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行業(yè)動(dòng)態(tài)
發(fā)布時(shí)間:2025-06-13點(diǎn)擊:
液態(tài)硅膠(LSR)包膠穿戴件量產(chǎn)良率波動(dòng)大,通常由材料特性、工藝控制、設(shè)備精度、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等多維度因素交織導(dǎo)致。以下從七大核心層面拆解具體原因,并附典型案例說明:
一、材料層面:批次穩(wěn)定性與配比誤差
1. 硅膠原料批次差異
問題:不同批次液態(tài)硅膠的黏度、固化速度、硬度(邵氏硬度)存在細(xì)微差異,如 A/B 組分比例偏差 ±0.5%,可能導(dǎo)致固化不完全或過度固化。
案例:某廠商使用不同批次 LSR 后,產(chǎn)品出現(xiàn) 15% 的粘?,F(xiàn)象,檢測(cè)發(fā)現(xiàn)固化劑含量波動(dòng)導(dǎo)致脫模性下降。
2. 填料分散不均
導(dǎo)熱 / 導(dǎo)電填料(如氧化鋁、碳納米管)在硅膠中分散不勻,會(huì)造成局部硬度突變或固化放熱不均,引發(fā)應(yīng)力開裂。
二、設(shè)備層面:精度不足與磨損隱患
1. 注塑機(jī)關(guān)鍵參數(shù)波動(dòng)
溫度控制偏差:模溫機(jī)精度 ±5℃時(shí),硅膠固化時(shí)間可能波動(dòng) ±10%,導(dǎo)致局部欠硫(發(fā)粘)或過硫(脆化)。
壓力穩(wěn)定性:注射壓力波動(dòng)超過 ±10bar,會(huì)造成薄壁結(jié)構(gòu)(如手環(huán)表帶連接處)填充不足,良率從 90% 驟降至 75%。
2. 模具損耗與設(shè)計(jì)缺陷
模具磨損:量產(chǎn)超 5000 次后,分型面磨損導(dǎo)致飛邊產(chǎn)生,某穿戴件廠因未及時(shí)修模,飛邊不良率從 3% 升至 12%。
流道設(shè)計(jì)不合理:點(diǎn)澆口直徑過?。?lt;1mm)或流道過長,導(dǎo)致 LSR 填充時(shí)剪切發(fā)熱不均,產(chǎn)生氣泡(典型如手表表冠包膠處)。
三、工藝參數(shù):動(dòng)態(tài)匹配不足
1. 固化條件未隨產(chǎn)品調(diào)整
穿戴件常含多種壁厚(如主體 1.5mm vs 扣環(huán) 0.8mm),統(tǒng)一固化時(shí)間(如 120℃×90s)會(huì)導(dǎo)致薄壁處過硫、厚壁處欠硫,不良率達(dá) 20%。
2. 注塑速度與保壓時(shí)間失配
高速注射(>100mm/s)雖提升填充效率,但會(huì)加劇 LSR 在模腔內(nèi)的湍流,卷入空氣形成氣泡;保壓時(shí)間不足(<10s)則導(dǎo)致縮水(如曲面殼體凹陷)。
四、產(chǎn)品設(shè)計(jì):結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與應(yīng)力集中
1. 壁厚差過大與倒扣結(jié)構(gòu)
穿戴件若存在壁厚突變(如 2mm→0.5mm),LSR 固化時(shí)收縮不一致,應(yīng)力集中處開裂率可達(dá) 30%;倒扣結(jié)構(gòu)(如表帶卡扣)脫模時(shí)易拉傷硅膠,導(dǎo)致毛邊。
2. 傳感器 / 金屬件與硅膠的兼容性
金屬骨架(如不銹鋼表殼)與硅膠的熱膨脹系數(shù)差異(金屬≈10×10??/℃,硅膠≈200×10??/℃),冷卻后產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,引發(fā)包膠層開裂(典型案例:智能手表金屬中框包膠后 72 小時(shí)內(nèi)開裂率 18%)。
五、環(huán)境與人為因素:不可控變量干擾
1. 溫濕度波動(dòng)
車間濕度 > 60% 時(shí),LSR 易吸收水汽,固化后產(chǎn)生微氣泡;溫度 < 20℃時(shí),硅膠黏度上升,填充壓力需額外增加 20bar,否則導(dǎo)致缺料。
2. 操作人員失誤
模具清潔不徹底(殘留脫模劑或膠渣),會(huì)導(dǎo)致包膠層與基材脫粘;參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤(如誤將模溫設(shè)為 80℃而非 120℃),整批產(chǎn)品固化不足。
六、后處理工藝:二次硫化與檢測(cè)漏洞
1. 二次硫化參數(shù)不當(dāng)
硫化溫度過高(>200℃)或時(shí)間過長(>4 小時(shí)),會(huì)導(dǎo)致硅膠硬度上升、彈性下降,穿戴時(shí)彎折處易斷裂(某手環(huán)腕帶二次硫化后斷裂不良率從 5% 升至 15%)。
2. 質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一
目視檢測(cè)漏檢微小氣泡(直徑 < 0.3mm),或未通過熱沖擊測(cè)試(-20℃~60℃循環(huán))提前暴露應(yīng)力開裂,導(dǎo)致出貨后不良率反彈。
七、量產(chǎn)規(guī)模效應(yīng):批量生產(chǎn)特有的挑戰(zhàn)
1. 長時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備疲勞
注塑機(jī)液壓系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 8 小時(shí)后,壓力穩(wěn)定性下降 ±5bar,某工廠夜班生產(chǎn)時(shí)良率比白班低 8%,源于油溫升高導(dǎo)致參數(shù)漂移。
2. 模具積膠與散熱效率下降
量產(chǎn)超 2000 次后,模具流道內(nèi)殘留膠渣影響 LSR 流動(dòng),且模具散熱孔堵塞導(dǎo)致模溫上升 5-10℃,需停機(jī)清理(未及時(shí)清理會(huì)使良率每日遞減 2%)。
良率波動(dòng)核心誘因統(tǒng)計(jì)表
影響維度 具體因素 對(duì)良率的典型影響 發(fā)生概率(量產(chǎn)場(chǎng)景)
材料批次差異 固化劑比例偏差 粘模、脫模不良率 + 10-15% 中(每 5-10 批次出現(xiàn))
模具磨損 分型面間隙增大 飛邊不良率 + 5-8% 高(每 5000 次量產(chǎn))
工藝參數(shù)漂移 模溫波動(dòng) ±5℃ 欠硫 / 過硫不良率 + 8-12% 高(每日生產(chǎn)中)
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)力 壁厚差 > 1.5mm 開裂不良率 + 15-20% 中(復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))
環(huán)境溫濕度 濕度 > 60% 且未控濕 氣泡不良率 + 10-15% 高(雨季或南方工廠)
優(yōu)化方向建議
材料管控:實(shí)施批次全檢(黏度、固化時(shí)間),與供應(yīng)商約定指標(biāo)公差 ±0.3%;
設(shè)備升級(jí):采用伺服注塑機(jī)(溫度控制精度 ±1℃,壓力波動(dòng) ±2bar),搭配模溫機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控;
工藝智能化:引入 AI 參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng),根據(jù)實(shí)時(shí)良率數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整注射速度與保壓時(shí)間;
設(shè)計(jì)仿真:通過 Moldflow 模擬 LSR 流動(dòng)與固化應(yīng)力,提前優(yōu)化壁厚差(建議≤1mm)與流道布局。
通過系統(tǒng)性管控上述因素,可將液態(tài)硅膠包膠穿戴件的量產(chǎn)良率從波動(dòng)區(qū)間 70-85% 穩(wěn)定至 92-95%。