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发布时间:2025-09-27点击:
液态硅胶(LSR)包胶转注工艺的核心,是通过 **“模具精准转位 + 胶料分步填充 + 硫化时序协同”** 的动态联动,解决传统单模包胶 “嵌件定位难、复杂结构填充不均、多材料复合效率低” 的痛点,实现 “精密嵌件(如金属端子、FPC)与 LSR 的一体化、高一致性包覆”,尤其适配需多腔室、多材料复合的复杂包胶件(如医疗接头、汽车传感器、消费电子密封件)。其核心逻辑可拆解为 “转注本质、三大核心要素、工艺优势” 三部分,精准匹配高端制造对 “精度、效率、可靠性” 的三重需求:
传统 LSR 包胶多采用 “单模单次注塑”,即嵌件固定后一次性注入 LSR 并硫化;而转注工艺的核心差异在于 **“模具分腔转位”**:模具分为 “嵌件定位腔” 和 “LSR 包胶腔” 两个(或多个)独立型腔,通过机械转盘 / 线性滑轨实现模具精准转位(定位精度≤±0.005mm)—— 第一步在 “定位腔” 完成嵌件(金属、FPC 等)的精准固定(避免注塑压力导致嵌件偏移);第二步模具转位至 “包胶腔”,高压注入 LSR 并完成硫化;若需多材料复合(如硬胶 + 软胶、不同颜色 LSR),可增加 “二次转注腔”,实现分步填充。简单说,转注工艺是 “先固定嵌件,再精准包胶” 的动态流程,本质是通过 “空间分离” 解决 “嵌件定位” 与 “胶料填充” 的工艺冲突,尤其适合嵌件槽)、精度要求高(位置偏差≤±0.01mm)的包胶件。
转注工艺的精度完全依赖模具转位系统的 “定位准确性”,需满足 “转位无偏差、重复精度高”,具体需攻克两个关键:
转位机构设计:主流采用 “伺服电机驱动转盘”(适用于圆形模具)或 “线性伺服滑轨”(适用于矩形模具),搭配 “凸轮定位销 + 光栅尺反馈”—— 转盘 / 滑轨的径向跳动≤0.003mm,转位后型腔对位偏差≤±0.005mm,确保 “定位腔” 固定的嵌件转至 “包胶腔” 后,与胶料流道、型腔壁的相对位置无偏移(若偏差>0.01mm,会导致胶层厚度不均、嵌件裸露);
型腔密封设计:转位后两个型腔需实现 “无缝密封”,避免注塑时 LSR 从型腔间隙溢出(产生飞边)—— 模具分型面采用 “阶梯式密封”(主密封面宽度 1.5mm,配合 0.002mm 的预压量),并在转位机构处设置 “防尘密封圈”(防止粉尘影响密封),实测密封压力可达 30MPa(满足 LSR 高压注塑需求)。
案例:某医疗微流控芯片的 LSR 包胶(嵌件为 0.3mm 的不锈钢毛细管),采用转盘式转注模具,转位偏差控制在 ±0.003mm,最终包胶后毛细管位置偏差≤±0.008mm,满足微流道精准对接要求。
转注工艺的胶料填充并非 “一次性灌满”,而是根据嵌件分布、型腔结构设计 “分步填充路径”,核心解决 “气泡、缺胶、嵌件偏移” 三大问题:
填充顺序优化:针对含深腔、窄缝的型腔(如 LSR 密封槽宽度 0.15mm),采用 “先填充边缘,再填充中心” 的顺序 —— 先通过低压(5-8MPa)将 LSR 注入嵌件周围的 “缓冲腔”(避免高压冲击嵌件),再逐步提升压力(15-20MPa)填充主型腔,确保胶料均匀包裹嵌件,无 “死角缺胶”;
排气系统协同:在转注模具的 “胶料流动末端” 和 “嵌件底部” 增设 “微型排气槽”(深度 0.005mm,宽度 2mm),并配合 “真空辅助排气”(真空度 - 0.095MPa)—— 转注时先抽真空排除型腔空气,再注入 LSR,气泡不良率从传统工艺的 12% 降至 1% 以下;
硫化时序匹配:若为 “多材料转注”(如硬胶 PC + 软胶 LSR),需精准控制 “第一次转注(硬胶)” 与 “第二次转注(软胶)” 的硫化时间 —— 硬胶先在 “第一型腔” 预硫化(固化度 60%-70%,保留一定粘性),转位后注入 LSR 并完全硫化,确保两种材料界面结合力≥15N/cm(避免分层)。
案例:某汽车 BMS 传感器的 LSR 包胶(含 3 个 0.8mm 金属端子 + 深 0.5mm 的密封腔),通过分步填充(先端子周围,再密封腔)+ 真空排气,最终包胶件无气泡、端子无偏移,防水等级达 IP68。
嵌件(金属、FPC 等)在转注过程中需经历 “定位 - 转位 - 包胶” 三个环节,若固定不牢,转位时易偏移,导致包胶失败,因此需设计 “专属定位工装”:
金属嵌件定位:采用 “弹性顶针 + CCD 视觉校准”—— 定位腔内置 3-4 个弹性顶针(压力 5-10N),从嵌件侧面 / 底部将其固定,同时 CCD 相机实时捕捉嵌件位置,若偏差>0.005mm,伺服电机自动调整顶针位置,确保嵌件中心与型腔中心对齐;
FPC 柔性嵌件定位:因 FPC 易变形,采用 “真空吸附 + 销钉定位”—— 定位腔底部设真空吸盘(吸附力 0.2MPa),将 FPC 平整固定,同时用 2 个 0.1mm 直径的定位销插入 FPC 的定位孔,避免转位时 FPC 褶皱(褶皱会导致 LSR 包裹不均,影响电气性能);
定位工装耐磨性:定位工装采用 SKD11 淬火钢(硬度 HRC58-60),表面镀钛(厚度 5μm),确保长期转位(≥10 万次)后工装无磨损,定位精度不衰减。
案例:某智能手表 FPC 的 LSR 包胶,采用真空吸附 + 销钉定位,转注后 FPC 位置偏差≤±0.006mm,LSR 完全包裹线路,无裸露,信号传输延迟≤0.01s。
基于上述三大核心要素,转注工艺相比传统单模包胶,在 “精度、效率、复杂结构适配” 上有不可替代的优势,直接解决高端制造的痛点:
精度更高:嵌件位置偏差≤±0.01mm(传统工艺 ±0.03mm),胶层厚度公差≤±0.005mm,满足医疗、汽车等对 “微米级精度” 的需求;
效率更快:转注模具可实现 “定位 - 包胶” 并行作业(一边转位包胶,一边在定位腔装嵌件),生产周期比传统工艺缩短 30%(如某医疗接头,传统工艺 30 秒 / 件,转注工艺 21 秒 / 件);
复杂结构更适配:能轻松实现 “多嵌件(5 个以上)、多腔室、多材料复合” 的包胶(如带 3 个金属端子 + 1 个 FPC 的传感器),传统单模包胶易出现嵌件干涉、胶料填充不均;
良率更高:通过分步填充、真空排气、精准定位,不良率从传统工艺的 8%-12% 降至 1%-3%,尤其适合高价值产品(如医疗耗材,不良率每降低 1%,成本节省超 10 万元 / 年)。
液态硅胶包胶转注工艺的核心,本质是通过 “模具转位的动态精度”,解决传统单模包胶中 “嵌件定位与胶料填充的静态矛盾”—— 让 “嵌件固定” 和 “LSR 包胶” 在不同型腔独立完成,再通过高精度转位实现一体化,最终达到 “嵌件不偏移、胶料无缺陷、产品高一致” 的目标。对于需 “微米级精度”“复杂结构”“批量稳定” 的高端包胶件(如医疗微流控器件、汽车高精度传感器、消费电子微型密封件),转注工艺是当前最优解。若你有具体产品(如嵌件类型、结构复杂度、精度要求),可提供细节,我们能为你定制转注模具方案、优化填充路径,并通过模流分析提前预判风险,确保批量生产良率稳定在 98% 以上。