液态硅橡胶模具的七大设计要点

　　热固性液态硅橡胶（LSR）压注模具的结构，总的来说，跟热塑性胶料所用的模具结构相似，但也有不少显著差别。例如，LSR胶料一般粘度较低，因而充模时间很短，即使在很低的注射压力下也是如此。为了避免空气滞留，在模具中设置良好的排气装置是至关重要的。
　　另外，LSR胶料在模具内不会像热塑性胶料那样收缩，它们往往遇热膨胀，遇冷轻微收缩。因而，其制品并不总是如所期望的那样留在模具的凸面上，而是滞留在表面积较大的模腔内。
　　一.收缩率
　　虽然LSR并不会在模内收缩，但它们在脱模和冷却后，常常会收缩2.5%-3%。至于究竟收缩多少，在一定程度上取决于该胶料的配方。不过，从模具角度考虑，收缩率可能受到几种因素的影响，其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度，以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。
　　注射点的位置也值得斟酌，因为胶料流动方向的收缩率，通常比与胶料垂直流动方向的收缩率大一些。制品的外形尺寸对其收缩率也有影响，较厚的制品的收缩率一般要比较薄者小。如果需进行二次硫化，则可能再额外地收缩。
　　二.分型线
　　确定分型线的位置是设计硅橡胶压注模具的前几个步骤之一。
　　由于LSR粘度较低，分型线必须精确，以免造成溢胶。即便如此，在定型的制品上还常能看见分型线。脱模　　受制品的几何尺寸和分型面位置的影响。将制品设计成稍有倒角，有助于保证制品对所需的另一半模腔有一致的亲合力。
　　三.排气
　　排气主要是通过位于分型线上的槽沟来实现的，这样的槽沟必经处在压注胶料最后到达的区域内。这样有助于避免内部产生气泡和降低胶接处的强度损失。
　　随着LSR的注入，滞留在模腔内的空气在模具闭合时被压缩，然后随着充模过程而通过通气槽沟被排出。空气如果不能完全排出，就会滞留在胶料内（这样往往会造成制品部分露出白边）。通气槽沟一般宽度为l-3mm，深度为0.004-0.005mm。
　　在模具内抽真空，可创造最佳的排气效果。这是通过在分型线上设计一个垫圈，并用真空泵迅速将所有的模腔抽成真空来实现的。一旦真空达到额定的程度，模具即完全闭合，开始压注。有些注射模压设备容许在可变化的闭合力下操作，这使加工者可以在低压下闭合模具，直到模腔的90%-95%被LSR充满（使空气更容易排出），然后切换成较高的闭合力，以免硅橡胶膨胀而发生溢胶。
　　四.注射点
　　模压LSR时采用冷流道系统，可最大限度地发挥这种胶料的优点，并可将生产效率提升至最高限度。以这么一种方式来加工制品，就不必去掉注胶道，从而避免增加作业的劳动强度，有时还可避免材料的大量浪费。在许多情况下，注胶道结构还可缩短操作时间。
　　胶料注射嘴由针形阀来作正向流控制，目前，许多制造厂商可将带气控开关的注射嘴作为标准设备提供，并能将其设置在模具内的各个部位。有些模具制造商专门研制出了一种开放式冷流道系统，其体积非常之小，以致要在极其有限的模具空间内设置多个注射点（进而充满了整个模腔）。这项技术在无需使胶注口分离的情况下，使大量生产优质硅橡胶制品成为可能。
　　如果采用冷流道系统，那么重要的是在热的模腔和冷的流道之间形成有效的温度间隔。若流道太热，胶料可能在注射前便开始硫化；但是，若冷却得太急，它就会从模具的浇口区吸收太多的热，导致不能完全硫化。
　　对于用常规的注浇道（如潜入式浇道和锥形浇道）注射的制品，适宜采用小直径注胶口加料（加料口直径通常为0.2-0.5mm）来浇注。低粘度的LSR胶料如同热塑性胶料一样，平衡流道系统显得十分重要，只有这样，所有的模腔才会被胶料均匀地注满。利用设计流道系统的模拟软件，可以大大简化模具的研制过程，并通过充模试验证明其有效性。
　　五.脱模
　　通过硫化的液体硅橡胶容易粘附在金属的表面，制品的柔韧性会使其脱模困难。而LSR拥有的高温撕裂强度能使之在一般条件下脱模，即使较大的制品也不会被损伤。最常见的脱模技术包括脱模板脱模、脱模销脱模和气力脱模。其它常见的技术有辊筒刮模、导出板脱模和自动御模。
　　使用脱模系统时，必须使其保持在高精度范围内。若顶推销与导销套之间的间隙太大，或者部件因长时间磨损而间隙变大，就可能造成溢胶。
　　倒锥形或蘑菇形顶推销的效果甚佳，因为它允许采用较大的接触压力，便于改善密封性。
　　六.模具材料
　　模具托板常用非合金工具钢（No.1.1730，DIN code C45W）制成，-210℃高温的模具托板，考虑到抗冲击性，应当用预回火钢（No.1.2312，DIN code 40CrMn-MoS86）制造。对于设置模腔的模具托板，应采用经氮化或回火热处理的模具钢制造，以确保其耐高温性能。
　　对填充量高的LSR，如耐油级LSR，推荐采用硬度更高的材料来制造模具，例如，光亮的镀铬钢或为此用途专门研制的粉末金属（No.1.2379，DIN code X155CrVMo121）。设计高磨损材料模具时，应该将那些承受高磨擦的部件设计成可更换的形式，这样就不用更换整个模具了。
　　模腔内表面对制品的光洁度影响甚大。最明显的是，定型制品将同模腔表面完全吻合。透明制品用模具应采用抛光的钢材制造，经过表面处理的钛/镍钢耐磨性极高，而聚四氟乙烯（PTFE）/镍则能使脱模更加容易。
　　七.温度控制
　　一般来说，LSR的模压以采用电加热方式为宜，通常是采用带形加热器、筒形加热器或加热板加热。关键的是要使整个模具的温度场均匀分布，以促进LSR均匀固化。在大型模具上，最经济有效的加热法当推油温控制加热。
　　用绝热板包覆模具，有利于减少热损失。热模任何部位的不适宜，都可能使之在各操作工序之间遭受大的温度波动，或造成跑气。如果表面温度降得过低，胶料固化速度就会减慢，这往往会使制品无法脱模，引起质量问题。加热器和分型线之间应保持一定的距离，以防止模板弯翘变形，在成品上形成溢胶毛边。
　　若设计冷流道系统的模具，热端和冷端之间必须确保完全隔开。可以采用特制的钛合金（如3.7165[TiA16V4]）制造，这是因为与别的钢材相比，其导热性低得多。对于一个整体的模具加热系统而言，隔热板应设置在模具与模具托板之间，以使热损失最小。
　　恰当的设计和构思可确保LSR压注成型，在此，模具十分重要。上述模具设计原则，旨在使胶料充满模腔，缩短固化时间，成品质量上乘，产量高，从而使硅橡胶加工者获得良好的经济效益。