LSR模具射出成型成功的關鍵
2019-09-02
傳統的熱壓成型,因矽膠材料為熱固性塑料,無法再回收使用,且需要人工作操作及後續的加工處理。不僅浪費材料及人工成本,低落的生產效率,使得客戶的生產成本增加。 LSR(液體矽橡膠)具有眾多的優勢和特點,例如防水性能強、彈性、抗老化性好、無毒無害、穩定性好、電絕緣性好等優點,可製成不同形態、不同用途的系列化、差別化產品。如圖一(LSR產品),目前 LSR應用領域廣泛,主要包括手機等消費電子、智慧穿戴、手持終端、連接器、汽車、醫療、嬰兒、廚房用具、運動等領域。尤其LSR與塑膠或金屬嵌件複合成型的特殊能力,使它成為防水矽膠結構首選的材料。
圖一、LSR產品
根據GMI與去年在美國舉行的LSR 2018 Conference分析,全球矽膠市場,預計2016年~2020年將以6~8%的年複合成長率成長。矽膠原料全球出貨量,在2015將近100萬噸,在2023預計可以達150萬噸。其中LSR(液態矽橡膠)的應用約佔1/3。矽膠產品在2023的總市值,預估可達128億美金。另外,全球醫療用矽膠市場規模成長快速。亞太地區需求的增加及植入物、牙科用工具、藥物輸送設備、義肢假體、注射器及拋棄式醫療用設備等應用部門的擴大,促進全球醫療用矽膠需求的成長。
如圖二(LSR射出成型主要設備),在LSR射出成型製程上,主要設備有供料機、射出機與模具。其中,LSR模具占有舉足輕重的地位。映通公司提供的LSR針閥式冷流道系統,SVG (Single Valve Gate) 單穴針閥式熱嘴具有以下的特色 :
1. 針閥式冷嘴設計 : 可直接進澆,產品不需剪料頭,澆口美觀。
2. 系統隔熱分析 : 冷卻效果好,生產效率高。
3. 模仁加熱系統 : 每穴固化溫度均勻穩定,產品質量良好。
4. Cold Deck模組化設計 : 安裝快速、維護簡單。
5. 流量控制 : 解決每穴流量不均的問題。
6. 警報設計 : 可選配溫度偵測設計,系統超溫警報。
圖二、 LSR射出成型主要設備
LSR模具射出成型的成功關鍵,除了模具設計及製造精密度外,主要在於Cold Deck系統的每穴出澆量的流動平衡,及各個模穴加熱系統的熱平衡。
如附圖三、四(系統溫度分析) : 映通可以配合客戶個案做DFM(Design for manufacturing)的系統溫度場分析,透過分析及計算,可以降低冷流道設計失敗的風險。如圖五 : 16點針閥嘴各穴出澆量,在微量件多穴數的各穴流動穩定度尤其重要。映通的LSR針閥式系統,特別注重流道平衡設計,輔以機構調整流量,讓各穴出澆量得以平均穩定地產出。
圖三、系統溫度分析(單穴)
圖四、系統溫度分析(多穴)
圖五、16點針閥嘴各穴出澆量