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發布時間:2025-09-27點擊:
液態硅膠(LSR)包膠轉注工藝的核心,是通過 **“模具精準轉位 + 膠料分步填充 + 硫化時序協同”** 的動態聯動,解決傳統單模包膠 “嵌件定位難、復雜結構填充不均、多材料復合效率低” 的痛點,實現 “精密嵌件(如金屬端子、FPC)與 LSR 的一體化、高一致性包覆”,尤其適配需多腔室、多材料復合的復雜包膠件(如醫療接頭、汽車傳感器、消費電子密封件)。其核心邏輯可拆解為 “轉注本質、三大核心要素、工藝優勢” 三部分,精準匹配高端制造對 “精度、效率、可靠性” 的三重需求:
傳統 LSR 包膠多采用 “單模單次注塑”,即嵌件固定后一次性注入 LSR 并硫化;而轉注工藝的核心差異在于 **“模具分腔轉位”**:模具分為 “嵌件定位腔” 和 “LSR 包膠腔” 兩個(或多個)獨立型腔,通過機械轉盤 / 線性滑軌實現模具精準轉位(定位精度≤±0.005mm)—— 第一步在 “定位腔” 完成嵌件(金屬、FPC 等)的精準固定(避免注塑壓力導致嵌件偏移);第二步模具轉位至 “包膠腔”,高壓注入 LSR 并完成硫化;若需多材料復合(如硬膠 + 軟膠、不同顏色 LSR),可增加 “二次轉注腔”,實現分步填充。簡單說,轉注工藝是 “先固定嵌件,再精準包膠” 的動態流程,本質是通過 “空間分離” 解決 “嵌件定位” 與 “膠料填充” 的工藝沖突,尤其適合嵌件槽)、
精度要求高(位置偏差≤±0.01mm)的包膠件。
轉注工藝的精度完全依賴模具轉位系統的 “定位準確性”,需滿足 “轉位無偏差、重復精度高”,具體需攻克兩個關鍵:
轉位機構設計:主流采用 “伺服電機驅動轉盤”(適用于圓形模具)或 “線性伺服滑軌”(適用于矩形模具),搭配 “凸輪定位銷 + 光柵尺反饋”—— 轉盤 / 滑軌的徑向跳動≤0.003mm,轉位后型腔對位偏差≤±0.005mm,確保 “定位腔” 固定的嵌件轉至 “包膠腔” 后,與膠料流道、型腔壁的相對位置無偏移(若偏差>0.01mm,會導致膠層厚度不均、嵌件裸露);
型腔密封設計:轉位后兩個型腔需實現 “無縫密封”,避免注塑時 LSR 從型腔間隙溢出(產生飛邊)—— 模具分型面采用 “階梯式密封”(主密封面寬度 1.5mm,配合 0.002mm 的預壓量),并在轉位機構處設置 “防塵密封圈”(防止粉塵影響密封),實測密封壓力可達 30MPa(滿足 LSR 高壓注塑需求)。
案例:某醫療微流控芯片的 LSR 包膠(嵌件為 0.3mm 的不銹鋼毛細管),采用轉盤式轉注模具,轉位偏差控制在 ±0.003mm,最終包膠后毛細管位置偏差≤±0.008mm,滿足微流道精準對接要求。
轉注工藝的膠料填充并非 “一次性灌滿”,而是根據嵌件分布、型腔結構設計 “分步填充路徑”,核心解決 “氣泡、缺膠、嵌件偏移” 三大問題:
填充順序優化:針對含深腔、窄縫的型腔(如 LSR 密封槽寬度 0.15mm),采用 “先填充邊緣,再填充中心” 的順序 —— 先通過低壓(5-8MPa)將 LSR 注入嵌件周圍的 “緩沖腔”(避免高壓沖擊嵌件),再逐步提升壓力(15-20MPa)填充主型腔,確保膠料均勻包裹嵌件,無 “死角缺膠”;
排氣系統協同:在轉注模具的 “膠料流動末端” 和 “嵌件底部” 增設 “微型排氣槽”(深度 0.005mm,寬度 2mm),并配合 “真空輔助排氣”(真空度 - 0.095MPa)—— 轉注時先抽真空排除型腔空氣,再注入 LSR,氣泡不良率從傳統工藝的 12% 降至 1% 以下;
硫化時序匹配:若為 “多材料轉注”(如硬膠 PC + 軟膠 LSR),需精準控制 “第一次轉注(硬膠)” 與 “第二次轉注(軟膠)” 的硫化時間 —— 硬膠先在 “第一型腔” 預硫化(固化度 60%-70%,保留一定粘性),轉位后注入 LSR 并完全硫化,確保兩種材料界面結合力≥15N/cm(避免分層)。
案例:某汽車 BMS 傳感器的 LSR 包膠(含 3 個 0.8mm 金屬端子 + 深 0.5mm 的密封腔),通過分步填充(先端子周圍,再密封腔)+ 真空排氣,最終包膠件無氣泡、端子無偏移,防水等級達 IP68。
嵌件(金屬、FPC 等)在轉注過程中需經歷 “定位 - 轉位 - 包膠” 三個環節,若固定不牢,轉位時易偏移,導致包膠失敗,因此需設計 “專屬定位工裝”:
金屬嵌件定位:采用 “彈性頂針 + CCD 視覺校準”—— 定位腔內置 3-4 個彈性頂針(壓力 5-10N),從嵌件側面 / 底部將其固定,同時 CCD 相機實時捕捉嵌件位置,若偏差>0.005mm,伺服電機自動調整頂針位置,確保嵌件中心與型腔中心對齊;
FPC 柔性嵌件定位:因 FPC 易變形,采用 “真空吸附 + 銷釘定位”—— 定位腔底部設真空吸盤(吸附力 0.2MPa),將 FPC 平整固定,同時用 2 個 0.1mm 直徑的定位銷插入 FPC 的定位孔,避免轉位時 FPC 褶皺(褶皺會導致 LSR 包裹不均,影響電氣性能);
定位工裝耐磨性:定位工裝采用 SKD11 淬火鋼(硬度 HRC58-60),表面鍍鈦(厚度 5μm),確保長期轉位(≥10 萬次)后工裝無磨損,定位精度不衰減。
案例:某智能手表 FPC 的 LSR 包膠,采用真空吸附 + 銷釘定位,轉注后 FPC 位置偏差≤±0.006mm,LSR 完全包裹線路,無裸露,信號傳輸延遲≤0.01s。
基于上述三大核心要素,轉注工藝相比傳統單模包膠,在 “精度、效率、復雜結構適配” 上有不可替代的優勢,直接解決高端制造的痛點:
精度更高:嵌件位置偏差≤±0.01mm(傳統工藝 ±0.03mm),膠層厚度公差≤±0.005mm,滿足醫療、汽車等對 “微米級精度” 的需求;
效率更快:轉注模具可實現 “定位 - 包膠” 并行作業(一邊轉位包膠,一邊在定位腔裝嵌件),生產周期比傳統工藝縮短 30%(如某醫療接頭,傳統工藝 30 秒 / 件,轉注工藝 21 秒 / 件);
復雜結構更適配:能輕松實現 “多嵌件(5 個以上)、多腔室、多材料復合” 的包膠(如帶 3 個金屬端子 + 1 個 FPC 的傳感器),傳統單模包膠易出現嵌件干涉、膠料填充不均;
良率更高:通過分步填充、真空排氣、精準定位,不良率從傳統工藝的 8%-12% 降至 1%-3%,尤其適合高價值產品(如醫療耗材,不良率每降低 1%,成本節省超 10 萬元 / 年)。
液態硅膠包膠轉注工藝的核心,本質是通過 “模具轉位的動態精度”,解決傳統單模包膠中 “嵌件定位與膠料填充的靜態矛盾”—— 讓 “嵌件固定” 和 “LSR 包膠” 在不同型腔獨立完成,再通過高精度轉位實現一體化,最終達到 “嵌件不偏移、膠料無缺陷、產品高一致” 的目標。對于需 “微米級精度”“復雜結構”“批量穩定” 的高端包膠件(如醫療微流控器件、汽車高精度傳感器、消費電子微型密封件),轉注工藝是當前最優解。若你有具體產品(如嵌件類型、結構復雜度、精度要求),可提供細節,我們能為你定制轉注模具方案、優化填充路徑,并通過模流分析提前預判風險,確保批量生產良率穩定在 98% 以上。