使用模具注射成型液态硅胶设计制造微型O型圈

寂静回声

新兴行业中, 制造和设计的挑战正与日俱增，小零件的创新与改进往往带来产品的质的飞跃。采用液态硅胶技术可以生产出精确的高质量O形圈。
O形圈是最常用的密封件，应用广泛，可用于从医疗设备到化工生产线、从拖拉机液压系统到海底井下工具等众多领域，其中，采用液态硅胶技术生产的高规格无飞边O形圈和定制模压件也是生命科学应用的理想选择。这些应用占据着全球垫片和密封件的大部分市场，根据全球产业分析，截止2020年其市场规模将达到458亿美元。
O形圈之所以受到用户的青睐是因为其圆形截面可普遍应用于轴向或径向密封配置中，无论是处在静态还是相对温和的动态负载工况下。它们几何形状非常简单，不管是使用何种材料进行注射成型还是模压成型生产，过程都非常简单，是最通用的选择。
O形圈虽然结构简单，但简单的橡胶圈背后却隐藏着复杂的材料和生产工艺。为保证长久的使用寿命和完整性，O形圈必须完全符合系统的要求，包括耐极限温度、抗高压及耐侵蚀性的接触介质等。为实现动态环境下的自动化装配，它们也许还需要具有低摩擦性。
新的制造和设计挑战
特瑞堡液态硅胶部件产品线总监Ursula Nollenberger说：“为应用选择最适合的O形圈要求准确地理解系统的需求，并且要具备专业的材料性能知识。和一家在这些领域比较专业的O形圈供应商合作，他们能够提供材料的测试结果，这些对于保证设备性能或者制造过程方面是至关重要的。在要求严苛的生命科学行业尤为重要。”根据全球产业分析的陈述，包括医疗行业在内的复杂应用领域，将对制造和设计提出新的挑战。
Ursula说道：现在我们已经认识到这一趋势，为此在生产简单的O形圈时，我们将重新定义其精密程度。对于一些工况最困难的应用，尤其是针对医疗设备。液态硅胶技术重新定义了O形圈的加工精密程度
特瑞堡密封系统位于瑞士施泰因的工厂，是特瑞堡密封系统专门从事液态硅胶（LSR）注射成型的四个工厂之一。它为全球和当地的医疗、汽车和各种工业领域的客户生产高精密的模压件。
精密的液态硅胶制造质量控制
施泰因工厂总经理Jarno Burkhardt说：“传统的弹性体O形圈生产是通用注射或模压成型的，并且通常需要以机械方式（切割或冲压）或经过低温处理进行修边。这些二次加工的步骤往往会带来过程变化、制造风险并且产生潜在的间接成本。在特瑞堡密封系统为O形圈进行液态注射成型的过程中，模压件不会产生飞边，注入口或溢出口很容易和功能部件”
微型部件生产
特瑞堡密封系统已经使用这种工艺生产1.1-1.4mm尺寸的微型部件，医疗设备上每年都需要数百万件此类产品。这些部件生产都是通过直接将液态硅胶材料注射进多腔模具的各个腔内。然后O形圈都借助一种特殊设计的机械手臂将其从每个腔内夹出。由于部件尺寸太小，很难作标记区分，为了保证其具有可追溯性，一般将O形圈直接从装进按腔区分的容器中。

符合工艺要求带来的好处
开发生产微型O形圈的工艺面临着诸多挑战。其中之一就是开发一种机械臂处理重量小于0.0093g的部件，由于部件很小并且很轻，以至于凭借人手根本不能够简单地处理它们。
另一个挑战就是微型O形圈的电子电荷, 它会导致机械臂释放O形圈后,O形圈的四处分散。由于其接近羽毛的重量使它们在后期生产中无法放置在指定的容器中。为此，一个名为“Ionicator”的机械臂最终被开发出来，它可以将部件从模具中卸下然后装进容器内。执行该生产工艺可以将材料损耗减少30%以上，还可以达到零缺陷的质量水平。这些微型O形圈的生产模具目前最多有32个腔体。
Burhardt总结道：“液态硅胶技术团队的下一个目标就是将腔体的数量增加到64个，并且不仅仅适用于O形圈，还针对创新医疗设备上使用的其它定制微型部件。”

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硅胶的凝固机理是什么？

会不会有补缩，缩孔的问题？

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板侠，新的O形圈工艺已经是连续挤出了，我怀疑这篇文章说的就是，但是没描述好，据我所知，特瑞堡当前用的就是连续挤出。