Longsheng

Vom Autoreifen bis zum medizinischen Katheter – Gummiprodukte sind im modernen Leben allgegenwärtig. Doch die Frage bleibt: Wie wird aus einem Stück Rohgummi ein präzises Industrieteil? Die Antwort ist Gummiformtechnologie, der entscheidende Prozess, der all dies ermöglicht. In diesem Artikel befassen wir uns mit den Prinzipien, Methoden und Anwendungen des Gummiformens und lüften die Geheimnisse der Elastomerherstellung.

Kurzübersicht: Wählen Sie Ihren Wasserhahn auf einen Blick

Elemente	Kerninhalt
Definition	Ein Herstellungsprozess, bei dem ein Verfahren verwendet wird, um Gummimaterialien in vorbestimmte Formen, Größen und Eigenschaften zu bringen.
Zweck	Umweltfreundliche Produkte mit bestimmten Funktionen (z. B. Elastizität, Abdichtung) herzustellen.
Prinzip	Unter Ausnutzung der Plastizität des Gummis wird dieser unter Hitze und Druck in eine Form gefüllt und anschließend vulkanisiert und vernetzt, um auszuhärten.
Schritte	Rohstoffe → Mischen → Formen → Vulkanisation → Nachbearbeitung
Methoden	Formen, Spritzguss, Extrusion, Kalandrieren usw.
Anwendungen	Automobil, Industrie, Medizin und Konsumgüter (Reifen, Dichtungen, Handschuhe und Schuhsohlen).

Warum diesem Leitfaden vertrauen? Praktische Erfahrung von LS-Experten

Bei LS entwickeln wir nicht nur Gummiformeln und -prozesse, sondern treiben auch deren extreme Anwendungen voran. Im letzten Jahrzehnt waren wir maßgeblich an über 5.000 Projekten mit Gummikomponenten beteiligt, von Mikro-medizinischen Katheterdichtungen bis hin zu Schwingungsdämpfern für riesige Baumaschinen. Dabei haben wir die Grenzen von Hunderten von Gummiformeln und Formprozessen persönlich validiert. Eine Form und die Möglichkeit, Klebstoff einzuspritzen, allein werden Ihren strengen Anforderungen nicht gerecht – von der Präzision in medizinischer Qualität von ±0,02 mm bis hin zum stabilen Formen von ultragroßen, kundenspezifisch geformten Teilen. Wir wissen besser als jeder andere, dass die Lösung der heiklen taktilen Herausforderungen bei Silikonknöpfen und die Überwindung des langfristigen Dichtungsversagens bei 300 °C beständigen Fluorkautschuk-Kraftstoffleitungen tiefgreifende Veränderungen in der Materialwissenschaft und Prozesskontrolle erfordert.

LS hat mit seinen Maßnahmen einen Industriestandard etabliert. Als ein Kunde aus dem medizinischen Bereich die Massenproduktion einer implantierbaren Silikonmembran (mit einer ultradünnen Wandstärke von 0,1 mm und der Anforderung, keine Blasen zu hinterlassen) in Auftrag gab, gaben einige seiner Lieferanten das Projekt aufgrund von Ausbeuteraten von weniger als 30 % auf. LS hingegen erreichte mithilfe seines patentierten Vakuum-Mikrospritzgussverfahrens und seiner nanoskaligen Oberflächenbehandlungstechnologie wiederholt eine Ausbeute von 98 %. Dieser Leitfaden enthält nicht nur unsere Datenbank mit Tausenden von Fällen von Gummifehlern, sondern stützt sich auch auf die erfolgreiche Massenproduktion von LS unter extremen Arbeitsbedingungen. Unsere Innovationen gehen über das bloße Formen der Gummimischung hinaus. Vielmehr nutzen wir Materialmodifikation, Formenbau und Präzisionssteuerungstechnologien, um Konzepte in höchst zuverlässige Endprodukte umzusetzen.

Grundprinzipien und Kernelemente des Gummiformens

Gummiformen: Die Wissenschaft der Umwandlung klebriger Materialien in nützliche Produkte

Stellen Sie sich vor, Sie verwandeln klebrigen Rohgummi in einen federnden Reifen oder eine federnde Dichtung. Diese magische Transformation wird durch Vulkanisation erreicht – den wichtigsten chemischen Veredelungsprozess von Gummi. Die Art des Übergangs von Rohkautschuk zu vulkanisiertem Gummi.

Vulkanisation: Der „Superkraft“-Prozess von Gummi

Kernfunktion: Verwendet Schwefel oder Peroxid, um molekulare Brücken zwischen Gummiketten zu erzeugen. Die wichtigsten chemischen Reaktionen, die Gummi seine endgültigen Eigenschaften verleihen.
Umwandlung:
Umwandlung von Rohkautschuk (klebrig und spröde) in Vulkanisierter Gummi (elastisch und haltbar). 5-10 Mal stärker, hitze- und ölbeständig und hat ein „Gedächtnis“ (kehrt in seine Form zurück).
Wichtigkeit: Ohne Vulkanisierung verhält sich Gummi wie Kaugummi – er verformt sich unter Druck dauerhaft.

Das goldene Trio: Hitze, Druck und Zeit

Diese drei Faktoren müssen perfekt zusammenarbeiten.

Faktor	Wirkung	Reale Wirkung
Hitze	Startet die Vernetzung	Zu niedrig: Gummi ist noch weich. Zu hoch: Verbrennt oder versprödet.
Druck	Drückt den Gummi in die Formdetails.	Entfernt Luftblasen. Verhindert Defekte (Lücken, schwammige Textur)
Zeit	Schließt die Reaktion ab.	Zu kurz: Das Produkt ist schwach, was zu einer „Unterhärtung“ führt. Zu lang: Gummi ist spröde, was zu einer „Überhärtung“ führt.

Profi-Tipp: Anlagen nutzen Sensoren, um den optimalen Punkt für beste Ergebnisse (beste Aushärtezeit) zu ermitteln.

Formen: Meister der Form

Der Hauptzweck der Form: Sie gibt dem Endprodukt Form, Größe und Oberflächenstruktur. Formen sind präzise „Ausstechformen“ aus Metall, die dem Produkt seine präzisen Abmessungen (sogar bis auf 0,01 mm!), vermitteln Oberflächenstrukturen (glatt, griffig oder mit Markenzeichen) und behalten die Konsistenz über Tausende von Teilen hinweg bei.
Keine Gussformen, keine komplexen Gestalten: Einfache Gummiplatten erfordern keine Gussform; komplexe Teile (wie O-Ringe und Schuhsohlen) erfordern kundenspezifische Gussformen. Von Autowischern bis zu Handyhüllen – alle Gummiartikel, die Sie verwenden, basieren auf dieser Wissenschaft.

Wichtigste Verfahren zum Formen von Gummi

Natürlicher oder synthetischer Rohkautschuk wird einem Prozess des Mischens, Formens und Aushärtens (oder Vulkanisierens) unterzogen, um formbaren Gummi herzustellen. Dadurch entsteht ein Material, das hochgradig formbar, belastbar und elastisch ist. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit den wichtigsten Gummiformverfahren.

Methode	Prinzip	Funktion/Anwendung
Formpressen	Vorgeformte Gummimischung wird in eine erhitzte Formhöhle eingebracht, dann wird die Form geschlossen und unter Druck gesetzt für Vulkanisation.	Ziemlich einfache Ausrüstung und kostengünstige Formen. Geeignet für kleine bis mittlere Chargengrößen, sehr große Größen oder dickwandige Teile. Ziemlich geringe Effizienz.
Transfer Molding	Die Gummimischung wird vorgewärmt und in der Einfüllöffnung plastifiziert. Anschließend wird die Verbindung mittels Kolbendruck über den Fließkanal in den geschlossenen Formhohlraum eingespritzt, um zu vulkanisieren.	Höhere Maßgenauigkeit des Produkts, weniger Gratbildung und die Möglichkeit, komplexere Teile und solche mit Einsätzen zu formen. Höhere Effizienz als Formpressen.
Spritzgießen	Ähnlich wie beim Kunststoffspritzgießen wird die Gummimischung im Zylinder plastifiziert und zur Vulkanisierung unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit durch die Schnecke oder den Kolben in die geschlossene, beheizte Formhöhle eingespritzt.	Höchste Effizienz, hoher Automatisierungsgrad, hohe Präzision, minimale Gratbildung und geeignet für große, komplexe und präzise Komponenten. Höchste Geräte- und Formkosten.
Extrusion	Die Plastifizierung der Gummimischung wird in einem Extruder erreicht und kontinuierlich durch eine Düse zu einem Profil (Rohr, Stab, Streifen oder Profil) mit konstantem Querschnitt extrudiert. Die Aushärtung des Profils erfolgt durch anschließende Vulkanisation (Heißluft, Mikrowelle oder Salzbad).	Anwendungen: Schläuche, Dichtungsbänder, Draht- und Kabelummantelungen, Profile usw.
Kalandrieren	Die Gummimischung wird durch eine Reihe rotierender heißer Walzen geführt und zu einer Folie oder einem Gewebe (z. B. Reifencord) kalandriert. gewünschte Dicke und Breite.	Anwendungen:Folie, Klebeband (z. B. Innerliner) und bestimmte Plattenmaterialien.
Tauchformen	Eine Form (Patrize) wird in eine Latex- oder Gummilösung getaucht. Es wird entnommen und getrocknet und dann vulkanisiert, um ein hohles Produkt herzustellen (z. B. Handschuhe, Ballons und Kondome).	Ideal für dünnwandige, hohle und Einwegartikel.

Gummimaterialien: Von Rohkautschuk zu formbaren Verbindungen

Gummimaterialien

Sie werden im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Naturkautschuk und Synthesekautschuk. Naturkautschuk (NR), der hauptsächlich aus Gummibäumen gewonnen wird, verfügt über hervorragende Elastizität, Abriebfestigkeit und Zugfestigkeit und wird häufig zur Reifen- und Schlauchproduktion verwendet. Synthetischer Kautschuk (SBR, BR, NBR, EPDM, CR, IIR, FKM, Silikon, AU/EU usw.) wird künstlich hergestellt und ist in einer Vielzahl von Varianten mit unterschiedlichen Eigenschaften erhältlich, um spezifische Anforderungen wie Ölbeständigkeit und Hitzebeständigkeit zu erfüllen. Sie werden häufig in der Automobil-, Industrie- und Medizinbranche verwendet.

Die primären Rohstoffe von Gummiprodukten sind Rohkautschuk, Compoundiermittel, Fasermaterialien und Metallmaterialien. Rohkautschuk ist der Rohstoff; Compoundiermittel sind Hilfsstoffe zur Leistungssteigerung von Gummiprodukten. Fasermaterialien (Baumwolle, Leinen, Wolle und andere Kunstfasern) und Metalle (Stahl- und Kupferdraht) bilden das Grundgerüst von Gummiprodukten und erhöhen die mechanische Festigkeit und verhindern Verformungen. Im Folgenden werde ich auf die Bedeutung der Compoundierung bei der Gummiherstellung, die wichtigsten Compoundiermittel und den Mischvorgang eingehen. Ich hoffe, das ist hilfreich.

Die Bedeutung des Compoundierens

Es wird verwendet, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, die Kosten zu minimieren und bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Flammhemmung zu verbessern oder zu verleihen.

Vulkanisationssystem: Vulkanisationsmittel (Schwefel, Peroxide usw.), Beschleuniger und Aktivatoren (z. B. Zinkoxid und Stearinsäure).
Verstärkende Füllstoffe: Kieselsäure, Ruß, Calciumcarbonat usw. (zur Verbesserung der Festigkeit und Verschleißfestigkeit und zur Kosteneinsparung).
Schutzsystem: Ozonschutzmittel, Antioxidantien und Lichtstabilisatoren (zur Verzögerung der Alterung).
Weichmacher: Verbessern die Verarbeitungsflüssigkeit und die Niedertemperaturbeständigkeit Leistung.
Verarbeitungshilfsmittel: Klebrigmacher, Dispergiermittel usw.

Mischprozess

Der Vorgang des gleichmäßigen Vermischens von Rohkautschuk oder plastifiziertem Kautschuk mit anderen Mischmitteln. Ziel ist die Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Kautschukprodukten, der Verarbeitungsleistung und der Produktionswirtschaftlichkeit.Es ist der Prozess der gleichmäßigen Verteilung fester und flüssiger Materialien, einschließlich Füllstoffen, Verstärkungsmitteln, Beschleunigern und Vulkanisationsmitteln im Kautschuk, sodass der Kautschuk gleichbleibende Eigenschaften aufweist. Unsachgemäßes Mischen kann bei der weiteren Verarbeitung zu Anbrennen und Frostbildung führen und die Produktqualität beeinträchtigen.

Gummiformgeräte und -formen

Hauptformgeräte

Plattenvulkanisierer:
Ähnlich einem riesigen Bügeleisen verwendet er obere und untere Heizplatten, um hohe Temperaturen zu erzeugen und übt gleichzeitig Klemmkraft aus, um den Gummi zu komprimieren. Er kann beim Formpressen (z. B. Dichtungen), Transferformen (mit Angusssystemen) und bei beheizten Platten eingesetzt werden. Es ist einfach zu verwenden und für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen geeignet.

Gummi-Spritzgussmaschine:
Wie bei einer medizinischen Spritze schmilzt die Plastifizierungseinheit den Gummi, die Spritzeinheit spritzt mit hohem Druck in die Form und die Schließeinheit schließt die Form. Damit können präzise und komplizierte Teile (z. B. Öldichtungen für Autos) mit hoher Effizienz und wenig Abfall hergestellt werden.

Extruder:
Wie bei einer Nudelmaschine drückt die rotierende Schnecke den Gummi durch die Düse, um eine durchgehende Form zu erzeugen (z. B. Schlauch, Dichtungsstreifen). Beim Extrusionsformen besteht es aus einer Schnecke, einem Zylinder, einer Düse sowie einem Heiz- und Kühlsystem. Die Heiz- und Kühlsysteme regeln die Temperatur präzise, um eine stabile Extrusion zu gewährleisten.

Kalander:
Der Kalander besteht aus mehreren Präzisionswalzen, ähnlich einer Nudelholzanordnung, und presst die Gummimischung zu einer gleichmäßigen Platte oder beschichtet sie auf eine Stoffoberfläche (z. B. Reifencord). Der Walzenspalt kann zur Kontrolle der Dicke auf 0,1 mm eingestellt werden.

Werkzeug

Material: Normalerweise aus hochfestem Formenstahl wie P20, H13 oder Aluminiumlegierung. Geeignet für Versuchsformen und Kleinserien.

Das kritische Design: Zu berücksichtigen sind Kavitätsdesign, Trennfläche, Angusskanäle/Toren (Einspritzung/Transfer), Entlüftung, Heiz-/Kühlsysteme und Auswerfermechanismus.

Element	Funktion
Hohlraum	Der „negative Raum“ im Formteil, der die endgültige Form und Größe bestimmt.
Trennlinie	Der Punkt, an dem sich die Form öffnet und der Gratbildung und der Entformungsvorgang bestimmt.
Angusskanal/Gate	Der „Kanal“, der das Gummimaterial in die Kavität leitet (nur für Spritzguss-/Transferformen).
Entlüftungsöffnungen	Luft ablassen, um Luftblasen zu vermeiden (Breite ca. 0,02 mm).
Kühlkanäle	Formtemperatur regeln und Zykluszeit verkürzen.
Auswerferstifte	Das fertige Produkt aus der Form drücken.

Kosten und Lebensdauer: Dies stellt eine große Investition in die Gummiformung dar und wirkt sich direkt auf die Produktqualität und Produktivität aus.

Formen sind eine grundlegende Investition in die Gummiformung (sie machen 30–60 % der Produktionskosten aus). Stahlformen von hoher Qualität können mehr als eine Million Zyklen lang betrieben werden. Konstruktionsfehler können zu fehlerhaften Produkten und Produktionsausfallzeiten führen und so erhebliche Kosten verursachen.

Prozessparameter und -steuerung

Wichtige Prozessparameter

Temperatur: Zylindertemperatur (Einspritzung), Formtemperatur und Aushärtungstemperatur. Diese wirken sich direkt auf die Aushärtungsgeschwindigkeit und die Fließfähigkeit der Verbindung aus.

Druck: Einspritzdruck, Nachdruck und Schließkraft. Diese sorgen für Füllung, Verdichtung und Vermeidung von Graten.

Zeit: Einspritzzeit, Haltezeit und Aushärtezeit. Diese sorgen für vollständige Füllung und ausreichende Aushärtungsreaktion.

Verbindungszustand: Achten Sie immer auf Vorwärmtemperatur, Plastizität oder Mooney-Viskosität.

Bedeutung der Prozesskontrolle

Garantiert während der Produktion Chargenkonsistenz und minimiert Ausschuss. Dies beinhaltet die genaue Messung und Dokumentation von Temperatur, Druck und Zeit.

Einsatz des Rheometers: Rheometer werden hauptsächlich bei der Entwicklung von Gummiformulierungen, der Qualitätskontrolle in der Produktion und der Entwicklung neuer Produkte eingesetzt. Sie analysieren Veränderungen der Gummieigenschaften während des Vulkanisationsprozesses, um Gummimaterialien zu bewerten und zu optimieren. Es wird im Labor und online verwendet, um die Aushärtungseigenschaften der Gummimischung zu überwachen, wie z. B. T90, die optimale Aushärtungszeit.

Anwendungen von Gummiformprodukten

Feld	Anwendung
Automobilindustrie	O-Ringe, Öldichtungen, Dichtungen, Stoßdämpfer, Aufhängungen, Schläuche, Dichtungsstreifen, Wischerleisten und Reifen (Laufflächenextrusion/-formung).
Bau und Ingenieurwesen	Brückenlager, Dehnungsfugendichtungen, Gebäudedichtstoffe, wasserdichte Membranen und Stoßdämpfer.
Industrieausrüstung	Verschiedene Dichtungen, Förderbänder, Gummirollen, Auskleidungen, stoßdämpfende Komponenten und flexible Verbindungsstücke.
Elektronik und Elektronik	Isolierung und Ummantelung von Drähten und Kabeln, Knöpfen, Dichtungsringen und Isolierdichtungen.
Medizin	Medizinische Katheter, Infusionsschläuche, Dichtungen, Handschuhe (imprägniert), Schnuller und Prothesenteile.
Konsumgüter	Schuhsohlen, Spielzeug, Küchenartikel (z. B. Pfannenwender), Griffe von Sportgeräten und Tauchausrüstung.
Luft- und Raumfahrt	Kraftstoffsystemkomponenten, Stoßdämpfer und Hochleistungsdichtungen (die Spezialkautschuke wie FKM erfordern).

FAQs

1. Was ist der Hauptunterschied zwischen Gummiformen und Kunststoffformen?

Der grundlegende Unterschied ist die Vulkanisation (Vernetzung). Kunststoffformen, d. h. Spritzgießen und Extrusion, ist hauptsächlich ein physikalischer Prozess des Schmelzens und Abkühlens zur Fixierung der Form, während Gummiformen ein chemischer Prozess ist und einen Vulkanisationsschritt beinhalten muss. Kunststoffe fließen plastisch, Gummi hingegen elastisch. Bei Kunststoffen ist das Produkt fertig, sobald der Formvorgang abgeschlossen ist; beim Gummiformen ist jedoch nach dem Formvorgang ein Vulkanisationsschritt erforderlich.

2. Welches ist das beste Gummiformverfahren?

Spritzgießen ist im Allgemeinen das effektivste Verfahren, insbesondere für große Stückzahlen, komplizierte Formen und präzise Kleinteile. Es zeichnet sich außerdem durch einen hohen Automatisierungsgrad, kurze Formzyklen und minimalen Abfall aus. Das zweiteffektivste Formverfahren ist das Transferformen. Formpressen ist beim Formen von Gummi weniger effektiv als Spritzgießen.

3. Wie wähle ich das richtige Gummiformverfahren für mein Produkt aus?

Je nach Produktform ist bei komplexen Produkten oder Produkten mit Einsätzen das Spritzgießen oder Transferformen die bevorzugte Methode. Handelt es sich bei dem Produkt um ein einfaches Teil, ist Formen die bevorzugte Methode. Bei einem konstanten Querschnitt ist Extrusion die bevorzugte Methode. Für dünnwandige Hohlprodukte ist Tauchen die bevorzugte Methode. Auf Grundlage des Produktionsvolumens ist für große Serien das Spritzgießen die bevorzugte Methode. Für kleine und mittlere Serien ist Kompressions- oder Transferformen die bevorzugte Methode. Für eine hohe Maßgenauigkeit ist Spritzguss oder Transferpressen erforderlich. Aus Kostengründen ist Spritzguss am teuersten, Formpressen am günstigsten. Je nach den Materialeigenschaften des Produkts, d. h. bei hochviskosen oder wärmeempfindlichen Gummis, kann Formpressen oder Transferpressen gewählt werden. Große und dicke Produkte werden meist formgepresst, je nach Produktgröße.

4. Warum müssen Gummiprodukte vulkanisiert werden? Ist eine Herstellung ohne Vulkanisation möglich?

Nein. Unvulkanisierter (Roh-)Kautschuk hat lineare Molekülketten und ist daher wenig fest, leicht verformbar, wenig verschleiß- und lösungsmittelbeständig sowie sehr temperaturempfindlich und daher ohne praktischen Nutzen. Durch die Vulkanisation werden die linearen Molekülketten durch chemische Vernetzungsbindungen zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur verbunden und verleihen dem Kautschuk wertvolle Eigenschaften wie hohe Elastizität, hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Dimensionsstabilität. Ohne Vulkanisation gäbe es keine brauchbaren Gummiprodukte.

Zusammenfassung

Gummiformen ist ein wichtiger Herstellungsprozess, bei dem Rohgummi durch Vulkanisation in ein Produkt mit exakter Form und hervorragender Leistung umgewandelt wird. Dies wirkt sich direkt auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts aus. Die Wahl eines Partners für Gummiformteile ist eine strategische Entscheidung, die die Kernleistung Ihres Produkts beeinflusst.

Holen Sie sich erstklassige Gummiformteile von LS! Mit über 150 Jahren Erfahrung, Spitzentechnologie und strengen Qualitätskontrollen gewährleisten wir die überragende Qualität Ihrer Gummiteile. Kontaktieren Sie das Expertenteam von LS noch heute! Unabhängig davon, ob Sie Serienteile oder kundenspezifische Komponenten benötigen, bietet LS effiziente und stabile Lösungen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Ihres Produkts. Wenn Sie sich für LS entscheiden, entscheiden Sie sich für eine Garantie für Qualität und Technologie!

Angesichts dieser höheren Herausforderungen ist der CNC-Drehservice von LS Ihr unverzichtbares ultimatives „Werkzeug“. Er steht für Präzision in Industriequalität, beispiellose Wiederholgenauigkeit und effiziente Produktivität, sodass Ihre Designideen perfekt, konsistent und effizient umgesetzt werden können. Wenn Sie sich für LS entscheiden, verleihen Sie Ihrer außergewöhnlichen Handwerkskunst Präzision auf Industrieniveau.

Laden Sie jetzt Ihre Konstruktionszeichnungen hoch und erhalten Sie sofort ein Angebot für CNC-Drehen (Preis für CNC-Drehen). Lassen Sie sich von LS bei Ihrem Streben nach höchster Präzision in der Holzbearbeitung unterstützen!