Силиконовые изделия востребованы во многих сферах. Особый состав и сочетание полезных свойств позволили им стать частью и повседневности. В этой статье расскажем о качествах, где используют, а также о технологиях производства.
Что такое силикон
Силикон – сложно устроенный неорганический полимер. Главный элемент в составе — кремний, благодаря ему материал получил своё название — «силициум». К основному элементу прикрепляются молекулы кислорода. Образованная цепочка соединяется с углеродными водородными группами.
В зависимости от сферы применения в изделия могут добавляться регулирующие свойства изделия вещества, красители и т.д.
Возможные варианты силикона: жидкости, гели, эластомеры, смолы.
Преимущества
Несмотря на простой состав, материал обладает конкурентными качествами. Последнее определило выбор многих предприятий в пользу силиконовой продукции.
К «сильным сторонам» относится:
- устойчивость к УФ-излучению, высоким и низким температурам: продукт сохраняет свои свойства даже при значениях от -60ºϹ до +250ºϹ;
- не воспламеняется;
- обладает свойствами диэлектрика;
- экологически чистый состав;
- эластичность;
- устойчивость к действию щелочей, спиртов, пару;
- долговечность.
Отдельно стоит отметить способность материала выдерживать радиационное облучение. Допустимое значение — до 90 Мрад.
Применение
Силиконовые изделия несмотря на идентичный основной состав могут содержать добавки. Последние отвечают за присутствие дополнительных свойств у продукции. Поэтому изделия могут относиться к классу пищевых, медицинских, промышленным, санитарным и т.д.
Силикон применяется в составе:
- соединительных шлангов, трубок — для перемещения веществ;
- изолирующих проводов;
- уплотнителей, прокладок.
- капельниц, аппаратов ИВЛ;
- шнуров и профилей для герметизации стыков при работе с высокими температурами воздуха, топливом, излучением.
- резины в составе электроприборов;
- изделиях для защиты от воспламенения;
- посуды для выпекания и заморозки и т.д.
Обзор технологий производства
Сфера применения и требования к изделию, а также стоимость влияют на выбор метода производства. К ним относятся:
- формовка при комнатной t;
- 3D – печать моделирование методом наплавки;
- с помощью литья из резины высокой консистенции;
- посредством литья под давлением.
Формовка при комнатной t
Для создания силикона используются: основа RTV и формы из разных материалов. Чаще всего — из пластика или металла. Производят на 3D принтере.
К «плюсам» технологии относится:
- доступный для производства материал;
- для отверждения подходит комнатная температура;
- нет надобности использовать доп оборудование.
Главный минус — время на отверждение материала — до нескольких часов. Также для выпуска продукции всегда нужна качественная форма.
3D-печать
Метод относится к аддитивным технологиям. В отличие от стандартного производства деталей с помощью заготовки и дальнейшей ее коррекции, 3D-моделирование и печать использует основу и наращивает на неё слои изделия.
Преимущества:
- высокая скорость изготовления;
- быстрая окупаемость оборудования;
- не нужно контролировать процесс в отличие от метода формовки.
Недостатки:
- неточности в создании тонких элементов;
- на оборудовании выгодно производить небольшие партии.
Метод создания из резины высокой консистенции
Компрессионная технология с использованием формовки HCR. Для изготовления продукта материал устанавливают между двумя пластинами, которые после нагревания сжимаются и давят на основу. Материал начинает просачиваться по линии разделения.
«Плюсы»:
- подходит для выпуска деталей небольшого размера;
- нет надобности использовать дорогое оборудование.
«Минусы»:
- не подходит для выпуска деталей сложной геометрической формы.
- продолжительный процесс изготовления.
Литьё под давлением
При производстве используют жидкий силиконовый каучук — LSR.
Имеет несколько методов создания продукции:
- формование;
- формование двух сторон;
- микроформование.
«Плюсы»:
- производит силиконовую продукцию с высокой точностью.
«Минусы»:
- дорогое оборудование;
- цена 1 экземпляра в партии выше при аналогичных способах производства.
Методы переработки силиконовой резины
Применяют два основных способа:
- Формование в прессе. Различают компрессионное — материал помещается в нижнюю часть формы; трансферное — смесь помещается в загрузочную камеру и под действием верхнего затвора попадает в гнездо формы через трансферный канал. На резину воздействуют высокая температура и давление. Выемку производят с помощью внешней и внутренней смазки. Метод подходит для изготовления прецизионных деталей.
- Экструзия. Бывает: вертикальная — материал перерабатывается под действием сил тяготения; для производства нужны высокие помещения, специальное обслуживание. Горизонтальная: смесь попадает в шоковую камеру благодаря системе валов. Переработка не требует специального обслуживания и большой площади. Формование происходит через экструдер. При движении к фильере смесь нагревается, уплотняется. В фильере силикон принимает форму профиля, сохраняет её после вулканизации в шоковой камере. Подходит для производства шлангов, профилей, лент.
Силиконовые изделия популярны не только благодаря качествам материала, но и возможности производить продукты, учитывая нужды предприятия. Стоимость, объемы, дополнительные свойства — показатели, которые влияют на итоговый выбор технологии производства. Прежде чем утвердить окончательный вариант партии, производители могут предложить выпуск небольшой модели. Так клиент может объективно оценить и согласовать свойства и форму будущего продукта.