¿Qué es el moldeo por inyección de caucho de silicona líquida?
La existencia del caucho de silicona líquida (LSR) se descubrió a finales de la década de 1970. El moldeo por inyección de caucho de silicona líquida ofrecía una calidad de piezas mucho mejor que el moldeo por inyección de termoplásticos . Por lo tanto, este proceso se popularizó rápidamente para la fabricación de piezas de caucho de silicona líquida.
El caucho de silicona líquida (LSR) es un elastómero termoendurecible. El proceso de moldeo del LSR implica calentar el molde mientras se mantiene frío el sistema de suministro de material. Este proceso automatizado tiene un ciclo corto, por lo que las piezas fabricadas con caucho de silicona líquida suelen ser económicas.
Los componentes de caucho de silicona líquida poseen excelentes propiedades mecánicas. Este material presenta alta resistencia a la tracción , baja viscosidad y elasticidad. Además, resiste la electricidad, el calor y las reacciones químicas . También es biodegradable . Por lo tanto, estos componentes son idóneos para aplicaciones médicas, automotrices, de bienes de consumo y eléctricas.
Capacidades de fabricación únicas del moldeo por inyección de LSR
El moldeo por inyección de silicona líquida es un proceso que permite muchos aspectos de fabricación únicos. A continuación, se presentan algunas propiedades especiales del proceso de moldeo por inyección líquida.
Secciones delgadas
El moldeo de silicona permite crear piezas con secciones de tan solo 0.1 mm o 0.004 pulgadas de espesor . Las piezas tendrán un grosor perfecto y una calidad uniforme en toda su extensión. Gracias a la tecnología de moldes de última generación, las piezas de LSR no presentan poros. Los materiales utilizados en este proceso de producción son ideales para láminas o membranas delgadas.
No flash
El fabricante no necesita realizar ningún desbarbado secundario en el proceso de producción de piezas de LSR. Un proceso sin rebabas se logra mediante una combinación de un diseño de molde de alta precisión y la baja viscosidad del material LSR , lo que reduce la necesidad de desbarbado secundario.
Nano/Microtecnología
El moldeo por inyección líquida permite fabricar piezas mínimas que pueden pesar menos de 10 mg, lo que lo hace ideal para aplicaciones como chips microfluídicos e implantes médicos en miniatura . El proceso de producción es totalmente automático y el sistema de inyección utiliza una aguja fina. Por ello, se pueden obtener piezas tan ligeras.
Piezas delicadas
Mediante esta tecnología de fabricación se pueden producir piezas muy delicadas . Además, cada vez que el operario inicia el proceso de inyección directa, las piezas se forman de manera fiable. Las herramientas de construcción exclusivas y la automatización permiten la producción de piezas de silicona con textura fina y detalles intrincados.
Alta precisión
La superficie texturizada de las piezas presenta un alto grado de pulido gracias a los materiales LSR. El proceso de fabricación es uniforme, incluso si el fabricante pretende producir millones de piezas con la misma máquina.
Orificios pasantes y secciones de tubos
Mediante el proceso de moldeo LSR se pueden fabricar piezas de plástico. En cada ciclo de producción, los orificios pasantes se forman con precisión. El fabricante también puede producir secciones de tubo largas con exactitud y sin problemas. Además, este proceso facilita la fabricación de herramientas especiales.
Socavaciones
En el diseño de productos, las socavaduras son un aspecto fundamental de cualquier proceso de fabricación. Sin embargo, esto no se aplica al moldeo por inyección de silicona líquida. Gracias a la flexibilidad del caucho de silicona, las piezas se pueden extraer fácilmente del molde. Por lo tanto, no se requieren consideraciones de diseño especiales para las socavaduras.
8 pasos del proceso de moldeo por inyección de caucho de silicona líquida
La siguiente sección muestra una guía paso a paso para el proceso completo de moldeo por inyección de caucho de silicona :
1. Dos recipientes o bidones de suministro contienen silicona líquida sin curar. Uno de estos recipientes contiene el material formador de la base. El otro incluye un catalizador.
2. Hay una unidad de dosificación. Esta ayuda a liberar automáticamente los dos materiales en una proporción igual y constante . Si hay aditivos pigmentantes, las unidades de dosificación también los liberan.
3. El operario puede personalizar y programar la máquina de moldeo de caucho de silicona para automatizar su funcionamiento. La inyección se personaliza para mantener un tamaño de inyección uniforme para cada pieza.
4. Los pistones y los platos se alinean antes de cerrar el molde. La alineación tiene diferentes ajustes de presión, temperatura, tiempo de ciclo y velocidad de inyección, ajustables según las especificaciones.
5. Una vez que el operador configura todos los valores, la máquina de moldeo se calienta y la temperatura del molde aumenta. Se aplica la fuerza de sujeción adecuada a la abrazadera del molde.
6. Cuando el molde está cerrado y la bomba y el inyector están listos, la goma de silicona se empuja hacia la cavidad del molde con la ayuda de un mecanismo de inyección.
7. Para garantizar que las piezas tengan una resistencia mecánica óptima, las gomas de silicona líquida se curan a la presión y temperatura adecuadas hasta que se solidifican. El curado es una reacción química conocida como reticulación , que conecta las cadenas poliméricas lineales formando una red tridimensional.
8. Una vez solidificado, el operario puede retirar manualmente el producto de caucho de silicona. También se puede utilizar un mecanismo de expulsión automático con pinzas . Sin embargo, dado que el caucho de silicona es muy flexible, no se requieren pasadores de expulsión para su extracción.
Después de terminar los pasos anteriores, el fabricante prepara el molde para el siguiente ciclo de moldeo por inyección de silicona líquida.
Cabe destacar que también existen procesos posteriores al moldeo, como el postcurado, la limpieza, la inspección y el empaquetado. Estos pasos son igualmente necesarios para garantizar la calidad de sus productos de caucho de silicona.
Beneficios prácticos del moldeo por inyección de caucho de silicona líquida
Las piezas de caucho de silicona líquida o LSR ofrecen muchos beneficios para los usuarios. Estas son algunas de las ventajas de este proceso de moldeo:
Consistencia
El proceso de moldeo de silicona es muy consistente a la hora de producir la misma pieza. La razón principal es que se utiliza el mismo molde para fabricar cada pieza. Esta consistencia ofrece mucha comodidad tanto al fabricante como a los clientes.
Precisión
El proceso de moldeo con silicona líquida garantiza una excelente precisión dimensional, con tolerancias típicas de tan solo ±0.05 mm . Podrá diseñar piezas con detalles complejos y socavados sin preocupaciones. Además, reducirá la necesidad de costosos procesos posteriores para mejorar la precisión de las piezas.
Calidad
Si las piezas no son de alta calidad, los clientes no quedarán satisfechos con el producto. Además, los fabricantes utilizan el proceso de moldeo por inyección para garantizar la alta calidad de las piezas.
Pureza
El proceso de mezclado en el moldeo por inyección-compresión de LSR es preciso, y el producto final contiene un mínimo de impurezas. Gracias a un proceso de fabricación altamente sofisticado, el producto final prácticamente no presenta impurezas .
Diseño ilimitado
Si las piezas LSR de caucho de silicona líquida están hechas de moldeo por inyección y compresión, existe la posibilidad de diseñar una pieza con cualquier diseño que surja en la mente de los operadores. Esto se debe a que la materia prima es fácil de manejar y es muy fácil hacer el molde.
Confiabilidad
Los fabricantes pueden confiar plenamente en el proceso de moldeo por inyección de LSR para la fabricación de sus productos. Dado que este proceso es sencillo y rápido, resulta fácil controlar la calidad de los productos terminados.
Relación coste-eficacia
El proceso de moldeo por inyección de LSR es rápido, lo que lo hace muy rentable. El proceso automatizado puede reducir los tiempos de ciclo hasta en un 50 % , disminuyendo significativamente el costo por pieza.
Limitaciones del moldeo por inyección de LSR
Si bien el moldeo por inyección de caucho de silicona líquida ofrece muchas ventajas, también tiene algunas limitaciones que es importante tener en cuenta.
Altas exigencias en cuanto a pureza de materiales y medio ambiente
El LSR es altamente sensible a la contaminación. Cualquier impureza puede afectar negativamente las propiedades físicas del producto final. Por lo tanto, todo el proceso, desde el almacenamiento del material hasta el moldeo, debe realizarse en un entorno controlado de sala limpia para garantizar la pureza y la calidad, lo que incrementa los costos operativos generales.
Altos costos de herramientas
La inversión inicial para moldes de LSR puede ser significativamente mayor que para moldes utilizados en moldeo por inyección de termoplásticos. Esto se debe a que requiere mecanizado de alta precisión y aceros para herramientas endurecidos para soportar el calor y la presión elevados del proceso de curado.
Además, el diseño del molde debe ser muy preciso para evitar rebabas, lo que aumenta la complejidad y el costo.
Posibles problemas de contracción
Al igual que la mayoría de los materiales, el LSR experimenta contracción durante los procesos de curado y enfriamiento. La tasa de contracción puede alcanzar entre un 3 % y un 4 %, lo que es superior a la de los termoplásticos.
Esto requiere una cuidadosa consideración durante las fases de diseño. Los diseñadores deben tener en cuenta esta contracción para mantener las dimensiones y tolerancias finales de la pieza .
Aplicaciones de las piezas moldeadas de caucho de silicona líquida
Muchas industrias utilizan piezas moldeadas por inyección de silicona líquida para muchas aplicaciones. La siguiente lista muestra algunas de esas industrias:
Dispositivos médicos : Debido a su biocompatibilidad y capacidad, se prefiere esterilizar el LSR mediante diversos métodos, lo que garantiza la seguridad del paciente.
Cuidado infantil y geriátrico: Sus propiedades suaves, flexibles e hipoalergénicas lo hacen ideal para piezas que estarán en contacto con piel sensible.
Productos electrónicos : Posee un aislamiento eléctrico superior y es ignífugo, lo que lo hace seguro para sellos y juntas en dispositivos electrónicos.
Automoción : El LSR ofrece una excelente resistencia a temperaturas extremas, radiación UV y productos químicos. Por lo tanto, es una opción duradera para componentes ubicados bajo el capó.
Alimentos y bebidas : Gracias a su alta resistencia a la temperatura, el LSR no es tóxico ni inodoro, lo que lo hace perfecto para componentes que entran en contacto con alimentos.
Diversas piezas, como teclados de caucho de silicona , juntas tóricas , sellos , sellos para arneses de cables, fuelles, amortiguadores de vibraciones, grifos, cabezales de ducha antibacterianos, cepillos de dientes eléctricos, adaptadores para audífonos, adaptadores para auriculares, baberos para bebés, arandelas de goma , etc., se fabrican mediante este proceso para las industrias mencionadas anteriormente.
Conclusión
El moldeo por inyección de LSR produce productos impecables y de alta precisión con una resistencia superior al calor y a los productos químicos. Su proceso automatizado garantiza una producción rápida, mínimos residuos y un diseño de geometrías complejas. En resumen, es ideal para aplicaciones médicas, automotrices y de consumo que requieren confiabilidad, escalabilidad y rentabilidad.
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