矽膠成型是什麼? 矽膠成型方式比較給你看

November 10,2021
矽膠成型21000x500
矽膠製品與我們的日常生活已密不可分,從貼近生活的飲食像是矽膠餐具、便當盒、水杯到配戴飾品如矽膠運動手環、矽膠耳機塞甚至是涉及危安的醫療設備、輔材等等,都無法忽視矽膠的貢獻。然而你肯定很好奇究竟矽膠又分成哪些種類以及不同類型的矽膠所適用的製程方式為何。為何了解這些知識很重要? 因為它決定了一個項目在前期開發評估的方向是否正確。也是關係到項目成功與否的首要關鍵。看懂矽膠成型方式,讓你少走許多冤枉路。
 

矽膠成型是什麼? 

矽膠產品在成型(塑形)之前,依照其不同的原料屬性會呈現如同黏土膠塊或是液體膠水的形態。不論是哪一種形態,皆屬於"熱固性"聚合物。所以不難理解矽膠成型方式就是將調製好的原料半成品放置於產品模型(模具)中,最後透過溫度的加熱達到塑形,大部份不帶後製程的產品在這個階段結束後就完工了,部份產品視需求會再進到烤箱進行二次烘烤來完成最終產品的定型。
 

矽膠的種類有哪些?

固態矽膠

原料呈現凝固狀,如同具有彈性的膠塊一般,外觀一般呈現乳白色。矽膠成型硬度約在30-70度之間,部份特殊產品會要求到80-90度。這些都會在原料加工混煉階段進行調製,有特殊顏色需求的產品也會在此階段加進色膠調色。隨著矽膠製品普及,市面上大多數日常用品、消費電子產品都是以固態矽膠製成,一方面成本較具優勢,且大量生產也不是問題。
 



 

液態矽膠

原料呈現液態水膏狀,外觀質地透明。常見的使用硬度為10-20度,部份特殊產品會要求做到50-60度,但不常見,也不建議,因為硬度提高會導致原料流動性差的不良現象。一般選用液態矽膠原料的矽膠成型製品少有後製程以及顏色需求,這樣就不能突顯原料特有的高透度特質。如此就不難理解液態矽膠某種程度是為了彌補固態矽膠本身的一些限製(外觀與硬度)。由於液態矽膠相較固態矽膠來的貴,也就不能隨意的使用,目前仍用於精密度較高且高產值的產品如光學、醫療產品,所以普及程度尚不及固態矽膠。
 



 

常見的矽膠成型方式

模壓成型(Compression Molding)

模壓成型工藝僅適用於固態矽膠原料,大家想像一下鬆餅製作過程就能理解。固態矽膠原材料到了矽膠製品廠家後會進行加工混煉提升柔軟度並添加固化劑、色膠等輔劑完成上線前的半成品膠料。接著依產品設計取相對應料重半成品平放於打開的模具上,最後關閉上下公母模進行升溫加壓最後於設定時間完成最終矽膠成型製品。熱壓成型是相當成熟且傳統的製作工藝,不論原料或是成型模具與設備都相對便宜,如果產品本身的外觀與精度要求不嚴苛,那麼模壓成型即能滿足。當然對製造商來說就不一定是很好的選項,因為生產過程只能靠人工操作,費時費工很是麻煩。

射出成型(Liquid Injection Molding)

矽膠成型中的射出成型方法僅適用於液態矽膠原料,如果用塑膠射出成型的原理來比喻就會更好地理解,況且矽膠的射出成型基本上就是由塑膠射出工藝衍生而來的。液態矽膠原材料即已完成配方調配並全程密封桶裝送到矽膠製品廠家,不需再做任何加工,原材料裝機並於機台試調後,便自動送料、注塑到機台上封閉的模具中。全程不需太多人工介入,且因為密封環境生產成型,能有較好的外觀、潔淨度而被高度用於醫療相關及嬰兒、皮膚接觸的高敏度產品。然而原材料及模具開發成本高,沒有量大的產品需求來支持則會相當吃緊。

兩種矽膠成型比較表

  模壓成型 射出成型
產品特徵 有明顯合模線,無注膠口 無明顯合模線,有注膠口
技術工藝 技術含量低,需仰賴人工操作 技術含量高,自動化導入程度高
常見應用 遙控器等各式電子裝置矽膠按鍵、無外觀要求的內襯件如O型圈防水圈、各式精密度不高或公差容忍值高的矽膠製品、多色製程的矽膠件。體積尺寸較大的矽膠件如大型果凍保護套防塵套。 透明度要求高的產品如光學產品、潛水蛙鏡及氧氣面罩。外觀尺寸精細的高精密零件如汽車車燈矽膠環、醫療器材、生物相容植入產品。
成本對比 原料與模具開發成本較低,但因人工需求大,不良率高,產品單價未必較實惠。 原料與模具開發成本較高,但自動化導入,生產效率與良率高,產品單價較有下調空間。
 

結論

了解矽膠基本的原料屬性與矽膠成型方式能對項目製程評估有實質幫助,進一步與矽膠製品廠商應對交流時將可大幅減少認知差異上的錯誤期待。上陽電子也基於該理念而創建模具部門,讓工程與模具團隊併肩合作確保雙方之間技術交流與溝通得以順暢,因為我們堅信用再好的矽膠原物料或具備再高的製程管理技術也比不過一副製造設計精良的產品模具。記住一點,模具好壞決定了產品最終成型的質感。
繁中CTA

關鍵字搜尋

訂閱電子報

姓名
E-mail
TOP