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从汽车轮胎到医用导管，橡胶制品在我们现代生活中随处可见。但是谁能将一块生橡胶加工成精密的工业零件呢？答案是橡胶成型技术，这是完成这一切的关键工艺。在本文中，我们将探讨橡胶成型的原理、方法和用途，并揭开弹性体制造的秘密。

快速参考：一眼就能选择您的水龙头

为什么要信赖本指南？LS专家的实践经验

在 LS，我们不仅仅是橡胶配方设计师和工艺技术人员，我们也是这些极端应用的创新者。在过去十年中，我们密切参与了 5,000 多个橡胶部件的应用，从微小的医疗导管密封件到巨大的建筑设备防振支架，亲自验证了数百种橡胶化合物和成型技术的极限。仅仅拥有模具和注胶能力根本无法满足您的高标准，从±0.02mm 的医疗精度到稳定成型的超大定制部件。我们比任何人都更了解，要克服硅胶按钮微妙的触觉问题，并克服耐 300°C 的氟橡胶燃油管路密封件随时间的失效，需要在材料科学和工艺控制方面做出前所未有的改变。

LS以其行动引领行业标杆。当一家医疗客户下单量产一款植入式硅胶隔膜（超薄壁厚0.1毫米，零气泡缺陷规格）时，部分供应商因良率不足30%而搁置了该项目。但LS凭借其专利的真空微注塑技术和纳米级表面处理技术，始终保持着98%的良率。这本手册不仅收录了我们数千个橡胶失效案例，更依托于LS在严苛工作环境下量产的成功经验。我们的创新远不止于将橡胶化合物转化为模具。我们运用材料改性、模具设计和精密控制技术，将创意转化为高度可靠的成品。

橡胶成型的基本原理和核心要素

橡胶成型：将粘性材料转化为有用产品的科学

想象一下，将粘稠的生橡胶变成富有弹性的轮胎或密封圈。这一神奇的转变发生在硫化过程中——这是橡胶最重要的化学改性过程。从生橡胶到硫化橡胶的转变过程的本质是什么？

硫化：橡胶的“超能力”过程

主要作用：利用硫或过氧化物在橡胶链之间形成分子桥。主要化学反应决定橡胶的最终性能。

转型：
将生橡胶（脆而粘）转化为硫化橡胶（有弹性且坚硬）。强度提高 5-10 倍，耐热或耐油，并具有“记忆”（恢复到原始形状）。
重要性：未经硫化的橡胶就像口香糖一样，会因压力而永久变形。

黄金三重奏：热量、压力和时间

这三个因素必须完美地协同作用。

专业提示：工厂使用传感器来确定最佳效果的最佳点（最佳固化时间）。

模具：形状大师

模具的主要用途：赋予最终产品形状、尺寸和表面纹理。模具就像精密的金属“饼干切割器”，赋予产品精确的尺寸（甚至精确到0.01毫米！），赋予表面纹理（光滑、抓地力强或带有品牌标识），并保持数千个零件的一致性。
无需模具，无需复杂形状：简单的橡胶片无需模具；复杂的部件（例如O形圈和鞋底）则需要定制模具。从汽车雨刷到手机壳，您使用的所有橡胶制品都依赖于这项技术。

橡胶成型加工的主要方法

天然或合成的生橡胶经过混合、成型和固化（或硫化）工艺，制成可模压橡胶。这种材料具有高度的延展性、弹性和韧性。下表列出了主要的橡胶成型工艺方法。

橡胶材料：从生橡胶到可模塑化合物

橡胶材料

它们通常分为两类：天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶（NR）主要来源于橡胶树，具有优异的弹性、耐磨性和拉伸强度，广泛用于轮胎和胶管生产。合成橡胶（SBR、BR、NBR、EPDM、CR、IIR、FKM、硅胶、AU/EU等）是人工生产的，品种繁多，性能各异，可满足耐油、耐热等特定要求。它们广泛应用于汽车、工业和医疗行业。

橡胶制品的主要原材料包括生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。生胶是原材料；配合剂是用于提高橡胶制品某些性能的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛等人造纤维和合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是橡胶制品的骨架，起着增强机械强度、限制变形的作用。接下来，我将重点介绍配合剂在橡胶制品制造中的重要性、主要的配合剂以及混炼操作，希望对您有所帮助。

复利的重要性

它用于增强加工性、降低成本以及改善或赋予某些特性，如强度、耐磨性、耐油性、耐候性和阻燃性。

硫化体系：硫化剂（硫磺、过氧化物等）、促进剂、活化剂（例如氧化锌、硬脂酸）。
增强填料：二氧化硅、炭黑、碳酸钙等（用于提高强度和耐磨性并节省成本）。
保护系统：抗臭氧剂、抗氧化剂和光稳定剂（延缓老化）。
软化增塑剂：增强加工流动性和低温性能。
加工助剂：增粘剂、分散剂等。

混合过程

将生胶或塑化橡胶与其他配合剂均匀混合的操作。其目的是改善橡胶制品的物理机械性能、加工性能和生产经济性。该过程将固体和液体材料（包括填料、补强剂、促进剂和硫化剂）均匀分散到橡胶中，从而使橡胶具有一致的性能。混合不当可能会导致后续加工中出现焦烧和结霜问题，并影响产品质量。

橡胶成型设备和模具

主要成型设备

平板硫化机：
它类似于巨型熨斗，利用上下加热板产生高温，同时施加锁模力来压缩橡胶。它可用于压缩成型（例如密封件）、传递成型（配合流道系统）和加热板。它使用简单，适用于中小批量生产。

橡胶注射成型机：
类似于医用注射器，塑化单元熔化橡胶，注射单元向模具内提供高压注射，锁模单元闭合模具。该技术可用于生产精密复杂的零件（例如汽车油封），效率高，浪费少。

挤出机：
就像面条机一样，旋转的螺杆将橡胶向前推过模具，形成连续的形状（例如软管、密封条）。 挤出成型由螺杆、机筒、模具以及加热和冷却系统组成。其加热和冷却系统精确控制温度，以确保稳定的挤出。

日历：
压延机由多个精密辊筒组成，类似于擀面杖组件，将橡胶混合物压成均匀的薄片，或将其涂覆在织物表面（例如轮胎帘线）。辊筒间隙可调至0.1毫米，以控制厚度。

工具

材质：通常采用高强度模具钢（例如P20、H13）或铝合金制成。适用于试模和小批量生产。

关键设计：考虑因素包括型腔设计、分型面、流道/浇口（注射/转移）、通风、加热/冷却系统和顶出机构。

成本和寿命：这些代表了橡胶成型的重大投资，直接影响产品质量和生产率。

模具是橡胶成型的一项基本投资（占生产成本的30-60%）。高质量的钢模可以运行超过一百万次。设计缺陷会导致产品缺陷和生产停机，从而增加大量成本。

工艺参数与控制

关键工艺参数

温度：料筒温度（注射）、模具温度、固化温度。这些直接影响固化速度和化合物的流动性。

压力：注射压力、保压压力和锁模力。这些因素起到填充、压实和防止飞边的作用。

时间：注射时间、保压时间和固化时间。这些时间确保完全填充并进行充分的固化反应。

化合物条件：始终注意预热温度、可塑性或门尼粘度。

过程控制的重要性

在生产过程中，确保批次间的一致性并最大程度地减少废品。这需要精确测量和记录温度、压力和时间。

流变仪的用途：流变仪主要用于橡胶配方设计、生产质量控制和新产品开发。它分析硫化过程中橡胶性能的变化，以评估和优化橡胶材料。它可用于实验室和在线监测橡胶化合物的硫化性能，例如T90（最佳硫化时间）。

橡胶模压制品的应用

常见问题解答

1.橡胶成型与塑料成型的主要区别是什么？

根本区别在于硫化（交联）。塑料成型，即注塑成型和挤出成型，主要是一个通过熔化和冷却来固定形状的物理过程，而橡胶成型则是一个化学过程，必须包含硫化步骤。塑料具有塑性流动，而橡胶具有弹性流动。对于塑料而言，成型操作完成后产品即可制成；而橡胶成型则需要在成型操作后进行硫化步骤。

2. 哪种橡胶成型工艺最好？

注塑成型通常是最有效的工艺，尤其适用于大批量、形状复杂、精密的小型零件。它还具有自动化程度高、成型周期短、废料少等优点。第二有效的成型工艺是传递模塑成型。对于橡胶成型而言，压缩成型的效率不如注塑成型。

3.如何为我的产品选择正确的橡胶成型工艺？

根据产品形状，如果产品复杂或有嵌件，则优先采用注塑或传递成型。如果产品是简单零件，则优先采用模压。对于恒定截面，优先采用挤出。对于薄壁空心产品，优先采用浸渍。根据生产量，对于大批量，优先采用注塑。对于中小批量，优先采用压缩或传递成型。对于高尺寸精度，需要注塑或传递成型。根据成本，注塑设备最贵，压缩成型最便宜。根据产品材料特性，例如高粘度或热敏性橡胶，可以选择压缩或传递成型。根据产品尺寸，大而厚的产品大多采用压缩成型。

4. 橡胶制品为什么必须“硫化”？不经过硫化也能生产吗？

不是。未硫化橡胶（生橡胶）分子链为线性，因此强度低、易变形、耐磨性差、耐溶剂性差、温度敏感性高，没有实际用途。硫化过程通过化学交联键将线性分子链连接成三维网状结构，赋予橡胶高弹性、高强度、耐磨性、耐溶剂性、耐高温性和尺寸稳定性等宝贵性能。没有硫化，就不会有有用的橡胶产品。

概括

橡胶成型是将生橡胶通过硫化工艺转化为形状精确、性能优异的产品的关键制造工艺。它直接影响产品的寿命和可靠性。选择合适的橡胶成型合作伙伴是一项战略决策，会影响您产品的核心性能。

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