Hvorfor små silikondeler krever mer enn bare støping

Silikondeler ser ofte enkle ut. Men når man begynner å skaffe dem, dukker problemene raskt opp.

En gang kom en kunde til oss med en liten silikonventil som ble brukt i en matpose. Delen var lett, under ett gram. Utformingen så ryddig ut. Men produksjonen mislyktes gang på gang.

Det handlet ikke om prisen. Det handlet om konsistens.

I denne applikasjonen måtte ventilen åpne seg ved et bestemt trykk. Hvis silikonet var for mykt, lekket ventilen. Hvis det var for stivt, blokkerte det strømningen. Toleranseområdet var svært snevert.

Kunden hadde allerede prøvd to leverandører. Begge leverte prøveeksemplarer som besto de innledende testene. Men etter oppskalering dukket det opp feil. Grater, størrelsesvariasjoner og ustabilt åpningstrykk gjorde delene uegnet for masseproduksjon.

Da vi gjennomgikk delen, var produksjonsrisikoene tydelige.

• Veggtykkelsen var ujevn
• Strømningsbanen var lang og smal
• Tetningskanten lå på delelinjen
• Ventilasjonsområdet var begrenset

Hvert av disse problemene kan håndteres hver for seg. Samlet sett medfører de en langt større risiko for ustabil produksjon.

Det dannet seg en flash langs forseglingskanten. Krympingen endret åpningstrykket. Luftlommer forårsaket små brennmerker. Dette var ikke tilfeldige feil. Det var tegn på at formkonstruksjonen ikke var tilpasset oppførselen til flytende silikongummi.

Vi begynte med formen, ikke maskinen.

• Portens plassering ble justert. Dette forkortet strømningsveien og gjorde fyllingen av hulrommet mer jevn, noe som reduserte risikoen for ufullstendig fylling og ujevn herding.
• Delelinjen ble omdesignet. Vi flyttet den bort fra tetningsområdet og forbedret overflatetilpasningen for å redusere risikoen for overflødig materiale.
• Det ble montert mikroventiler ved det siste påfyllingsområdet. Ventilasjonsdybden holdt seg innenfor et smalt område, rundt 0,004 mm.
• Det ble tilført vakuum under injeksjonen. Dette bidro til å fjerne innestengt luft før den kunne forårsake brennmerker eller ufullstendig fylling.
• Det ble foretatt krympekompensasjon etter retning og veggtykkelse. Dette gjorde at den endelige ventilgeometrien holdt seg nærmere det nødvendige ytelsesvinduet.

Før vi begynte å skjære i stål, kontrollerte vi fyllingsforløpet ved hjelp av Moldflow-analyse. Under prøvekjøringene la vi vekt på temperaturstabilitet og holdt variasjonene innenfor et smalt område for å sikre jevn herding.

Etter disse endringene i form og prosess stabiliserte ventilens ytelse seg.

• Starttrykket holdt seg innenfor det foreskrevne området
• Flash var ikke lenger synlig på tetningskanten
• Brannmerkene forsvant
• Bedre konsistens mellom ulike batcher

Kunden testet delene i virkelige påfyllingslinjer. Ventilene fungerte jevnt og trutt på tvers av produksjonspartiene, noe som gjorde at prosjektet kunne gå videre til produksjon.

Sett utenfra virket dette som en liten del. Men en stabil produksjon avhang av hvor tidlig produksjonsrisikoene ble oppdaget.

Hvis en leverandør kun fokuserer på støping, reagerer de på feil først etter at de har oppstått. Hvis de har kunnskap om formkonstruksjon, kan de forhindre mange av disse feilene allerede før produksjonen starter.

Man kan ofte se forskjellen allerede i prosjektets tidlige fase. En dyktig leverandør av silikonstøping vil ikke bare gi et pristilbud på delen. De vil også gjennomgå designet og forklare produksjonsrisikoene.

Før man setter i gang med verktøyutformingen, er det lurt å stille seg noen praktiske spørsmål:

• Gjennomgår de utformingen av delen din før de begynner å lage formen?
• Tar de opp strømningsvei, ventilering og krymping?
• Forklarer de hvor det kan oppstå blits?
• Forstår de hvordan plasseringen av delelinjen påvirker funksjonen?
• Kontrollerer de at prosessen er egnet for repeterbar produksjon, og ikke bare for godkjenning av prøveeksemplarer?

Dette er tegn på reell erfaring fra produksjonsbransjen.