1. Contracción
Aunque los LSR no se encogen en el molde, suelen encogerse entre un 2,5 % y un 3 % después del desmoldeo y el enfriamiento.
La cantidad exacta de contracción que se produce depende en cierta medida de la formulación del compuesto, pero desde la perspectiva del molde, la contracción puede verse afectada por varios factores, incluida la temperatura del molde, la temperatura del compuesto cuando se desmolda y la presión en la cavidad del molde y la posterior compresión del compuesto.
También vale la pena considerar la ubicación del punto de inyección, porque la tasa de contracción en la dirección del flujo de caucho suele ser mayor que la tasa de contracción perpendicular al flujo de caucho. El tamaño general del producto también afecta su tasa de contracción. Los productos más gruesos generalmente se encogen menos que los más delgados. Si se requiere una vulcanización secundaria, puede producirse una contracción adicional.
2. Línea de separación
Determinar la ubicación de la línea de separación es uno de los primeros pasos en el diseño de un molde de inyección de caucho de silicona.
La ventilación se logra principalmente a través de ranuras ubicadas en la línea de separación, y dichas ranuras deben estar ubicadas en el área donde finalmente llega el material de caucho inyectado. Esto ayuda a evitar burbujas internas y reducir la pérdida de resistencia de la junta adherida.
Debido a la baja viscosidad del LSR, la línea de separación debe ser precisa para evitar el desbordamiento. Aun así, la línea de separación suele ser visible en el producto final. El desmoldeo se ve afectado por las dimensiones geométricas del producto y la posición de la superficie de separación. Diseñar el producto con un ligero chaflán ayuda a garantizar que el producto tenga una afinidad consistente con la otra mitad requerida de la cavidad del molde.
3. Escape
A medida que se inyecta LSR, el aire atrapado en la cavidad del molde se comprime cuando el molde se cierra y luego se descarga a través de la ranura de ventilación durante el proceso de llenado. Si el aire no se puede descargar por completo, quedará retenido en el caucho (lo que a menudo hace que el borde blanco del producto quede expuesto). La ranura de ventilación generalmente tiene entre 1 mm y 3 mm de ancho y entre 0,004 mm y 0,005 mm de profundidad.
El mejor efecto de escape se consigue creando un vacío en el molde. Esto se consigue diseñando una junta en la línea de separación y evacuando rápidamente todas las cavidades del molde con una bomba de vacío. Una vez que el vacío alcanza el nivel nominal, el molde se cierra por completo y comienza la inyección. Algunos equipos de moldeo por inyección permiten el funcionamiento con una fuerza de cierre variable, lo que permite al procesador cerrar el molde a baja presión hasta que la cavidad esté llena entre un 90% y un 95% con LSR (lo que facilita la extracción del aire) y, a continuación, cambiar a una fuerza de cierre mayor para evitar que la goma de silicona se expanda y se desborde.
4. Punto de inyección
Al moldear LSR, se utiliza un sistema de canal frío. Esto maximiza las ventajas de este compuesto de caucho y aumenta la eficiencia de producción al máximo nivel. Al procesar el producto de esta manera, no es necesario eliminar el canal de inyección, lo que evita el aumento de la intensidad de mano de obra de la operación y, en ocasiones, evita una gran cantidad de desperdicio de material. En muchos casos, la estructura del canal de inyección también puede acortar el tiempo de operación.
La boquilla de inyección del compuesto de caucho se controla mediante una válvula de aguja para el flujo hacia adelante. Actualmente, muchos fabricantes pueden proporcionar boquillas de inyección con interruptores operados por aire como equipo estándar y colocarlas en varias partes del molde. Algunos fabricantes de moldes han desarrollado especialmente un sistema de canal frío abierto con un volumen muy pequeño, de modo que se colocan múltiples puntos de inyección en un espacio de molde extremadamente limitado (llenando así toda la cavidad del molde). Esta tecnología permite producir en masa productos de caucho de silicona de alta calidad sin separar la boquilla de inyección de caucho.
Si se utiliza un sistema de canal frío, es importante crear una diferencia de temperatura eficaz entre la cavidad caliente y el canal frío. Si el canal está demasiado caliente, el caucho puede comenzar a curarse antes de la inyección. Pero si se enfría demasiado rápido, absorberá demasiado calor del área de la compuerta del molde y no se curará por completo.
Para productos inyectados con canales de inyección convencionales (como canales sumergidos y canales cónicos), es adecuado utilizar un puerto de inyección de diámetro pequeño (el diámetro del puerto de inyección suele ser de 0,2 mm a 0,5 mm) para el vertido. Para el caucho LSR de baja viscosidad, como el caucho termoplástico, es muy importante un sistema de canal de flujo equilibrado. Solo de esta manera se pueden llenar uniformemente todas las cavidades del molde con caucho. El uso de software de simulación para diseñar sistemas de canal de flujo puede simplificar en gran medida el proceso de desarrollo del molde y demostrar su eficacia mediante pruebas de llenado del molde.
5. Desmoldeo
El caucho de silicona líquida que ha sido vulcanizado tiende a adherirse a la superficie del metal, y la flexibilidad del producto hace que sea difícil desmoldearlo. Sin embargo, la resistencia al desgarro a alta temperatura del LSR permite desmoldearlo en condiciones normales, e incluso los productos más grandes no se dañarán. Las técnicas de desmoldeo más comunes incluyen el desmoldeo con placas de desmoldeo, el desmoldeo con pasadores de desmoldeo y el desmoldeo neumático. Otras técnicas comunes incluyen el raspado con rodillos, el desmoldeo con placas de exportación y el desmoldeo automático.
Cuando se utiliza un sistema de desmoldeo, debe mantenerse dentro de un rango de alta precisión. Si el espacio entre el pasador de expulsión y el buje del pasador guía es demasiado grande, o el espacio aumenta debido al desgaste a largo plazo de las piezas, puede provocar un desbordamiento de pegamento.
Un pasador de empuje en forma de cono invertido o de hongo funciona bien porque permite una mayor presión de contacto, lo que mejora el sello.
6. Material del molde
La paleta del molde generalmente está hecha de acero para herramientas sin alear (n.º 1.1730, código DIN C45W). Para paletas de molde a -210 ℃, considerando la resistencia al impacto, se debe utilizar acero pretemplado.
(n.º 1.2312, código DIN 40 CrMn-MoS 8 6). La placa de soporte del molde para colocar la cavidad del molde debe estar hecha de acero nitrurado o templado para garantizar su resistencia a altas temperaturas.
Para LSR altamente relleno, como los grados resistentes al aceite, se recomienda utilizar materiales más duros para hacer el molde, como acero cromado brillante o metal en polvo desarrollado especialmente para este propósito.
(n.º 1.2379, código DIN X 155CrVMo121). Al diseñar un molde para un material de alto desgaste, las piezas que están sujetas a una alta fricción deben diseñarse para que sean reemplazables, de modo que no sea necesario reemplazar todo el molde.
La superficie interior de la cavidad del molde tiene una gran influencia en el acabado del producto. Lo más obvio es que el producto moldeado coincidirá completamente con la superficie de la cavidad del molde. El molde para productos transparentes debe estar hecho de acero pulido. El acero al níquel/níquel con tratamiento superficial tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta, mientras que el politetrafluoroetileno (PTFE)/níquel puede facilitar el desmoldeo.
7. Control de temperatura
En términos generales, el moldeo de LSR se realiza mejor mediante calentamiento eléctrico, generalmente utilizando un calentador de banda, un calentador de cartucho o una placa calefactora. La clave es distribuir uniformemente el campo de temperatura en todo el molde para promover la solidificación uniforme del LSR. Para moldes grandes, el calentamiento con control de temperatura de aceite es el método de calentamiento más rentable.
Cubrir el molde con una placa aislante ayuda a reducir la pérdida de calor. Cualquier inadecuación del molde caliente puede provocar grandes fluctuaciones de temperatura entre operaciones o provocar fugas de gas. Si la temperatura de la superficie desciende demasiado, la velocidad de curado del caucho se ralentizará, lo que a menudo hace que el producto no se pueda desmoldar y provoca problemas de calidad. Se debe mantener una cierta distancia entre el calentador y la línea de separación para evitar que la plantilla se doble y se deforme, formando rebabas por desbordamiento de cola en el producto terminado.
Si diseña un molde para un sistema de canal frío, debe asegurarse de que el extremo caliente y el extremo frío estén completamente separados. Puede utilizar una aleación de titanio especial (como 3.7165 [TiA16V4]) porque su conductividad térmica es mucho menor que la de otros aceros. Para un sistema de calentamiento de molde integrado, se debe colocar un escudo térmico entre el molde y la placa de soporte del molde para minimizar la pérdida de calor.
Un diseño y una concepción adecuados pueden garantizar el moldeo por inyección de LSR, y el molde es muy importante. Los principios de diseño de moldes anteriores tienen como objetivo hacer que el caucho llene la cavidad del molde, acortar el tiempo de curado y lograr una alta calidad y un alto rendimiento del producto terminado, de modo que los procesadores de caucho de silicona puedan obtener buenos beneficios económicos.
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