lebensmittel und Babyprodukte: Saugventile, Stillaufsätze, Lebensmittel-Schließmechanismen
- Automotive: Sensordichtungen, Steckergehäuse, Membrane für Druckregler
- Elektronik: Tastaturmatten, Schutzkappen, schwingungsdämpfende Komponenten
- Konsumgüter: Küchenhelfer, Backformen, ergonomische Griffmaterialien
LIM bei Lindemann
Lindemann verfügt über mehrere LIM-Anlagen mit Schließkräften von 50 bis 250 Tonnen und Schussgewichten von 0,5 bis 500 Gramm. Die Fertigung erfolgt in klimatisierten Hallen mit Reinraum-Option (ISO 8). Für Kleinserien und Prototypen bieten wir Spritzguss-Sampling mit Lieferzeiten ab 4 Wochen ab Werkzeugfreigabe.
Häufig gestellte Fragen
LIM steht für Liquid Injection Molding und bezeichnet das Spritzguss-Verfahren für Flüssigsilikon (LSR). Im Gegensatz zum Thermoplast-Spritzguss arbeitet LIM mit beheizten Werkzeugen (160–200 °C) und kalten Düsen. Das Verfahren ermöglicht hohe Wiederholgenauigkeit und kurze Zykluszeiten.
Bei Thermoplasten ist die Schnecke heiß, das Werkzeug kalt. Bei Silikon ist es umgekehrt: die Schnecke und Düsen werden gekühlt (15–20 °C), das Werkzeug wird beheizt (180 °C). Außerdem arbeitet Silikon-Spritzguss mit 2 Komponenten (A + B), die im Mischer zusammengeführt werden.
Wirtschaftlich ab etwa 5.000 bis 10.000 Teilen pro Jahr. Bei niedrigeren Stückzahlen sind Pressformen (HTV) oder Abformungen (RTV-2) günstiger, weil die Werkzeugkosten geringer sind. Ab 50.000 Teilen pro Jahr ist Silikon-Spritzguss konkurrenzlos wirtschaftlich.
Einfache Werkzeuge (Single-Cavity, Standardmaterial) liegen bei 15.000–30.000 €. Komplexere Mehrfachwerkzeuge mit 4–16 Kavitäten und Mehrkomponenten-Option erreichen 60.000–200.000 €. Die Werkzeugkosten amortisieren sich typischerweise ab 50.000–200.000 Teilen.
Ja, im 2K-Verbundspritzguss. Dabei wird zuerst der Thermoplast (PBT, PA, PEEK) gespritzt und im selben Werkzeug das LSR direkt aufgespritzt. Eine chemische Haftung entsteht durch Reaktivgruppen im LSR oder durch eine vorgespritzte Haftvermittlerschicht. Lindemann fertigt regelmäßig 2K-Verbundteile für die Automobil- und Medizinindustrie.
Toleranzen ab ±0,05 mm sind im Standardprozess erreichbar. Mikroformteile lassen sich auf ±0,02 mm fertigen. Größere Teile (über 50 mm Kantenlänge) erreichen ±0,1 bis ±0,2 mm. Schwindung von LSR liegt typisch bei 2,5–3,5 %, was bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden muss.
Beratung und Anfrage
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