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从汽车轮胎到医用导管，橡胶制品在现代生活中随处可见。但问题依然存在：一块橡胶原料是如何转化为精密工业部件的？答案是橡胶成型技术，这一关键工艺使这一切成为可能。在本文中，我们将深入探讨橡胶成型的原理、方法和应用，揭开弹性体创造的秘密。

快速参考：一眼就能选择您的水龙头

元素	核心内容
定义	一种制造工艺，涉及使用某种工艺将橡胶材料塑造成预定的形状、尺寸和特性。
目的	创造具有某些功能（例如弹性、密封性）的环保产品。
原理	利用橡胶的可塑性，在高温高压下将橡胶填充入模具中，经硫化交联而固化。
步骤	原材料 → 混合 → 成型 → 硫化 →后处理
方法	成型、注塑成型、挤出、压延等
用途	汽车、工业、医疗和消费品（轮胎、密封件、手套和鞋底）。

为何信赖本指南？ LS 专家的实践经验

在 LS，我们不仅仅是橡胶配方和工艺的开发者，更是其极端应用的推动者。在过去十年中，我们深度参与了超过 5,000 个橡胶部件项目，从微型医用导管密封件到大型建筑机械防震垫，我们亲自验证了数百种橡胶配方和成型工艺的极限。仅仅拥有模具和注胶能力根本无法满足您的严苛要求，从±0.02 毫米的医疗级精度到超大型定制形状部件的稳定成型，我们都能满足您的需求。我们比任何人都更清楚，要解决硅胶按键的精细触感难题，以及克服耐高温300°C氟橡胶燃油管路的长期密封失效问题，需要在材料科学和工艺控制方面做出巨大突破。

LS已用实际行动树立了行业标杆。当一家医疗客户下单批量生产一种植入式硅胶隔膜（壁厚超薄至0.1毫米，且要求零气泡缺陷）时，部分供应商却因良率不足30%而放弃了该项目。但 LS 利用其专利的真空微注射成型工艺和纳米级表面处理技术，屡屡实现 98% 的良品率。本指南不仅包含了我们数千个橡胶故障案例的数据库，还依赖于 LS 在极端工作条件下成功量产的经验。我们的创新不仅仅局限于将橡胶化合物制成模具。相反，我们利用材料改性、模具设计和精密控制技术，将概念转化为高度可靠的最终产品。

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，将粘性生橡胶变成弹性轮胎或密封件。这种神奇的转变是通过硫化——橡胶的关键化学升级过程实现的。从生橡胶到硫化橡胶的转变过程。

硫化：橡胶的“超能力”过程

核心功能：利用硫或过氧化物在橡胶链之间建立分子桥。关键的化学反应赋予橡胶最终性能。
转化：
将生橡胶（粘性和脆性）转化为硫化橡胶橡胶（弹性且耐用）。强度提高 5-10 倍，耐热或耐油，并具有“记忆”（可恢复形状）。
重要性：未经硫化的橡胶就像口香糖一样，在压力下会永久变形。

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。

因素	效果	实际影响
加热	开始交联	温度太低：橡胶仍然柔软。温度太高：烧焦或脆化。
压力	将橡胶压入模具细节中。	排出气泡。防止缺陷（间隙、海绵质地）
时间	完成反应。	时间太短：产品较弱，导致“固化不足”。时间过长：橡胶易碎，导致“过度硫化”。

专业提示：工厂利用传感器来发现最佳效果的最佳点（最佳硫化时间）。

模具：形状大师

模具的主要用途： 它赋予最终产品形状、尺寸和表面纹理。 模具是精密的金属“饼干切割器”，可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、抓地力强或品牌标识），并且保持数千个部件的一致性。
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 形环和鞋底）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科学。

主要的橡胶成型工艺方法

天然或合成的生橡胶经过混合、成型和固化（或硫化）工艺，制成可成型橡胶。这会产生一种具有高延展性、回弹性和弹性的材料。以下表格列出了主要的橡胶成型工艺方法。

方法	原理	特点/应用
压缩成型	将预成型的橡胶化合物放入已加热的模腔中，然后关闭模具并加压进行硫化。	设备相当简单，模具价格低廉。适用于中小批量、超大尺寸或厚壁部件。效率相当低。
传递模塑	橡胶化合物在进料腔中预热和塑化。然后，化合物通过流道在柱塞压力的作用下注入封闭的模腔中进行硫化。	更高的产品尺寸精度、更少的毛边，并且能够成型更复杂的零件和带有嵌件的零件。比压缩成型效率更高。
注塑成型	与塑料注塑成型类似，橡胶化合物在料筒内塑化，通过螺杆或柱塞在高压和高速下注射到封闭的加热模具型腔中进行硫化。	效率最高、自动化程度高、精度高、毛边最少，适用于大尺寸、复杂和精密的部件。最高的设备和模具成本。
挤出	橡胶化合物的塑化是在挤出机 中实现的，并通过模具连续挤出成横截面恒定的型材（管、棒、带或型材）。型材的固化是通过后续的硫化（热风、微波或盐浴）来实现的。	应用：软管、密封条、电线电缆护套、型材等
压延	橡胶化合物通过一系列旋转的热辊，将其压延成所需厚度的薄膜或织物覆盖物（例如轮胎帘线），然后宽度。	应用：薄膜、胶带（例如，内衬）和某些片材。
浸塑	将模具（阳模）浸入乳胶或橡胶溶液中。将其取出并干燥，然后硫化以生产出空心产品（例如手套，气球和避孕套）。	非常适合薄壁，空心和一次性物品。

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、耐磨性和抗拉强度，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）是人工合成的，种类繁多，性能各异，可满足耐油性和耐热性等特定要求。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橡胶、配合剂、纤维材料和金属材料。生橡胶是原材料； 配合剂是用于增强橡胶制品某些性能的辅助材料；纤维材料（棉、麻、羊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意义、主要的配合剂以及混炼操作。希望以上内容对您有所帮助。

复合的重要性

复合可用于增强加工性能、降低成本，以及改善或赋予某些特性，例如强度、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、耐磨性、节约成本）。
保护体系：抗臭氧剂、抗氧化剂、光稳定剂（用于延缓老化）。
软化增塑剂：增强加工流动性、低温性能。
加工助剂：增粘剂、分散剂等。

混炼工艺

将生胶或塑化橡胶与其他配合剂均匀混合的操作。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。它是将固体和液体材料（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性能的过程。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
类似于巨型熨斗，它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（带流道系统）和加热板。它使用简单，适用于小批量到中批量生产。

橡胶注射成型机：
像医用注射器一样，塑化装置熔化橡胶，注射装置提供高压注射到模具中，夹紧装置关闭模具。它可用于制造精密和复杂的零件（例如汽车油封），效率高，浪费少。

挤出机：
像面条机一样，旋转的螺杆将橡胶向前推过模具，以形成连续的形状（例如软管、密封条）。对于挤出成型，它由螺杆、料筒、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。

压延机
压延机由多个精密滚轮组成，类似于擀面杖组件，压延机将橡胶化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）。滚轮间隙可调节至 0.1mm 以控制厚度。

工具

材料：通常由高强度模具钢制成，例如 P20、H13 或铝合金。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）、排气、加热/冷却系统和顶出机构。

元素	函数
腔体	成型部件中的“负空间”，决定了最终的形状和尺寸。
分型线	模具打开的点，决定了飞边和脱模的难易程度。
流道/浇口	引导橡胶材料进入型腔的“通道”（仅适用于注塑/传递模具）。
排气孔	释放空气以避免气泡（宽度约为0.02毫米）。
冷却水道	控制模具温度，缩短成型周期。
顶出销	将成型品从模具中顶出模具。

成本和寿命：这些是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循环。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）、模具温度和固化温度。这些参数直接影响固化速度和化合物流动性。

压力：注射压力、保压压力和锁模力。这些因素有助于填充、压实和防止飞边。

时间：注射时间、保压时间和固化时间。这些因素可确保完全填充和充分固化反应。

化合物状态：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，保证批次间的一致性并最大限度地减少废品。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。它们可以分析硫化过程中橡胶性能的变化，从而评估和优化橡胶材料。它用于实验室和在线监测橡胶化合物的硫化特性，例如T90，即最佳硫化时间。

橡胶模压制品的应用

领域	应用
汽车行业	O 形圈、油封、垫圈、减震器、悬架、软管、密封条、雨刮条和轮胎（胎面挤压/成型）。
建筑与工程	桥梁支座、伸缩缝密封、建筑密封胶、防水膜和减震器。
工业设备	各种密封件、传送带、橡胶辊、衬里、减震部件、柔性连接器等。
电子电器	电线电缆的绝缘和护套、按钮、密封圈、绝缘垫片等。
医疗	医用导管、静脉输液管、密封件、手套（浸渍）、奶嘴和假肢部件。
消费品	鞋底、玩具、厨房用品（例如，锅铲）、运动器材手柄和潜水装备。
航空航天	燃油系统组件、减震器和高性能密封件（需要 FKM 等特种橡胶）。

常见问题解答

1. 橡胶成型和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。塑料具有塑性流动特性，而橡胶具有弹性流动特性。对于塑料而言，成型操作一完成，产品就制成了；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佳？

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。 该工艺还具有自动化程度高、成型周期短且废料最少等优点。第二有效的成型工艺是传递成型。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合适的橡胶成型工艺？

根据产品形状，如果产品复杂或带有嵌件，则优先选择注射或传递成型。如果产品简单零件，则优先选择模压成型。对于恒定横截面，优先选择挤出成型。对于薄壁空心产品，优先选择浸渍。根据生产量，对于大批量生产，优先选择注射成型。对于中小型批量生产，优先选择压缩成型或传递成型。对于高尺寸精度，则需要注射成型或传递成型。从成本角度来看，注塑设备成本最高，而压塑成型成本最低。根据产品材料特性，例如高粘度或热敏性橡胶，可以选择压塑或传递成型。从产品尺寸角度来看，大型和厚壁产品大多采用压塑成型。

4. 为什么橡胶制品必须“硫化”？不经过硫化也能生产吗？

不可以。未硫化（生）橡胶的分子链为线性，强度低、易变形、耐磨性差、耐溶剂性差、对温度敏感，没有实际用途。硫化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、耐溶剂、耐高温和尺寸稳定性等宝贵性能。没有硫化，就不会有有用的橡胶制品。

摘要

橡胶成型是一项关键的制造工艺，它通过硫化过程将生橡胶转化为具有精确形状和优异性能的产品。它直接影响产品的寿命和可靠性。选择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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