HTV i LSR w produkcji detali: co zmienia sposób przetwarzania materiału

Ten sam elastomer silikonowy może przynieść całkowicie odmienne parametry mechaniczne detalu, jeśli zmianie ulegnie metoda przetwarzania materiału. Klasyczny surowiec HTV występuje w stanie stałym i wyróżnia się lepkością rzędu milionów paskalosekund. Wymusza to jego intensywne uplastycznianie mechaniczne przed ostatecznym uformowaniem w gnieździe. Z kolei ciekły kauczuk LSR charakteryzuje się znacznie niższą lepkością, sięgającą maksymalnie stu tysięcy paskalosekund. Taka struktura fizyczna pozwala na płynne dozowanie surowca wprost do maszyny wtryskowej bez konieczności jego wcześniejszego ugniatania. Wybór między tymi dwoma stanami skupienia determinuje całą linię produkcyjną, budowę narzędzi oraz sposób kontroli parametrów wulkanizacji.

Czym różni się przygotowanie i utwardzanie HTV oraz LSR?

Proces przygotowania bazy materiałowej różni się drastycznie już na pierwszych etapach. Tradycyjne mieszanki silikonowe typu HTV wymagają wielokrotnego mieszania na walcach z dodatkiem katalizatora peroksydowego lub platynowego. Ten mechaniczny proces łączy się z obowiązkowym odpowietrzaniem próżniowym, które precyzyjnie usuwa pęcherze powietrza powstałe podczas łączenia składników. Materiał uformowany w bloki lub grube paski podaje się do maszyny za pomocą silnego ubijaka. Dopiero wewnątrz cylindra następuje właściwe uplastycznianie za pomocą specjalnego ślimaka. Cylinder maszyny chłodzi się ostrożnie do temperatury 20-50°C, co chroni gęsty materiał przed przedwczesnym sieciowaniem na etapie transportu. Ostateczne utwardzanie następuje dopiero w formie podgrzanej do 180-200°C przy wykorzystaniu bardzo wysokiego ciśnienia docisku.

Technologia przetwarzania ciekłego silikonu eliminuje etap mechanicznego walcowania. Dwuskładnikowa guma LSR miesza się statycznie bezpośrednio w chłodzonej głowicy dozującej maszynę wtryskową. Pompy objętościowe zapewniają perfekcyjnie precyzyjne proporcje komponentów A i B, a zintegrowany pomost próżniowy skutecznie i na bieżąco eliminuje uwięzione powietrze. W tym zautomatyzowanym procesie kanały doprowadzające formy utrzymuje się w rygorystycznym przedziale od 20 do 45°C. Utwardzanie płynnego silikonu w gnieździe trwa zaledwie 20-60 sekund dzięki zastosowaniu wysoce reaktywnego katalizatora platynowego i temperatury formy sięgającej 220°C.

Wartość początkowej lepkości bezpośrednio decyduje o fizyce płynięcia i wyborze konkretnej technologii produkcyjnej dla danego profilu. Wysoka lepkość stałego HTV sprzyja formowaniu kompresyjnemu lub transferowemu, gdzie twardy materiał wciska się powoli i z dużą siłą do gniazd formy. System ten wybacza drobne wahania parametrów, ale znacząco spowalnia cykl. Z kolei niska lepkość LSR pozwala na niezwykle dynamiczny wtrysk z ciśnieniem rzędu tysiąca barów. Umożliwia to błyskawiczne i precyzyjne wypełnienie bardzo złożonych geometrii bez ryzyka uwięzienia powietrza wewnątrz krytycznego detalu.

Dostosowanie form i maszyn do właściwości materiału

Przejście z technologii stałej na płynną wymusza całkowitą przebudowę narzędzi i układów uplastyczniających. Przetwarzanie surowców wysokolepkich HTV opiera się zazwyczaj na gorących kanałach i ślimaku z wyraźną strefą kompresji, która radzi sobie z twardą gumą. Zupełnie odwrotnie zachowuje się wtrysk LSR, który kategorycznie wymaga zastosowania precyzyjnych zimnych kanałów. Szerokość takich obwodów wynosi zaledwie od jednego do trzech milimetrów, a specjalne zawory iglicowe zapobiegają wulkanizacji materiału w przewodach doprowadzających. Dysza wtryskowa dla płynnego kauczuku pozostaje szczelnie zamykana między cyklami. Skrupulatna kontrola temperatury całego układu wymaga niezależnych obwodów chłodzących dla kanałów i grzejących dla samych gniazd formujących.

Prawidłowe wymieszanie i usunięcie gazów determinuje ostateczną powtarzalność wymiarową oraz wizualną produktów gumowych. Niestabilne parametry temperaturowe podczas formowania wysokolepkiego silikonu często powodują wady powierzchniowe, do których należą pęcherze czy mikropęknięcia. Pełna automatyzacja dozowania w systemach LSR minimalizuje odpady technologiczne i stabilizuje twardość końcową uszczelek. Doświadczenia produkcyjne zakładów Larkis potwierdzają, że stabilne dozowanie płynnych komponentów redukuje ryzyko powstania defektów strukturalnych detali. Niezmienne parametry wtrysku znacznie ułatwiają firmom realizację najbardziej restrykcyjnych norm jakościowych dla zaawansowanej branży medycznej oraz motoryzacyjnej.

W wytwarzaniu precyzyjnych detali elastomerowych o docelowej jakości decyduje rygorystyczne dopasowanie technologii przetwórstwa do właściwości fizycznych materiału. Wszelkie błędy na etapie uplastyczniania i odpowietrzania stałego kauczuku nieuchronnie obniżają właściwości mechaniczne gotowych uszczelek lub osłon przemysłowych. Zastosowanie wtrysku płynnego silikonu sprawdza się najlepiej w powtarzalnych aplikacjach wysokowolumenowych, gdzie liczy się krótki czas cyklu i absolutny brak odpadów. Tradycyjne formowanie kompresyjne pozostaje natomiast wysoce rentowne dla mniejszych serii produkcyjnych oraz gabarytowo dużych komponentów. Ścisła kontrola nad temperaturą i ciśnieniem zawsze stanowi warunek konieczny do uzyskania powtarzalnego wyrobu pozbawionego ukrytych wad.