Hvorfor små silikonedele kræver mere end blot støbning

Silikonedele ser ofte enkle ud. Men når man begynder at indkøbe dem, dukker problemerne hurtigt op.

En køber henvendte sig engang til os med en lille silikoneventil, der blev brugt i en madpose. Delen var let – under et gram. Designet så elegant ud. Men produktionen mislykkedes gang på gang.

Det handlede ikke om prisen. Det handlede om konsistens.

I denne anvendelse skulle ventilen åbne ved et bestemt tryk. Hvis silikonen var for blød, lækkede ventilen. Hvis den var for stiv, blokerede den gennemstrømningen. Toleranceintervallet var snævert.

Kunden havde allerede prøvet to leverandører. Begge leverede prøver, der bestod de indledende test. Men efter opskalering dukkede der fejl op. Grater, størrelsesafvigelser og ustabilt åbningstryk gjorde delene uegnede til masseproduktion.

Da vi gennemgik delen, stod produktionsrisiciene klart.

• Vægtykkelsen var ujævn
• Strømningsvejen var lang og smal
• Tætningskanten lå på delelinjen
• Udluftningsarealet var begrænset

Hvert af disse problemer kan håndteres hver for sig. Tilsammen medfører de imidlertid en langt større risiko for ustabil produktion.

Der dannedes en flash langs tætningskanten. Krympningen ændrede åbningstrykket. Luftlommer forårsagede små brændemærker. Dette var ikke tilfældige fejl. Det var tegn på, at formkonstruktionen ikke var tilpasset flydende silikonegummis egenskaber.

Vi startede med formen, ikke med maskinen.

• Portens placering blev justeret. Dette forkortede strømningsvejen og sikrede en mere jævn fyldning af hulrummet, hvilket mindskede risikoen for ufuldstændig fyldning og ujævn hærdning.
• Skillelinjen er blevet omdesignet. Vi flyttede den væk fra tætningsområdet og forbedrede overfladetilpasningen for at mindske risikoen for oversprøjtning.
• Der blev monteret mikroventiler ved det sidste påfyldningsområde. Ventilationsdybden holdt sig inden for et snævert interval på omkring 0,004 mm.
• Der blev tilført vakuum under indsprøjtningen. Dette bidrog til at fjerne indespærret luft, inden den kunne forårsage brændemærker eller ufuldstændig påfyldning.
• Der blev foretaget krympningskompensation i henhold til retning og vægtykkelse. Dette sikrede, at den endelige ventilgeometri holdt sig tættere på det krævede ydeevneområde.

Inden vi begyndte at skære i stål, kontrollerede vi fyldningsadfærden ved hjælp af Moldflow-analyse. Under testkørslerne fokuserede vi på temperaturstabiliteten og holdt udsvingene inden for et snævert interval for at sikre en jævn hærdning.

Efter disse ændringer af form og proces stabiliserede ventilens ydeevne sig.

• Starttrykket holdt sig inden for det krævede interval
• Flash var ikke længere synlig på tætningskanten
• Brændemærkerne forsvandt
• Konsistensen mellem de forskellige batcher er blevet forbedret

Kunden testede delene i egentlige påfyldningslinjer. Ventilerne fungerede ensartet på tværs af alle partier, hvilket gjorde det muligt at gå videre med projektet og sætte det i produktion.

Set udefra så det ud som en lille del. Men en stabil produktion afhang af, hvor tidligt produktionsrisiciene blev identificeret.

Hvis en leverandør udelukkende fokuserer på støbning, reagerer vedkommende først på fejl, når de opstår. Hvis vedkommende har kendskab til formkonstruktion, kan mange af disse fejl forebygges, inden produktionen går i gang.

Man kan ofte se forskellen allerede i projektets tidlige fase. En kompetent leverandør af silikonestøbning nøjes ikke blot med at give et tilbud på emnet. De gennemgår også designet og forklarer produktionsrisiciene.

Inden man går i gang med værktøjsfremstillingen, er det en god idé at stille sig selv et par praktiske spørgsmål:

• Gennemgår de dit komponentdesign, inden formen fremstilles?
• Taler de om strømningsvejen, udluftning og krympning?
• Forklarer de, hvor der kan opstå blænding?
• Forstår de, hvordan placeringen af delelinjen påvirker funktionen?
• Kontrollerer de, at processen sikrer en gentagelig produktion, og ikke blot godkender prøver?

Det er tegn på reel erfaring inden for produktion.