一、硅膠材料特性:
A.硅膠原料一般為凝膠狀,有點(diǎn)類似于橡皮泥,無(wú)色半透明,無(wú)味。
B.其主要特點(diǎn)是既耐高溫(最高300℃)又耐低溫(最低-100℃),是目前最好耐寒、耐高溫橡膠;同時(shí)電絕緣性優(yōu)良,對(duì)熱氧化和臭氧的穩(wěn)定性很高,化學(xué)惰性大。
缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低,耐油、耐溶劑和耐酸堿性差,較難硫化,價(jià)格較貴。使用溫度:-60℃~+200℃。以上是手冊(cè)中對(duì)硅橡膠的說(shuō)明。
C.使用溫度:如上文所敘,一般設(shè)定為-40℃——200℃,在短時(shí)間作用時(shí)可達(dá)230℃。
D.老化問(wèn)題:耐油、耐酸堿性較差,與受力情況關(guān)系不大。
E.粘接問(wèn)題:在未作表面處理前,除用硅膠類產(chǎn)品作粘合劑與硅膠類零件粘合外,與其它零件粘全必須經(jīng)過(guò)表面活化,膠面硫化處理才能粘牢。凡是能與橡膠發(fā)生硫化反應(yīng)或使之交聯(lián)的物質(zhì)統(tǒng)稱為硫化劑,又稱為交聯(lián)劑。硫化劑種類很多,而且還在不斷增加,已經(jīng)使用的硫化劑有硫黃、硒、碲、含硫化合物、金屬氧化物、過(guò)氧化物、樹(shù)酯、醌類和胺類等。
F.材料硬度:膠件按邵氏硬度在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上理論上可在10度到80度之間選擇。能方便找到的一般在20度到70度,最常用的是40到50度。
二、硅膠制品生產(chǎn)工藝:
一般硅膠制品的生產(chǎn)過(guò)程:
A、原料形狀及顏色。
B、經(jīng)過(guò)配色混煉后由乳白色硅膠變位各種顏色的片料。
C、混煉整形后,將原料壓成條,裁成一條一條的料。
D、硫化成型。
E、修整,拆邊,檢查,包裝。
F、成品圖
三、產(chǎn)品尺寸及特性:
A、極限尺寸:最厚處可做到15~20MM,如果是球體,可做到直徑30MM。一般厚度推薦尺寸為不大于3MM,當(dāng)大于3MM時(shí),將花費(fèi)更多的硫化時(shí)間而增加成本。最薄處理論上可達(dá)0.2MM,但設(shè)計(jì)中一般取最薄0.3MM,推薦0.4MM。
B、相對(duì)尺寸:在厚度差異上,最薄處與最厚處建議不要超過(guò)3倍。此類問(wèn)題主要取決于材料硫化時(shí)對(duì)溫度與壓力的要求。
C、縮水率:硅膠材料的縮水率與材料的硬度有關(guān),廠家提供的次料多在1.022~1.042之間,對(duì)于40到50度的材料,一般取1.03的縮水率。相對(duì)于塑膠,硅膠制品不會(huì)因縮水而產(chǎn)生類似的明顯表面缺陷。
D、尺寸精度:因硅膠制品多為一模多穴,相對(duì)于塑膠制品其穴數(shù)非常多。因此在尺寸控制上沒(méi)有塑膠制品那樣方便。一般精度為正負(fù)0.1,高精度產(chǎn)品為正負(fù)0.05。當(dāng)配合用于與塑膠件的孔與按鍵之間的配合時(shí),間隙最小取單邊0.1,推薦值為單邊0.2。
E、外形設(shè)計(jì):對(duì)于膠套類零件,一般按產(chǎn)品的外形圖給模廠提供原始圖即可,配合的問(wèn)題作出說(shuō)明,由模廠自行決定。一般情況下,視產(chǎn)品大小,膠套與產(chǎn)品的配合一般為單邊小0.2~0.5的負(fù)偏差。
四、模具結(jié)構(gòu) :
A、模具厚度上限,暫定250mm,尺寸可達(dá)500X500,產(chǎn)品在模具區(qū)最大可做到400X400。模具結(jié)構(gòu)一般分上模,下模,底板,頂板,頂桿、模芯、鉸鏈及其它輔助零件。
B、脫模:硅膠制品的脫??芍苯訌?qiáng)脫。對(duì)于無(wú)設(shè)計(jì)缺陷的產(chǎn)品強(qiáng)脫的尺寸要求主要在于模芯最大處與脫模時(shí)最小收口處的周長(zhǎng)比,對(duì)于55°以下的產(chǎn)品可做到2-3倍,需強(qiáng)制脫模的部位不可以存在裂口及開(kāi)口處的尖角。因硫化時(shí)要求在攝氏180度的溫度下,脫模的工作除模具自身的上下分開(kāi)外,幾乎全是手動(dòng)。
因此在零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮脫的方便快速。以免因脫模時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而影響零件的硫化質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因硅膠的脫模方式主要為手動(dòng),其頂板的動(dòng)作行程也很小,所以硅膠模具與塑膠模具相比沒(méi)有斜頂。一般也不設(shè)置抽芯。
C、模芯的固定:
與塑膠模具不同,硅膠模具的模芯一般在開(kāi)模取零件時(shí)隨同產(chǎn)品零件一同取下的。所以在模芯的固定與準(zhǔn)確定位上較塑膠模難于處理,對(duì)模芯的鋼度要求較高。一般將模芯做在一起,一次固定所有模芯?;?qū)⒛P就ㄟ^(guò)輔助用具,使其能快速定位。因在合模過(guò)程中存在很大的壓力,所以要嚴(yán)防模芯移動(dòng)。
D、 抽芯:一般不能自動(dòng)走行位,但可強(qiáng)脫,抽芯只用于小尺寸結(jié)構(gòu)。關(guān)于抽芯的設(shè)置與塑膠模具類似,但在開(kāi)模時(shí)是手動(dòng)取出的。另外,抽芯要占據(jù)模具內(nèi)較大的空間,這在一模多出的硅膠模中不僅加工復(fù)雜,且對(duì)模具空間利用率低。所以盡可能不用抽芯。
E、形狀:硅膠產(chǎn)品在表面完整的時(shí)候韌性很大,但一但存在裂縫,在外力作用下裂縫將迅速擴(kuò)張。
也就是說(shuō),硅膠制品對(duì)裂縫非常敏感??紤]到這些問(wèn)題,在硅膠零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:所有位置不能有尖角,以免應(yīng)力集中產(chǎn)生裂縫。開(kāi)口處R角不能小于 0.5。
F、自拆邊:自拆邊的主要作用:容納多余的膠料;便于模具排氣;便于修剪飛邊。自拆邊一般由處于零件分型面處的一圈薄邊及相應(yīng)的較為結(jié)實(shí)的撕邊。薄邊部分厚度一般取0.1~0.2,撕邊部分厚度一般取0.8,寬度一般取1~2MM。
G、嵌件:硅膠制品內(nèi)可安置各類嵌件,但應(yīng)注意幾個(gè)問(wèn)題:
一是所嵌零件表面應(yīng)作前期預(yù)處理,主要是表面硫化或表面活化。否則嵌件與膠件將難以牢固聯(lián)接。
二是嵌件的固定定位問(wèn)題,在豎直方向可單向固定,但其它方向必須全面固定。以免在全模過(guò)程中嵌件移動(dòng)。
三是嵌件周邊的膠厚。對(duì)于全面包膠(所有表面都包膠,因此無(wú)法給嵌件定位的情況)的零件,嵌件周邊至少要用0.5MM的膠厚。對(duì)于有定位的嵌件,周邊膠層厚度應(yīng)在0.4MM以上。
H、其它輔助工藝:
注膠(包膠)工藝:
與注塑類似,先將要注膠的零件固定好,合上第一層模以控制注膠時(shí)原料不會(huì)污染未設(shè)計(jì)注膠的部位。再合第二層模,將膠料壓成型。
I、滾膠工藝:先將膠料手工預(yù)成型 入模。此工藝可用于全面包膠的情況。
J、浸膠:膠(橡膠)體原料為流體,將工件多次浸入原料內(nèi)。在內(nèi)層原料硫化后再浸下一次,直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。
K、滴膠 :原料有較好的流動(dòng)性,類似于油漆,常溫硫化。模具較簡(jiǎn)單,一般手工操作,在第一層快固化時(shí)涂下一次。
L、多色產(chǎn)品:
1:分次硫化,套模
2:手工配色,一次硫化,要求零件分色部分有一定高度,以免混色導(dǎo)電膠結(jié)合、二次硫化 硅膠與硅膠(橡膠)可不做處理直接硫化粘合。
五、硬度的測(cè)量及工具 :
測(cè)量橡膠硬度最普遍采用的儀器稱為肖氏(又稱邵爾)硬度計(jì)。用一個(gè)彈簧將一金屬壓頭壓入材料的表面,并測(cè)量它能穿入多深。該儀器測(cè)量的穿入深度為零至0.100英寸。標(biāo)尺上的讀數(shù)為零則意味著壓頭穿入了極限深度,而讀數(shù)為100則意味著穿入深度為零。有各種不同硬度范圍和自動(dòng)化程度的肖氏硬度計(jì)。
使用最普遍的標(biāo)度之一是肖氏A級(jí)標(biāo)度。肖氏A級(jí)硬度計(jì)有一個(gè)較鈍的壓頭和彈力中等的彈簧。當(dāng)讀數(shù)在90以上時(shí),肖氏A級(jí) 硬度計(jì)就變得不是很精確。對(duì)于此類較硬的材料,則使用肖氏D級(jí)硬度計(jì)。它有一個(gè)銳利的壓頭和彈力很強(qiáng)的彈簧,可以穿入較深的深度。
當(dāng)測(cè)量更硬的塑料時(shí),就使用壓頭更銳利和彈力更強(qiáng)的硬度計(jì),例如洛氏硬度計(jì)。而在相反的另一極端,則使用肖氏00級(jí)硬度計(jì),以測(cè)量軟的凝膠和泡沫橡膠。
大多數(shù)材料都能承受住起初的壓力,但隨著時(shí)間的推移,由于發(fā)生蠕變和松弛而會(huì)屈服。硬度計(jì)的讀數(shù)可以即時(shí)讀取,也可以在某一特定的延遲時(shí)間后、通常是5至10秒鐘后讀取。即時(shí)讀數(shù)總是會(huì)顯示出比延遲讀數(shù)較高(或較硬)的讀數(shù)。延遲讀數(shù)不僅對(duì)材料的硬度而且對(duì)其彈性而言,均更有代表性。一種較弱、彈性較差的材料,比那些較強(qiáng)、較有彈性的材料更容易發(fā)生蠕變。
為了保證數(shù)據(jù)的有效性,需要有精確的測(cè)試步驟。為了獲得精確的讀數(shù),您必須得有一個(gè)表面很平整而且足夠厚的試件,以免壓頭受支撐表面的影響。通常所要求的厚度是0.200英寸,但對(duì)于變形較小的硬性材料,當(dāng)厚度較薄時(shí),也能精確地測(cè)試。