液态硅胶微精密注塑成型技术是传统注塑成型与液态硅胶材料特性相结合的高端制造工艺,专门用于生产尺寸微小、结构精细、要求严苛的硅胶零件。

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一、核心原理概述
液态硅胶微精密注塑成型的核心原理是:将双组分(A组分和B组分)的液态硅胶在低温下精确计量、混合均匀,然后通过一个精密的注塑系统,在较低压力下注入一个预热的高精度模具型腔中,硅胶在模具内通过加热迅速发生硫化(交联)反应,从液态转变为固态弹性体,从而得到最终产品。
它与传统热塑性塑料注塑的最大区别在于:材料是液态而非固态,固化过程是化学交联反应而非物理冷却相变。
二、技术系统的关键组成部分与原理
一套完整的LSR微精密注塑系统主要包括以下几个关键部分:
1. 供料与计量系统
原理:LSR材料以A(基础聚合物+催化剂)、B(基础聚合物+交联剂)两种组分分开储存和输送,通常是桶装或通过泵送系统。这是为了防止它们在进入机器前发生预交联。
精密计量:采用高精度的齿轮计量泵或柱塞泵,以非常精确的比例(通常是1:1)输送A、B组分。计量精度直接决定了最终产品的化学稳定性和物理性能。
2. 动态混合系统
原理:经过精确计量的A、B组分被送入一个静态混合器。
静态混合器:其内部由一系列特殊的螺旋元件组成,当液流通过时,会被不断地切割、分割和重组,从而在无需任何运动部件的情况下实现A、B组分的充分、均匀混合。混合器的长度和内部结构设计确保了混合的彻底性。
3. 精密注塑单元
原理:混合均匀的液态硅胶被输送到注塑缸中。一个精密的螺杆或柱塞在低温(通常通过水冷却系统维持,如20-30°C)下将料筒前端的胶料推入模具。
关键点:
低温:防止胶料在料筒内过早硫化。
低注射压力:由于LSR粘度低、流动性极佳,注射压力通常远低于塑料注塑,这有利于保护微细的模具结构和芯片等嵌件。
精密控制:对注射速度、压力和保压过程进行精确的闭环控制,以确保填充微小型腔的完整性和稳定性。
4. 高温模具系统
原理:模具是成型的关键,它被加热到硫化温度(通常为150°C - 200°C)。
加热方式:通常使用内置的加热棒或热油/热水循环系统进行均匀加热。
微结构设计:模具型腔和流道系统经过精密加工(如镜面抛光、微细电极放电加工等),尺寸精度可达微米级。冷流道系统被广泛使用,以防止流道内的胶料固化,减少浪费。
排气设计:由于LSR流动性好且固化时可能产生气体,精密的排气槽至关重要,能防止困气导致的产品缺料或烧焦。
5. 固化与顶出
原理:当混合的LSR注入热模具后,交联反应被触发并迅速进行。在设定的硫化时间内,液态硅胶完全转变为固态弹性体。
脱模:成型完成后,模具打开,通过精密的顶针系统(或使用压缩空气)将微小的成品顶出。由于硅胶具有弹性,即使结构复杂也易于脱模。
三、工艺流程步骤
将以上系统整合,其工艺流程如下:
1. 备料与计量:A、B组分在低温下分别从料桶中由计量泵精确抽取。
2. 混合:A、B组分在静态混合器中充分混合,形成均质的待注射胶料。
3. 注射:在冷却的注塑单元中,螺杆/柱塞将定量的混合胶料以低速、低压注入预热的模具型腔。
4. 填充与保压:胶料迅速填充整个型腔,包括微细结构。短暂的保压阶段确保补充因交联收缩而产生的体积差。
5. 硫化成型:胶料在高温模具中保持一段时间,完成交联固化反应。
6. 开模与顶出:模具打开,成型好的微精密硅胶零件被顶出。
7. 过程重复:整个周期自动重复进行,冷流道中的胶料保持液态,进入下一个注射周期。
四、技术特点与优势
极高的尺寸精度和重复性:得益于精密的计量、注射控制和稳定的硫化过程。
卓越的细节复制能力:低粘度的LSR可以完美复制模具上微米级的结构。
高效与自动化:循环周期短,可实现7x24小时全自动化生产。
洁净无污染:LSR本身是医用级材料,过程无副产物,适合医疗、光学等高要求领域。
与嵌件集成能力强:易于在微型电子元件(如传感器芯片)、金属件上进行包覆成型。
五、典型应用领域
医疗器械:微型导管、阀门、密封圈、药物输送部件、植入式器械组件。
微电子与光电:摄像头模组密封、光学透镜封装、连接器密封套、 MEMS传感器封装。
汽车电子:各种微型传感器的密封保护。
消费电子:智能穿戴设备的防水密封圈、微型声学部件(如扬声器网膜)。
总而言之,液态硅胶微精密注塑成型技术是一门通过精密控制材料、温度、压力和时间,将液态硅胶的优异性能在微尺度上完美呈现的先进制造技术,是现代高精度、高可靠性微小制品生产的核心工艺之一。

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一、核心原理概述
液态硅胶微精密注塑成型的核心原理是:将双组分(A组分和B组分)的液态硅胶在低温下精确计量、混合均匀,然后通过一个精密的注塑系统,在较低压力下注入一个预热的高精度模具型腔中,硅胶在模具内通过加热迅速发生硫化(交联)反应,从液态转变为固态弹性体,从而得到最终产品。
它与传统热塑性塑料注塑的最大区别在于:材料是液态而非固态,固化过程是化学交联反应而非物理冷却相变。
二、技术系统的关键组成部分与原理
一套完整的LSR微精密注塑系统主要包括以下几个关键部分:
1. 供料与计量系统
原理:LSR材料以A(基础聚合物+催化剂)、B(基础聚合物+交联剂)两种组分分开储存和输送,通常是桶装或通过泵送系统。这是为了防止它们在进入机器前发生预交联。
精密计量:采用高精度的齿轮计量泵或柱塞泵,以非常精确的比例(通常是1:1)输送A、B组分。计量精度直接决定了最终产品的化学稳定性和物理性能。
2. 动态混合系统
原理:经过精确计量的A、B组分被送入一个静态混合器。
静态混合器:其内部由一系列特殊的螺旋元件组成,当液流通过时,会被不断地切割、分割和重组,从而在无需任何运动部件的情况下实现A、B组分的充分、均匀混合。混合器的长度和内部结构设计确保了混合的彻底性。
3. 精密注塑单元
原理:混合均匀的液态硅胶被输送到注塑缸中。一个精密的螺杆或柱塞在低温(通常通过水冷却系统维持,如20-30°C)下将料筒前端的胶料推入模具。
关键点:
低温:防止胶料在料筒内过早硫化。
低注射压力:由于LSR粘度低、流动性极佳,注射压力通常远低于塑料注塑,这有利于保护微细的模具结构和芯片等嵌件。
精密控制:对注射速度、压力和保压过程进行精确的闭环控制,以确保填充微小型腔的完整性和稳定性。
4. 高温模具系统
原理:模具是成型的关键,它被加热到硫化温度(通常为150°C - 200°C)。
加热方式:通常使用内置的加热棒或热油/热水循环系统进行均匀加热。
微结构设计:模具型腔和流道系统经过精密加工(如镜面抛光、微细电极放电加工等),尺寸精度可达微米级。冷流道系统被广泛使用,以防止流道内的胶料固化,减少浪费。
排气设计:由于LSR流动性好且固化时可能产生气体,精密的排气槽至关重要,能防止困气导致的产品缺料或烧焦。
5. 固化与顶出
原理:当混合的LSR注入热模具后,交联反应被触发并迅速进行。在设定的硫化时间内,液态硅胶完全转变为固态弹性体。
脱模:成型完成后,模具打开,通过精密的顶针系统(或使用压缩空气)将微小的成品顶出。由于硅胶具有弹性,即使结构复杂也易于脱模。
三、工艺流程步骤
将以上系统整合,其工艺流程如下:
1. 备料与计量:A、B组分在低温下分别从料桶中由计量泵精确抽取。
2. 混合:A、B组分在静态混合器中充分混合,形成均质的待注射胶料。
3. 注射:在冷却的注塑单元中,螺杆/柱塞将定量的混合胶料以低速、低压注入预热的模具型腔。
4. 填充与保压:胶料迅速填充整个型腔,包括微细结构。短暂的保压阶段确保补充因交联收缩而产生的体积差。
5. 硫化成型:胶料在高温模具中保持一段时间,完成交联固化反应。
6. 开模与顶出:模具打开,成型好的微精密硅胶零件被顶出。
7. 过程重复:整个周期自动重复进行,冷流道中的胶料保持液态,进入下一个注射周期。
四、技术特点与优势
极高的尺寸精度和重复性:得益于精密的计量、注射控制和稳定的硫化过程。
卓越的细节复制能力:低粘度的LSR可以完美复制模具上微米级的结构。
高效与自动化:循环周期短,可实现7x24小时全自动化生产。
洁净无污染:LSR本身是医用级材料,过程无副产物,适合医疗、光学等高要求领域。
与嵌件集成能力强:易于在微型电子元件(如传感器芯片)、金属件上进行包覆成型。
五、典型应用领域
医疗器械:微型导管、阀门、密封圈、药物输送部件、植入式器械组件。
微电子与光电:摄像头模组密封、光学透镜封装、连接器密封套、 MEMS传感器封装。
汽车电子:各种微型传感器的密封保护。
消费电子:智能穿戴设备的防水密封圈、微型声学部件(如扬声器网膜)。
总而言之,液态硅胶微精密注塑成型技术是一门通过精密控制材料、温度、压力和时间,将液态硅胶的优异性能在微尺度上完美呈现的先进制造技术,是现代高精度、高可靠性微小制品生产的核心工艺之一。









