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- Flüssigsilikongummi im Vergleich zu HTV-Silikon
Warum kleine Silikonteile mehr erfordern als nur einfaches Formen
Ein kleines Silikonventil mag zwar einfach aussehen, doch eine stabile Produktion hängt von der Formkonstruktion, der Durchflussregelung, der Entlüftung, dem Schrumpfausgleich und der Aushärtungsstabilität ab.
Das eigentliche Problem war die Beständigkeit, nicht der Preis
Silikonteile sehen oft einfach aus. Doch sobald man sich um ihre Beschaffung kümmert, treten schnell Probleme auf.
Einmal kam ein Kunde mit einem kleinen Silikonventil zu uns, das in einem Lebensmittelbeutel zum Einsatz kam. Das Teil war leicht, weniger als ein Gramm. Das Design wirkte klar und übersichtlich. Doch die Produktion schlug immer wieder fehl.
Es ging nicht um den Preis. Es ging um die Beständigkeit.
Zu diesem Zeitpunkt änderte sich die Frage nach der Beschaffung von "Wer ist günstiger?" zu "Wer kann dafür sorgen, dass es stabil bleibt?"
Kundenanforderung: Ein Ventil, das sich bei Erreichen des richtigen Drucks öffnet
Für diese Anwendung musste sich das Ventil bei einem bestimmten Druck öffnen. War das Silikon zu weich, war das Ventil undicht. War es zu steif, blockierte es den Durchfluss. Der Toleranzbereich war sehr eng.
Der Kunde hatte bereits zwei Lieferanten ausprobiert. Beide lieferten Muster, die die ersten Tests bestanden. Nach der Produktionssteigerung traten jedoch Mängel auf. Grate, Maßabweichungen und ein instabiler Öffnungsdruck machten die Teile für die Serienfertigung ungeeignet.
Das Ziel bestand nicht nur darin, zugelassene Muster herzustellen. Das Ziel war es, ein Ventil zu entwickeln, das über alle Produktionschargen hinweg gleich funktioniert.
Herausforderung in der Fertigung: Das Risiko war bereits in der Form enthalten
Als wir das Bauteil prüften, waren die Produktionsrisiken offensichtlich.
- Die Wandstärke war ungleichmäßig
- Der Strömungsweg war lang und schmal
- Die Dichtkante lag an der Trennfuge an
- Die Entlüftungsfläche war begrenzt
Jedes dieser Probleme lässt sich für sich genommen bewältigen. Zusammen führen sie jedoch zu einem deutlich höheren Risiko einer instabilen Produktion.
Entlang der Dichtkante bildete sich eine Wulst. Durch die Schrumpfung veränderte sich der Öffnungsdruck. Lufteinschlüsse verursachten kleine Brandspuren. Dabei handelte es sich nicht um zufällige Fehler. Sie waren Anzeichen dafür, dass die Formkonstruktion nicht auf das Verhalten von flüssigem Silikonkautschuk abgestimmt war.
Die bisherigen Lieferanten versuchten, das Problem durch Anpassungen von Druck und Temperatur zu lösen. Das half zwar für einige Zyklen, führte jedoch nicht zu einem stabilen Serienfertigungsprozess, da die eigentliche Ursache in der Form lag.
Technischer Ansatz: Beginnen Sie mit der Formkonstruktion
Wir haben mit der Form angefangen, nicht mit der Maschine.
- Die Position des Tors wurde angepasst. Dadurch wurde der Fließweg verkürzt und die Füllung der Kavität gleichmäßiger gestaltet, wodurch das Risiko einer unvollständigen Füllung und einer ungleichmäßigen Aushärtung verringert wurde.
- Die Trennlinie wurde neu gestaltet. Wir haben es vom Dichtungsbereich entfernt und die Oberflächenanpassung verbessert, um das Risiko von Gratbildung zu verringern.
- Im letzten Füllbereich wurden Mikroentlüftungsöffnungen angebracht. Die Entlüftungstiefe blieb innerhalb eines engen Bereichs von etwa 0,004 mm.
- Während des Einspritzvorgangs wurde ein Vakuum angelegt. Dadurch konnte eingeschlossene Luft entweichen, bevor sie Brandspuren verursachen oder zu einer unvollständigen Befüllung führen konnte.
- Der Schrumpfungsausgleich wurde je nach Richtung und Wandstärke vorgenommen. Dadurch blieb die endgültige Ventilgeometrie näher am erforderlichen Leistungsbereich.
Vor dem Schneiden des Stahls haben wir das Füllverhalten mittels Moldflow-Analyse überprüft. Bei den Testläufen haben wir uns auf die Temperaturstabilität konzentriert und die Schwankungen in einem engen Bereich gehalten, um eine gleichmäßige Aushärtung zu gewährleisten.
Diese Schritte haben die Form nicht komplexer gemacht. Sie haben sie vielmehr berechenbarer gemacht.
Anwendung in der Praxis: Stabile Leistung über verschiedene Chargen hinweg
Nach diesen Änderungen an der Form und am Verfahren stabilisierte sich die Leistung des Ventils.
- Der Öffnungsdruck blieb innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs
- An der Dichtkante war kein Flash mehr zu sehen
- Die Brandspuren sind verschwunden
- Verbesserte Chargenkonstanz
Der Kunde testete die Teile in realen Abfüllanlagen. Die Ventile zeigten über alle Chargen hinweg eine gleichbleibende Leistung, sodass das Projekt in die Serienproduktion übergehen konnte.
Was dies über die Herstellung von Silikonteilen aussagt
Von außen betrachtet sah dies wie ein kleines Bauteil aus. Eine stabile Produktion hing jedoch davon ab, wie früh die Fertigungsrisiken erkannt wurden.
Wenn sich ein Zulieferer ausschließlich auf den Spritzguss konzentriert, reagiert er erst auf Fehler, nachdem diese aufgetreten sind. Versteht er hingegen die Formenkonstruktion, kann er viele dieser Fehler bereits vor Produktionsbeginn verhindern.
Oft lässt sich der Unterschied bereits in der frühen Projektphase erkennen. Ein kompetenter Anbieter von Silikonformteilen gibt nicht nur ein Angebot für das Bauteil ab, sondern prüft auch die Konstruktion und erläutert die Produktionsrisiken.
Beim LSR-Formguss ist die Form nicht nur ein Werkzeug. Sie ist der Ausgangspunkt für Qualität.
Merkmale eines zuverlässigen Anbieters von Silikonformteilen
Bevor man mit der Werkzeugfertigung beginnt, lohnt es sich, einige praktische Fragen zu stellen:
- Wird Ihr Bauteilentwurf vor dem Formenbau geprüft?
- Werden dort der Fließweg, die Entlüftung und der Schwund behandelt?
- Erklären sie, wo Blitze auftreten können?
- Verstehen sie, wie sich die Position der Trennfuge auf die Funktion auswirkt?
- Überprüfen sie den Prozess im Hinblick auf eine wiederholbare Produktion und nicht nur im Hinblick auf die Freigabe von Mustern?
Das sind Anzeichen für echte Erfahrung in der Fertigung.
Benötigen Sie Hilfe bei der Herstellung von Silikonventilen?
xflsrmolding bietet die Fertigung kundenspezifischer Silikonventile, die Konstruktion von LSR-Formen, die Gratkontrolle, das vakuumunterstützte Spritzgießen sowie die stabile Serienfertigung von Silikonkomponenten für die Lebensmittel-, Medizin- und Industriebranche.
Wenden Sie sich an unser Ingenieurteam um Ihren Entwurf für das Silikonteil zu prüfen und die beste Formstrategie für eine stabile Produktion zu besprechen.
