液体硅胶模具制造
液态硅胶奶嘴模具

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液态硅胶奶嘴模具,液态硅胶模具制造

一、液态硅胶(LSR)奶嘴模具的核心特点

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与传统热塑性塑料模具相比,LSR奶嘴模具有其独特之处:

  1. 冷流道系统 (Cold Runner System)

    • LSR在注射前是液态,粘度低,易流动。模具必须使用冷流道,即流道系统需要用水(通常是冰水机提供的低温水)进行冷却,保持低温(通常20°C - 40°C)。

    • 目的:防止LSR在流道内提前发生交联反应(固化)。只有进入高温的模腔时,它才应开始固化。

    • 重要性:冷流道设计直接关系到材料利用率、注塑周期和产品质量。设计不佳会导致流道内固化和废料率高。

  2. 加热系统 (Heating System)

    • 与流道需要冷却相反,模腔本身必须被精确加热

    • 通常使用电热管 (Heater Cartridges) 或热油进行加热,温度通常控制在120°C - 200°C之间(具体取决于LSR材料的固化特性)。

    • 目的:为LSR提供固化所需的能量。

  3. 极高的表面光洁度 (High Surface Finish)

    • 奶嘴直接接触婴儿口腔,内壁必须极其光滑,无任何瑕疵、刀痕或微观裂纹,以免藏匿细菌。

    • 模腔表面通常需要达到镜面抛光 (Mirror Polish),级别通常在A1级(VDI 3400标准)或更高(如#10000钻石膏抛光)。

    • 高光表面也有助于产品脱模。

  4. 出色的排气系统 (Venting System)

    • LSR流动性极好,在填充模腔时会快速将空气包裹其中。

    • 必须在模具分型面、顶针、镶件等位置开设精密的排气槽

    • 排气槽深度通常只有0.0015 - 0.003 mm。这个精度至关重要:深度太大,LSR会溢出产生飞边(Flash);深度太小,空气无法排出,导致产品表面烧焦(Air Trap)或填充不满。

  5. 材料选择 (Material Selection)

    • 模具钢材必须具备高硬度、高耐磨性、优异的耐腐蚀性和良好的导热性。

    • 常用钢材不锈钢是首选,如S136 (ESR)、NAK80、420 Stainless Steel等。它们防锈能力强,能长期保持高光洁度,并且能抵御LSR固化时可能产生的微量腐蚀性副产物。


二、模具设计的关键要点

  1. 分型线 (Parting Line) 设计

    • 分型线的位置决定了产品的外观和脱模难易度。设计师会尽力将分型线放在不显眼、不影响功能的位置(如奶嘴底部边缘)。

    • 分型面必须加工得非常平整,配合紧密,以防止LSR溢出产生飞边。

  2. 浇口 (Gate) 设计

    • 常见类型:针点式浇口 (Pin Point Gate) 或潜伏式浇口 (Submarine Gate)

    • 浇口位置通常设在奶嘴的底部或尾部,这样在修剪浇口后痕迹不明显,且不影响奶嘴的功能区(乳头和颈部)。

  3. 冷却系统 (Cooling System) - 针对模腔

    • 虽然模腔需要加热,但一个设计良好的冷却水路系统同样重要。

    • 目的:在注射完成后,帮助模具快速且均匀地降温到脱模温度,从而缩短周期时间,提高生产效率。它并非用于在生产过程中冷却模腔。

  4. 脱模系统 (Ejection System)

    • LSR奶嘴柔软且有弹性,通常不需要复杂的顶针系统。

    • 常用方法高压空气(气顶) 或机械手吸取是更优的选择,可以避免顶针痕迹破坏产品表面光洁度。

    • 如果必须使用顶针,其与模腔的配合间隙必须极小,且顶针端部也要抛光。


三、典型制造流程

  1. 模具设计 (CAD) & 流道分析 (CAE):使用软件(如Moldflow)进行填充模拟,预测空气陷阱和熔接痕,优化流道和排气设计。

  2. 精密加工 (CNC, EDM):使用数控铣床、慢走丝线切割、电火花等设备加工模腔、镶件。

  3. 抛光 (Polishing):由经验丰富的抛光师傅手工或使用超声波抛光机将模腔抛光至镜面级别。这是最考验工艺的环节之一。

  4. 组装与试模 (Assembly & Trial):将所有部件(模仁、滑块、顶针、热流道系统等)精密组装,上机进行试模。

  5. 调试与验收 (Tuning & Approval):根据试模出的样品,调整注射参数(压力、速度、温度、时间),直至产品完全符合设计要求(尺寸、外观、重量),最后客户验收。


四、常见缺陷与模具原因分析

缺陷现象可能的原因(模具方面)
飞边 (Flash)分型面不平、排气槽过深、模具磨损、锁模力不足
气泡/烧焦 (Bubbles/Burn Marks)排气不畅(排气槽深度不足或位置不对)
缺料 (Short Shot)排气不良、浇口太小或堵塞、模温过低
流痕 (Flow Lines)模温不均、浇口设计不佳
撕裂 (Tearing)脱模斜度不足、表面光洁度不够、脱模方式不当
固化不均模腔加热不均、热点或冷点

总结

一个高质量的液态硅胶奶嘴模具是精密机械、热管理技术和精湛手工工艺的结合体。其设计制造的核心围绕着:

  • 精确的热管理:冷流道与热模腔的平衡。

  • 极致的表面处理:保证产品的安全与美观。

  • 精密的排气:确保产品无缺陷。

  • 合适的材料:保证模具寿命和产品安全。

正因为如此,一套好的LSR奶嘴模具成本非常高,但其带来的高效率、高材料利用率和高品质产品,使其成为高端奶嘴生产的绝对主流选择。


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