맞춤형 액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형 서비스

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액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형이란?

액체 실리콘 고무 사출 성형은 흔히 LSR 성형 또는 LIM(액체 사출 성형)으로 약칭되며, 액체 실리콘 고무 소재로 내구성과 유연성, 고정밀도를 갖춘 부품을 만드는 데 사용되는 제조 공정입니다.

이 공정의 핵심은 열경화성 공정입니다. 이 점이 열가소성 사출 성형과 근본적으로 구별됩니다. 열가소성 플라스틱은 녹을 때까지 가열하고 차가운 금형에 주입하여 응고시킨 후 다시 녹일 수 있지만, 열경화성 수지는 그 반대로 작동합니다. LSR 성형에서는 두 가지 액체 화합물을 혼합한 다음 가열된 금형에 주입합니다. 열은 경화 또는 가황이라는 비가역적인 화학 반응을 일으켜 액체를 단단하고 안정적이며 탄력 있는 고무 부품으로 변형시킵니다.

LSR의 분류와 유형은 무엇인가요?

LSR은 천편일률적인 소재가 아닙니다. 다양한 등급으로 제공되며 여러 고급 기술을 사용하여 가공할 수 있으므로 고도의 맞춤화가 가능합니다.

1. 자료 등급별 분류:

일반용 등급: 다양한 산업용 씰, 개스킷 및 소비자 제품에 적합한 물리적 특성의 균형을 제공하는 표준 제형입니다.

의료용 등급: 이 등급은 생체 적합성이 있으며 USP Class VI 및 ISO 10993과 같은 엄격한 표준을 충족합니다. 호흡기 마스크, 수술 기구, 의료 기기용 씰, 단기 임플란트 등에 사용됩니다.

식품 등급: 제빵 틀, 젖병 젖꼭지, 주방 용품 등 식품과 접촉하는 제품에 사용하기 위한 FDA 규정(예: 21 CFR 177.2600)을 준수합니다.

광학 등급: 높은 투명도와 빛 투과율이 특징인 이 등급은 광학적 선명도가 가장 중요한 LED 및 센서용 렌즈, 라이트 가이드, 커버를 제작하는 데 이상적입니다.

전도성 등급: 카본 블랙과 같은 전도성 필러를 통합하여 EMI/RFI 차폐 개스킷, 전도성 패드 및 전기 커넥터와 같이 전기 전도성이 필요한 애플리케이션에 사용할 수 있는 LSR입니다.

⑥ 자체 윤활 등급: 이 소재는 시간이 지남에 따라 표면에 소량의 실리콘 오일을 발산하여 마찰 계수를 감소시킵니다. 쉽게 조립해야 하는 저마찰 씰, O링 및 커넥터 씰을 만드는 데 적합합니다.

플루오로실리콘(F-LSR): 비극성 용제, 연료, 오일 및 강력한 화학 물질에 대한 내성이 강화되어 거친 유체에 노출되는 자동차 및 항공 우주 씰에 선호되는 제품입니다.

2. 프로세스 변형에 따른 분류:

표준 LSR 몰딩: 단일 재료 LSR 부품을 제작하는 기본 프로세스입니다.

LSR 오버몰딩(2샷 몰딩): LSR을 사전 성형된 기판 위에 성형하는 다단계 공정입니다. 이는

- 열가소성 플라스틱의 LSR: 엔지니어링 플라스틱 부품(예: PBT, 나일론)을 두 번째 금형에 배치하고 그 주위에 LSR을 사출하여 강성과 연성을 모두 갖춘 통합 부품(예: 씰이 내장된 방수 하우징)을 제작합니다.

- 금속에 LSR: LSR은 금속 부품(예: 스테인리스 스틸, 알루미늄) 위에 성형하여 손잡이, 절연체 또는 진동 감쇠 부품을 만듭니다.

LSR을 사용한 마이크로 몰딩: 의료 기기 및 초소형 전자 제품에서 주로 사용되는 1그램 미만의 초소형 기능 또는 무게의 부품을 제조하는 데 사용되는 매우 정밀한 공정 버전입니다.

LSR의 일반적인 적용 시나리오는 무엇인가요?

LSR의 고유한 특성으로 인해 성능과 신뢰성이 타협할 수 없는 애플리케이션에서 선택되는 소재입니다.

1. 의료 및 헬스케어:

뛰어난 생체 적합성, 멸균성, 비활성성으로 인해 LSR은 의료 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

예시: 호흡기 마스크, 약물 전달 장치용 유연한 씰, 주사기 마개, 카테터, 체액 관리 시스템용 밸브 부품, 수술 도구용 부드럽고 유연한 부품 등이 있습니다.

2. 자동차 산업:

자동차 환경은 극한의 온도, 진동, 유체에 대한 내성을 요구합니다.

예시: 배선 하네스용 커넥터 씰, 엔진 및 변속기 부품용 개스킷, 센서용 보호 부츠, 진동 감쇠기, 압력 조절 시스템용 플렉시블 다이어프램 등이 있습니다.

3. 소비재 및 전자 제품:

LSR은 방수 기능과 내구성, 프리미엄급 부드러운 터치감을 제공합니다.

예시: 스마트워치와 러기드 휴대폰의 씰과 개스킷, 리모컨의 소프트 터치 버튼, 유연한 키패드, 유아용 젖꼭지 및 젖꼭지, 주걱과 베이킹 몰드 같은 고급 주방 용품에 사용됩니다.

4. 산업 애플리케이션:

까다로운 산업 환경에서 LSR은 장기적인 안정성과 밀봉 성능을 제공합니다.

예시: 실외 LED 조명 기구용 개스킷, 산업용 펌프용 씰, 압력 밸브용 다이어프램, 민감한 장비용 보호 커버.

LSR 사출 성형의 장점은 무엇인가요?

1. 높은 정밀도와 자유로운 디자인: 액체 실리콘은 점도가 낮기 때문에 얇은 벽에 쉽게 흐르고 복잡하고 복잡한 금형 캐비티를 채울 수 있어 다른 탄성체로는 불가능했던 매우 섬세한 부품을 제작할 수 있습니다.

2. 우수한 소재 속성: LSR은 타의 추종을 불허하는 특성의 조합을 제공합니다:

생체 적합성: 본질적으로 불활성이며 저자극성입니다.

온도 저항: 일반적으로 -50°C ~ +200°C의 넓은 온도 범위에서 안정적이며, 특수 등급은 그보다 더 확장됩니다.

화학 및 자외선 안정성: 물, 오존, 자외선 및 다양한 화학 물질에 대한 내성이 있습니다.

저압축 세트: 장시간 압축 후 부품이 원래 모양으로 돌아가기 때문에 씰과 개스킷에 탁월합니다.

전기 절연성: 높은 유전체 강도를 가지고 있습니다.

3. 대량 자동화 및 빠른 주기 시간: 이 공정은 고도로 자동화되어 있습니다. 경화 시간이 20~60초로 매우 빠르기 때문에 최소한의 노동력으로 효율적인 대규모 생산이 가능합니다.

4. 깨끗하고 낭비 없는 프로세스: 재료 통부터 밀봉된 몰드까지 폐쇄형 루프 시스템은 오염 물질에 대한 노출을 최소화합니다. 이는 의료 및 식품 등급 애플리케이션에 매우 중요합니다. 또한 정밀한 '플래시리스' 성형 기술은 재료 낭비와 후처리 단계를 크게 줄여줍니다.

LSR 사출 성형의 단점은 무엇인가요?

1. 높은 초기 투자 비용: LSR 금형은 저점도 소재를 관리하기 위해 매우 엄격한 공차와 특수 기능(콜드러너 시스템 등)이 필요합니다. 툴링과 특수 사출 성형기 모두 상당한 초기 자본 비용이 소요됩니다.

2. 더 높은 재료비: 킬로그램당 기준으로 LSR은 일반적으로 많은 일반 열가소성 플라스틱 및 일부 합성 고무보다 비쌉니다. 그러나 이는 대량 생산 시 더 빠른 사이클 타임과 낮은 인건비로 상쇄할 수 있습니다.

3. 열경화성: 열경화성 소재인 LSR은 열가소성 플라스틱과 같은 방식으로 녹여 재활용할 수 없습니다. 일부 애플리케이션에서는 스크랩을 분쇄하여 필러로 사용할 수 있지만, 이는 폐쇄 루프 재활용 프로세스가 아닙니다.

4. 툴링 복잡성: LSR 금형의 설계와 제작은 열가소성 플라스틱보다 더 복잡합니다. 고온을 견디면서 재료 전달 시스템을 시원하게 유지해야 하며, 플래시를 방지하기 위해 탁월한 밀봉이 필요합니다.

LSR 성형은 다른 공정과 어떻게 다릅니까?

열가소성 사출 성형 비교:

가장 큰 차이점은 열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱입니다. 열경화성 수지는 뜨거운 금형에서 화학 경화 반응을 거치는 반면, 열가소성 수지는 차가운 금형에서 녹고 굳어집니다. LSR 부품은 유연하고 온도에 강한 반면 열가소성 플라스틱은 강성과 강도를 제공합니다.

압축 성형(HCR 사용) 비교:

압축 성형은 일반적으로 점토와 같은 고체인 고탄성 고무(HCR)를 사용합니다. 이는 느리고 노동 집약적인 공정이며 재료 제어가 덜 정밀하여 재료 낭비가 많고 플래시가 많이 발생합니다. LSR 성형은 자동화되어 더 빠르고 깨끗하며 복잡한 형상 및 대량 생산에 더 적합합니다.

액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형

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LSR의 주요 특징과 속성은 무엇인가요?

이러한 속성을 이해하는 것이 애플리케이션에 적합한 LSR 등급을 선택하는 데 중요합니다.

속성	설명 및 중요성	일반적인 범위/값
경도(경도계)	소재의 압흔에 대한 저항력을 측정하여 부드러움 또는 단단함을 나타냅니다. 쇼어 A 는 플렉시블 고무의 표준 눈금입니다.	5 ~ 80 쇼어 A
인장 강도	재료가 부러지기 전에 당겨지거나 늘어나는 동안 견딜 수 있는 최대 응력입니다. 메가파스칼(MPa) 단위로 측정됩니다.	5 - 11 MPa
휴식 시 신장	소재가 파열되기 전에 도달할 수 있는 길이 증가율입니다. 소재의 유연성과 신축성을 나타냅니다.	200% – 900%
인열 강도	찢어짐의 전파에 대한 재료의 저항력을 측정합니다. 사용 중 흠집이 나거나 절단될 수 있는 부품에 중요합니다.	20 - 50 kN/m
압축 세트	특정 온도에서 설정된 시간 동안 재료를 압축한 후에도 남아있는 영구 변형의 비율입니다. 씰에는 낮은 값이 필수적입니다.	10% - 25%(150°C에서 22시간 동안)
작동 온도	재료가 성능 저하 없이 주요 특성을 유지하는 온도 범위입니다.	-50°C ~ 200°C(-60°F ~ 390°F)
유전체 강도	재료의 전기 절연체 역할을 하는 능력으로, 고장 전에 견딜 수 있는 최대 전압으로 측정됩니다.	~20kV/mm

LSR 사출 성형의 핵심 공정은 무엇인가요?

LSR 성형 공정은 정밀도와 제어의 교향곡입니다. 다음은 워크플로우를 단계별로 분석한 내용입니다:

1. 자재 공급: 이 공정은 일반적으로 20리터 통 또는 200리터 드럼통에 액체 실리콘의 파트 A와 파트 B를 담는 두 개의 개별 용기로 시작됩니다.

2. 투약 및 계량: 성형기의 특수 주입 장치는 펌프를 사용하여 용기에서 A와 B 성분을 부피 기준으로 1:1의 정확한 비율로 추출합니다. 색상이 필요한 경우 세 번째 컬러 페이스트 스트림이 시스템으로 정확하게 계량됩니다.

3. 믹싱: A 및 B 구성 요소(및 모든 착색제)는 정적 믹서. 이 장치에는 재료 스트림을 반복적으로 분할하고 재결합하는 일련의 나선형 요소가 포함되어 있어 열이나 공기가 유입되지 않고 완벽하게 균질한 혼합물을 보장합니다.

4. 주입: 혼합된 미경화 LSR은 조기 경화를 방지하기 위해 수냉식 사출 배럴에 공급됩니다. 그런 다음 나사 또는 플런저가 냉각된 노즐과 러너 시스템을 통해 가열된 금형 캐비티에 재료를 정밀하게 '샷'으로 주입합니다.

5. 5. 경화(가황): 몰드는 150°C~200°C(300°F~390°F) 사이의 온도로 가열됩니다. 이 강렬한 열로 백금 촉매 가교 반응이 시작됩니다. 액체 실리콘은 20~60초 만에 단단하고 탄력 있는 고무 부품으로 빠르게 변합니다.

6. 탈형 및 배출: 경화가 완료되면 금형이 열립니다. LSR의 유연성 덕분에 언더컷이 있는 경우에도 이젝터 핀이나 로봇 자동화의 도움을 받아 부품을 제거할 수 있는 경우가 많습니다. 다음 사이클이 즉시 시작됩니다.

LSR 몰딩의 주요 고려 사항은 무엇인가요?

성공적인 LSR 성형은 부품 설계, 금형 설계, 재료 선택이라는 세 가지 핵심 영역에 세심한 주의를 기울여야 합니다.

1. 부품 설계 고려 사항:

벽 두께: 일관된 경화를 보장하고 싱크 자국을 방지하기 위해 균일한 벽 두께를 위해 노력하세요. 서로 다른 두께 사이의 전환은 점진적으로 이루어져야 합니다.

이별 라인: 몰드의 두 반쪽이 만나는 위치입니다. 이 위치는 미관, 금형 기능 및 플래시 방지를 위해 매우 중요합니다.

환기: LSR은 점도가 매우 낮고 사출 속도가 빠르기 때문에 공기가 쉽게 갇힐 수 있습니다. 벤트는 공기는 빠져나가지만 실리콘은 빠져나가지 않도록 파팅 라인에 정밀하게 가공해야 하는 작은 채널(0.005mm - 0.02mm 깊이)입니다.

초안 각도: 금형에서 부품을 쉽게 배출할 수 있도록 수직 벽에 약간의 테이퍼(1~2도)를 두는 것이 좋습니다.

2. 금형 설계 고려 사항:

콜드러너 시스템: 열가소성 플라스틱용 핫 러너 시스템과 달리 LSR 금형은 콜드 러너 시스템을 사용하는 경우가 많습니다. 캐비티로 재료를 전달하는 채널은 차갑게 유지되어 LSR이 부품에 도달하기 전에 경화되는 것을 방지합니다. 이를 통해 재료 낭비를 최소화합니다.

게이팅: 재료가 캐비티로 들어가는 지점입니다. 게이트 위치와 크기를 최적화하여 매끄럽고 균일한 충진을 보장하고 최종 부품에 외관상 결함이 생기지 않도록 해야 합니다.

몰드 씰링: 몰드 반쪽은 플래시를 유발하는 저점도 LSR이 빠져나가지 않도록 완벽하게 밀봉되어야 합니다. 이를 위해서는 금형 부품을 매우 정밀하게 가공해야 합니다.

3. 자료 선택 고려 사항:

경도: 경도계를 유연성 또는 강성에 대한 애플리케이션의 요구 사항에 맞게 조정하세요.

환경: 부품이 화학 물질, 자외선 또는 극한의 온도에 노출되나요? 그에 따라 표준, 플루오로실리콘 또는 기타 특수 등급을 선택하세요.

규제 요구 사항 ③: 애플리케이션에 의료용(USP 클래스 VI) 또는 식품 등급(FDA) 규정 준수가 필요합니까?

LSR 부품 설계를 위한 모범 사례는 무엇인가요?

다음 가이드라인에 따라 제조 가능성 및 성능에 최적화된 부품을 제작하세요.

1. 균일한 벽 두께를 유지합니다: LSR 부품의 이상적인 벽 두께는 일반적으로 0.5mm에서 3mm 사이입니다. 균일성은 고르지 않은 수축과 내부 응력을 방지합니다.

2. 넉넉한 반경을 사용합니다: 날카로운 내부 모서리를 피합니다. 반경(벽 두께의 0.5배 이상)을 추가하면 재료 흐름이 개선되고 응력 집중이 감소하며 파트의 인열 강도가 증가합니다.

3. 전략적으로 이별선을 배치합니다: 몰더와 협력하여 중요하지 않거나 숨겨진 표면에 이별선을 배치하여 미적 영향을 최소화합니다.

4. 언더컷을 위한 LSR의 유연성을 활용하세요: 간단한 언더컷은 유연한 부품을 금형에서 "벗겨낼" 수 있기 때문에 복잡한 측면 작업 없이 성형할 수 있는 경우가 많습니다. 복잡한 언더컷 디자인은 금형 제작자와 상의하여 실현 가능성을 확인합니다.

5. 적절한 환기를 위한 설계: 부품을 디자인할 때 마지막 채우기 지점이 어디인지 고려하세요. 이는 통풍구를 위한 자연스러운 위치입니다.

6. 초안 통합: LSR은 유연하지만 구배 각도가 1도 이상이면 배출을 간소화하고 사이클 시간을 단축하며 제거 시 부품에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있습니다.

LSR 성형의 일반적인 문제와 그 해결책은 무엇인가요?

문제	설명	일반적인 원인	솔루션
플래시	이별선을 따라 부품에 얇고 원치 않는 LSR 필름이 생깁니다.	1. 금형 밀봉 불량. 2. 과도한 주입 압력/속도. 3. 클램프 힘이 충분하지 않습니다.	1. 금형 도구 정밀도 향상. 2. 사출 압력을 줄입니다. 3. 기계 클램프 톤수를 늘립니다.
에어 트랩(보이드)	기포 또는 빈 포켓이 부품 안에 갇혀 있습니다.	1. 곰팡이 환기가 불충분합니다. 2. 난류성 자료 흐름. 3. 갇힌 습기.	1. 마지막 채우기 지점에 통풍구를 추가하거나 확대합니다. 2. 게이트 위치 및 사출 속도를 최적화합니다. 3. 3. 재료가 건조한지 확인합니다.
쇼트 샷	금형 캐비티가 완전히 채워지지 않아 불완전한 부품이 생성됩니다.	1. 주입된 재료가 충분하지 않습니다. 2. 조기 경화. 3. 환기 불량(배압).	1. 샷 크기를 늘립니다. 2. 금형 온도를 약간 낮추거나 사출 속도를 높입니다. 3. 환기 개선.
싱크 마크	일반적으로 갈비뼈와 같은 두꺼운 부분의 반대편에 있는 표면의 움푹 들어간 부분입니다.	1. 두꺼운 영역의 재료 수축. 2. 포장 압력이 충분하지 않습니다.	1. 균일한 벽 두께를 설계합니다. 2. 포장 단계를 최적화합니다. 3. 3. 두꺼운 부분을 코어로 잘라냅니다.
본딩 실패(오버몰딩)	LSR 레이어가 플라스틱 또는 금속 기판에서 벗겨집니다.	1. 호환되지 않는 자료. 2. 표면 오염(오일, 곰팡이 방출). 3. 기판 온도가 충분하지 않습니다.	1. 프라이머 또는 표면 처리(플라즈마/코로나)를 사용합니다. 2. 인쇄물이 깨끗한지 확인합니다. 3. 호환되는 재료(예: PBT)를 사용합니다.