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液態(tài)硅膠二次包膠過(guò)程中氣泡的產(chǎn)生與消除方法?

發(fā)布時(shí)間:2025-05-20點(diǎn)擊:

液態(tài)硅膠(LSR)二次包膠過(guò)程中產(chǎn)生氣泡會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)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(jiàn)氣泡成因及消除方法:

一、氣泡產(chǎn)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(cuò)誤、混合頭故障),導(dǎo)致固化過(guò)程中反應(yīng)不完全,釋放氣體。

材料受潮或氧化:硅膠儲(chǔ)存不當(dāng)吸收水分,或暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng),固化時(shí)水分 / 揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)形成氣泡。

黏度異常:硅膠黏度過(guò)高導(dǎo)致流動(dòng)性差,難以填充復(fù)雜結(jié)構(gòu),滯留空氣;黏度過(guò)低則可能快速流過(guò)基材縫隙,卷入空氣。


2. 模具設(shè)計(jì)缺陷

排氣不足

模具未開(kāi)設(shè)排氣槽或排氣槽位置不合理(如未在料流末端、拐角處設(shè)置排氣),導(dǎo)致氣體無(wú)法排出。

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

流道設(shè)計(jì)不合理

澆口位置不當(dāng)(如遠(yuǎn)離薄壁區(qū)域),導(dǎo)致料流紊亂、空氣滯留。

流道過(guò)長(zhǎng)或過(guò)窄,壓力損失大,硅膠流動(dòng)不暢并包裹空氣。

模具表面粗糙度:表面過(guò)于粗糙或有劃痕,易吸附空氣形成氣泡。

3. 工藝參數(shù)問(wèn)題

注射速度過(guò)快:高速注射導(dǎo)致硅膠湍流流動(dòng),卷入空氣(尤其在復(fù)雜結(jié)構(gòu)或薄壁區(qū)域)。

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

固化溫度 / 時(shí)間不當(dāng)

溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短,硅膠未完全固化,內(nèi)部氣體未充分逸出;

溫度過(guò)高可能導(dǎo)致硅膠提前交聯(lián),包裹空氣。

基材預(yù)熱不足:基材與硅膠溫差過(guò)大,硅膠接觸基材時(shí)局部快速固化,阻礙內(nèi)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(dòng)并形成氣隙。

基材結(jié)構(gòu)問(wèn)題:基材表面有孔洞、縫隙或尖銳邊角,易滯留空氣(如網(wǎng)格狀、多孔結(jié)構(gòu))。

5. 設(shè)備與操作因素

設(shè)備泄漏或磨損:注射機(jī)螺桿、料筒磨損導(dǎo)致混料不均勻,或密封不嚴(yán)吸入空氣。

未真空脫泡:混料后未進(jìn)行真空脫泡處理,直接注射導(dǎo)致氣泡殘留。

二、氣泡消除方法

1. 材料控制

嚴(yán)格混料工藝

確保 A/B 組分精確計(jì)量(通常 1:1 或 10:1 比例),使用動(dòng)態(tài)混合頭充分?jǐn)嚢瑁ɑ旌蠒r(shí)間≥10 秒)。

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

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

2. 模具優(yōu)化設(shè)計(jì)

強(qiáng)化排氣系統(tǒng)

在料流末端、型腔頂部、拐角處開(kāi)設(shè)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(shè)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(nèi)空氣)。

定期清理排氣槽,避免膠料或油污堵塞。

優(yōu)化流道與澆口

采用扇形澆口或多點(diǎn)澆口,避免單點(diǎn)進(jìn)料導(dǎo)致的湍流;澆口位置靠近薄壁或復(fù)雜結(jié)構(gòu),縮短流動(dòng)路徑。

流道截面宜采用圓形或梯形,避免直角轉(zhuǎn)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(shù)調(diào)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(jìn)。

提高注射壓力:壓力通常設(shè)定為 50~100MPa,根據(jù)產(chǎn)品厚度調(diào)整,確保填充密實(shí)并壓實(shí)氣體。

優(yōu)化固化條件

溫度:根據(jù)硅膠牌號(hào)設(shè)定(如 120~180℃),厚壁件可適當(dāng)提高溫度加速固化;

時(shí)間:確保足夠固化時(shí)間(如每毫米壁厚固化時(shí)間 10~30 秒),避免提前開(kāi)模。

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

4. 基材預(yù)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(jié)構(gòu)優(yōu)化:避免基材表面多孔、尖銳邊角,或在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留排氣通道(如在深腔結(jié)構(gòu)開(kāi)設(shè)溢料槽)。

5. 設(shè)備維護(hù)與操作規(guī)范

定期檢修設(shè)備:檢查注射機(jī)螺桿、料筒磨損情況,更換老化部件;確保混合頭密封良好,無(wú)滴料或漏料。

規(guī)范操作流程:生產(chǎn)前徹底清潔模具和料筒,避免雜質(zhì)污染;停機(jī)后及時(shí)清理殘余膠料,防止固化堵塞流道。

三、驗(yàn)證與持續(xù)改善

首件檢查:通過(guò)透光檢查、剖切樣品等方式確認(rèn)氣泡位置,針對(duì)性調(diào)整模具排氣或工藝參數(shù)。

模流分析(CAE):使用 Moldflow 等軟件模擬填充過(guò)程,預(yù)測(cè)困氣區(qū)域,提前優(yōu)化模具排氣設(shè)計(jì)。

批次追溯:記錄不同批次材料、工藝參數(shù)的氣泡發(fā)生率,建立數(shù)據(jù)庫(kù)以快速定位問(wèn)題。

總結(jié)

液態(tài)硅膠二次包膠的氣泡問(wèn)題需從 “材料 - 模具 - 工藝 - 設(shè)備” 全流程系統(tǒng)性排查,優(yōu)先通過(guò)模具排氣優(yōu)化和工藝參數(shù)調(diào)整解決,必要時(shí)結(jié)合材料特性與基材處理。通過(guò)分階段驗(yàn)證(如先調(diào)整工藝,再修改模具),可高效定位主因并消除氣泡,提升產(chǎn)品良率。

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