矽膠產品材料特性(xìng)與模具結構認(rèn)識
發表時間:2020-04-22
一、矽(guī)膠(jiāo)製品材料特性
A.矽膠原料一般為凝膠狀,有點類似(sì)於橡皮泥,無色半透明,無味(wèi)。
B.其主要(yào)特點是既耐(nài)高溫(最(zuì)高300)又耐低溫(最低-100),是目前最好耐寒、耐高溫(wēn)橡膠;同時電絕(jué)緣性優良,對熱氧化和臭氧的穩定性很(hěn)高,化學惰性大。缺(quē)點(diǎn)是機械強(qiáng)度較低,耐油、耐溶劑和耐酸堿性差(chà),較難硫化,價(jià)格較(jiào)貴。使用溫度:-60~+200。以上是手冊中對矽橡膠的說明。
C.使用溫(wēn)度(dù):如上文所敘,一般設定為(wéi)-40——200,在短時(shí)間作(zuò)用時可達230。
D.老化問題:耐油、耐(nài)酸堿性較差,與受力情況關係不大。
E.粘接問題:在未作表麵處理前,除用矽膠類產品作粘合劑與矽膠類零件粘合(hé)外,與其它零件粘全必須經過表麵活化(huà),膠麵硫化處理才能粘牢。凡是能與橡膠發生硫化反應或使之交(jiāo)聯的物質統稱為硫化劑,又稱為交聯劑。硫化劑種類很多,而且還在不斷增加,已經(jīng)使用的硫化劑(jì)有硫黃(huáng)、硒、碲、含硫化合物、金屬氧化物(wù)、過氧化物、樹酯、醌類(lèi)和胺類(lèi)等。
F.材料硬度:膠件按邵氏硬度在國內市場上理論上(shàng)可在10度到80度之間選擇。能方便找到的一般在20度到70度,最常(cháng)用的是40到(dào)50度。
二、矽膠製品生產工藝:
A:原料(liào)形狀及(jí)顏色。
B:經過配色混煉(liàn)後由乳白(bái)色矽膠變位各種顏色的片料。
C:混煉整形後,將原料壓成條,裁成一條一條的料。
D:硫化成型。
E:修整,拆邊(biān),檢查,包裝。
三 、產品尺寸及特性
A、極(jí)限尺寸:最厚處可(kě)做到15~20MM,如果是球體,可做到直(zhí)徑30MM。一般厚度推薦尺寸為不大(dà)於3MM,當大於3MM時,將花費更多的硫化時間而增加成本。最薄處理(lǐ)論上可達0.2MM,但(dàn)設計中一般取最薄0.3MM,推薦0.4MM。
B、相(xiàng)對尺寸:在厚度(dù)差異(yì)上,最薄處與最厚處建議不要超過(guò)3倍。此類問題主要取決於材料硫化時對溫度與壓力的要求(qiú)。
C、縮水率。矽膠(jiāo)材料的縮(suō)水率與(yǔ)材料的硬度有關,矽膠製品加工廠家提供的次料多在1.022~1.042之間,對於40到50度的材料,一般取1.03的縮水率。相(xiàng)對於塑膠,矽膠製品不會因縮水而產生類似的明顯(xiǎn)表麵缺陷。
D、尺寸精度:因矽膠製品多為一模多穴,相對於塑(sù)膠製品其(qí)穴數非常(cháng)多。因此在(zài)尺寸控製上沒有塑膠製品那樣(yàng)方便。一般精度為正負0.1,高精度產品為正負0.05。當配合用於與塑膠件(jiàn)的(de)孔與按鍵之間的配合時,間隙最小取單邊0.1,推薦值為單邊0.2。
E、外形設計:對於膠套類零件,一般按產品的外形圖給模廠(chǎng)提供原始圖即可,配合的問題作出說明,由模廠自行決定。一般情況下,視產品大小,膠套與產品的配合一(yī)般為單邊(biān)小0.2~0.5的負偏差。

四、模具(jù)結構:
A. 模具厚度上(shàng)限:
暫定250mm,尺寸(cùn)可(kě)達500X500,產品在模(mó)具區最大可做到400X400。模(mó)具結構一般分上模,下模,底板,頂板,頂杆、模芯、鉸鏈及其它輔助零件。在(zài)矽膠產品設計時應注意其模具及生產工藝的特點:
B. 脫模:
矽膠的產品脫(tuō)模可直接強脫。對於無設計缺陷的產品強脫(tuō)的尺寸(cùn)要求主要在於模芯最大處與脫模時最小收口處的周長比,對於55°以下的產品可(kě)做到2-3倍(bèi),需強製脫模的部位不可以存在裂(liè)口及開口處的尖角。因硫化時要求在攝(shè)氏180度的溫(wēn)度下,脫模的(de)工作除模具自身的上下分(fèn)開外,幾乎全是手動。因此(cǐ)在零件設計(jì)時應考慮脫的方便快速。以免因脫模時間(jiān)過長而影響零件的硫化質量和生產(chǎn)效率。因矽膠(jiāo)的脫模方式主要(yào)為手動,其頂(dǐng)板的動作行程也很小,所以矽膠模具(jù)與塑膠模具相比沒(méi)有斜頂(dǐng)。一般也不設置抽芯。

C. 模芯的固(gù)定:
與塑膠模具不(bú)同,矽膠模具的模芯一般在開模取零件時(shí)隨同產品(pǐn)零件一同取下的。所以在模芯(xīn)的固定與(yǔ)準(zhǔn)確定位上較塑膠模難於處理,對模芯的鋼度要求較高。一般將模芯做在一起(qǐ),一次固定所有模芯。或將模芯通過輔助用(yòng)具,使其能快速定位。因在合(hé)模過程中存在很大的壓力,所以要(yào)嚴防模芯移動。
D. 抽芯:
一般不能自(zì)動走行位,但可強脫,抽(chōu)芯隻用於小尺寸結(jié)構。關於抽芯的設置(zhì)與塑(sù)膠模具類似,但(dàn)在開模時是(shì)手動取出(chū)的(de)。另外,抽芯(xīn)要占據模具內較大的空間,這在一(yī)模多出的矽膠模中不僅加工(gōng)複雜,且對模具空間利用率低。所(suǒ)以盡可能不用抽芯。
E. 形狀:
矽膠產品在表麵完整的時候韌性很大,但一但存在裂縫,在外力作用下裂(liè)縫(féng)將迅(xùn)速(sù)擴張。也就是說,矽膠製品對裂縫非常敏感。考慮(lǜ)到這些問題,在矽膠零件設計時(shí)應注意:所有位(wèi)置不能有尖角,以免應力集(jí)中產生裂縫。開口處R角不能(néng)小於(yú) 0.5F.自拆(chāi)邊:自拆邊的主(zhǔ)要作用:容納多餘的膠料;便於模具排氣(qì);便於修(xiū)剪飛邊。自拆邊一般由處於零件分型麵處的一圈(quān)薄邊及相應的較(jiào)為結實的撕邊。薄邊部分厚度一般取0.1~0.2,撕邊部分(fèn)厚度一般取0.8,寬(kuān)度一般取(qǔ)1~2MM。
G. 嵌件:
矽膠製品內可安(ān)置(zhì)各類嵌件,但應注意幾個(gè)問題:一是所(suǒ)嵌(qiàn)零件表麵應作前期(qī)預處(chù)理,主要是表麵硫化(huà)或(huò)表麵活化(huà)。否則嵌件與膠件將難(nán)以牢固聯接。二是嵌件的固(gù)定定位問題,在豎直方向可單向固定,但其它方向必須全(quán)麵固定。以免在全模過程中嵌件移動。三是嵌件周邊的膠厚(hòu)。對於全麵包膠(所有(yǒu)表麵都包膠,因此無法給嵌件定位的情況)的(de)零件,嵌(qiàn)件周邊至(zhì)少要用0.5MM的膠(jiāo)厚。對於有定位的嵌件,周邊膠層厚度應在0.4MM以上。
H. 其它(tā)輔(fǔ)助工藝:
注膠(包膠)工藝:與注塑類似,先將要注膠的零件(jiàn)固(gù)定(dìng)好,合上第一層模以控製注膠時原料不會汙染未設計注膠的部位。再合(hé)第二層模,將膠料壓成型(xíng)。
滾膠工(gōng)藝 :先將膠料手工預成型
入模:此工藝可(kě)用於全麵包膠的情況。
浸膠 :膠(橡膠)體原料為流體(tǐ),將工件多次浸入原料內。在內層原(yuán)料硫化後再浸下一次(cì),直(zhí)到達到設計厚度。
滴膠 :原料有較好的流(liú)動性,類似於(yú)油漆,常溫硫(liú)化。模具較簡單,一般手工(gōng)操作,在第一層快固化時塗下一次.
L.多色產品 :A 分次(cì)硫化 2套模 ,B 手(shǒu)工配(pèi)色,一次硫化,要求零件分色部分有一定高度,以免混色導電膠結合(hé)、二次硫(liú)化 矽膠(jiāo)與矽膠(橡膠(jiāo))可不做處理直(zhí)接硫化粘合五、硬度的測量及工具測量橡膠硬(yìng)度(dù)最普遍采用的儀器稱為肖氏(又稱邵爾)硬(yìng)度計。用一個彈簧將一金屬壓頭壓入材料的表麵,並測(cè)量它(tā)能穿(chuān)入多深。該儀器測量的穿入深度為零至0.100英寸。標尺上的讀數為零則意味著壓頭穿入(rù)了極限深度,而讀數為100則意味著(zhe)穿入深度為零(líng)。有各種不同硬度範圍和自動化程度的肖氏硬度計。
使用最普遍的標度之一是肖氏A級標度。肖氏A級硬度計有一個較鈍的壓頭和彈力中等的(de)彈簧。當讀數在90以上時,肖氏A級 硬度計就變得(dé)不是很精確。對於此(cǐ)類較硬的矽橡(xiàng)膠材料,矽膠製品廠家則使用肖氏D級硬度計。它有一個(gè)銳利的壓頭和彈力很強的彈簧,可以穿入(rù)較深的深度。

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