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ニュース > 業界の動態 > 液状シリコーンゴムモールド設計の7つのポイント

  • 液状シリコーンゴムモールド設計の7つのポイント

    1.収縮率

    LSR は金型内では収縮しませんが、脱型して冷却すると 2.5% ～ 3% 収縮することがよくあります。

    どの程度の収縮が起こるかは、ゴム配合物の配合によってある程度決まります。ただし、金型の観点から見ると、収縮は、金型の温度、型から取り出されるときのゴムの温度、金型キャビティ内の圧力とその後のゴムの圧縮など、いくつかの要因の影響を受ける可能性があります。

    通常、ゴムの流れ方向の収縮はゴムの流れに垂直な方向の収縮よりも大きいため、射出点の位置も考慮する価値があります。製品の外形寸法も収縮率に影響します。一般に、厚い製品の収縮率は薄い製品の収縮率よりも小さくなります。二次加硫が必要な場合、追加の収縮が発生する可能性があります

    2.パーティングライン

    パーティング ラインの位置を決定することは、シリコーン ゴム射出成形金型を設計する際の最初のステップの 1 つです。

    排気は主にパーティング ラインにある溝を通じて行われ、このような溝は射出成形材料が最終的に到達する領域になければなりません。これにより、内部の気泡が回避され、接着接合部の強度損失が軽減されます。

    LSR は粘度が低いため、接着剤のオーバーフローを避けるためにパーティング ラインは正確でなければなりません。それでも、成形品にはパーティングラインが発生することがよくあります。離型は、製品の幾何学的寸法とパーティング面の位置の影響を受けます。わずかに面取りした部品を設計すると、金型キャビティの目的の残りの半分に対して部品が一貫した親和性を持つようになります。

    3.排気

    LSR の射出により、金型キャビティ内に閉じ込められた空気は、金型が閉じられるときに圧縮され、金型の充填プロセス中に通気溝を通じて排出されます。空気が完全に排出できない場合、空気がゴムコンパウンド内に残ります（これにより、製品の一部に白いエッジが現れることがよくあります）。通気溝の幅は1mm～3mm、深さは0.004mm～0.005mmが一般的です。

    金型内を真空にすることで、可能な限り最高の脱気効果が得られます。これは、パーティング ライン上にガスケットを設計し、真空ポンプを使用してすべての金型キャビティを迅速に排気することによって実現されます。真空度が定格レベルに達すると、金型が完全に閉じられ、射出が開始されます。一部の射出成形装置では、可変型閉力での操作が可能です。これにより、加工業者は、金型キャビティの 90% ～ 95% が LSR で満たされるまで (空気が逃げやすくなるように) 低圧で金型を閉じ、その後高圧に切り替えることができます。閉じる力は、シリコンゴムが膨張して接着剤が溢れるのを防ぐためのものです。

    4.注入ポイント

    LSRの成形にはコールドランナーシステムが使用されます。この化合物の利点を最大限に発揮し、生産効率を最大限に高めることができます。この方法で製品を処理することにより、接着剤注入チャネルを取り外す必要がなくなるため、作業の労働力の増加が回避され、場合によっては大量の材料の無駄が回避されます。多くの場合、注入チャネル構造により稼働時間も短縮されます。

    ゴム製射出ノズルは順流用のニードルバルブによって制御されており、現在、多くのメーカーがエア制御スイッチを標準装備した射出ノズルを提供しており、金型のさまざまな部分に取り付けることができます。一部の金型メーカーは、オープン コールド ランナー システムを特別に開発しました。このシステムは非常に小さいため、非常に限られた金型スペースに複数の射出ポイントを設定する必要があります (つまり、金型キャビティ全体を埋める必要があります)。この技術により、接着剤注入口を分離することなく、高品質なシリコーンゴム製品の量産が可能となります。

    コールド ランナー システムを使用する場合は、高温の金型キャビティとコールド ランナーの間に効果的な温度分離を作成することが重要です。ランナーが熱すぎると、射出前にコンパウンドの加硫が始まる可能性があります。しかし、冷却が速すぎると、金型のゲート領域から熱を吸収しすぎて、完全に加硫されなくなります。

    従来の注入チャネル（水中ランナーやテーパーランナーなど）で注入される製品の場合、供給用に小径の注入ポート（通常、供給ポートの直径は0.2mm〜0.5mm）を使用して注入するのに適しています。低粘度の LSR ゴムは熱可塑性ゴムと同様に、すべての金型キャビティに均一にゴムを充填することができるので、ランナー システムのバランスをとることが非常に重要です。ランナー システムの設計にシミュレーション ソフトウェアを使用すると、金型開発プロセスが大幅に簡素化され、金型充填テストを通じてその有効性を証明できます。

    5. 脱型

    加硫された液状シリコーンゴムは金属表面に密着しやすく、柔軟性があるため脱型が困難です。LSR は高温引裂き強度に優れているため、通常の条件下での離型が可能であり、大きな製品であっても損傷することはありません。最も一般的な離型技術には、ノックアウト プレート離型、離型ピン離型、および空気圧離型が含まれます。その他の一般的な技術には、ローラー スクレーピング、ガイド プレートの離型、自動金型制御などがあります。

    離型システムを使用する場合は、高精度の範囲内に維持する必要があります。プッシュピンとガイドピンスリーブ間の隙間が大きすぎる場合、または部品の長期摩耗により隙間が大きくなった場合、接着剤のオーバーフローが発生する可能性があります。

    逆円錐形またはキノコ形のプッシュピンは、接触圧力を高めて密閉性を高めることができるため、効果的です。

    6.金型材質

    モールド パレットは一般に非合金工具鋼 (no.1.1730、DIN コード C45W) で作られています。-210°C の高温に耐えるモールド パレットの場合は、耐衝撃性を考慮してプリテンパー鋼を使用する必要があります。（no.1.2312、DINコード40 CrMn-MoS 8 6）製造。金型キャビティを設置する金型パレットは、高温耐性を確保するために窒化または焼き戻しされた工具鋼で作られている必要があります。

    耐油性 LSR などの充填量の多い LSR の場合は、この目的のために特別に開発された光沢クロムメッキ鋼や粉末金属などのより硬い材料を使用して金型を作成することをお勧めします。(no.1.2379、DIN コード X 155CrVMo121)。高摩耗材料用の金型を設計する場合、金型全体を交換する必要がないように、高摩擦にさらされる部品を交換可能に設計する必要があります。

    金型キャビティの内面は製品の仕上がりに大きな影響を与えます。最も明白なことは、成形された製品が金型キャビティの表面と完全に一致することです。透明な製品の金型は研磨されたスチール製である必要があります。表面処理されたニッケル/ニッケル鋼は非常に耐摩耗性が高く、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)/ニッケルにより型からの取り出しが容易になります。

    7.温度管理

    一般的に言えば、LSR 成形には電気加熱を使用するのが適切であり、通常はストリップ電気ヒーター、円筒状ヒーター、または加熱プレートを使用します。重要なのは、LSR の均一な凝固を促進するために、金型全体に温度場を均一に分布させることです。大型の金型の場合、最もコスト効率の高い加熱方法は油温制御加熱です。

    金型を断熱パネルで覆うと、熱損失が軽減されます。加熱金型に不適切な部分があると、動作プロセス間の温度変動が大きくなったり、ガスの発生が発生したりする可能性があります。表面温度が下がりすぎるとゴムの硬化速度が遅くなり、離型できなくなったり、品質上の問題が発生する場合があります。テンプレートが曲がったり変形したり、完成品に接着剤のオーバーフローバリが形成されたりするのを防ぐために、ヒーターとパーティングラインの間に一定の距離を維持する必要があります。

    コールド ランナー システムを使用して金型を設計する場合は、ホット エンドとコールド エンドを完全に分離する必要があります。熱伝導率が他の鋼よりもはるかに低いため、特殊なチタン合金 (3.7165 [TiA16V4] など) から作ることができます。金型加熱システム全体の場合、熱損失を最小限に抑えるために、熱シールドを金型と金型パレットの間に配置する必要があります。

    適切な設計と構想により、金型が非常に重要な LSR 射出成形が保証されます。上記の金型設計原則は、金型キャビティにゴムを充填し、硬化時間を短縮し、高品質の完成品を生産し、高生産量を達成することを目的として設計されており、これによりシリコーンゴム加工業者は良好な経済的利益を得ることができます。
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