¿Qué es un teclado de caucho de silicona?
Un teclado elastomérico o de caucho de silicona es un tipo particular de dispositivo de entrada con una malla fabricada con caucho de silicona moldeado por compresión. Este tipo de teclado se construye alrededor de una placa de circuito impreso. Los teclados de silicona son un componente esencial en numerosas aplicaciones.
El caucho de silicona es un material similar al caucho que contiene silicio, oxígeno, hidrógeno y carbono . Los teclados de silicona utilizan pastillas de carbono integradas para activar la función de conmutación y proporcionar una sensación táctil. Este material único para teclados también es flexible y fácil de personalizar.
Propiedades de los teclados de caucho de silicona
Los teclados personalizados de caucho de silicona demuestran excelentes propiedades de moldeo por compresión . Presentan una combinación única de propiedades mecánicas y químicas que el caucho común no puede igualar.
La razón para elegir teclados de caucho de silicona es su capacidad para resistir la degradación ambiental. Generalmente son no reactivos y resistentes a entornos y temperaturas extremas. A temperaturas extremas, las propiedades mecánicas de los teclados de silicona ( resistencia al desgarro , elongación y resistencia a la tracción ) son muy superiores a las de los teclados de caucho convencionales.
Dado que un teclado de silicona es un difusor de luz natural , puedes retroiluminarlo fácilmente con LED. Además, los teclados de caucho de silicona son resistentes al agua, por lo que los derrames accidentales no dañarán la placa de circuito.
¿Cómo se fabrican los teclados de caucho de silicona?
Paso 1: Fabricación de la herramienta
Los diseños de teclados elastoméricos requieren un molde de dos placas: una pieza de silicona para moldeo por compresión (parte superior) y el teclado moldeado (parte inferior). Para fabricar el molde se pueden utilizar máquinas de electroerosión o fresadoras CNC. Para obtener mejores resultados, el molde se precalienta.
Los teclados de caucho de silicona pueden diseñarse específicamente para ofrecer una respuesta táctil precisa al presionarlos. El teclado necesita un recorrido de aproximadamente 0.060 pulgadas para lograr la sensación táctil ideal.
Las teclas del teclado tienen diferentes fuerzas de accionamiento. Una tecla cónica, por ejemplo, puede tener una fuerza de accionamiento de entre 20 y 250 gramos, mientras que una tecla plana puede tener una fuerza de accionamiento de entre 20 y 100 gramos.
Los teclados de caucho de silicona obtenidos mediante moldeo deben tener una fuerza de retorno mínima de al menos 30 gramos . Esto garantizará que no haya teclas atascadas en el teclado de silicona.
Paso 2: elija la forma ideal de caucho de silicona
Usamos dos formas de material de silicona para fabricar teclados de caucho de silicona, goma de mascar y líquido.
El caucho de silicona líquida se compone de silicona curada con platino y posee una notable resistencia a altas temperaturas . Su consistencia es similar a la de la vaselina. La creación de piezas personalizadas mediante el proceso de moldeo por inyección de caucho de silicona líquida suele ser más económica y sencilla.
Por otro lado, la goma de silicona en pasta es una goma de alta consistencia que tiene la apariencia y textura de una masa o masilla espesa. La goma de silicona sólida se prepara en grandes cantidades. Los componentes se suelen mezclar a altas temperaturas antes de añadir un catalizador de peróxido.
El proceso de reticulación suele interrumpirse para crear caucho de silicona en pasta. A continuación, la silicona ligeramente reticulada se extiende en láminas.
Paso 3: Preparación de preformas de silicona
El moldeo por compresión de caucho de silicona es uno de los métodos más eficaces para la fabricación de productos electrónicos industriales.
Este es el método principal que utilizaremos en esta demostración. Pero primero, debemos preparar las preformas de silicona (lo que introducimos en la herramienta).
Antes de la vulcanización, la goma de silicona tiene una apariencia similar a la plastilina. Generalmente, se añade color al molde para adaptarlo a los requisitos específicos o preferencias personales del cliente. Cada pieza moldeada contiene una cantidad precisa de silicona.
Pesamos y cortamos cuidadosamente la silicona en preformas. Luego colocamos las piezas cortadas en la cavidad del molde, asegurándonos de que la cantidad correcta llene cada cavidad.
Paso 4: Carga de preformas de silicona en el molde
Una vez que tengamos el diseño de molde adecuado para los teclados elastoméricos, cargaremos el caucho de silicona en el molde. Ensamblamos e insertamos las preformas de caucho de silicona en la prensa de moldeo por compresión. Luego, presionamos la abrazadera a una presión determinada para crear piezas de teclado de caucho de alta calidad.
La silicona debe tener la forma adecuada para que encaje perfectamente en la cavidad del molde. Esto garantizará que el orificio se llene con suficiente material sin generar rebabas. Las rebabas son el material sobrante que queda adherido a las piezas alrededor del borde del teclado de goma moldeado.
La presión, el calor y el tiempo transforman las preformas de silicona en la configuración del molde del teclado en la parte inferior. La combinación de presión y calor fuerza a la silicona a fluir y llenar la cavidad del molde, formando así el teclado de goma.
Paso 5: curado y extracción del teclado de la herramienta
Por lo general, los teclados de caucho de silicona moldeado tardan aproximadamente 5 minutos en curarse a 180 °C. Debemos mantener la temperatura y la presión óptimas hasta que el caucho se haya curado.
Luego, retiramos el teclado de silicona del molde después del curado. Para ello, se necesitan guantes y una manguera de aire comprimido . Los guantes son necesarios ya que los teclados de silicona dentro del molde están muy calientes. La manguera de aire comprimido ayuda a levantar los teclados de silicona del molde.
Paso 6: Serigrafía de los teclados de silicona
El siguiente paso importante es especificar la función de cada tecla en los teclados de caucho de silicona. Existen cuatro métodos populares para imprimir en teclados de caucho de silicona: serigrafía, tinta de silicona, marcado láser y grabado de placas de etiquetas.
Sin embargo, utilizamos la serigrafía para garantizar un control de calidad superior. Además, es uno de los métodos más rentables, ideal para la producción en masa. Para la serigrafía se requieren dos elementos: la tinta y una malla hueca.
Las letras que aparecerán en las teclas están ahuecadas en una malla. El teclado se coloca en una rejilla protectora, dejando al descubierto únicamente las teclas. Esta rejilla garantiza que el teclado de caucho de silicona permanezca fijo durante esta etapa del proceso de fabricación.
Luego, colocamos la malla hueca sobre las teclas. Solo las partes huecas de la malla estarán en contacto con la pintura. Cada tecla recibirá la tinta de manera uniforme. La serigrafía se utiliza para aplicar la pintura a las partes expuestas del teclado.
Paso 7: grabado láser
Tras el curado, utilizamos el grabado láser para exponer el color final en los teclados de caucho de silicona. A diferencia de la serigrafía, el grabado láser se realiza con una tolerancia más estricta para garantizar una nomenclatura precisa del teclado.
Paso 8: Crear una respuesta táctil con el interruptor
Existen dos maneras de generar contacto o respuesta táctil con el interruptor en los teclados de silicona. Estas incluyen una pastilla de carbono conductora o un interruptor de goma.
Fabricamos cada pastilla de carbono del mismo modo que fabricamos los teclados de silicona. Mezclamos un material conductor (carbono) con silicona. Al presionar un botón de goma, las partículas de carbono entran en contacto con el interruptor de la placa, permitiendo el paso de la electricidad. La resistencia del usuario al presionar el botón de goma genera una respuesta táctil.
Moldeamos las pastillas conductoras en el teclado insertando molduras.
En cambio, los interruptores de goma no producen respuesta táctil. En su lugar, tienen una cúpula metálica debajo de las teclas. Esta cúpula metálica hace contacto con el circuito para generar retroalimentación táctil.
Al presionar una tecla, la superficie cóncava de la cúpula metálica hace contacto con la placa de circuito impreso (PCB) para completar el circuito. Cuando fluye corriente, el interruptor de membrana funciona con normalidad. Instalamos los interruptores de membrana de cúpula metálica en los teclados.
Paso 9: Pruebas y control de calidad
A continuación, realizamos pruebas de control de calidad en los teclados de goma de silicona. Primero, llevamos a cabo una prueba de durabilidad de los botones de silicona para determinar la resistencia de los teclados de goma. Para ello, golpeamos repetidamente las teclas desde la parte superior.
En segundo lugar, realizamos una prueba de abrasión con alcohol para asegurarnos de que el texto y los gráficos no se borren. Para ello, frotamos continuamente toda la superficie de los teclados con alcohol. Por último, realizamos una prueba de fuerza de actuación para garantizar que los teclados tengan la respuesta táctil ideal.
Conclusión
El proceso de fabricación de los teclados de caucho de silicona implica la fundición, el moldeado, el recorte, la impresión, el montaje, etc. Al comprender el proceso de fabricación, las empresas pueden lograr resultados consistentes y reducir el riesgo de defectos, asegurando teclados de caucho de silicona de alta calidad para los clientes.
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