Как производят силиконовые прокладки

Для изготовления деталей с высокой химической стойкостью применяют жидкие составы на основе кремнийорганических полимеров. Смесь заливают в пресс-формы с точностью до 0,05 мм, затем подвергают вулканизации при температуре 160-200°C в течение 2-5 минут. Твердость готовых изделий регулируют добавками – от 20 до 80 единиц по Шору А.

Ключевой параметр – выбор сырья. Для пищевой промышленности берут платиновые катализаторы, в автомобилестроении используют пероксидные составы. Толщина стенок не должна превышать 10 мм, иначе возникнут дефекты при термообработке. Готовые образцы проверяют на растяжение – минимальный предел прочности 7 МПа.

Финишная обработка включает удаление облоя лазером или криогенным способом. Для партий свыше 1000 штук экономически выгодно автоматизировать раскрой. Погрешность геометрии не превышает 0,2 мм при использовании ЧПУ-оборудования. Срок службы таких элементов достигает 15 лет в агрессивных средах.

Производство силиконовых прокладок: технология и этапы

Подготовка сырья и форм

Для изготовления деталей из силикона применяют жидкие составы на основе каучука. Материал смешивают с отвердителем и красителями в строгих пропорциях. Готовую массу заливают в пресс-формы, предварительно обработанные антиадгезионным покрытием. Точность геометрии оснастки определяет качество готовых изделий.

Формование и вулканизация

Залитый состав подвергают нагреву до 120–200°C под давлением. Вулканизация длится от 30 секунд до 10 минут – время зависит от толщины элемента. После извлечения из формы проверяют отсутствие дефектов: пузырей, неровностей кромок. Для сложных конфигураций используют производство силиконовых прокладок с ЧПУ-резкой.

Готовые детали тестируют на герметичность и устойчивость к температуре. Допуски по толщине – ±0,1 мм для стандартных изделий, ±0,05 мм для прецизионных. Срок службы зависит от условий эксплуатации: от 5 лет в бытовой технике до 20 лет в промышленных установках.

Выбор сырья: какие виды силикона подходят для прокладок

Для изготовления уплотнительных элементов чаще всего применяют три типа материала:

• Жидкий (LSR) – подходит для литья под давлением, обеспечивает высокую точность форм. Выдерживает температуры от -60°C до +250°C.
• Твердый (HCR) – используется при прессовании. Устойчив к агрессивным средам, включая масла и кислоты.
• Пористый (вспененный) – снижает вибрацию, применяется в условиях низкого давления.

Критерии выбора:

1. Термостойкость – LSR предпочтителен для высоких температур.
2. Эластичность – HCR сохраняет свойства при деформациях до 40%.
3. Химическая инертность – для контакта с пищевыми продуктами выбирают марки с сертификатом FDA.

Примеры марок:

• Silopren LSR 2650 – для медицинских изделий.
• Elastosil R 401/60 – устойчив к УФ-излучению.
• Shin-Etsu KE-951-U – высокая прочность на разрыв.

Подготовка смеси: состав и добавки для улучшения свойств

Основу материала составляет каучук с добавлением наполнителей, пластификаторов и отвердителей. Для повышения термостойкости вводят оксид алюминия (5–15% от массы), а для эластичности – полидиметилсилоксан (3–8%).

Применяют сажу (1–3%) для УФ-защиты или диоксид титана (2–5%) для белого цвета. Для ускорения вулканизации добавляют пероксид бензоила (0,5–2%), а для замедления – ингибиторы на основе азотистых соединений.

Перед смешиванием компоненты просеивают (фракция 40–60 мкм), затем перемешивают в вакуумном миксере при 20–30°C до однородности. Готовую массу проверяют на вязкость (5000–8000 сПз) и время гелеобразования (3–7 мин).

Формование изделий: методы литья и прессования

Для получения деталей с высокой точностью применяют два основных способа: заливку в формы и сжатие под давлением. Первый вариант подходит для сложных конфигураций, второй – для массового выпуска.

Литьё выполняют при температуре 120–180°C, используя металлические или композитные матрицы. Вязкий материал заливают под вакуумом, чтобы исключить пузыри. Время отверждения – от 30 секунд до 5 минут в зависимости от толщины.

Прессование требует давления 50–150 кг/см². Смесь помещают в разогретую пресс-форму, затем сжимают гидравлическим прессом. Цикл занимает 1–3 минуты, после чего готовую деталь извлекают автоматическим толкателем.

Критические параметры для обоих методов:

• Точность формы: допуск ±0,05 мм
• Шероховатость поверхности матрицы: Ra ≤ 0,2 мкм
• Температурный контроль: отклонение не более ±2°C

Для мелкосерийных партий выбирают литьё, при объёмах свыше 10 000 единиц в месяц выгоднее прессование. Автоматизированные линии с роторными прессами обеспечивают выпуск до 500 деталей в час.

Вулканизация: температурные режимы и время обработки

Оптимальная температура для вулканизации резиновых смесей – от 140°C до 180°C. При 150°C процесс занимает 5–10 минут, при 170°C – 3–7 минут. Превышение 200°C приводит к деструкции материала.

Рекомендации для разных составов:

• Натуральный каучук: 140–160°C, 8–12 мин.
• Бутадиен-стирольные смеси: 160–180°C, 4–8 мин.
• Фторкаучуки: 170–190°C, 10–15 мин.

Точные параметры зависят от толщины изделия. Для деталей до 2 мм время сокращают на 20%, свыше 5 мм – увеличивают на 30%.

Контроль температуры обязателен: отклонение более чем на ±5°C снижает прочность на 15–25%. Используйте термопары с погрешностью не выше 1°C.

Контроль качества: проверка размеров и герметичности

Для точного измерения параметров применяют цифровые штангенциркули с погрешностью до 0,01 мм. Допустимые отклонения не должны превышать ±0,2 мм для толщины и ±0,5 мм для диаметра.

Геометрию проверяют на координатно-измерительных машинах (КИМ) с программным обеспечением, например, Mitutoyo или Zeiss. Минимальная частота контроля – 5 изделий из партии в 1000 шт.

Герметичность тестируют двумя методами:

1. Пневматический: деталь помещают в камеру, подают воздух под давлением 1,5 атм и фиксируют падение на манометре в течение 30 сек.

2. Водный: образец погружают в воду, создают вакуум 0,8 атм и наблюдают за пузырьками в течение 15 сек. Допустимая утечка – не более 0,05 мл/мин.

Результаты заносят в протокол с указанием:

• номера партии
• даты проверки
• используемого оборудования
• фактических значений
• подписи ответственного

Упаковка и маркировка: требования к хранению и транспортировке

Используйте герметичные полиэтиленовые пакеты с антистатическим покрытием для защиты от влаги и пыли. Толщина пленки – не менее 80 мкм.

Маркировка должна содержать:

• наименование партии;
• дату изготовления;
• количество в упаковке;
• знак «Хрупкое» при перевозке.

При перевозке избегайте прямого солнечного света. Допустимая высота штабелирования – не более 5 коробок.

Для международных поставок применяйте упаковку, соответствующую стандарту ISTA 3A. Используйте пенопластовые вставки толщиной 20 мм для фиксации.

Видео:

Форма для силиконовых прокладок сложной формы