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液態硅膠二次包膠過程中氣泡的產生與消除方法?

發布時間:2025-05-20點擊:

液態硅膠(LSR)二次包膠過程中產生氣泡會嚴重影響產品外觀和性能,需從材料、模具、工藝等多維度分析原因并制定改善方案。以下是常見氣泡成因及消除方法:

一、氣泡產生的主要原因

1. 材料因素

硅膠混料不均勻:A/B 組分未充分混合(如配比錯誤、混合頭故障),導致固化過程中反應不完全,釋放氣體。

材料受潮或氧化:硅膠儲存不當吸收水分,或暴露在空氣中時間過長,固化時水分 / 揮發性物質揮發形成氣泡。

黏度異常:硅膠黏度過高導致流動性差,難以填充復雜結構,滯留空氣;黏度過低則可能快速流過基材縫隙,卷入空氣。


2. 模具設計缺陷

排氣不足

模具未開設排氣槽或排氣槽位置不合理(如未在料流末端、拐角處設置排氣),導致氣體無法排出。

排氣槽深度不足(LSR 排氣槽深度通常為 0.01~0.03mm,過深易導致飛邊)或堵塞(如油污、膠料殘留)。

流道設計不合理

澆口位置不當(如遠離薄壁區域),導致料流紊亂、空氣滯留。

流道過長或過窄,壓力損失大,硅膠流動不暢并包裹空氣。

模具表面粗糙度:表面過于粗糙或有劃痕,易吸附空氣形成氣泡。

3. 工藝參數問題

注射速度過快:高速注射導致硅膠湍流流動,卷入空氣(尤其在復雜結構或薄壁區域)。

注射壓力不足:壓力不足導致填充不充分,空氣無法被完全排出,尤其在深腔或窄縫處。

固化溫度 / 時間不當

溫度過低或時間過短,硅膠未完全固化,內部氣體未充分逸出;

溫度過高可能導致硅膠提前交聯,包裹空氣。

基材預熱不足:基材與硅膠溫差過大,硅膠接觸基材時局部快速固化,阻礙內部氣體排出。

4. 基材與表面處理

基材表面污染:基材表面殘留油污、脫模劑、水分或灰塵,阻礙硅膠流動并形成氣隙。

基材結構問題:基材表面有孔洞、縫隙或尖銳邊角,易滯留空氣(如網格狀、多孔結構)。

5. 設備與操作因素

設備泄漏或磨損:注射機螺桿、料筒磨損導致混料不均勻,或密封不嚴吸入空氣。

未真空脫泡:混料后未進行真空脫泡處理,直接注射導致氣泡殘留。

二、氣泡消除方法

1. 材料控制

嚴格混料工藝

確保 A/B 組分精確計量(通常 1:1 或 10:1 比例),使用動態混合頭充分攪拌(混合時間≥10 秒)。

混料后進行真空脫泡(如 - 0.08MPa 下脫泡 2~5 分鐘),去除料液中的空氣。

儲存與干燥:硅膠原料密封儲存于干燥環境(濕度<50%),受潮材料需烘干(如 80℃烘烤 2 小時)。

2. 模具優化設計

強化排氣系統

在料流末端、型腔頂部、拐角處開設排氣槽,深度 0.01~0.03mm,寬度 3~5mm,延伸至模外并連接排氣通道。

采用排氣針 / 頂針(如在困氣部位設置直徑 0.5~1mm 的排氣針)或真空模具(注射前抽至 - 0.06~-0.09MPa,減少模具內空氣)。

定期清理排氣槽,避免膠料或油污堵塞。

優化流道與澆口

采用扇形澆口或多點澆口,避免單點進料導致的湍流;澆口位置靠近薄壁或復雜結構,縮短流動路徑。

流道截面宜采用圓形或梯形,避免直角轉折,減少壓力損失。

模具表面處理:拋光模具表面(粗糙度 Ra≤0.8μm),減少表面吸附空氣的可能。

3. 工藝參數調整

降低注射速度:采用分段注射(如先慢后快),避免高速湍流卷氣,尤其在填充初期以低速(5~20mm/s)推進。

提高注射壓力:壓力通常設定為 50~100MPa,根據產品厚度調整,確保填充密實并壓實氣體。

優化固化條件

溫度:根據硅膠牌號設定(如 120~180℃),厚壁件可適當提高溫度加速固化;

時間:確保足夠固化時間(如每毫米壁厚固化時間 10~30 秒),避免提前開模。

基材預熱:將基材預熱至 50~80℃(接近模具溫度),減少溫差導致的快速固化。

4. 基材預處理

清潔表面:用酒精、等離子體或火焰處理基材表面,去除油污、脫模劑及水分,提高表面能(如塑料基材表面能需≥40dyn/cm)。

結構優化:避免基材表面多孔、尖銳邊角,或在設計時預留排氣通道(如在深腔結構開設溢料槽)。

5. 設備維護與操作規范

定期檢修設備:檢查注射機螺桿、料筒磨損情況,更換老化部件;確保混合頭密封良好,無滴料或漏料。

規范操作流程:生產前徹底清潔模具和料筒,避免雜質污染;停機后及時清理殘余膠料,防止固化堵塞流道。

三、驗證與持續改善

首件檢查:通過透光檢查、剖切樣品等方式確認氣泡位置,針對性調整模具排氣或工藝參數。

模流分析(CAE):使用 Moldflow 等軟件模擬填充過程,預測困氣區域,提前優化模具排氣設計。

批次追溯:記錄不同批次材料、工藝參數的氣泡發生率,建立數據庫以快速定位問題。

總結

液態硅膠二次包膠的氣泡問題需從 “材料 - 模具 - 工藝 - 設備” 全流程系統性排查,優先通過模具排氣優化和工藝參數調整解決,必要時結合材料特性與基材處理。通過分階段驗證(如先調整工藝,再修改模具),可高效定位主因并消除氣泡,提升產品良率。

深圳市利勇安硅橡膠制品有限公司—專注液態硅膠制品精密技術研發24年,聯系電話:134-2097-4883。
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