고정밀 의료 및 자동차 응용 분야에서는 극한의 열 사이클과 화학 물질 노출을 견딜 수 있는 유연한 부품에 대한 요구가 점점 커지고 있습니다. 기존의 열가소성 엘라스토머는 120°C 이상의 연속 열에 노출되면 종종 연화되거나 영구 압축 변형이 발생합니다. 이를 지정하면 액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형 이러한 성능 한계를 해결합니다. -50°C에서 200°C 이상까지 탄성을 유지하는 백금 경화 액상 실리콘 배합을 활용하기 때문입니다. JUCHENG은 수직 계열화된 수탁 제조업체로서 고객의 CAD 파일에 따라 플래시 없는 액상 실리콘 부품을 엄격하게 생산합니다.
목차
콜드 러너 시스템 및 플래시 없는 LSR 금형 설계
액상 실리콘 고무는 열 가교 전에 극도로 낮은 용융 점도를 나타내므로 플래시 방지가 금형 엔지니어링의 핵심 과제입니다. 기존 핫 러너 금형은 액상 실리콘 고무가 유로 내부에서 조기에 가황되어 사출 노즐을 막히게 합니다. 냉각수 채널이 장착된 콜드 러너 시스템을 사용하면 액상 폴리머가 가열된 금형 캐비티에 들어갈 때까지 15°C~25°C로 냉각 상태를 유지합니다. 25대의 5축 CNC 머시닝 센터를 사용하여 금형 캐비티를 가공하면 ±0.002mm보다 엄격한 셧오프 랜드 공차를 달성하여 파팅 라인 플래시를 제거합니다. 진공 보조 캐비티 배기 시스템은 사출 전에 금형에서 공기를 빼내어 미세 기포와 디젤 번을 방지합니다.
중요한 콜드 러너 금형 엔지니어링 표준은 다음과 같습니다:
- 니들 밸브 게이트 제어—공압 니들 밸브로 노즐 오리피스를 차단하면 사이클 간 액상 실리콘 흘러내림을 방지합니다.
- 열 절연 배리어—콜드 러너 매니폴드와 가열된 금형 플레이트 사이에 절연 플레이트를 설치하면 정확한 온도 차이를 유지합니다.
- 미크론 수준의 차단 강철—성형 몰드 파팅 라인을 서브미크론 정밀도로 연마하면 저점도 실리콘이 화장면으로 스며드는 것을 방지합니다.
- 진공 배기 포트—사출 전 캐비티 내부에 100 mbar 진공을 형성하면 복잡한 미세 형상에 공기 갇힘을 방지합니다.
의료 등급 LSR 및 생체적합성 규정 준수
의료기기 엔지니어링은 엄격한 규제 기준을 충족하는 순수하고 불활성인 엘라스토머 소재를 요구합니다. 백금 경화 LSR 배합은 청정 백금 촉매 하이드로실릴화를 거쳐 과산화물 산 부산물이나 휘발성 잔류물을 전혀 남기지 않습니다. 임상 부품 성형에는 다음과 같은 의료 등급 수지를 사용합니다. Wacker Elastosil LR 3003, Momentive Silopren LSR 2050, 및 Shin-Etsu KE-2009. 이러한 생체적합성 소재는 USP Class VI 및 ISO 10993 기준을 충족하여 장기 피부 접촉 및 이식형 기기에 안전합니다. ISO 13485 인증 하에 ISO Class 8 클린룸 성형 부서를 운영하면 멸균 호흡기 밸브, 카테터 및 유체 밀봉부를 공기 중 입자로부터 보호합니다. 자동화 로봇 드롭 패키징은 인적 접촉을 최소화하여 생산 전반에 걸쳐 클린룸 무결성을 유지합니다.
자동차 및 헬스케어 조명용 광학 투명 LSR 성형
광학 등급 액상 실리콘 고무는 자동차 적응형 헤드라이트, 도광체 및 의료 진단 렌즈를 위한 주요 소재 발전을 나타냅니다. 광학 LSR은 92% 이상의 광 투과율을 제공하면서 기존 아크릴 또는 폴리카보네이트에 비해 UV 황변에 대한 우수한 저항성을 보입니다. 광학 렌즈 성형에는 S136 스테인리스 강으로 제작하고 HRC 48-52로 열처리하며 SPI A-1 다이아몬드 기준으로 연마한 고광택 캐비티가 필요합니다. 캐비티 표면 조도와 경화 동역학을 제어하면 두꺼운 조명 부품에서 복굴절과 광학 왜곡을 제거할 수 있습니다.
열 경화 동역학 및 액체 정량 시스템
열 가황 동역학은 몰드 캐비티 내부의 정밀한 가열 프로파일을 요구합니다. 액상 실리콘 고무는 자동 2액형 정량 펌프를 통해 정확한 1:1 부피 비율로 계량되며, 촉매와 가교제가 완전히 혼합됩니다. 혼합된 저온 액체를 170°C에서 200°C로 가열된 몰드 캐비티에 사출하면 수 초 내에 빠른 백금 촉매 경화가 시작됩니다. 몰드 가열 회로의 균형을 맞추면 균일한 열 분포를 보장하여 미경화 연질 부위나 과경화 표면 스코칭을 방지합니다. Decoupled Molding 방법론을 실행하면 정량 정확도, 캐비티 압력 및 경화 시간을 분리하여 양산 전반에 걸쳐 CpK & PpK > 1.67을 유지합니다.
LSR 설계를 프로토타입 검증에서 대량 생산으로 전환하려면 단일 소스 엔지니어링 지원이 필요합니다. 자체 툴룸은 프로토타입 콜드 러너 툴링을 제작하여 7~10 영업일 내에 기능성 T1 샘플을 제공합니다. 경화 강 생산 툴링을 구축하면 15T에서 3000T에 이르는 자동 프레스 전반에 걸쳐 1,000,000 사이클을 초과하는 SPI Class 101 몰드 수명을 보장합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
LSR은 열가소성 수지가 핫 러너를 사용하는 반면 왜 콜드 러너 시스템이 필요한가요?
액상 실리콘 고무는 가열 시 경화되는 열경화성 소재입니다. 콜드 러너 시스템은 러너 내부의 액상 수지를 차갑게 유지하여 가열된 몰드 캐비티에 도달하기 전 조기 경화를 방지합니다. 열가소성 수지는 반대로 거동하여 용융물을 유동 상태로 유지하기 위해 핫 러너가 필요합니다.
How do you prevent flash in low-viscosity liquid silicone molding?
Preventing LSR flash requires machining mold parting lines with shut-off tolerances tighter than 0.002 mm. Utilizing needle valve cold runner nozzles, vacuum cavity evacuation, and rigid mold plates prevents low-viscosity liquid silicone from seeping out.
Can LSR be overmolded onto rigid plastic substrates?
Overmolding LSR onto thermoplastics like PBT or PA66 is widely performed using self-adhesive LSR grades or thermal primers. Secondary injection occurs onto a high-heat substrate, forming a permanent chemical bond without requiring secondary glues.