Longsheng

От автомобильных шин до медицинских катетеров — резиновые изделия встречаются повсюду в современной жизни. Но остаётся вопрос: как необработанный кусок резины превращается в прецизионную промышленную деталь? Ответ — технология литья резины — важнейший процесс, делающий всё это возможным. В этой статье мы углубимся в принципы, методы и области применения формования резины, раскрывая секреты создания эластомеров.

Краткая справка: быстрый выбор крана

Элементы	Основной контент
Определение	Производственный процесс, включающий в себя использование процесса формования резиновых материалов до заранее определенных форм, размеров и свойств.
Цель	Создание экологически чистых продуктов с определенными функциями (например, эластичностью, герметизация).
Принцип	Используя пластичность резины, резину заполняют в форму под воздействием тепла и давления, а затем вулканизируют и сшивают для отверждения.
Этапы	Сырьевые материалы → Смешивание → Формование → Вулканизация → Постобработка
Методы	Формование, литье под давлением, экструзия, каландрирование и т. д.
Применение	Автомобильная, промышленная, медицинская и товары народного потребления (шины, уплотнители, перчатки и подошвы для обуви).

Почему этому руководству можно доверять? Практический опыт экспертов LS

В LS мы не просто разрабатываем формулы и процессы резины; мы также являемся движущей силой их экстремального применения. За последнее десятилетие мы приняли активное участие в более чем 5000 проектов по производству резиновых компонентов, от микро уплотнителей для медицинских катетеров до гигантских антивибрационных прокладок для строительной техники, лично проверяя границы возможностей сотен формул резины и процессов литья. Одного лишь наличия формы и возможности впрыска клея недостаточно для удовлетворения ваших строгих требований — от медицинской точности ±0,02 мм до стабильного литья сверхбольших деталей нестандартной формы. Мы лучше всех понимаем, что решение деликатных тактильных проблем, связанных с силиконовыми кнопками и преодоление долговременного нарушения герметичности топливопроводов из фторкаучука, стойкого к температуре 300°C, требует существенных изменений в материаловедении и управлении технологическим процессом.

Компания LS своими действиями установила отраслевой стандарт. Когда медицинский клиент заказал массовое производство имплантируемой силиконовой мембраны силиконовой мембраны (с ультратонкой толщиной стенки 0,1 мм и нулевым уровнем дефектов в виде пузырьков), некоторые поставщики отказались от проекта из-за выхода годных менее 30%. Однако компания LS, используя запатентованный метод вакуумного микролитья под давлением и технологию наномасштабной обработки поверхности, неоднократно достигала выхода годных 98%. Это руководство не только содержит нашу базу данных о тысячах случаев разрушения резины, но и опирается на успешный опыт массового производства LS в экстремальных условиях эксплуатации. Наши инновации выходят за рамки простого превращения резиновой смеси в форму. Вместо этого мы используем технологии модификации материалов, проектирования пресс-форм и точного контроля, чтобы превратить концепции в высоконадежные конечные продукты.

Основные принципы и основные элементы формования резины

Формование резины: наука о превращении липких материалов в полезные продукты

Представьте себе превращение липкой сырой резины в упругую шину или уплотнитель. Это волшебное преобразование достигается с помощью вулканизации—ключевого процесса химической модернизации резины. Природа перехода от сырой резины к вулканизированной.

Вулканизация: «супермощный» процесс резины

Основная функция: использование серы или пероксида для создания молекулярных мостиков между цепями резины. Ключевые химические реакции, которые придают резине её конечные свойства.
Преобразование:
Преобразовать сырую резину (липкую и хрупкую) в вулканизированную резину (эластичную и прочную). В 5–10 раз прочнее, устойчив к воздействию тепла и масла, обладает «памятью» (восстанавливает свою форму).
Важность: Без вулканизации резина действует как жевательная резинка, необратимо деформируясь под давлением.

Золотое трио: тепло, давление и время

Эти три фактора должны идеально работать вместе.

Фактор	Эффект	Реальное воздействие
Нагрев	Начинает сшивание	Слишком низко: Резина ещё мягкая. Слишком высоко: Горит или охрупчивается.
Давление	Вдавливает резину в детали формы.	Вытесняет пузырьки воздуха. Предотвращение дефектов (пробелов, губчатой текстуры)
Время	Завершение реакции.	Слишком короткое: продукт слабый, что приводит к «недосверкиванию». Слишком долго: Резина становится хрупкой, что приводит к «пересыханию».

Совет от профессионалов: Заводы используют датчики, чтобы определить оптимальное время для достижения наилучших результатов (лучшее время отверждения).

Формы: мастера формы

Основное назначение формы: Она придаёт конечному продукту форму, размер и текстуру поверхности. Формы — это прецизионные металлические «формочки для печенья», которые придают продукту его точные размеры (даже до 0,01 мм!), придают поверхностным текстурам (гладким, цепким или фирменным) и сохраняют единообразие на протяжении тысяч деталей.
Никаких форм, никаких сложных форм: простые резиновые листы не требуют форм; сложные детали (такие как уплотнительные кольца и подошвы для обуви) требуют специальных форм. От автомобильных дворников до чехлов для телефонов — все используемые вами резиновые изделия основаны на этой науке.

Основные методы формования резины

Натуральный или синтетический, сырой каучук подвергается процессу смешивания, формования и отверждения (или вулканизации) для получения формуемой резины. В результате получается материал, который очень пластичен, упруг и эластичн. Ниже приведена таблица основных методов процесса литья под давлением резины.

Метод	Принцип	Характеристика/Применение
Компрессионное формование	Предварительно сформированная резиновая смесь помещается в полость формы, которая была нагрета, затем форма закрывается и под давлением для вулканизации.	Довольно простое оборудование и недорогие формы. Подходит для небольших и средних партий, очень больших размеров или толстостенных деталей. Довольно низкая эффективность.
Трансферное формование	Резиновая смесьпредварительно нагревается и пластифицируется в полости подачи. Затем состав впрыскивается через проточный канал в закрытую полость формы с помощью давления плунжера для вулканизации.	Более высокая точность размеров изделия, меньше облоя и возможность формовать более сложные детали и детали со вставками. Более высокая эффективность, чем при компрессионном формовании.
Литье под давлением	Аналогично литью пластика под давлением, резиновая смесь пластифицируется в цилиндре и впрыскивается в закрытую нагретую полость формы под высоким давлением и скоростью через шнек или плунжер для вулканизации.	Высочайшая эффективность, высокая степень автоматизации, высокая точность, минимальное облоя и подходит для крупногабаритных, Сложные и точные компоненты. Самые высокие затраты на оборудование и пресс-формы.
Экструзия	Пластификация резиновой смеси достигается в экструдере и непрерывно выдавливается через фильеру в профиль (трубу, стержень, полосу или профиль) постоянного сечения. Отверждение профиля достигается последующей вулканизацией (горячим воздухом, микроволновой печью или соляной ванной).	Области применения: Шланги, уплотнительные ленты, оболочки проводов и кабелей, профили и т. д.
Каландирование	Резиновая смесь пропускается черезпоследовательность вращающихся горячих валков, каландрируя ее в пленочное или тканевое покрытие (например, шинный корд) нужной толщины и ширины.	Применение:Пленка, лента (например, внутренние оболочки) и некоторые листовые материалы.
Формование погружением	Форма (патрон) погружается в раствор латекса или резины. Его извлекают и сушат, затем вулканизируют для получения полого изделия (например, перчаток, воздушных шаров и презервативов).	Идеально подходит для тонкостенных, полых и одноразовых изделий.

Резиновые материалы: от сырой резины до формуемых компаундов

Резиновые материалы

Их обычно делят на две категории: натуральный каучук и синтетический каучук. Натуральный каучук, 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 имеет широкий ассортимент разновидностей с различными свойствами, отвечающими конкретным требованиям, таким как маслостойкость и термостойкость. Они широко используются в автомобильной, промышленной и медицинской промышленности.

Основными сырьевыми материалами для резиновыхизделий являются сырая резина, компаундирующие агенты, волокнистые материалы и металлические материалы. Сырьем является сырая резина; Компаундирующие добавки – это 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 добавок и процессе смешивания. Надеюсь, это будет полезно.

Важность компаундирования

Он используется для повышения технологичности, минимизации затрат и улучшения или придания определённых свойств, таких как прочность, износостойкость, маслостойкость, атмосферостойкость и огнестойкость.

Система вулканизации: Вулканизирующие агенты (сера, пероксиды и т. д.), ускорители и активаторы (например, оксид цинка и стеариновая кислота).
Армирующие наполнители: Кремний, сажа, карбонат кальция и т. д. (для повышения прочности и износостойкости, а также экономии средств).
Защитная система: Антиозонанты, антиоксиданты и светостабилизаторы (для замедления старения).
Смягчающие пластификаторы: улучшают текучесть при переработке и эксплуатационные характеристики при низких температурах.
Технологические добавки: загустители, диспергаторы и т. д.

Процесс смешивания

Операция равномерного смешивания сырой резины или пластифицированной резины с другими компонентами. Цель состоит в том, чтобы улучшить физические и механические свойства резиновых изделий, производительность переработки и экономичность производства. Это процесс равномерного распределения твердых и жидких материалов, включая наполнители, армирующие агенты, ускорители и вулканизирующие агенты, в резине, чтобы резина имела постоянные свойства. Неправильное смешивание может вызвать проблемы подгорания и замерзания при дальнейшей переработке и повлиять на качество продукции.

Оборудование и формы для формования резины

Основное формовочное оборудование

Плитный вулканизатор:
Похож на гигантский утюг, он использует верхнюю и нижнюю нагретые плиты для создания высокой температуры, одновременно оказывая усилие зажима для 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, блок пластификации расплавляет резину, узел впрыска обеспечивает впрыск под высоким давлением в форму, а узел смыкания закрывает форму. Его можно использовать для изготовления прецизионных и сложных деталей (например, сальников для автомобилей) с высокой эффективностью и малым количеством отходов.

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

Каландр:
состоящий из нескольких прецизионных роликов, подобно скалке, каландр прессует резиновую смесь в однородный лист или наносит ее на тканевую поверхность (например, шинный корд). Зазор между роликами можно отрегулировать до 0,1 мм для контроля толщины.

Инструмент

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

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

Элемент	Функция
Полость	«Отрицательное пространство» в формованной детали, которое определяет окончательную форму и размер.
Линия разъема	Точка, в которой форма открывается, определяя заусенцы и лёгкость извлечения из формы.
Литниковое отверстие	«Канал», который направляет резиновый материал в полость (только для литьевых/трансферных форм).
Вентиляционные отверстия	Выпустите воздух, чтобы избежать образования пузырьков (шириной около 0,02 мм).
Охлаждающие каналы	Контроль температуры пресс-формы и сокращение времени цикла.
Эжектор Штифты	Выдавливают готовое изделие из формы.

Стоимость и срок службы: Они представляют собой основные инвестиции в формование резины, оказывая непосредственное влияние на качество продукции и производительность.

Формы являются основополагающей инвестицией в формование резины (составляя 30–60 % от стоимости производства). Стальные формы высокого качества могут работать более миллиона циклов. Дефекты конструкции могут привести к выпуску бракованной продукции и простоям производства, что значительно увеличивает затраты.

Параметры процесса и управление

Ключевые параметры процесса

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

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

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

Состояние компаунда: Всегда обращайте внимание натемпературу предварительного нагрева, пластичность или вязкость по Муни.

Важность контроля процесса

В процессе производства гарантируется единообразие от партии к партии и сводится к минимуму брак. 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. Он используется в лабораторных условиях и в режиме онлайн для контроля свойств вулканизации резиновой смеси, таких как T90, что является оптимальным временем вулканизации.

Применение формованных резиновых изделий

Область	Область применения
Автомобильная промышленность	Кольца уплотнительные, сальники, прокладки, амортизаторы, подвески, шланги, уплотнители, щетки стеклоочистителя и шины (формование/прессование протектора).
Строительство и проектирование	Опоры мостов, уплотнители деформационных швов, строительные герметики, водонепроницаемые мембраны и амортизаторы Амортизаторы.
Промышленное оборудование	Различные уплотнения, конвейерные ленты, резиновые ролики, подкладки, амортизирующие компоненты и гибкие соединения.
Электроника и электроника	Изоляция и оболочка проводов и кабелей, кнопки, уплотнительные кольца и изоляционные прокладки.
Медицинские	Медицинские катетеры, внутривенные трубки, уплотнители, перчатки (пропитанные), соски-пустышки и протезные части.
Потребительские Товары	Подошвы для обуви, игрушки, кухонные принадлежности (например, лопатки), ручки для спортивного инвентаря и снаряжение для дайвинга.
Авиационно-космическая промышленность	Компоненты топливной системы, амортизаторы и высокоэффективные уплотнители (требующие использования специальных резин, таких как FKM).

Часто задаваемые вопросы

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

Основное различие — вулканизация (сшивание). Формование пластика, т. е. литьё под давлением и экструзия, — это, главным образом, физический процесс плавления и охлаждения для фиксации формы, тогда как формование резины — это химический процесс, который обязательно включает этап вулканизации. Пластмассы текут пластично, тогда как резина течет упруго. В случае с пластмассами изделие готово сразу после завершения операции формования; однако для формования резины после операции формования требуется этап вулканизации.

2. Какой процесс формования резины является лучшим?

Литье под давлением, как правило, является наиболее эффективным процессом, особенно для больших объемов, сложной формы, прецизионных мелких деталей. Он также отличается высокой степенью автоматизации, короткими циклами формования и минимальным количеством отходов. Вторым по эффективности процессом формования является трансферное формование. Компрессионное формование менее эффективно, чем литье под давлением для формования резины.

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

В зависимости отформы продукта, если продукт сложный или со вставками, предпочтение отдается литью под давлением или трансферному формованию. Если продукт представляет собой простую деталь, предпочтение отдается литью под давлением. Для постоянного поперечного сечения предпочтение отдается экструзии. Для тонкостенных полых изделий предпочтительным является окунание. Исходя из объема производства, для крупных серий предпочтительным является литье под давлением. Для малых и средних серий предпочтительным является компрессионное или трансферное формование. Для высокой точности размеров необходимы литье под давлением или трансферное формование. Исходя из стоимости самым дорогим является оборудование для литья под давлением, а самым дешевым — компрессионное формование. Исходя из свойств материала изделия, т. е. высоковязкие или термочувствительные резины, можно выбрать компрессионное или трансферное формование. Исходя из размера изделия, компрессионным формованием чаще всего изготавливают крупные и толстые изделия.

4. Почему резиновые изделия должны быть «вулканизированы»? Можно ли производить их без вулканизации?

Нет. Невулканизированная (сырая) резина имеет линейные молекулярные цепи и, следовательно, низкую прочность, легкую деформируемость, плохую износостойкость и стойкость к растворителям, высокую чувствительность к температуре и не имеет практического применения. Вулканизация соединяет линейные молекулярные цепи в трехмерную сетчатую структуру посредством химических сшивающих связей и придает резине такие ценные свойства, как высокая эластичность, высокая прочность, износостойкость, стойкость к растворителям, термостойкость и размерная стабильность. Без вулканизации не было бы полезных резиновых изделий.

Краткое содержание

Формование резины является ключевым производственным процессом, который превращает сырую резину в изделие с точной формой и превосходными характеристиками с помощью процесса вулканизации. Это напрямую влияет на срок службы и надежность изделия. Выбор партнера по формованию резиновых изделий — стратегический выбор, влияющий на основные эксплуатационные характеристики вашего продукта.

Получите первоклассные решения для формования резиновых изделий от LS! Основываясь на более чем 150-летнем опыте, передовых технологиях и строгом контроле качества, мы гарантируем превосходное качество ваших резиновых деталей. Свяжитесь с командой экспертов LS 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 услуги токарной обработки с ЧПУ от LS станут вашим незаменимым и совершенным «инструментом». 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 свои чертежи прямо сейчас и получите мгновенное предложение о стоимости токарной обработки с ЧПУ (цена токарной обработки с ЧПУ). Позвольте LS стать вашей надежной опорой в стремлении к непревзойденной точности деревообработки!