Longsheng

От автомобильных шин до медицинских катетеров – резиновые изделия окружают нас повсюду в современной жизни. Но кто берёт кусок сырой резины и превращает его в прецизионную промышленную деталь? Ответ – технология формования резины , важнейший процесс, который всё это делает. В этой статье мы рассмотрим принципы, методы и области применения формования резины, а также раскроем секреты создания эластомеров.

Краткая справка: выберите смеситель одним взглядом

Почему стоит доверять этому руководству? Практический опыт экспертов LS

В LS мы не просто разработчики рецептур резины и специалисты по технологическому процессу; мы также являемся новаторами в их экстремальных применениях. За последние десять лет мы приняли непосредственное участие в разработке более 5000 резиновых компонентов, от крошечных уплотнителей медицинских катетеров до колоссальных антивибрационных опор для строительного оборудования, лично подтвердив пределы сотен резиновых смесей и технологий литья . Простого наличия формы и возможности впрыскивания клея будет недостаточно для удовлетворения ваших высоких требований — от медицинской точности ±0,02 мм до стабильного литья чрезвычайно больших деталей на заказ. Мы больше, чем кто-либо другой, понимаем, что для решения проблем с тактильными ощущениями силиконовых кнопок и предотвращения выхода из строя фторкаучукового уплотнения топливопровода, устойчивого к температуре 300 °C, со временем требуются беспрецедентные различия в материаловедении и контроле процесса.

Компания LS стала эталоном в отрасли своими действиями. Когда медицинский клиент заказал массовое производство имплантируемой силиконовой диафрагмы (с ультратонкой толщиной стенки 0,1 мм и нулевым уровнем дефектов), некоторые поставщики отложили проект из-за выхода годных изделий менее 30%. Однако LS, благодаря своей запатентованной технологии вакуумного микролитья под давлением и технологии нанообработки поверхности, поддерживала выход годных изделий на уровне 98% на протяжении всего этого времени. Это руководство не только включает в себя нашу библиотеку из тысяч примеров разрушения резины, но и опирается на успешный опыт LS в массовом производстве в суровых условиях эксплуатации. Наши инновации выходят за рамки простого преобразования резиновой смеси в форму. Мы используем технологии модификации материалов, проектирования форм и прецизионного контроля, чтобы воплощать идеи в высоконадежные готовые изделия.

Основные принципы и основные элементы формования резиновых изделий

Формование резины: наука преобразования липких материалов в полезные продукты

Представьте себе превращение липкой сырой резины в упругую шину или уплотняющую прокладку. Это волшебство происходит благодаря вулканизации — важнейшему химическому процессу улучшения резины. Вот как происходит превращение сырой резины в вулканизированную.

Вулканизация: «супермощный» процесс обработки резины

Основная функция: использует серу или перекись для образования молекулярных мостиков между цепями резины. Основные химические реакции , отвечающие за конечные свойства резины.

Трансформация:
Преобразует сырую резину (хрупкую и липкую) в вулканизированную резину (эластичную и твердую). В 5–10 раз прочнее, устойчива к воздействию тепла и масла, обладает «памятью» (возвращается к первоначальной форме).
Важно: Без вулканизации резина похожа на жевательную резинку — она постоянно деформируется под давлением.

Золотое трио: тепло, давление и время

Эти три фактора должны идеально работать вместе.

Совет от профессионала: растения используют датчики, чтобы определить оптимальное время для достижения наилучших результатов (лучшее время пролечивания).

Формы: мастера формы

Основное назначение пресс-формы: придание конечному продукту формы, размера и текстуры поверхности. Пресс-формы — это прецизионные металлические «формочки для печенья», которые придают изделию точные размеры (до 0,01 мм!), придают текстуру поверхности (гладкую, шероховатую или фирменную) и обеспечивают единообразие характеристик на протяжении тысяч деталей.
Никаких форм, никаких сложных форм : для простых резиновых листов не нужны формы; сложные детали (например, уплотнительные кольца и подошвы для обуви) требуют специальных форм. От автомобильных дворников до чехлов для телефонов — все резиновые изделия, которые вы используете, основаны на этой технологии.

Основные методы формования резины

Натуральный или синтетический каучук подвергается смешиванию, формованию и вулканизации (или вулканизации) для получения формуемой резины . В результате получается материал, обладающий высокой пластичностью, упругостью и эластичностью . Ниже представлена таблица основных методов формования резины.

Резиновые материалы: от сырой резины до формуемых компаундов

Резиновые материалы

Их обычно делят на две категории: натуральный и синтетический каучук . Натуральный каучук (НК), получаемый преимущественно из каучуковых деревьев, обладает превосходной эластичностью, износостойкостью и прочностью на разрыв и широко используется в производстве шин и шлангов. Синтетический каучук (SBR, BR, NBR, EPDM, CR, IIR, FKM, силикон, AU/EU и т.д. ) производится искусственно и представлен широким ассортиментом разновидностей с различными свойствами, отвечающими конкретным требованиям, таким как маслостойкость и термостойкость. Он широко используется в автомобильной, промышленной и медицинской промышленности.

Основным сырьем для производства резиновых изделий являются каучук, компаундирующие агенты, волокнистые материалы и металлические материалы. Сырьём служит каучук; компаундирующие агенты – вспомогательные материалы, используемые для улучшения некоторых свойств резиновых изделий ; волокнистые материалы (хлопок, лён, шерсть и другие искусственные и синтетические волокна) и металлические материалы (стальная и медная проволока) составляют основу резиновых изделий, повышая их механическую прочность и ограничивая деформацию. Далее я сосредоточусь на значении компаундирования в производстве резиновых изделий , основных компаундирующих агентах и процессе смешивания . Надеюсь, эта информация будет вам полезна.

Важность сложного процента

Его используют для повышения технологичности, минимизации затрат, а также для улучшения или придания определенных свойств, таких как прочность, износостойкость, маслостойкость, атмосферостойкость и огнестойкость.

Система вулканизации: вулканизующие агенты (сера, пероксиды и т. д.), ускорители и активаторы (например, оксид цинка и стеариновая кислота).
Армирующие наполнители: диоксид кремния, сажа, карбонат кальция и т. д. (для повышения прочности и износостойкости, а также экономии средств).
Защитная система: антиозонанты, антиоксиданты и светостабилизаторы (замедляют старение).
Смягчающие пластификаторы: повышают текучесть при переработке и эксплуатационные характеристики при низких температурах.
Технологические добавки: агенты повышения клейкости, диспергаторы и т. д.

Процесс смешивания

Процесс равномерного смешивания сырой резины или пластифицированной резины с другими компонентами. Целью является улучшение физико-механических свойств резиновых изделий, повышение производительности переработки и экономичности производства. Это процесс равномерного распределения твердых и жидких материалов, включая наполнители, армирующие добавки, ускорители и вулканизирующие агенты, в резине для обеспечения ее стабильных свойств. Неправильное смешивание может привести к подгоранию и образованию наледи при дальнейшей переработке и повлиять на качество продукции.

Оборудование и формы для формования резины

Основное формовочное оборудование

Пластинчатый вулканизатор:
Подобно гигантскому утюгу, он использует верхние и нижние нагреваемые плиты для создания высокой температуры и одновременного сжатия резины. Его можно использовать при компрессионном формовании (например, уплотнений), литье под давлением (с литниковыми системами) и нагреваемых плитах. Он прост в использовании и подходит для мелко- и среднесерийного производства.

Машина для литья резины под давлением:
Подобно медицинскому шприцу, узел пластификации расплавляет резину, узел впрыска обеспечивает впрыск под высоким давлением в форму, а узел смыкания закрывает её. Его можно использовать для изготовления прецизионных и сложных деталей (например, автомобильных сальников) с высокой эффективностью и малым количеством отходов.

Экструдер:
Подобно машине для производства лапши, вращающийся шнек проталкивает резину через фильеру, создавая непрерывную форму (например, шланг, уплотнительную ленту). Для экструзионного формования фильера состоит из шнека, цилиндра, фильеры и системы нагрева и охлаждения . Системы нагрева и охлаждения точно контролируют температуру, обеспечивая стабильную экструзию.

Календарь:
Каландр, состоящий из нескольких прецизионных валков, подобно скалке, прессует резиновую смесь в однородный лист или наносит её на тканевую поверхность (например, шинный корд). Зазор между валками можно регулировать до 0,1 мм для контроля толщины.

Инструменты

Материал: Обычно изготавливается из высокопрочной литейной стали, такой как P20, H13, или алюминиевого сплава. Подходит для опытных форм и небольших партий.

Критическая конструкция: необходимо учитывать конструкцию полости, поверхность разъема, литники/затворы (впрыск/передача), вентиляцию, системы нагрева/охлаждения и механизм выталкивания.

Стоимость и срок службы: это крупные инвестиции в формование резиновых изделий, которые напрямую влияют на качество продукции и производительность.

Пресс-формы — это основополагающая инвестиция в литье резиновых изделий (составляющая 30–60% стоимости производства). Высококачественные стальные пресс-формы могут работать более миллиона циклов. Дефекты конструкции могут привести к выпуску бракованной продукции и простоям производства, что значительно увеличивает затраты.

Параметры процесса и контроль

Ключевые параметры процесса

Температура: температура цилиндра ( впрыска ), температура пресс-формы и температура отверждения. Они напрямую влияют на скорость отверждения и текучесть компаунда.

Давление: давление впрыска, давление выдержки и сила зажима. Они обеспечивают заполнение, уплотнение и предотвращение облоя.

Время: время впрыска, время выдержки и время отверждения. Эти параметры обеспечивают полное заполнение и адекватную реакцию отверждения.

Состояние смеси: Всегда обращайте внимание на температуру предварительного нагрева, пластичность или вязкость по Муни .

Важность контроля процесса

В процессе производства гарантируется единообразие характеристик от партии к партии и минимизируется количество брака. Это подразумевает точное измерение и документирование температуры, давления и времени.

Применение реометра: Реометры в основном используются при разработке рецептур резиновых смесей, контроле качества продукции и разработке новых продуктов. Они анализируют изменения свойств резины в процессе вулканизации для оценки и оптимизации резиновых материалов. Реометр используется в лабораторных условиях и в режиме реального времени для контроля вулканизационных свойств резиновой смеси, например, T90 (оптимального времени вулканизации).

Применение формованных резиновых изделий

Часто задаваемые вопросы

1. В чем основное различие между формованием резины и формованием пластика?

Фундаментальное отличие заключается в вулканизации (сшивании). Формование пластмасс , то есть литьё под давлением и экструзия, представляет собой преимущественно физический процесс плавления и охлаждения для фиксации формы, тогда как формование резины — химический процесс, требующий вулканизации. Пластмассы текут пластично, а резина — упруго. В случае пластмасс изделие готово сразу после завершения формования; литьё резины, однако, требует вулканизации после формования.

2. Какой процесс формования резины является наилучшим?

Литье под давлением, как правило, является наиболее эффективным процессом, особенно для крупносерийного производства прецизионных деталей сложной формы и малого размера. Он также отличается высокой степенью автоматизации, короткими циклами формования и минимальным количеством отходов. Вторым по эффективности методом литья является трансферное формование. Для формования резины компрессионное формование менее эффективно, чем литье под давлением.

3. Как выбрать правильный процесс формования резины для моего изделия?

В зависимости от формы изделия , если изделие сложное или со вставками , предпочтение отдается литью под давлением или литью под давлением . Если изделие представляет собой простую деталь , предпочтение отдается литью под давлением. Для получения постоянного сечения предпочтение отдается экструзии. Для получения тонкостенных полых изделий предпочтение отдается погружению . Исходя из объема производства , для крупных серий предпочтение отдается литью под давлением. Для мелких и средних серий предпочтение отдается компрессионному или литьевому формованию. Для обеспечения высокой точности размеров требуется литье под давлением или литьевое формование. Исходя из стоимости, самым дорогим является оборудование для литья под давлением, а наименее дорогим — компрессионное формование. Исходя из свойств материала изделия, то есть высоковязкие или термочувствительные резины, можно выбрать компрессионное или литьевое формование. Исходя из размера изделия , большие и толстые изделия в основном изготавливаются методом компрессионного формования.

4. Почему резиновые изделия необходимо «вулканизировать»? Можно ли производить их без вулканизации?

Нет. Невулканизированная (сырая) резина имеет линейные молекулярные цепи, поэтому обладает низкой прочностью, лёгкой деформируемостью, низкой износостойкостью и стойкостью к растворителям, а также высокой температурной чувствительностью и не имеет практического применения. Вулканизация объединяет линейные молекулярные цепи в трёхмерную сетчатую структуру посредством химических сшивок и придаёт резине такие ценные свойства, как высокая эластичность, прочность, износостойкость, стойкость к растворителям, термостойкость и размерная стабильность. Без вулканизации не было бы полезных резиновых изделий.

Краткое содержание

Формование резины — ключевой производственный процесс, в ходе которого сырая резина превращается в изделие точной формы и с превосходными эксплуатационными характеристиками посредством вулканизации . Это напрямую влияет на срок службы и надежность изделия. Выбор партнёра по формованию резины — стратегический выбор, влияющий на основные эксплуатационные характеристики вашего продукта.

Получите первоклассные решения для формовки резины от LS! Более 150 лет опыта, передовые технологии и строгий контроль качества гарантируют высочайшее качество ваших резиновых деталей. Свяжитесь с командой экспертов LS уже сегодня! Независимо от того, нужны ли вам серийные детали или компоненты, изготовленные по индивидуальному заказу, LS предлагает эффективные и стабильные решения для повышения конкурентоспособности вашей продукции. Выбирая LS, вы выбираете гарантию качества и технологий!

Перед лицом этих сложных задач токарные станки с ЧПУ от LS — ваш незаменимый инструмент. Они обеспечивают промышленную точность, непревзойденную повторяемость и высокую производительность, позволяя идеально, последовательно и эффективно воплощать ваши дизайнерские идеи. Выбирая LS , вы добавляете промышленную точность к своему исключительному мастерству.

Загрузите чертежи вашего проекта сейчас и получите мгновенное предложение на токарные работы с ЧПУ (цена токарных работ с ЧПУ), позвольте LS стать вашей надежной поддержкой в достижении максимальной точности деревообработки!