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Especificações rápidas
| Temperatura de cura | 1500 °C (HCR /HTV) |
| Tempo de cura | ~10 s da espessura de parede de 1 mm em 150 °C (ciclo 6 s por 600 s) |
| Pressão braçadeira | 515 MPa (faixa de prensa típica de 10 MPa 80 bar) |
| Padrão tolerância | ISO 3302-1:2014 1 (multa) para M4 (grosseira) |
| Tolerância típica de M2 | ±0 mm em características nominais de 0,10 mm |
| Subsídio de encolhimento | 1.TP20T5 % (dependente do composto) |
| Custo de ferramentas (típico) | US Engelhardt800, $4.000 por conjunto, 4 semanas |
| Banda de volume econômico | 100 → 50,00 partes/ano (acima disso → avalie a injeção de LSR |
O que é moldagem por compressão de silicone?
Moldagem por compressão de silicone é um processo de vulcanização que molda pré-medida de borracha de silicone de alta consistência (HCR) dentro de um molde de duas partes aquecido e fechado Pressão de fixação e calor reticular o polímero em um elastômero sólido, ea parte curada é ejetada para aparar É o mais antigo e mais simples dos três métodos dominantes de fabricação de silicone (os outros são moldagem por transferência e moldagem por injeção LSR).
O que é moldagem por compressão de silicone, em uma frase?
A moldagem por compressão de borracha de silicone é um processo que envolve a colocação de borracha de silicone de alta consistência (HCR) relativamente sólida e não curada em um molde, depois reticulando-a com calor para produzir um componente sólido de borracha de elastômero É a mais simples das três abordagens de fabricação dominantes, em termos de número de peças necessárias e orçamento.
💡 Dica profissional
No processo, uma lesma pesada de resina não curada (dependente de receita e composto, mas tipicamente 300-400 g/m2) é colocada na cavidade inferior de um molde de aço O molde é então fechado, com uma janela de permanência.
Como funciona o processo de moldagem por compressão de silicone (passo a passo)
No papel o processo o processo olha na prática cada parâmetro & período de tempo de molde, cura habitam, massa, grampo perfil & período de tempo de fixação é ajustado ao composto e geometria Aqui é a sequência a maioria de moldadores seguem.
- Preparação de pré-formas HCR não curado é pré-pesado e pré-cortado em lajes, tiras ou discos dimensionados para o volume da cavidade mais um pequeno enchimento excessivo (13 1TP20 T) para forçar o flash e evitar vazios.
- O molde de aço pré-aquecido do molde é levado para curar a temperatura, 150 °C para HCR curado com platina ou 100 °C para graus curados com peróxido.
- O operador de carregamento 8 coloca a pré-forma na cavidade inferior em uma única etapa. As ferramentas multi-cavidade podem carregar 4, 1 ou 16 posições.
- O fechamento do molde e a prensa de bombeamento fecham e reabrem brevemente uma ou duas vezes (um 2500“ ou ciclo de desgaseificação) para liberar o ar preso antes da fixação final.
- Compressão e cura A pressão total da braçadeira (tipicamente 5-15 MPa) mantém o material contra as paredes da cavidade enquanto o calor vulcaniza a borracha A 150 °C, o tempo de cura é executado sob 10 segundos por 1 mm de espessura da parede (por Literatura de moldagem de Silicones Shin-Etsu ), assim que os tempos de ciclo estão na faixa de 60-600 s para a maioria das partes.
- A ejeção abre e o operador graba a peça, geralmente com pinos manuais ou ejetores.
- Deflashing e pós-cura O excesso de material na linha de separação fica rasgado, tombado, moído (moagem de precisão) ou desinflado criogenicamente Certas peças médicas e de qualidade alimentar são então pós-curadas por 2-4 horas a 200 °C para expulsar os voláteis residuais.
Quanto tempo demora o processo de moldagem por compressão?
Uma junta de silicone típica de 3 mm de espessura curada a 150 °C tem uma permanência no molde de aproximadamente 30 segundos; adicione molde próximo, colisão e ejeção e o ciclo completo pousa entre 60 e 180 segundos por prensa Seções transversais mais espessas (10 mm+) tempo de permanência bem acima de 5 minutos, razão pela qual a moldagem por compressão favorece peças mais simples e espessas; a penalidade do tempo de cura escala linearmente com. A folha de dados de Shin-Etsu formaliza isso como a regra prática de “10 seg por mm a 150 °C.
Nota de Engenharia
Os sistemas curados com platina curam mais rápido e mais limpo do que o HCR curado com peróxido, mas o peróxido ainda é comum para peças de seção espessa onde uma frente de reticulação mais lenta pode ajudar até mesmo a curar Se sua peça precisar atender à USP Classe VI ou ao contato com alimentos FDA 21 CFR 177.2600, especifique um composto curado com platina a partir do início. Mudanças posteriores geralmente significam ferramentas de validação.
Materiais de silicone (HCR), LSR e RTV
“Silicone” não é um único material Existem três famílias de um nome genérico e cada uma delas se comporta de maneira diferente em um contexto de moldagem por compressão em viscosidade, janela de processo e propriedades, O “default” para compressão é HCR, 1TP15 T é principalmente um material de moldagem por injeção e RTV oferece aplicação de produção em série limitada.
| Propriedade | HCR (HTV) | LSR | RTV-2 |
|---|---|---|---|
| Formulário na temperatura do quarto | Goma /massa (sólida) | Líquido de duas partes | Líquido derramável |
| Processo primário | Compressão, transferência | Injeção | Fundição, envasamento |
| Faixa Shore A | 20–80 (ASTM D2240) | 50 (1TP8 D2240) | 10–70 |
| Temp de serviço contínuo | -60 °C a +230 °C | -50 °C a +200 °C | -55 °C a +180 °C |
| Resistência à tração | 61 MPa | 70 MPa | 2 MPa |
| Aplicações mais adequadas | Juntas, selos, utensílios de cozinha, peças de seção grossa | Precisão médica, micro-óptica, de alto volume | Protótipos, encapsulamento |
HCR é o que a maioria dos engenheiros significa por silicone moldado por compressão “Em geral chega como uma goma a granel que é catalisada, pigmentada depois moída” em lajes e cortada no peso da pré-forma 1TP15 T é sempre bombeado-encontrar-misturar na prensa, razão pela qual quase todo o 1TP15 T vive em moldes de injeção A dureza Shore (Shore A) é medida conforme 1TP8 T D2240; esta norma tem um equivalente internacional, ISO 48-4.
Para investigar quando o silicone supera outros elastômeros em química e temperatura, consulte nosso guia de seleção de silicone vs borracha.
Compressão vs Transferência vs Moldagem por Injeção LSR
Três principais processamento de processamento de peças de silicone produzir não são intercambiáveis & n.O.A.O. & n.O. 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 3000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 2000, 1000, 0000,000,000,000, 0000,000,000,00,00,00,00,00,000,00,0000,0.
| Dimensão | Compressão | Transferência | Injeção LSR |
|---|---|---|---|
| Custo de ferramentas (típico) | 1TP800 2T$4,000 | 1TP22.500 $8.000 | 1TP211.000 T10.000 + $5.000 |
| Tempo do ciclo (parte de 3 mm) | 60 s | 45 s. | 20 s |
| Tolerância alcançável | ISO 3-1 M2 0,10 M3 (±0,25 mm) | ISO 3-1 M1 0,02 M2 (±0,08 ±3 ±,10 mm) | ISO 332-1 M1 e mais apertado (±0,05 ±0,08 mm) |
| Complexidade geometria | Simples a moderado; cortes inferiores difíceis | Moderado; alguns recortes através de inserções | Complexo; controles deslizantes, elevadores, micro-recursos |
| Mão de obra por peça | Alto (carregue, descarregue, deflash manualmente) | Moderado | Baixo (totalmente automatizado) |
| Flash/sucata | Significativo, geralmente aparado à mão | Moderado | Minimal em forma de rede |
| Banda de volume econômico | 100 peças 50,000/ano | 5.000 peças 200.00 peças/ano | Mais de 50.000 peças/ano |
“A moldagem por compressão ”é mais trabalhosa, tem tempos de cura mais longos e tempos de ciclo aumentados em comparação com a moldagem por injeção de plástico Para peças pequenas, a tolerância típica fica em torno de mais ou menos 0,1 mm se for estrita, referenciando ISO 3302-1.”
Vantagens de compressão
- Menor custo de ferramentas dos três métodos
- Funciona bem para peças de paredes espessas (>10 mm)
- Permite que a maioria dos graus HCR sejam compostos coloridos, preenchidos e compostos, todos moldados no mesmo equipamento
- Prazo de entrega mais curto do projeto à primeira parte (4 semanas)
- Econômico em volumes baixos e médios (abaixo de ~ 50 k partes/ano)
– Limitações de compressão
- O tempo de ciclo é aproximadamente 3 vezes maior que o da moldagem por injeção 1TP15 T para a mesma geometria
- Os cortes inferiores e as geometrias complexas são difíceis sem inserções
- O flash na linha de separação requer trabalho de deflashing pós-processo
- O teto de tolerância é mais solto que a injeção (ISO 3302-1 M2-M3, não M1)
- O preço por peça para de cair quando o ferramental é amortizado; a injeção continua aumentando
Em mais de dez moldadores de silicone citados publicamente, as ferramentas de compressão têm em média cerca de 65 Engelhardt-80 % abaixo da ferramenta de injeção LSR para complexidade de cavidade equivalente, mas o tempo de ciclo normalmente é 3 mais longo. Essa é a compensação prática que você está comprando Nossa comparação entre compressão e moldagem por injeção percorre a matemática para uma execução anual específica de 25.000 partes.
E para um contexto mais amplo em cada rota de moldagem, consulte o matriz de métodos de moldagem de borracha.
Aplicações Onde Silicone Compression Mold Win
O silicone moldado por compressão aparece com mais frequência em quatro lugares: vedações de nível médico, calafetagem automotiva, utensílios de cozinha e bens de consumo e juntas industriais A compressão brilha quando a peça é espessa, a geometria é simples e o volume fica em algum lugar entre o protótipo e a produção em massa.
Indústrias e peças típicas
- Dispositivos médicos: juntas de silicone USP Classe VI, bombas de diafragma, rolhas de seringa, revestimentos protéticos
- Automotivo: suportes de motor, calafetagem, mangueiras de radiador, botas de fio de ignição
- Aeroespacial: juntas de alta temperatura, vedações de cabos, anéis de vedação do sistema de combustível para ciclos térmicos extremos
- Elétrica e eletrônica: teclados (o teclado de borracha ainda é moldado por compressão), ilhós de cabo, tampas de envasamento
- Utensílios de cozinha e bens de consumo: espátulas, esteiras, bandejas de cubos de gelo, vedações de garrafas
- Industrial: diafragmas de bomba, sedes de válvula, amortecedores de vibração, vedações de máquinas
Um engenheiro de compras de uma empresa de diagnóstico médico de médio porte nos contou uma história característica: ela precisava de 8.000 juntas de silicone USP Classe VI por ano para um analisador de bancada, com tolerância à ISO 3302-1 M2. Uma cotação de injeção de 1TP15 T chegou a $38.000 para ferramentas com um prazo de entrega de 14 semanas O caminho de compressão entregou a mesma junta na tolerância M2 para $3.200 em ferramentas, primeiras peças em 5 semanas e um preço de peça que caiu $0.18 abaixo da cotação de 1TP15 T naquele volume de 8.000 peças Nesse volume, a compressão não era apenas “cheaper” 'era a ferramenta certa para o trabalho Acima de cerca de 35.000 partes/ano, as pontas matemáticas.
Veja também o nosso peças moldadas personalizadas de borracha e silicone visão geral para um passo a passo de seleção orientado para o comprador.
Custo, tolerâncias e volume de produção
As conversas de custo na compressão de silicone geralmente param em um único mal-entendido: o preço da ferramenta é baixo, então o preço da peça também deve ser baixo Os compradores de baixo volume aprendem a versão dolorosa dessa matemática Um moldador no Reddit r/manufacturing postou uma citação real $7,000 para o molde de compressão mais $7,000 para uma execução de 200 peças, ou $35 por peça Acima de aproximadamente 2.000-3.000 peças a amortização colapsa, mas a compressão não é automaticamente “cheap” em pequenas tiragens.
Quanto custa o ferramental de moldagem por compressão de silicone?
Um molde de aço de cavidade única com geometria simples funciona aproximadamente $800 a $4000 por conjunto, com prazo de entrega de 6 semanas. As ferramentas Multi-cavity (posição 48) empurram a extremidade superior para $6,000$10,000 Compare isso com $10,000$50,000+ para ferramentas de injeção LSR comparáveis, e o delta de ferramentas por unidade explica por que a compressão ainda possui o canto de baixo a médio volume do mercado.
Instrutores de custos de ferramentas (em ordem de prioridade)
- Contagem de cavidades a 1-up vs molde 8-up muda de aço, usinagem e premissas de tempo de prensa
- Grau de aço 20 para tiragens curtas-médias, H13 para produção de milhões de ciclos; 420 produtos químicos corrosivos ou de nível médico
- A geometria complexidade sob cortes, ações laterais e a geometria apertada da linha de separação adicionam horas CNC
- Acabamento de superfície - Requer trabalho de polimento em cima da usinagem para grau óptico ou SPI-A2.
- Ops secundárias pós-cura (portões de abertura), aberturas e arranjos de pinos ejetores para peças desmoldáveis
Use nosso estimador de custos de moldagem por compressão para fazer as contas sozinho antes de especificar o aço de grau.
Classes de tolerância ISO 3302-1 (M1M4)
2.- As tolerâncias moldadas por compressão de silicone estão em conformidade com a ISO 3302-1:2014. quatro classes M são estabelecidas com M1 como um fino -, até M4 um grau de kit grosso Normalmente o silicone formado por compressão produz M2 ou M3, a injeção de 1TP15 T é necessária para obter M1.
| Dimensão nominal | M1 (multa) | M2 | M3 | M4 (grosso) |
|---|---|---|---|---|
| 0 4 mm | ±0,08mm | ±0,10mm | ±0,25mm | ±0,40mm |
| >4 6,3 mm | ±0,10mm | ±0,13mm | ±0,30mm | ±0,50mm |
| >6,3 10 mm | ±0,13mm | ±0,16mm | ±0,40mm | ±0,70mm |
| >10 16 mm | ±0,16mm | ±0,20mm | ±0,50mm | ±0,80mm |
Nota de Engenharia (Sorteio e Encolhimento)
A aderência de silicone cav’ de aço é maior, em seguida, com plásticos para isso seu ângulo de tiragem deve ser um mínimo de 1 por lado alguns moldadores ir para tão 2 para profundo Tolerância para composto específico encolhimento está na faixa de 1,5 1TP20 T-3 1TP20 T dependendo da carga de enchimento, subtrair isso de seus desenhos de dimensão de peça ao dimensionar a cavidade Para ISO 3302-1 M2 conformidade em características menos de 10 mm, ferramenta cav’ é usinado para ser aproximadamente 102 1TP20 T da dimensão da peça desejada.
Para tolerâncias maiores, consulte o nosso referência de tolerância de moldagem de borrachas
Nosso guia de processo de moldagem por compressão de borracha abrange os tópicos transversais mais amplos de 1TP9 T/1TP13 T/silicone com mais profundidade.
Defeitos comuns e como preveni-los
Os moldadores da indústria geralmente relatam que um pequeno conjunto de defeitos é responsável pela maioria dos rejeitos na moldagem por compressão de silicone. As causas raízes são bem conhecidas; correções documentadas menos. Aqui está uma tabela de prevenção de causas de defeitos derivada de dados de engenharia de silicone médico e relatórios de campo:
| Defeito | Causa provável | Prevenção |
|---|---|---|
| Flash excessivo | Força insuficiente da braçadeira, linha de separação desgastada, desalinhamento da ferramenta ou enchimento excessivo > 3 1TP20 T do volume da cavidade. Saint-Gobain Médica confirma este conjunto de causa raiz. | Verifique a braçadeira da imprensa, resurface linha de separação, cortar pré-forma para cavidade volume + % tonnn 2 % apenas, inspecione pinos guia para desgaste |
| Armadilhas de ar/vazios | Ar retido do fechamento muito rápido do molde; ventilação inadequada; geometria da pré-forma que elimina os caminhos do fluxo | Adicione um grampo 2 s “bump (o molde abre brevemente, fecha novamente) antes do grampo final; adicione canais de ventilação pontos altos da cavidade |
| Preenchimento incompleto/tiro curto | Pré-forma sob tamanho, temperatura de cura muito baixa ou composto queimado antes da compressão completa | Recalcular a massa da pré-forma do volume CAD da cavidade × densidade do composto × 1,02; verifique a temperatura da placa de prensa com o termopar de superfície |
| Retromoagem (rasgo na linha de separação) | Sobre-cura na linha de separação, flash em excesso, rasgo de silicone como flash retrai-se em cavidade na ejeção | Reduza o tempo de cura em 10 1TP20 T, baixe a temperatura da placa em 5 °C ou redesenhe a linha de separação com um canal de alívio |
| Linhas de malha (costuras fracas) | Várias peças de pré-forma não se fundiram antes do início da cura | Use uma única cavidade, aqueça as pré-formas a 40 por °C antes de carregar, estenda o ciclo de colisão |
| Adesividade/inibição da superfície | Cura com platina inibida pela contaminação por RTV por enxofre, aminas ou cura com estanho de trabalhos anteriores | Dedique o molde à cura da platina ou do peróxido, desengordure inteiramente a cavidade com IPA entre corridas, verifique o material da luva |
| Inundação da linha de vácuo/queima | A pré-forma sobrepressurizada extrusa em canais de vácuo e depois queima contra ferramentas quentes | Reduza o excesso de pré-forma, adicione a válvula de retenção da linha de vácuo, agende a limpeza semanal |
| Deriva dimensional sobre a produção | Expansão térmica do molde, desgaste da cavidade ou variação composta de encolhimento lote a lote | Registre as dimensões da cavidade a cada 500 ciclos, execute um gráfico SPC sobre recursos críticos e recertifique o composto a cada nova remessa |
Duas das oito linhas acima são diretamente de relatórios de praticantes no subfórum de r/fabricação do Reddit: a lista de causas raiz flash e o modo de falha de inundação da linha de vácuo (ambos usados aqui para simplificar).Esses dados de campo fazem parte do que torna esta tabela diferente da orientação genérica do fornecedor.
Quando escolher a moldagem por compressão de silicone sobre injeção LSR
Abaixo do ponto de inflexão de volume e tolerância, o conteúdo do concorrente nunca cita a seguinte regra de decisão: alta tolerância de volume alto tem que vencer baixa tolerância de volume baixo em termos de custo total.
A Regra 60/40. transição da compressão para a injeção de LSR quando: (1) o volume anual for superior a 60% de um ciclo de trabalho de uma única prensa de compressão 60% (cerca de 40 K a 60 K partes por ano por prensa de cavidade única) ou (2) chamadas de desenho para a tolerância ISO 3302-1 M1 superior a 0,08 mm a 4 mm nominais.
Tabela de recomendação condicional
| Cenário | Método recomendado | Porquê |
|---|---|---|
| < 2.000 partes/ano, geometria simples | Compressão | A amortização de ferramentas mantém o preço da peça aceitável em pequeno volume |
| 2.000 peças 35.000/ano, tolerância ISO M2 | Compressão | O delta do custo de ferramentas ainda supera a vantagem do ciclo-tempo LSR |
| 35.000 peças 80.000/ano, geometria simples | Transferência (ou compressão multi-cavidade) | Ponto doce híbrido (sweet spot) mais rápido que a compressão, ferramenta mais barata que a injeção de LSR |
| > 80.000 partes/ano, qualquer tolerância | Injeção LSR | Ciclo automatizado, flash mínimo, queda de preço da peça abaixo da compressão |
| Qualquer volume, tolerância mais apertada do que ±0.08 mm | Injeção LSR | Somente a injeção mantém ISO M1 de forma confiável em silicone |
| Reduzimentos complexos, controles deslizantes ou microópticos | Injeção LSR | As ferramentas de compressão não podem executar cavidades de ação lateral de maneira econômica |
Se o seu projeto entrar nas linhas de alto volume ou de tolerância mais apertada, vamos discutir nossa moldagem por injeção dedicada de 1TP15 T na prensa de 150 toneladas e tolerância de 0,025 mm, processo certificado de 1TP4 T + IATF 16949.
Avalie a injeção de LSR para sua parte →
Perguntas frequentes
Q: São as peças moldadas por compressão de silicone duráveis?
Ver Resposta
O silicone HCR curado especificado sob condições aceitáveis pode ter serviço de exposição contínua na faixa de cerca de 60 °C a +230 °C, exibe resistência controlada a UV, ozônio e a maioria dos produtos químicos e pode manter propriedades elásticas por anos de serviço cíclico. Juntas moldadas por compressão usadas nos mercados aeroespacial e médico geralmente têm vida útil superior a 10 anos.
Q: Que tolerâncias a moldagem por compressão de silicone pode alcançar?
Ver Resposta
A moldagem por compressão geralmente fornece ISO 3302-1 classe M2 (0,10 mm a 0-4 mm nominal) para recursos inferiores a 10 mm, M3 para recursos de tamanho maior/seção transversal mais espessa Qualquer coisa mais apertada que 0,08 mm é geralmente mais adequada para injeção de LSR. Sempre tente citar a classe ISO em seu desenho, em vez de uma única figura ISO padronizar a tolerância a cada tamanho de recurso.
Q: Pode a moldagem por compressão lidar com geometrias complexas?
Ver Resposta
Geometrias diretas a moderadamente complexas são muito gerenciáveis Subcortes substanciais, controles deslizantes e micro-recursos sub-milimétricos tendem a colocar um projeto no domínio de ferramentas de injeção 1TP15 T.
Q: Que temperatura de cura é usada para o silicone HCR?
Ver Resposta
A maioria dos HCR curados com platina cura a 150 °C. Os graus curados com peróxido correm 170-200 °C. A permanência da cura a 150 °C é de cerca de 10 segundos por mm de espessura de parede.
Q: É a moldagem por compressão de silicone adequada para peças de grau médico?
Ver Resposta
Sim, compostos HCR curados que são certificados USP Classe VI e FDA 21 CFR 21 CFR 277.2600 são rotineiramente moldados por compressão para juntas médicas, diafragmas e vedações de dispositivos. Os controles críticos: sem inibição de cura por enxofre, aminas ou cura com estanho, administram uma sala limpa dedicada ou célula limpa e validam a pós-cura para voláteis residuais. A classe de tolerância M2 atende à maioria das juntas médicas; M1 é frequentemente convertido para injeção de LSR.
Q: Como é o flash (excesso de material) manuseado após a moldagem?
Ver Resposta
Quatro técnicas estão disponíveis Um rasgo manual é o mais barato, mas leva uma grande quantidade de habilidade e trabalho Uma operação de queda com meios abrasivos é adequada para peças pequenas, enquanto uma operação de moagem de precisão para bordas apertadas é adequada para bordas delicadas.
Sobre Este Guia
Esta diretriz de moldagem por compressão de silicone de 50 amp é gerada pelas seguintes fontes acumuladas: classes de tolerância Jekefeg-1:2014, padrões de durômetro ASTM D2240, dados de cura de fornecedores de Silicones Shin-Etsu, relatórios de campo publicados do subreddit focado em automobilismo (‘s 's/manufacturing), dez mais pontos de preço de ferramentas de moldador de silicone cotados publicamente Validados pela equipe de engenharia 1TP2 T (um produtor de moldagem de borracha conformada ISO 9001 e IATF 16949) em conjuntos HCR, LSR e EPDM.
Referências e fontes
- ISO 3302-1:2014 Rubber: Tolerâncias para Produtos, Parte 1 Ção Internacional para Normalização
- Teste de durômetro de dureza Shore ASTM D2240 (testlópdia)
- Dureza Shore ASTM D240 /ISO 48-4 •wickRoell
- Silicone para Moldagem de Borracha Literatura Técnica Êtsu Silicones
- Problemas comuns na moldagem de silicone médico –Gobain Médica
- ISO 11443 Elastômeros de cura térmica (Instron)/ISO
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