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如何避免液態(tài)硅膠包膠時(shí)的溢膠問題?

發(fā)布時(shí)間:2025-05-13點(diǎn)擊:

液態(tài)硅膠(LSR)包膠過程中,溢膠問題主要源于模具密封失效、膠料流動(dòng)性失控或工藝參數(shù)不當(dāng)。以下從模具設(shè)計(jì)、工藝控制、材料適配及操作規(guī)范四方面詳細(xì)解析避免策略:

一、模具設(shè)計(jì):構(gòu)建精密密封結(jié)構(gòu)

1. 分型面與配合精度

表面粗糙度:分型面需拋光至 Ra≤0.8μm,減少膠料沿粗糙表面滲透;嵌件與模腔配合間隙控制在 ≤0.02mm(公差等級(jí) H7/g6),避免因間隙過大形成溢膠通道。

止膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在分型面或嵌件周邊增設(shè) 環(huán)形止膠槽(深度 0.3-0.5mm,寬度 1-2mm),利用截面突變形成物理阻擋;

復(fù)雜結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì) 凸臺(tái)限位環(huán)(高度 0.5-1mm),合模時(shí)與對應(yīng)凹槽緊密貼合,增強(qiáng)密封邊界約束。

2. 排氣系統(tǒng)優(yōu)化

在膠料流動(dòng)末端及易困氣區(qū)域開設(shè) 排氣槽,寬度 3-5mm,深度嚴(yán)格控制在 0.02-0.03mm(略小于 LSR 臨界溢料間隙),確保氣體排出同時(shí)阻止膠料溢出;

深腔模具可采用 排氣銷 / 頂針間隙排氣(配合間隙 0.01-0.02mm),或在分型面設(shè)計(jì) 鋸齒狀排氣紋(深度 0.03mm,間距 1mm),平衡排氣效率與防溢膠。


二、工藝參數(shù):精準(zhǔn)控制流動(dòng)與壓力

1. 注射與保壓參數(shù)

注射壓力:根據(jù)制品投影面積設(shè)定,通常為 80-120MPa,避免超高壓(>150MPa)沖破模具密封;復(fù)雜結(jié)構(gòu)采用 分段注射(前段高速 60cm³/s,后段低速 40cm³/s),減少湍流導(dǎo)致的壓力波動(dòng)。

合模力計(jì)算:按 15-20 噸 /㎡投影面積 配置合模力(例:100cm² 制品需 15-20 噸),并通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控,防止合模不足導(dǎo)致飛邊。

保壓時(shí)間:延長保壓階段至 10-15 秒(高于普通制品 5-10 秒),確保膠料在固化前填滿型腔,避免因收縮補(bǔ)料不足而被迫增加后期壓力。

2. 溫度控制

模具溫度保持 80-120℃(根據(jù)硅膠固化速度調(diào)整),避免局部過熱導(dǎo)致膠料提前固化、流動(dòng)性下降,或溫度不均引發(fā)收縮不一致;

料筒溫度控制在 50-70℃,防止高溫導(dǎo)致 LSR 黏度驟降(<4000cps),增加溢膠風(fēng)險(xiǎn)。

三、材料適配與嵌件處理

1. 硅膠選型關(guān)鍵指標(biāo)

黏度:選擇 4000-8000cps 包膠級(jí) LSR(流動(dòng)性適中),黏度太低(<3000cps)易滲縫,太高(>10000cps)導(dǎo)致充模壓力激增;

硬度與收縮率:包膠層硬度建議 30-60 Shore A,收縮率控制在 ≤0.3%(通過添加填料調(diào)節(jié)),避免固化后體積變化過大拉扯模具密封面;

添加劑控制:含硫量<0.3%,減少硫化反應(yīng)膨脹;可添加 0.5%-1% 防溢劑(如聚四氟乙烯微粉),降低膠料表面張力。

2. 嵌件預(yù)處理

表面活化:金屬嵌件噴砂(80-120 目氧化鋁)至粗糙度 Ra1.6-3.2μm,或化學(xué)蝕刻增加表面積;塑料嵌件采用 底涂劑處理(如硅烷偶聯(lián)劑),增強(qiáng)界面附著力,防止硅膠沿嵌件邊緣滑移溢膠;

定位精度:使用 精密工裝夾具(定位公差 ±0.01mm),確保嵌件與模腔同心 / 平行,避免因偏斜導(dǎo)致局部間隙過大。

四、操作規(guī)范與異常管控

1. 生產(chǎn)前檢查

合模前清潔分型面及嵌件表面,去除油污、灰塵或殘留膠料(使用無水乙醇擦拭),避免雜質(zhì)破壞密封面貼合;

定期檢測模具磨損(每周一次),重點(diǎn)檢查分型面、止膠槽邊緣是否有毛刺或凹陷,磨損超 0.05mm 需及時(shí)拋光或補(bǔ)焊。

2. 首件與過程監(jiān)控

首件生產(chǎn)后,通過 飛邊厚度測量(允許值≤0.05mm)和 密封性測試(氣壓 0.5MPa,泄漏率<5ml/min)驗(yàn)證模具狀態(tài);

生產(chǎn)中每小時(shí)抽檢 5 件,觀察溢膠位置(常見于分型面邊緣、嵌件根部),若連續(xù) 3 件出現(xiàn)同類問題,立即停機(jī)檢查模具密封面或調(diào)整合模力。

五、典型案例分析

案例 1:某連接器包膠溢膠集中在插針根部,原因?yàn)榍都ㄎ讳N磨損導(dǎo)致傾斜,間隙擴(kuò)大至 0.05mm。解決方案:更換定位銷(公差 ±0.005mm),并在插針根部增加 0.3mm 深的環(huán)形止膠槽,溢膠不良率從 8% 降至 0.3%。

案例 2:薄壁制品溢膠因注射速度過快(80cm³/s),膠料沖破排氣槽密封。調(diào)整為分段注射(前段 60cm³/s,后段 30cm³/s),同時(shí)將排氣槽深度從 0.03mm 減至 0.025mm,問題解決。

總結(jié)

避免 LSR 包膠溢膠需遵循 “密封優(yōu)先、流動(dòng)可控、適配匹配” 原則:通過高精度模具(配合間隙≤0.02mm + 止膠槽設(shè)計(jì))構(gòu)建物理屏障,結(jié)合中低注射壓力(80-120MPa)與充足合模力(15 噸 /㎡以上)控制膠料流動(dòng),搭配適配黏度(4000-8000cps)的包膠級(jí)硅膠及嵌件表面處理,最終實(shí)現(xiàn)溢膠不良率<0.5% 的穩(wěn)定生產(chǎn)。

深圳市利勇安硅橡膠制品有限公司—專注液態(tài)硅膠制品精密技術(shù)研發(fā)24年,聯(lián)系電話:134-2097-4883。
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