Как изготавливают силиконовую прокладку

Для изготовления деталей с высокой устойчивостью к температуре и агрессивным средам применяют жидкие компаунды на основе кремнийорганических полимеров. Материал заливают в пресс-формы с точностью до 0,1 мм, после чего подвергают вулканизации при 120-200°C в течение 2-10 минут.

Ключевой параметр – выбор сырья. LSR (жидкий силиконовый каучук) подходит для тонкостенных изделий толщиной от 0,3 мм, тогда как HCR (твердые марки) выдерживают нагрузки до 20 МПа. Добавление оксида алюминия повышает теплопроводность, а технический углерод увеличивает износостойкость.

Контроль качества включает проверку на разрывное усилие (не менее 5 Н/мм² для стандартных модификаций) и герметичность под давлением до 3 атм. Готовые элементы должны сохранять эластичность при -60°C и не деформироваться после 500 циклов сжатия.

Изготовление уплотнительных элементов из силикона: методы и последовательность операций

Подготовка сырья

Для создания качественных изделий применяют жидкие или твердые составы на основе кремнийорганических полимеров. Материал проверяют на вязкость, плотность и отсутствие примесей. Оптимальная температура хранения – от +15°C до +25°C.

Формование

Используют два способа:

Литье под давлением: Смесь заливают в металлические пресс-формы с точностью до 0,05 мм. Давление – от 50 до 200 бар, нагрев до 120-180°C.

Вырубка из листов: Готовые пластины толщиной 0,5-10 мм обрабатывают гидравлическими прессами. Производительность – до 500 деталей в час.

Готовые образцы подвергают вулканизации при 200-220°C в течение 2-4 часов. Контроль твердости по Шору – 30-80 единиц.

Выбор сырья: виды силикона и их свойства

Для изготовления уплотнительных элементов чаще всего применяют три типа материала: термореактивный (HTV), жидкий (LSR) и фторсиликон (FVMQ). Каждый вариант отличается характеристиками и сферой применения.

Термореактивный силикон (HTV)

HTV обладает высокой прочностью (до 12 МПа) и выдерживает нагрев до +300°C. Подходит для деталей, работающих под механической нагрузкой. Минус – требует вулканизации при температуре от +150°C.

Жидкий силикон (LSR)

LSR затвердевает при +80°C, подходит для тонкостенных форм. Обладает эластичностью (удлинение до 800%) и биосовместимостью. Используется в пищевой и медицинской отраслях. Для точных параметров лучше заказать силиконовая прокладка на заказ с индивидуальными свойствами.

Фторсиликон (FVMQ)

Материал устойчив к маслам, топливу и агрессивным средам. Рабочий диапазон: от -60°C до +200°C. Применяется в автомобильной и химической промышленности.

Критерии выбора:

• Температурный режим: LSR – до +200°C, HTV – до +300°C.
• Гибкость: LSR подходит для сложных контуров, HTV – для жестких конструкций.
• Стойкость: FVMQ используют при контакте с химикатами.

Подготовка смеси: состав и дозировка компонентов

Для получения однородной массы смешивают основу и отвердитель в соотношении 10:1. Отклонение более чем на 5% ухудшает прочность.

Типичный состав включает:

• Основа – 90-95% (полидиметилсилоксан или аналоги);
• Отвердитель – 5-10% (платиновый катализатор или пероксид);
• Наполнители – до 15% (оксид алюминия, кварцевая мука);
• Пигменты – 0.1-2% (термостойкие неорганические соединения).

Перед загрузкой в смеситель компоненты выдерживают при 23±2°C не менее 4 часов. Время перемешивания – 7-10 минут при 500 об/мин. Готовность проверяют по отсутствию полос на пробном оттиске.

При добавлении пигментов сначала смешивают их с основой (5 минут), затем вводят отвердитель. Для темных оттенков используют углеродные добавки, для светлых – диоксид титана.

Формование прокладок: методы и оборудование

Для создания деталей из эластомеров применяют три основных способа: литьё под давлением, прессование и экструзию. Выбор зависит от требуемой точности, тиража и свойств материала.

Литьё под давлением обеспечивает минимальные допуски (±0,05 мм) и подходит для сложных конфигураций. Используют термопластавтоматы с усилием смыкания от 50 до 500 тонн. Температура плавления – 160-220°C, цикл занимает 15-90 секунд.

Прессование применяют для крупных партий с простой геометрией. Гидравлические прессы (50-200 бар) работают с резиновыми смесями при 140-180°C. Время отверждения – 2-5 минут на 1 мм толщины.

Экструзия актуальна для непрерывного профиля. Шнековые машины с ЧПУ выдают до 20 м/мин при температуре 80-120°C. Допуски – ±0,2 мм, требуют последующей калибровки.

Критичные параметры оборудования:

• Точность поддержания температуры (±1°C)
• Скорость впрыска (50-300 мм/с)
• Давление формования (700-1500 бар)

Для снижения брака используют вакуумирование литьевых форм (остаточное давление 0,1-0,5 мбар) и автоматизированные системы извлечения.

Вулканизация: температурные режимы и время обработки

Оптимальная температура для вулканизации – 160–180°C. При таких значениях достигается баланс между скоростью реакции и качеством материала. Ниже 150°C процесс замедляется, выше 200°C возможна деградация структуры.

Режимы для разных составов

Для термостойких смесей – 170–190°C, время выдержки 3–5 минут. Мягкие марки обрабатывают при 150–165°C в течение 6–8 минут. Точные параметры зависят от толщины изделия: каждые 2 мм добавляют 1–1,5 минуты к общему циклу.

Контроль параметров

Используйте термопары с погрешностью не более ±2°C. Давление в прессе поддерживайте на уровне 8–12 МПа. При нарушении режима возможны пузыри, неравномерная плотность или снижение эластичности.

Охлаждение проводите постепенно: резкий перепад температур (более 30°C/мин) вызывает внутренние напряжения. Для тонких элементов достаточно 10–15 минут, массивные детали охлаждайте 25–30 минут.

Контроль качества: проверка размеров и герметичности

Для точного измерения параметров применяют цифровые штангенциркули с погрешностью до 0,01 мм. Допустимые отклонения:

• Толщина: ±0,1 мм для изделий до 5 мм, ±0,15 мм для образцов 5-10 мм.
• Диаметр отверстий: ±0,05 мм при размерах до 20 мм.
• Внешний контур: ±0,2 мм на длине до 100 мм.

Проверка герметичности выполняется двумя методами:

1. Воздушный тест:
   • Давление 0,5-1,5 бар в зависимости от толщины.
   • Время выдержки – 30 секунд.
   • Допустимая утечка – не более 0,5% от начального значения.
2. Гидравлический тест:
   • Используют воду с добавлением красителя.
   • Давление 2-3 бар для уплотнений с рабочей нагрузкой до 10 бар.
   • Контрольное время – 1 минута.

Каждую партию проверяют выборочно – минимум 10% от общего количества. При обнаружении брака более чем в 2% случаев проводят повторный контроль всей партии.

Упаковка и маркировка готовых изделий

Для защиты от повреждений и загрязнений применяют герметичные полиэтиленовые пакеты с толщиной от 80 мкм. Каждый мешок должен выдерживать нагрузку до 5 кг без разрыва.

На упаковку наносят маркировку термотрансферным принтером. Минимальный размер шрифта – 3 мм. Обязательно указывают:

• артикул;
• дату выпуска в формате ДД.ММ.ГГГГ;
• количество в партии;
• штрихкод EAN-13.

Групповую тару – картонные коробки или пластиковые контейнеры – маркируют несмываемой краской. Для хранения при температуре ниже -15°C используют морозостойкие стикеры.

Перед отгрузкой проверяют целостность упаковки и соответствие маркировки накладным. Погрешность в количестве не должна превышать 0,5%.

Видео:

Форма для силиконовых прокладок сложной формы