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硅胶产品液态注胶与固态转注工艺的优势?

发布时间:2025-10-13点击:

硅胶产品的液态注胶工艺(LSR,Liquid Silicone Rubber Injection Molding) 与固态转注工艺(HCR,High Consistency Rubber Transfer Molding) ,因原料形态(液态双组份 vs 固态胶料)和工艺原理不同,形成了各自独特的优势,核心差异体现在生产效率、产品精度、材料性能、适用场景四个维度。以下分别梳理两种工艺的核心优势,并结合应用场景对比,帮助明确选型逻辑:

一、液态注胶工艺(LSR)的核心优势

液态注胶以 “双组份液态硅胶按比例混合后直接注射、高温快速硫化” 为核心,优势集中在自动化、精密化、高效化,尤其适配高要求、大批量的精密产品:

1. 自动化程度高,生产效率极优

无需预成型,流程简化:液态硅胶通过计量泵自动混合(A/B 组份比例精准控制,误差≤1%),直接注入模具,省去固态胶料的 “裁切 - 预压成型” 环节,单模次周期可缩短至10-60 秒(如智能手表表带包胶,每小时产能可达 1000 + 件);

适合多腔模批量生产:液态硅胶流动性优异(粘度 5000-20000mPa・s),可均匀填充多腔模具(如 32 腔、64 腔),且通过 “冷流道系统” 减少胶料浪费(废料率≤5%),批量生产成本低,适配消费电子、医疗等 “百万级” 产能需求。

2. 产品精度高,细节还原能力强

流动性好,适配复杂结构:液态硅胶可填充微小型腔(最小壁厚 0.1mm、最小孔径 0.05mm),精准还原模具纹路(如表面微防滑纹理、LOGO 浮雕),适合精密产品(如智能戒指硅胶内衬、医疗导管密封环);

尺寸稳定性好:硫化收缩率低(仅 0.5%-1.5%,远低于固态硅胶的 2%-3%),产品尺寸公差可控制在 ±0.01-±0.03mm**,无需后续打磨修正,直接满足装配需求(如耳机耳帽与发声单元的精准匹配)。

3. 材料纯度高,适配高安全场景

无杂质、低析出:液态硅胶(尤其铂金硫化体系)生产过程封闭,无固态胶料 “裁切污染” 风险,重金属(铅、镉)含量≤0.1μg/cm²,可通过 FDA 21 CFR 177.2600、ISO 10993 等认证,适合医疗(如婴儿奶嘴、手术器械密封件)、食品接触(如厨具硅胶部件)场景;

生物相容性优:无硫化剂残留(如硫磺、过氧化物),接触皮肤 / 黏膜无致敏性,是穿戴设备(如心电监测手环硅胶贴肤层)、医疗植入周边部件的首选工艺。

4. 包胶兼容性强,实现 “多材质一体化”

与基材贴合紧密:液态硅胶流动性好,可与 ABS、PC、金属(如不锈钢、铝合金)等基材实现 “无间隙包胶”,粘接强度≥3MPa(无需复杂底涂剂也可稳定粘接),适合 “刚性基材 + 柔性硅胶” 的复合产品(如智能手表金属表壳包胶、家电按钮 ABS 骨架包胶);

硫化温度适配性广:可在 120-180℃范围内调整硫化温度,适配不同耐温基材(如 ABS 基材用 120-130℃硫化,避免基材软化),包胶工艺兼容性远优于固态转注。

二、固态转注工艺(HCR)的核心优势

固态转注以 “固态硅胶胶料预成型后,通过转注模具加压硫化” 为核心,优势集中在材料适应性广、力学性能优、成本可控,适配对 “力学强度、特殊性能” 有要求的中批量产品:

1. 材料选择范围广,适配多样性能需求

硬度与特性覆盖全:固态硅胶可提供邵氏 A 10 度(超软)至邵氏 D 60 度(超硬)的全硬度范围,且可添加特殊助剂实现 “高弹性、耐磨损、耐油、耐高低温(-60-250℃)” 等特性(如汽车发动机舱的耐油硅胶密封圈,选用耐油 HCR 胶料);

补强体系成熟:可通过添加玻纤、炭黑等补强剂提升力学性能(拉伸强度可达 10-15MPa,撕裂强度≥30kN/m),适合承受外力、高频摩擦的产品(如工业设备的硅胶密封垫、运动器材的防滑手柄)。


2. 力学性能稳定,长期使用可靠性高

抗压缩永久变形优:固态硅胶硫化后交联密度高,压缩永久变形率低(70℃×22h 测试≤20%,远低于液态硅胶的 30%),适合长期受压的密封件(如门窗硅胶密封条、液压设备 O 型圈);

耐老化性更强:通过调整硫化体系(如过氧化物硫化 + 抗氧剂),可提升耐紫外线、耐臭氧性能,户外使用 5 年以上性能衰减≤15%,适合户外设备(如光伏板硅胶密封圈、户外灯具防水垫)。

3. 工艺成本可控,适配中小批量与大型产品

设备与模具投入低:固态转注模具无需复杂的 “计量混合系统” 和 “冷流道设计”,模具成本比液态注胶低 30%-50%;设备(转注成型机)价格也低于液态硅胶专用注塑机,适合中小批量生产(如每月 1-10 万件);

适配大型 / 厚壁产品:固态硅胶胶料可预压成 “块状”“柱状”,适合填充大型型腔(如直径 500mm 的硅胶垫片、厚度 10mm 的硅胶缓冲块),避免液态硅胶 “大型产品易出现气泡” 的问题,且硫化时间可灵活调整(厚壁产品可延长至 5-10 分钟,确保硫化完全)。

4. 工艺容错率高,操作门槛低

胶料流动性可控:固态硅胶常温下为固体,流动性低于液态硅胶,可避免 “薄壁产品溢胶”“复杂型腔缺胶” 等问题,尤其适合结构简单但尺寸较大的产品(如硅胶桌垫、浴室防滑垫);

生产调整灵活:若产品尺寸需微调,可通过 “调整胶料预成型尺寸”“修改硫化压力” 快速适配,无需像液态注胶那样重新调试计量泵比例、流道设计,适合多品种、小批量的定制化产品(如工业用异形硅胶配件)。

三、两种工艺优势对比与选型逻辑

 

若需生产精密、高安全、大批量的产品(如智能穿戴配件、医疗导管),优先选液态注胶工艺,核心利用其自动化效率与精度优势;

若需生产大型、高力学性能、中小批量的产品(如工业密封件、户外防滑垫),优先选固态转注工艺,核心利用其材料适应性与成本优势。

两种工艺无绝对优劣,关键是 “产品需求与工艺优势的匹配”—— 部分复杂产品(如带金属嵌件的大型密封件)甚至会结合两种工艺,实现 “精密嵌件包胶 + 主体固态成型” 的复合方案。