液態(tài)硅膠(LSR)成型時產(chǎn)品粘模是一個常見但令人頭疼的問題。它會導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降、產(chǎn)品良率降低、模具損傷甚至需要停機清理。解決這個問題需要系統(tǒng)地排查原因,并采取針對性的措施。以下是主要的處理方式,涵蓋了材料、模具、工藝和環(huán)境等多個方面:
優(yōu)化硅膠配方/咨詢供應(yīng)商:
調(diào)整內(nèi)脫模劑含量: 增加內(nèi)脫模劑的種類或含量(但需注意過量可能影響后續(xù)粘接或噴漆)。
優(yōu)化催化劑體系: 確保鉑金催化劑活性合適,避免抑制劑過量導(dǎo)致固化不完全("欠熟")。
檢查批次一致性: 確認(rèn)當(dāng)前使用的硅膠批次是否合格,是否存在質(zhì)量問題或與之前批次差異過大。
脫模性改進: 這是最常見也是最直接的解決方案。與你的硅膠供應(yīng)商溝通,告知粘模情況。他們可以:
更換牌號: 考慮嘗試供應(yīng)商推薦的具有更好脫模性能的LSR牌號。
使用高效脫模劑:
清潔模具: 涂敷前徹底清潔模具表面(見模具清潔部分)。
均勻薄層: 噴涂或擦拭均勻、薄薄的一層。過厚的涂層會影響產(chǎn)品表面質(zhì)量和尺寸精度,甚至可能導(dǎo)致脫模劑堆積處粘模。
充分固化: 讓脫模劑在模具溫度下充分固化/干燥后再開始生產(chǎn)。未固化的脫模劑效果差且易污染產(chǎn)品。
定期補涂: 根據(jù)生產(chǎn)量和脫模劑類型,定期檢查和補涂脫模劑。不要等到粘模了才涂。
選擇專用脫模劑: 使用專為LSR設(shè)計的高溫脫模劑(通常是半永久性或永久性脫模劑)。
正確涂敷: 嚴(yán)格按照脫模劑供應(yīng)商的說明進行操作:
避免不相容脫模劑: 確保使用的脫模劑與LSR相容,不會抑制固化或引起不良反應(yīng)。切勿使用含硅油的脫模劑于LSR模具上! 硅油會毒化鉑金催化劑,導(dǎo)致固化不完全(這是粘模的常見且嚴(yán)重原因)。
改善模具表面狀態(tài):
硬鉻鍍層: 提高模具表面硬度、耐磨性和光潔度,減少粘附傾向。
鎳基鍍層: 如鎳-聚四氟乙烯復(fù)合鍍層,提供優(yōu)異的非粘性(類似特氟龍效果)和耐磨性,是解決LSR粘模的強力手段,但成本較高。
物理氣相沉積/化學(xué)氣相沉積: 沉積類金剛石碳膜或其他硬質(zhì)、低摩擦系數(shù)涂層。
特氟龍涂層: 效果顯著,但耐磨性差,壽命較短,需要定期重涂。
徹底清潔: 粘模后或定期進行深度清潔。使用專門的無殘留模具清潔劑(避免使用含硅酮或強腐蝕性溶劑),配合無絨布、軟毛刷或超聲波清洗。重點清除所有舊的脫模劑殘留、硅膠殘留、油脂和污染物。
檢查并修復(fù)損傷: 仔細(xì)檢查模具表面,特別是粘模區(qū)域,是否有劃痕、凹坑、銹蝕或拋光不良。這些微小的缺陷會形成"倒扣",增加脫模阻力。需要拋光修復(fù)(達到高光潔度,如鏡面)或進行專業(yè)修補。
表面處理/涂層:
優(yōu)化模具設(shè)計:
充分且合理排氣: 檢查排氣槽位置是否合理(通常在最后填充區(qū)域)、深度是否合適(通常0.005-0.015英寸或0.01-0.03mm)。排氣不暢會導(dǎo)致困氣,使局部溫度過高或壓力異常,可能導(dǎo)致該區(qū)域硅膠固化不良(粘模)或燒焦。
清潔排氣槽: 定期清理排氣槽,防止被硅膠或脫模劑堵塞。
頂針/頂塊數(shù)量和位置: 確保頂出系統(tǒng)設(shè)計合理,有足夠數(shù)量、位置分布均勻的頂針/頂塊,保證脫模力平衡且足夠。粘模區(qū)域應(yīng)重點布置頂出元件。
頂針/頂塊表面處理: 頂針表面同樣需要高硬度和良好拋光,有時也需要涂層。
頂出行程: 確保頂出行程足夠?qū)a(chǎn)品完全頂出。
拔模斜度: 確保所有型腔、型芯、鑲件都有足夠的拔模斜度(通常建議1°以上,深腔或復(fù)雜結(jié)構(gòu)需更大)。這是根本性的設(shè)計要素,斜度不足是粘模的主要模具原因。
表面光潔度: 在滿足產(chǎn)品要求的前提下,避免過高的表面光潔度(如鏡面),適當(dāng)提高一點粗糙度(例如VDI 18-24)有時反而有利于排氣和脫模。
頂出系統(tǒng):
排氣系統(tǒng):
模具溫度控制:
溫度均勻性: 確保模具各部分(尤其是型腔和型芯)溫度均勻且穩(wěn)定。溫差過大會導(dǎo)致不同區(qū)域固化速度不一致,收縮不均,增加脫模難度。檢查冷卻水路設(shè)計是否合理、是否堵塞。
溫度設(shè)定: 在材料推薦范圍內(nèi)精確控制模溫。溫度過低會導(dǎo)致固化不完全(粘模);溫度過高可能導(dǎo)致硅膠提前固化或降解(也可能粘模)。嘗試小范圍調(diào)整模溫(如升高或降低5-10°C)測試效果。
優(yōu)化成型參數(shù):
注射速度/壓力: 過高的注射速度會產(chǎn)生過大的剪切熱,可能導(dǎo)致局部過熱或焦燒;過慢可能導(dǎo)致前鋒料冷卻過早。調(diào)整速度壓力曲線,找到既能良好填充又不產(chǎn)生負(fù)面效果的平衡點。高速注射有時能改善排氣。
保壓壓力/時間: 保壓不足可能導(dǎo)致產(chǎn)品在冷卻收縮時與模面形成真空吸附。適當(dāng)增加保壓壓力和時間(但避免過保壓導(dǎo)致飛邊和應(yīng)力過大)。
硫化時間: 確保足夠的硫化時間。這是核心!硫化時間不足,硅膠固化不完全(欠熟),物理強度低,必然粘模。參考材料供應(yīng)商提供的T90(90%固化所需時間)數(shù)據(jù),并結(jié)合模溫、產(chǎn)品厚度等因素確定足夠的硫化時間。寧可稍長,不可不足。
模具開啟速度: 在頂出前,嘗試稍微降低開模初始速度(慢速開模),讓產(chǎn)品有短暫時間在模內(nèi)冷卻收縮,減少真空吸附力。
冷卻時間: 保證產(chǎn)品在模內(nèi)有足夠時間冷卻定型,降低其柔軟度和粘性后再頂出。
優(yōu)化后硫化:
對于需要在模外后硫化的產(chǎn)品,確保脫模時產(chǎn)品已有足夠的"生強度"(即模內(nèi)固化程度足夠支撐脫模操作),避免在強度很低時強行脫模導(dǎo)致變形或撕裂粘模。
環(huán)境控制:
保持環(huán)境清潔: 避免灰塵、油污等污染物落到模具或膠料上。
控制濕度: 過高的環(huán)境濕度可能影響某些鉑金催化劑的活性(雖然LSR對濕度相對不敏感,但極端情況也需考慮)。
規(guī)范操作:
避免污染: 嚴(yán)格防止硅油、油脂(來自設(shè)備維護、操作工手套等)、含硫/磷/胺類物質(zhì)(如某些橡膠、清洗劑、汗液、食物)接觸模具或未固化的LSR。這些物質(zhì)是鉑金催化劑的毒物,會導(dǎo)致固化不完全而粘模。
定期維護設(shè)備: 確保注塑機、模具溫控設(shè)備等運行正常。
觀察粘模位置: 是整個產(chǎn)品粘還是特定區(qū)域?粘在型腔還是型芯?特定位置往往指向模具問題(如該處拔模斜度不足、拋光不良、排氣不暢、頂出不足)或該處工藝參數(shù)不當(dāng)(如溫度不均)。
檢查粘模狀態(tài): 硅膠是部分撕裂粘???還是整片完整粘???前者可能強度不足(欠熟、材料問題),后者可能吸附力過大(拔模斜度、排氣、頂出問題)。
檢查硫化程度: 粘模的硅膠是否發(fā)粘?拉伸強度是否很低?這是欠熟的明確標(biāo)志。
檢查脫模劑狀態(tài): 模具表面是否還有有效脫模層?是否被污染?
回顧工藝參數(shù): 特別是模溫和硫化時間,是否在推薦范圍內(nèi)?最近是否有調(diào)整?
檢查材料批次: 是否更換了批次?新批次是否有異常?
檢查環(huán)境與操作: 是否有引入污染物的可能性?
解決LSR粘模問題通常需要多管齊下,而不是單一措施。優(yōu)先排查硫化時間是否足夠、模具拔模斜度是否足夠、脫模劑使用是否正確有效、是否存在污染源。從成本最低、最容易實施的措施開始嘗試(如調(diào)整硫化時間、優(yōu)化脫模劑使用、徹底清潔模具),如果無效,再逐步考慮更復(fù)雜的方案(如模具修復(fù)、表面涂層、更換材料牌號)。
保持耐心和系統(tǒng)性記錄非常重要。 每次調(diào)整參數(shù)后,都要記錄效果,這樣才能更快地找到問題的根源和有效的解決方案。??
粘模原因類別 | 具體問題點 | 解決方案 | 優(yōu)先級 | 實施難度 |
---|---|---|---|---|
材料相關(guān) | 脫模性不足 | 聯(lián)系供應(yīng)商調(diào)整內(nèi)脫模劑或更換牌號 | ★★ | 中 |
催化劑活性不足/抑制劑過量 | 檢查材料批次一致性,要求供應(yīng)商優(yōu)化配方 | ★★★ | 中 | |
脫模劑使用不當(dāng) | 使用專用LSR脫模劑,薄層均勻涂布并充分固化 | ★★★★ | 低 | |
模具相關(guān) | 拔模斜度不足 | 修改模具增加拔模斜度(至少1°以上) | ★★★★ | 高 |
表面光潔度問題 | 修復(fù)損傷,合理拋光(避免過高光潔度) | ★★★ | 中 | |
排氣系統(tǒng)不良 | 檢查并清理排氣槽,優(yōu)化排氣位置和深度 | ★★★ | 中 | |
頂出系統(tǒng)不足 | 增加頂針數(shù)量,優(yōu)化布局,確保頂出行程足夠 | ★★★ | 高 | |
表面處理缺失 | 應(yīng)用硬鉻鍍層、鎳基復(fù)合鍍層或特氟龍涂層 | ★★ | 高 | |
溫度不均勻 | 檢查冷卻水路,確保模具溫度均勻 | ★★★ | 中 | |
工藝參數(shù) | 硫化時間不足 | 顯著延長硫化時間(確保超過T90) | ★★★★★ | 低 |
模溫設(shè)置不當(dāng) | 在推薦范圍內(nèi)調(diào)整模溫(±5-10°C測試) | ★★★ | 低 | |
注射速度/壓力過高 | 降低注射速度避免過度剪切熱 | ★★ | 低 | |
保壓不足 | 適當(dāng)增加保壓壓力和時間 | ★★ | 低 | |
開模速度過快 | 降低開模初始速度 | ★ | 低 | |
環(huán)境與操作 | 模具污染 | 徹底清潔模具,使用專用無殘留清潔劑 | ★★★★ | 低 |
外來污染物 | 嚴(yán)格防止硅油、硫磷胺類物質(zhì)接觸 | ★★★ | 中 | |
環(huán)境濕度高 | 控制車間濕度(對LSR影響較小但需排查) | ★ | 中 |
優(yōu)先級說明:
★★★★★:最核心因素,優(yōu)先檢查
★★★★:常見且影響大的因素
★★★:重要但需結(jié)合其他措施
★★:次要因素,在排除主要問題后考慮
★:特定情況下需排查實施建議:
立即行動: 延長硫化時間、徹底清潔模具、正確使用脫模劑
短期調(diào)整: 優(yōu)化模溫、注射參數(shù)、檢查排氣
長期改善: 模具表面處理、修改拔模斜度、頂出系統(tǒng)優(yōu)化
源頭控制: 與材料供應(yīng)商合作、嚴(yán)格防污染流程
建議按表格從上至下依次排查,優(yōu)先解決五星級問題點,往往能快速見效。每次只調(diào)整一個變量并記錄結(jié)果,逐步鎖定根本原因。