Принцип технології мікро-прецизійного лиття під тиском рідкого силікону

Технологія мікро-прецизійного лиття під тиском рідкого силікону – це високо-процес виробництва, який поєднує традиційне лиття під тиском із властивостями рідких силіконових матеріалів. Він спеціально розроблений для виготовлення силіконових деталей із мініатюрними розмірами, складною структурою та суворими вимогами.

Лиття під тиском із рідкого силікону
I. Огляд основних принципів

Основний принцип мікро-прецизійного лиття під тиском із рідкого силікону полягає в наступному: два компоненти (компонент А та компонент В) рідкого силікону точно дозують і рівномірно змішують при низькій температурі. Потім за допомогою прецизійної системи впорскування його вводять у попередньо нагріту високо{2}}точну порожнину форми під низьким тиском. У формі силікон піддається швидкій реакції вулканізації (-зшивання) завдяки нагріванню, перетворюючись із рідкого на твердий еластомер, отримуючи таким чином кінцевий продукт.

Його найбільша відмінність від традиційного термопластичного лиття під тиском полягає в тому, що матеріал є рідким, а не твердим, а процес затвердіння є хімічною реакцією перехресного -зшивання, а не фізичною зміною фази охолодження.

II. Ключові компоненти та принципи технічної системи

Повна система мікро-прецизійного лиття під тиском LSR в основному включає такі ключові компоненти:

1. Система годування та дозування

Принцип: матеріали LSR зберігаються та транспортуються окремо як два компоненти, A (основний полімер + каталізатор) і B (основний полімер + зшиваючий агент), зазвичай у бочках або за допомогою насосної системи. Це робиться для того, щоб запобігти попередньому-зшиванню, перш ніж вони потраплять у машину.

Точне дозування: високо{0}}точні зубчасті насоси-дозатори або плунжерні насоси використовуються для доставки компонентів A і B у дуже точному співвідношенні (зазвичай 1:1). Точність вимірювання безпосередньо визначає хімічну стабільність і фізичні властивості кінцевого продукту.

2. Динамічна система змішування

Принцип: точно дозовані компоненти A і B подаються в статичний змішувач.

Статичний змішувач: його внутрішня частина складається з серії спеціальних спіральних елементів, які безперервно розрізають, поділяють і рекомбінують потік рідини, досягаючи ретельного й рівномірного змішування компонентів A і B без будь-яких рухомих частин. Довжина та конструкція внутрішньої конструкції змішувача забезпечують повне змішування.

3. Блок прецизійного лиття під тиском

Принцип: рівномірно змішана рідка силіконова гума доставляється в ін'єкційний циліндр. Точний гвинт або плунжер штовхає гумовий матеріал з передньої частини стовбура у форму при низькій температурі (зазвичай підтримується системою водяного охолодження, наприклад 20-30 градусів).

Ключові моменти:

Низька температура: запобігає передчасній вулканізації гумового матеріалу всередині стовбура.

Низький тиск упорскування: завдяки низькій в'язкості та чудовій текучості LSR, тиск уприскування зазвичай набагато нижчий, ніж той, який використовується при лиття пластмас під тиском. Це допомагає захистити складну структуру форми та вставки, такі як стружка.

Точний контроль: точний замкнутий цикл керування швидкістю ін’єкції, тиском і тиском утримування забезпечує цілісність і стабільність заповнення мікро-порожнин.

4. Високо{1}}система прес-форм

Принцип: форма має вирішальне значення для формування; її нагрівають до температури вулканізації (зазвичай 150 градусів - 200 градусів).

Спосіб нагрівання: рівномірний нагрів зазвичай досягається за допомогою вбудованих-нагрівальних стрижнів або системи циркуляції гарячого масла/гарячої води.

Конструкція мікроструктури: порожнина прес-форми та система бігунів оброблені з високою точністю- (наприклад, полірування дзеркал, електроерозійна обробка мікро-електродами), що забезпечує точність розмірів до рівня мікрометра. Системи холодних каналів широко використовуються, щоб запобігти затвердінню смоли в каналах, зменшуючи відходи.

Конструкція вентиляції: через високу текучість LSR і потенціал утворення газу під час затвердіння, точні вентиляційні канали мають вирішальне значення, щоб запобігти нестачі матеріалу або вигорянню продукту через уловлений газ.

5. Затвердіння та викид

Принцип: коли змішаний LSR вводять у гарячу форму, реакція перехресного{0}}зшивання запускається та протікає швидко. За встановлений час вулканізації рідкий силікон повністю перетворюється на твердий еластомер.

Виймання з форми: після формування форма відкривається, і крихітний готовий продукт викидається через точну систему ежектора (або за допомогою стисненого повітря). Завдяки еластичності силікону навіть складні конструкції легко виймаються з форми.

III. Етапи процесу

Інтегруючи вищезазначені системи, процес виглядає наступним чином:

1. Підготовка матеріалу та дозування: Компоненти A і B точно відбираються з резервуара для матеріалу при низьких температурах за допомогою дозувальних насосів.

2. Змішування: Компоненти A і B ретельно змішуються в статичному змішувачі до утворення однорідної суміші для ін’єкцій.

3. Ін’єкція: в охолоджуваному ін’єкційному блоці гвинт/плунжер впорскує відміряну кількість змішаної суміші в попередньо нагріту порожнину форми на низькій швидкості та низькому тиску.

4. Тиск заповнення та утримання: суміш швидко заповнює всю порожнину, включаючи мікроструктуру. Коротка фаза тиску витримки забезпечує компенсацію різниці в об’ємі, спричиненої усадкою перехресних{2}}зв’язків.

5. Вулканізація: з’єднання витримується у високо-температурній формі протягом певного періоду часу для завершення -зшивання та реакції затвердіння.

6. Відкриття та викид форми: форма відкривається, і формовані мікро-точні силіконові деталі викидаються.

7. Повторення процесу: весь цикл автоматично повторюється, при цьому суміш залишається рідкою в холодній канаві для наступного циклу впорскування.

IV. Технічні характеристики та переваги

Надзвичайно висока точність розмірів і повторюваність: виграш від точного дозування, контролю впорскування та стабільного процесу вулканізації.

Чудова здатність відтворювати деталі: LSR із низькою-в’язкістю може ідеально відтворювати структури мікронного-рівня на формах.

Висока ефективність і автоматизація: короткий час циклу забезпечує цілодобове повністю автоматизоване виробництво.

Чистота й відсутність{0}}забруднення: LSR сам по собі є медичним матеріалом-без побічних продуктів у процесі, що робить його придатним для таких складних галузей, як медицина та оптика.

Потужна можливість інтеграції зі вставками: легко формується на мікроелектронних компонентах (таких як сенсорні мікросхеми) і металевих частинах.

V. Типові області застосування

Медичні пристрої: мікрокатетери, клапани, ущільнювачі, компоненти доставки ліків, вузли імплантованих пристроїв.

Мікроелектроніка та оптоелектроніка: герметизація модуля камери, інкапсуляція оптичних лінз, ущільнювальні муфти роз’ємів, інкапсуляція датчика MEMS.

Автомобільна електроніка: ущільнення та захист для різних мікродатчиків.

Побутова електроніка: водонепроникні ущільнювачі для розумних пристроїв, що носяться, мікроакустичні компоненти (наприклад, діафрагми динаміків).

Підсумовуючи, технологія мікро-прецизійного лиття під тиском рідкого силікону – це передова виробнича технологія, яка ідеально демонструє чудові властивості рідкого силікону в мікромасштабі шляхом точного контролю матеріалів, температури, тиску та часу. Це один із основних процесів виробництва сучасних високо-точних і-надійних мікропродуктів.