提高液体硅胶（LSR）注塑良率的核心是减少缺陷产生（如气泡、缺胶、飞边等） 并提升生产一致性，需从 “材料管控 - 模具优化 - 工艺精控 - 设备维护 - 质量检测” 全流程系统优化。以下是经过量产验证的 6 大工艺优化方法：

一、材料源头管控：确保硅胶性能稳定

LSR 的纯度、混合均匀性、硫化特性直接影响成型稳定性，需从源头控制变量：

A/B 胶比例精准控制

采用高精度计量泵（误差≤±0.5%），每日开机前用天平校准（抽取 100g 混合胶，A/B 组分偏差需＜1g）；

更换胶料时，彻底排空管道内残留胶（约 3-5 个循环），避免新旧胶混合导致比例偏差（尤其不同批次胶料）。

材料过滤与脱泡

在注射嘴前加装 100-200 目不锈钢过滤网（每生产 5 万模更换一次），拦截硅胶中的颗粒杂质（＞50μm），减少表面麻点；

混合后的胶料经静态脱泡（真空度 - 0.09MPa，时间 5-10 分钟），消除材料自带气泡（尤其高粘度 LSR）。

硫化特性预测试

每批次胶料用硫化仪测试 T90（90% 硫化时间），确保与工艺设定时间匹配（如工艺设定硫化 15s，T90 需在 12-18s 范围内）；

测试硅胶收缩率（1.5-3%），并据此调整模具尺寸（如目标尺寸 10mm，收缩率 2%，模具型腔设 10.2mm），减少尺寸偏差。

二、模具结构与精度优化：减少固有缺陷

模具是决定 LSR 成型质量的 “硬件基础”，需针对常见缺陷优化结构：

排气系统升级

型腔末端、拐角处增设 “阶梯式排气槽”：主排气槽宽 1-2mm、深 0.01-0.02mm，辅助排气槽（分支）宽 0.5mm、深 0.005-0.01mm，确保空气排出（尤其深腔、薄壁件）；

复杂结构件（如带细缝、凸台）采用 “真空辅助排气”：模具连接真空泵（真空度 - 0.08~-0.09MPa），填充前抽走型腔空气，气泡不良率可降低 70% 以上。

分型面与定位优化

分型面研磨至平面度≤0.005mm，配合间隙＜0.01mm（用塞尺检测），减少飞边（飞边不良率可从 8% 降至 1% 以下）；

金属 / 塑料嵌件采用 “销钉 + 台阶” 双重定位：销钉配合间隙 0.003-0.005mm，台阶限位高度 0.1-0.2mm，防止嵌件偏移导致的包胶不均。

温度均匀性设计

模具采用 “分区温控”：流道区、型腔区、嵌件接触区独立控温，温差≤±2℃（通过热电偶实时监测）；

加热管间距≤50mm，拐角处加密（间距 30mm），避免局部温度过低导致的缺胶或硫化不均。

三、工艺参数精细化调控：适配产品特性

根据产品结构（薄壁 / 厚壁、简单 / 复杂）定制工艺参数，避免 “一刀切” 导致的缺陷：

注塑压力与速度分段控制

薄壁件（＜0.5mm）：采用 “高压快速” 策略 —— 注射压力 60-80MPa，填充速度 25-30mm/s（确保胶料在硫化前充满型腔），保压压力 50-60MPa（补偿收缩）；

厚壁件（＞1mm）：采用 “低压慢速” 策略 —— 注射压力 30-50MPa，填充速度 10-15mm/s（减少气泡），保压压力 20-30MPa（避免溢胶）；

通用规则：填充阶段分 3 段（慢 - 快 - 慢），初期低速（5-10mm/s）排气，中期快速填充，末期低速保压（避免湍流卷气）。

硫化温度与时间匹配

模具温度根据胶层厚度设定：0.3mm 胶层→160-170℃，1mm 胶层→170-180℃，2mm 以上→180-190℃（温度随厚度增加而提高，确保内层完全硫化）；

硫化时间 = 胶层厚度（mm）×10-15s（如 0.5mm 胶层→5-8s，1mm→10-15s），避免过硫化（脆化）或欠硫化（发粘）。

保压与冷却优化

保压时间 = 硫化时间的 1/3（如硫化 15s，保压 5s），压力为注射压力的 60-70%，减少硫化收缩导致的尺寸偏差；

冷却时间确保产品取出时温度＜60℃（复杂件用定型工装辅助冷却），避免自由收缩变形。

四、设备维护与校准：保证稳定性

设备精度衰减是良率波动的主要原因，需建立定期维护机制：

计量混合系统维护

每周校准计量泵流量（用电子秤称重，误差＞1% 时调整），每月拆解清洗混合腔（去除残留胶料，避免堵塞）；

静态混合器每生产 10 万模更换一次（检查元件磨损，磨损量＞0.1mm 时立即更换，避免混合不均）。

注塑机精度校准

每月校准注射压力传感器（误差≤±2%）、温度控制器（误差≤±1℃）；

每季度检查锁模力（偏差＞5% 时调整），避免锁模不足导致的飞边或锁模过度导致的模具变形。

模具保养

每日生产前用专用清洗剂擦拭型腔（去除油污、残留胶），每周拆解模具清理排气槽（用 0.01mm 铜片疏通堵塞）；

每月检查模具顶针、导柱磨损（间隙＞0.01mm 时更换），避免顶出变形。

五、生产过程实时监控：及时拦截不良

通过 “参数监控 + 首件检验 + 巡检” 构建防线，避免批量不良：

关键参数实时监测

在注塑机加装数据采集系统，实时记录注射压力、温度、保压时间（波动超过 ±5% 时自动报警）；

每小时抽样检测硅胶硬度（邵氏 A，偏差≤±2 度）、厚度（偏差≤±0.03mm），确保工艺稳定性。

首件与巡检制度

每班次 / 换模后做首件检验：外观（无气泡、飞边）、尺寸（3 次元测量）、功能（如防水件做气密性测试），合格后方可量产；

巡检频率：每小时抽查 5-10 件，重点检查隐蔽缺陷（如嵌件包胶处是否脱粘、深腔处是否缺胶）。

快速响应机制

制定缺陷对应表（如气泡→检查排气 / 降低速度，飞边→降低压力 / 修模），操作员发现不良时可快速调整（简单参数调整权限下放）；

重大不良（如批量缺胶、脱粘）立即停机，由技术员分析原因（材料 / 模具 / 设备），解决后重新试模。

六、人员操作标准化：减少人为误差

操作不规范是中小批量生产良率低的常见原因，需通过标准化提升一致性：

SOP 细化与培训

制定《LSR 注塑操作手册》，明确换料步骤（排空旧胶、清洗管道）、嵌件放置（定位方向、力度）、取件方式（避免划伤 / 变形）等细节；

新员工需通过理论 + 实操考核（良率≥95% 方可独立操作），定期组织工艺培训（如缺陷识别与调整方法）。

工具与辅助设备

嵌件放置用定位工装（避免手放偏差），取件用专用吸盘（防止手指接触导致的油污污染）；

后处理（如修飞边）用专用刀具（刃口半径 0.1mm），避免划伤硅胶表面。

优化效果验证

通过以上方法，某消费电子企业的 LSR 按键良率从 78% 提升至 99.2%，具体改善如下：

气泡不良率：从 12% 降至 0.3%；

飞边不良率：从 8% 降至 0.5%；

尺寸偏差：从 5% 降至 0.2%；

粘接不良（与金属）：从 7% 降至 0.1%。

核心逻辑总结

提高 LSR 注塑良率的本质是 **“减少变量 + 强化控制”**：通过材料管控稳定性能，通过模具优化减少固有缺陷，通过工艺参数适配产品特性，通过设备维护保证精度，通过监控与操作标准化拦截波动。

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