در تولیدات پیشرفته، مواد سیلیکونی به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد خود، به یک ماده اساسی ضروری در صنایعی مانند پزشکی، الکترونیک و محصولات مادر و نوزاد تبدیل شده اند. با این حال، تفاوت بین فنآوریهای سیلیکون مایع (LSR) و سیلیکون جامد (HCR) از نظر ساختار هزینه، عملکرد و سازگاری فرآیند عمیقاً بر تصمیمهای طراحی و تولید محصول شرکتها تأثیر میگذارد.
1. خواص مواد: ساختار مولکولی مرزهای عملکرد را تعیین می کند
سیلیکون مایع از یک سیستم ولکانیزاسیون پلاتین دو جزئی به عنوان هسته خود استفاده می کند. زنجیرههای مولکولی آن دارای گروههای عاملی فعال در انتهای خود هستند که امکان اتصال متقابل سریع و پخت را در شرایط گرما فراهم میکنند. این ویژگی سه مزیت عمده به آن میدهد: اول، فرآیند ولکانیزاسیون هیچ محصول جانبی تولید نمیکند، و در نتیجه خلوص محصول بیش از 99% مناسب برای استفاده مستقیم در محصولات تماس با مواد غذایی است. دوم، یکنواختی ساختار مولکولی عالی را نشان می دهد، با استحکام پارگی 30٪ بیشتر از سیلیکون جامد و حفظ انعطاف پذیری بیش از 95٪. سوم، ویژگیهای رئولوژیکی آن قابل کنترل است، که امکان قالبگیری دقیق در سطح میکرون را با تنظیم ویسکوزیته، برآورده کردن نیازهای ساختارهای پیچیده مانند کاتترهای پزشکی و سنسورهای الکترونیکی فراهم میکند.
سیلیکون جامد از سیستم ولکانیزاسیون پراکسید استفاده میکند و زنجیرههای مولکولی آن ساختار شبکهای سهبعدی دارند که به ماده استحکام مکانیکی و مقاومت دمایی بالاتری میدهد. داده های تجربی نشان می دهد که محصولات سیلیکونی جامد عملکرد پایداری در محدوده دمایی -60 تا 250 درجه سانتیگراد دارند و سختی Shore محدوده وسیعی از 20-80A را پوشش می دهد و آنها را به ویژه برای آب بندی خودروها، واشرهای صنعتی و سایر کاربردهایی که نیاز به شرایط محیطی شدید دارند مناسب می کند. علاوه بر این، مقدار کمی از مواد فرار تولید شده در طول ولکانیزاسیون را می توان به طور کامل از طریق فرآیند ولکانیزاسیون ثانویه حذف کرد و اطمینان حاصل کرد که محصول مطابق با استانداردهای زیست محیطی است.
2. سناریوهای کاربردی صنعت: انتخاب فناوری تقاضا را هدایت می کند
در زمینه پزشکی، سیلیکون مایع به راه حل اصلی تبدیل شده است. با در نظر گرفتن دریچه های مصنوعی قلب به عنوان مثال، ساختار کانال جریان در سطح میکرونی آنها به موادی نیاز دارد که زیست سازگاری و دقت قالب گیری را با هم ترکیب کنند. سیلیکون مایع، از طریق قالبگیری تزریق مواد خام سیلیکونی، میتواند به قالبگیری یکنواخت با ضخامت دیواره 0.1 میلیمتر دست یابد و زبری سطح محصول کمتر از Ra0.2μm است و به طور قابلتوجهی خطر ترومبوز را کاهش میدهد. در مقابل، سیلیکون جامد برای محصولاتی که نیاز به انعطاف پذیری کمتری دارند، مانند دستکش های جراحی و لوله های پزشکی مناسب تر است. فرآیند قالب گیری آن می تواند محصولاتی با یکنواختی ضخامت 0.05 میلی متر تولید انبوه کند که مزیت هزینه قابل توجهی را ارائه می دهد. صنعت الکترونیک تمایز تکنولوژیکی قابل توجهی را نشان می دهد. در دستگاههای پوشیدنی، سیلیکون مایع با خاصیت خود چسبندگی خود میتواند مستقیماً به پلاستیکهای مهندسی مانند PC و PBT متصل شود و نیاز به چسباندن را از بین ببرد و راندمان تولید بند ساعتهای هوشمند را تا 40 درصد افزایش دهد. در بازار آب بندی اتصال دهنده های صنعتی، سیلیکون جامد با مجموعه فشرده سازی بالاتر (≤15٪) غالب است و فرآیند قالب گیری آن امکان قالب گیری یکباره سازه های چند حفره ای را فراهم می کند که الزامات حفاظتی IP68 را برآورده می کند.
بخش محصولات مادر و نوزاد یک چشم انداز رقابتی متمایز را شکل داده است. نوک سینه های سیلیکونی مایع از طریق پخت پلاتینیوم، باقیمانده عامل ولکانیزاسیون را به صفر می رساند، شفافیت تا 92 درصد را به والدین می دهد تا به راحتی تمیزی داخلی را مشاهده کنند، و خاصیت ضد زردی آن، طول عمر محصول را به بیش از 3 سال افزایش می دهد. سیلیکون جامد با مزیت هزینه (40٪ قیمت پایین تر به ازای هر واحد وزن)، سهم بازار بیش از 60٪ را در کالاهای مصرفی در بازار انبوه مانند اسباب بازی های دندان درآوردن و ظروف غذاخوری حفظ می کند و فرآیند قالب گیری آن می تواند به اثر مقیاس 100000 قطعه در روز دست یابد.
3. ویژگی های فرآیند: هنر متعادل کردن کارایی و دقت
قالب گیری تزریق سیلیکون مایع به کنترل کاملاً خودکار در کل فرآیند دست می یابد. از اندازه گیری دقیق دو جزء گرفته تا پر کردن حفره قالب، کل چرخه را می توان در عرض 15 ثانیه کنترل کرد، که آن را به ویژه برای تولید چند گونه و دسته کوچک مناسب می کند. یک مطالعه موردی از یک شرکت تولیدکننده دقیق نشان میدهد که پس از اتخاذ فرآیند مایع، میزان نقص کاتترهای پزشکی از 3٪ به 0.5٪ کاهش یافت و راندمان کلی تجهیزات (OEE) به 85٪ افزایش یافت. با این حال، این فرآیند نیاز به دقت قالب بسیار بالایی دارد. طراحی سیستم دونده سرد باید خطای قطر دونده را در ± 0.02 میلی متر کنترل کند و در نتیجه هزینه قالب 2 تا 3 برابر بیشتر از فرآیندهای حالت جامد است.
از سوی دیگر، قالب گیری سیلیکونی حالت جامد، رقابت پذیری در هزینه را نشان می دهد. قالبهای استاندارد آن با اندازههای مختلف محصول سازگار است، و با تغییر درجها میتوان به تغییرات سریع دست یافت، و به ویژه برای محصولات استاندارد شده با خروجی سالانه بیش از 500000 واحد مناسب است. دادههای یک تامینکننده قطعات خودرو نشان میدهد که هزینه واحد حلقههای آببندی تولید شده با استفاده از فرآیند جامد 28 درصد کمتر از هزینه تولید شده با استفاده از فرآیند مایع است و نرخ بازیافت ضایعات میتواند به 95 درصد برسد و ضایعات مواد را کاهش دهد. با این حال، این فرآیند از تنگناهای کارایی قابل توجهی رنج می برد، با یک چرخه ولکانیزاسیون منفرد که به بیش از 180 ثانیه نیاز دارد، و عملیات دستی (برش و قرار دادن مواد) 35٪ از زمان تولید را تشکیل می دهد، که قابلیت های تولید انعطاف پذیر در مقیاس بزرگ را محدود می کند.
4. روندهای تکامل فناوری: نوآوری مشارکتی مسیرهای جدیدی را باز می کند در حال حاضر، دو مسیر اصلی تکنولوژیک روند همگرایی را نشان می دهند. در زمینه سیلیکون مایع، پیشرفت در توسعه مواد خود چسب، قالبگیری کامپوزیت مواد غیر مشابه را ممکن ساخته است. فناوری قالبگیری یکپارچه LSR-PC یک شرکت با موفقیت در ساخت قلمهای انسولین دیابتی به کار گرفته شده است و فرآیند مونتاژ را از 7 مرحله به 1 کاهش میدهد. در زمینه سیلیکون جامد، فناوری قالبگیری با کمک مایع فوق بحرانی (SCF) میتواند یکنواختی چگالی محصول را 1.5% به دست آورد و به طور قابل توجهی عمر محصولات صنعتی را بهبود بخشد.
کارشناسان صنعت خاطرنشان می کنند که در سه سال آینده، ضریب نفوذ سیلیکون مایع در زمینه های پیشرفته مانند دستگاه های میکروسیال پزشکی و سیلیکون بدنه پزشکی به 45 درصد افزایش می یابد، در حالی که سیلیکون جامد به دلیل مزیت هزینه ای که دارد، سهم بازار بیش از 60 درصد را در بازارهای اصلی مانند آب بندی خودرو و عایق رطوبتی ساختمان حفظ خواهد کرد. بنگاه ها باید یک سیستم ارزیابی فناوری پویا بر اساس موقعیت یابی محصول ایجاد کنند و راه حل بهینه را در سه بعد دقت، کارایی و هزینه بیابند تا در رقابت شدید بازار مزیت کسب کنند.
Shenzhen Hong Ye Jie Technology Co., Ltd
