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发布时间:2025-04-24点击:
材料相容性不足
基材(如金属、PC、ABS)与包胶材料(如 TPE、TPU、硅胶)的表面极性、热膨胀系数差异大,导致界面分子间作用力弱(范德华力不足),或未形成化学键合。
案例:PC 基材与普通 TPE 包胶时,因 PC 极性强而 TPE 非极性,易因表面张力差异导致分层。
表面预处理不当
基材表面存在油污、脱模剂残留、氧化层或粗糙度不足,导致包胶材料无法有效附着。
模具表面未清洁,或基材在注塑前未进行喷砂、等离子处理、火焰处理等增强表面活性的工艺。
模具温度与冷却控制问题
基材温度过低(如金属端子未预热),包胶材料注入后快速冷却,界面处未充分融合。
模具冷却系统设计不合理,导致局部温差大,界面层固化速度不一致,应力集中引发脱粘。
工艺参数不合理
注射压力不足,包胶材料未能充分填充基材表面微孔或沟槽,界面接触面积不足。
保压时间过短,无法补偿材料冷却收缩,导致界面间隙产生;或保压压力过高,导致基材变形。
结构设计缺陷
基材表面无倒扣、凹槽等机械锁结构,仅依赖材料间附着力,抗剥离能力弱。
包胶厚度不均匀,薄区易因应力集中导致分层。
材料匹配与改性
选择相容性材料:如 PC 基材搭配含极性基团的 TPE(如 SEBS-g-MA 接枝改性料),或硅胶包胶时使用底涂剂(Primer)增强化学键合。
添加增容剂:在包胶材料中加入相容剂(如马来酸酐接枝聚合物),降低界面张力,促进分子扩散。
表面预处理强化
清洁与粗化:基材注塑后立即用酒精 / 超声波清洗去除油污,金属件可喷砂(Ra 0.5-1.0μm)增加粗糙度;塑料件采用等离子处理(如电晕放电)提升表面能(达 40-50dyn/cm)。
底涂工艺:对难附着材料(如 PP、PE)预先喷涂增粘涂层,形成过渡层增强界面结合。
模具温度与冷却优化
基材预热:金属端子通过模具加热块预热至 50-80℃,塑料基材模具温度控制在 40-60℃,确保包胶材料注入时界面处于熔融 / 半熔融状态。
均匀冷却:采用随形水路模具,避免局部过冷,冷却时间控制在 10-15s,确保界面层充分结晶或硫化。
工艺参数调整
分段注射:填充阶段采用中高速(50-80% 射速)确保流动,保压阶段分两段(第一段 80% 压力,第二段 50% 压力),保压时间 5-10s,避免界面应力。
模内压力监控:通过传感器实时监测界面压力,确保≥50MPa 以保证材料渗透基材表面微孔。
结构设计优化
增加机械锁结构:在基材表面设计环形凹槽(深度 0.3-0.5mm)、倒钩或网格纹,增强物理啮合;包胶区域边缘设计 0.2mm×45° 的倒角,减少应力集中。
均匀包胶厚度:包胶厚度建议≥0.8mm,边缘过渡区厚度差≤0.3mm,避免薄区脱粘。
模具设计缺陷
分型面(PL 面)精度不足(平面度误差>0.02mm),或模具长期磨损导致间隙过大(>0.05mm),材料从缝隙溢出。
浇口设计不合理(如侧浇口尺寸过大、位置靠近分型面),或流道末端无溢料槽,导致压力集中于分型面。
工艺参数不当
注射压力过高(>100MPa)或射速过快(>100mm/s),材料在填充时冲破分型面密封。
材料温度过高(如 TPE 超过 230℃),流动性过强,或模具温度过高(>70℃),导致保压阶段持续溢料。
基材定位偏差
端子或基材在模具中定位不精准(如定位销磨损、卡扣松动),合模时偏移导致局部间隙变大。
多组分模具的滑块、斜顶配合间隙过大,运动时产生位移。
模具精度提升
分型面处理:采用高精度加工(如慢走丝、研磨),平面度控制在 0.01mm 以内,配合面镀硬铬(硬度≥60HRC)减少磨损;分型面设计 0.5mm×30° 的溢料阻流筋(Rib),增加材料流动阻力。
浇口优化:采用点浇口或潜伏式浇口(直径 0.8-1.2mm),远离分型面 5mm 以上;流道末端增设溢料槽(深度 0.3mm),吸收多余熔料。
工艺参数调整
降低注射压力:采用分段压力控制(填充段 80MPa,保压段 50-60MPa),射速降至 60-80mm/s,避免湍流冲破密封。
控制材料温度:TPE 料温控制在 190-220℃,模具温度 50-60℃,减少材料流动性;保压时间缩短至 5-8s,避免过填充。
定位与装配优化
精密定位结构:使用高精度定位销(公差 ±0.01mm)、燕尾槽或导柱导套,确保基材安装后无晃动;金属端子采用弹簧夹片固定,避免合模时移位。
模具定期维护:每生产 5000 模次检查分型面磨损情况,及时研磨或更换易损件(如密封圈、定位块)。
材料流动性控制
选择熔融指数(MI)较低的包胶材料(如 TPE 的 MI≤5g/10min),降低高温下的流动性;必要时添加 0.5-1% 的玻璃微珠,提高熔体粘度,减少溢料风险。
首件检验:生产前通过模流分析(Moldflow)模拟填充过程,预测溢胶风险区域;首件需做剥离强度测试(≥5N/mm)和外观全检。
环境控制:生产车间湿度控制在 40-60%,避免基材吸潮导致表面活性下降;金属件存放需防潮,防止氧化层影响附着力。
自动化检测:采用视觉检测设备(CCD)在线扫描分型面区域,实时识别溢胶缺陷;分层问题可通过拉力试验机抽检,设定阈值自动报警。
通过以上成因分析与对策优化,可有效降低 Type-C 包胶工艺中的分层和溢胶问题,提升产品良率(目标良率≥98%)和可靠性。深圳市利勇安硅橡胶制品有限公司—专注液态硅胶制品精密技术研发24年,联系电话:134-2097-4883。