Moulage par compression de silicone : processus, applications et quand l'utiliser

Le moulage par compression de silicone façonne le caoutchouc haute consistance pré-mesuré en pièces durcies à l'intérieur d'un moule fermé chauffé ; une fraction des classes d'outillage qui dépensent le caoutchouc de silicone liquide (1TP15 T) demande une injection Le moulage par compression de caoutchouc de silicone est un processus de fabrication qui commence avec une dalle de matière première, une cavité de moule usinée et une presse qui comprime le polymère sous chaleur et pression Si votre parcours annuel se situe entre 500 et 50 000 pièces avec une géométrie simple à modérée, cette voie rentable est généralement la réponse plus silencieuse et moins chère que la poursuite d'un outil d'injection 1TP15 Tire les dessins de guide d'injection, le matériau de référence 1.

Qu'est-ce que le moulage par compression de silicone ?

Le moulage par compression de silicone est un procédé de vulcanisation qui met en forme du caoutchouc de silicone haute cohérence (HCR) pré-mesuré à l'intérieur d'un moule en deux parties chauffé et fermé La pression de serrage et la chaleur réticulent le polymère en un élastomère solide, et la partie durcie est éjectée pour le rognage C'est la plus ancienne et la plus simple des trois méthodes dominantes de fabrication de silicone : les autres sont le moulage par transfert et le moulage par injection LSR.

Qu'est-ce que le moulage par compression de silicone, en une phrase ?

Le moulage par compression de caoutchouc de silicone est un processus qui consiste à placer du caoutchouc de silicone haute consistance (HCR) relativement solide et non durci dans un moule, puis à le réticuler avec de la chaleur pour produire un composant en caoutchouc élastomère solide. Il s'agit de la plus simple des trois approches de fabrication dominantes, en termes de nombre de pièces nécessaires et de budget.

Comment fonctionne le processus de moulage par compression de silicone (étape par étape)

Sur le papier, le processus semble simple. En pratique, chaque paramètre : température du moule, masse de la préforme de durcissement, profil de serrage (clamp profile) est réglé sur le composé et géométrie. Voici la séquence que suivent la plupart des mouleurs.

1. Préparation de la préforme Le HCR non durci est pré-pesé et prédécoupé en dalles, bandes ou disques dimensionnés au volume de la cavité plus un petit trop-plein (1TP20 T) pour forcer le flash et prévenir les vides.
2. Le moule en acier de préchauffage du moule est amené à une température de durcissement, 150 °C pour le HCR durci au platine ou 170 °C pour les qualités durcies au peroxyde.
3. Le chargement de l'opérateur place la préforme dans la cavité inférieure en une seule étape. Les outils multi-cavités peuvent charger 4, 8 ou 16 positions.
4. La fermeture du moule et la presse anti-bumping se ferment, puis rouvrent brièvement une ou deux fois (un cycle de “ bump” ou dégazage ») pour évacuer l'air emprisonné avant le serrage final.
5. Compression et durcissement La pression de serrage complète (généralement 5 à 15 MPa) maintient le matériau contre les parois de la cavité tout en vulcanisant thermiquement le caoutchouc. À 150 °C, le temps de durcissement est inférieur à 10 secondes pour 1 mm d'épaisseur de paroi (par Littérature de moulage de Shin-Etsu Silicones ), donc les temps de cycle sont dans la bande des 60-600 s pour la plupart des parties.
6. L'éjection (Ejection) moule s'ouvre et l'opérateur saisit la pièce, souvent à la main ou via des broches d'éjection.
7. Déflashage et post-durcissement L'excès de matière au niveau de la ligne de séparation est déchiré, culbuté, broyé (broyage de précision) ou cryogéniquement déflassé Certaines pièces de qualité médicale et alimentaire sont ensuite post-durcies pendant 2-4 heures à 200 °C pour chasser les substances volatiles résiduelles.

Combien de temps dure le processus de moulage par compression ?

Un joint en silicone typique de 3 mm d'épaisseur durci à 150 °C a un temps de séjour dans le moule d'environ 30 secondes ; ajoutez la fermeture du moule, la bosse et l'éjection et le cycle complet atterrit entre 60 et 180 secondes par presse. Des sections transversales plus épaisses (10 mm+) poussent le temps de séjour bien au-dessus de 5 minutes, c'est pourquoi le moulage par compression favorise des pièces plus simples et plus épaisses ; la pénalité du temps de durcissement s'échelle linéairement avec l'épaisseur. La fiche technique de Shin-Etsu formalise cela comme la règle de 10 secondes par mm à 150 °C.

Matériaux en silicone HCR, LSR et RTV

“Silicone” n'est pas un seul matériau Il existe trois familles d'un nom générique et elles se comportent chacune différemment dans un contexte de compression-moulage en viscosité, fenêtre de processus et propriétés, La “default” pour compression est HCR, 1TP15 T est principalement un matériau de moulage par injection, et RTV offre une application de production en série limitée.

HCR est ce que la plupart des ingénieurs entendent par “silicone moulé par compression.” Il arrive généralement sous forme de gomme en vrac qui est catalysée, pigmentée puis broyée en dalles et coupée au poids de préforme.1TP15 T est toujours pompé-meet-mix à la presse, c'est pourquoi presque tout le 1TP15 T vit dans des moules d'injection La dureté Shore (Shore A) est mesurée selon le 1TP8 T D2240 ; cette norme a un équivalent international, ISO 48-4.

Pour découvrir quand le silicone surpasse les autres élastomères en termes de chimie et de température, consultez notre guide de sélection silicone vs caoutchouc.

Compression vs transfert vs moulage par injection LSR

Trois méthodes de traitement primaire peuvent produire des pièces en silicone Elles ne sont pas interchangeables ; elles ciblent chacune différentes parties du spectre de volume et de complexité Avant de choisir chacune, vous devez comparer l'outillage, le cycle, la précision et ce dans quoi chacune excelle.

“Le moulage par compression est plus exigeant en main-d'œuvre, a des temps de durcissement plus longs et des temps de cycle accrus par rapport au moulage par injection plastique Pour les petites pièces, la tolérance typique se situe autour de plus ou moins 0,1 mm si elle est stricte, en faisant référence à la norme ISO 3302-1.”

Sur plus de dix mouleurs en silicone cités publiquement, l'outillage de compression est en moyenne d'environ 65 %-80 1TP20 T en dessous de 1TP15 T, outil de complexité de cavité équivalent, mais le temps de cycle est généralement 3 fois plus long. C'est le compromis pratique que vous achetez. Notre comparaison compression/moulage par injection passe par les mathématiques pour une course annuelle spécifique de 25 000 parties.

Et pour un contexte plus large sur chaque voie de moulage, voir le matrice des méthodes de moulage du caoutchouc.

Applications où les pièces en silicone gagnent

Le silicone moulé par compression apparaît le plus souvent à quatre endroits : les joints de qualité médicale, les coupe-froid automobiles, les ustensiles de cuisine et les biens de consommation, ainsi que les joints industriels La compression brille lorsque la pièce est épaisse, la géométrie est simple et le volume se situe quelque part entre le prototype et la production de masse.

Une ingénieure en approvisionnement d'une firme de diagnostic médical de taille moyenne nous a raconté une histoire caractéristique : elle avait besoin de 8 000 joints en silicone USP Classe VI par an pour un analyseur de paillasse, avec tolérance à ISO 3302-1 M2. Un devis d'injection 1TP15 T est arrivé à $38 000 pour l'outillage avec un délai de 14 semaines Le chemin de compression a livré le même joint à tolérance M2 pour $3 200 dans l'outillage, les premières pièces en 5 semaines, et un prix à la pièce qui a atterri $0.18 c'outil de compression, 50, à peu près le volume, 50, à droite, à droite, à droite.

Voir aussi notre pièces moulées en caoutchouc et silicone sur mesure aperçu pour une procédure pas à pas de sélection orientée acheteur.

Coût, tolérances et volume de production

Les conversations de coût dans le moulage par compression de silicone piétinent généralement sur un seul malentendu : le prix de l'outillage est bas, donc le prix à la pièce doit également être bas Les acheteurs à faible volume apprennent la version douloureuse de ce calcul Un mouleur sur Reddit r/man a posté un vrai devis $7,000 pour le moule de compression plus $7,000 pour une course de 200 pièces, ou $35 par pièce Au-dessus d'environ 2 000-3 000 pièces l'amortissement s'effondre, mais la compression n'est pas automatiquement “ pas ” pas un pas de pas de pas à petit pas à petit régime.

Combien coûte un outillage de moulage par compression en silicone ?

Un moule en acier à géométrie simple fonctionne environ $800 à $4 000 par ensemble, avec un délai de 4 semaines. Plusieurs outils (position 4) poussent l'extrémité supérieure à $6 000$10000. Comparez avec 1TP21110001TP2150,000+ pour un outillage d'injection LSR, et le delta delta par unité-outil explique pourquoi possède toujours le marché du volume bas du volume moyen.

Utilisez notre estimateur de coût de moulage par compression pour faire le calcul vous-même avant de spécifier l'acier de qualité.

Classes de tolérance ISO 3302-1 (M1M4)

2.- Compression de silicone - tolérances moulées sont conformes à la norme ISO 3302-1 :2014 Quatre classes M sont établies avec M1 comme qualité fine -, jusqu'à M4 une qualité grossière-kit. Normalement, le silicone formé par compression produit M2 ou M3, l'injection de 1TP15 T est nécessaire pour obtenir M1.

Notre guide de processus de moulage par compression de caoutchouc couvre plus en profondeur les sujets transversaux plus larges EPDM/NBR/silicone.

Défauts courants et comment les prévenir

Les mouleurs de l'industrie signalent généralement qu'un petit ensemble de défauts représente la plupart des rebuts dans le moulage par compression de silicone Les causes profondes sont bien connues ; les correctifs documentés le sont moins. Voici un tableau de prévention des défauts dérivé des données d'ingénierie médico-siliconée et des rapports de terrain :

Deux des huit lignes ci-dessus proviennent directement des rapports des praticiens sur le sous-forum r/fabrication de Reddit : la liste des causes profondes du flash et le mode de défaillance par inondation de la ligne de vide (tous deux utilisés ici par souci de simplicité).Ces données de terrain font partie de ce qui différencie ce tableau des directives génériques des fournisseurs.

Quand choisir le moulage par compression en silicone par injection LSR

En dessous du point de basculement du volume et de la tolérance, le contenu des concurrents ne cite jamais la règle de décision suivante : une tolérance élevée et élevée doit dépasser une tolérance faible et faible en termes de coût total.

La règle 60/40. passage de la compression à l'injection 1TP15 T lorsque : (1) le volume annuel est supérieur à 601TP20 T d'une presse à compression unique cycle de service 601TP20 T (environ 40 K à 60 K parties par an par presse mono-cavité) ou (2) appel de tirage pour ISO 3302-1 Tolérance M1 fin supérieure à 0,0 mm à 4 mm nominal.

Tableau de recommandation conditionnel

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