近兩年隨著手機防水的逐漸盛起，作為實現(xiàn)防水技術(shù)的關(guān)鍵，液態(tài)硅膠模具的設(shè)計越來越受到行業(yè)人士的關(guān)注。近期不斷有群友咨詢有關(guān)液態(tài)硅膠模具的設(shè)計問題。兩年前，我榮幸參加了液體硅膠模具的設(shè)計方案和開發(fā)設(shè)計。我還在我國觸碰液態(tài)硅膠模具相對性最早。我將共享我還在液態(tài)硅膠注射模具層面的本人工作經(jīng)驗，期待能對不久進到制造行業(yè)的小伙伴們有一定的協(xié)助，盡可能事半功倍。

目前市場上專業(yè)液態(tài)硅膠模設(shè)計人員很少，據(jù)了解，現(xiàn)有的液態(tài)硅膠模設(shè)計人員大都是從塑膠模設(shè)計轉(zhuǎn)過來的。雖然液態(tài)硅膠的注塑原理跟塑膠的注塑原理差不多，模具結(jié)構(gòu)也類似。但液態(tài)硅膠跟塑膠的各種性能還是有比較明顯的差異，具體表現(xiàn)在以下方面。液態(tài)硅膠是熱固性材料。通俗點講就是加熱變硬成型，且這一過程不可逆轉(zhuǎn)。而塑膠是熱塑性材料，加熱變軟冷卻變硬成型，這一過程是可逆轉(zhuǎn)的，也就是說塑膠可反復多次成型。這個也是兩者最大的區(qū)別。所以在設(shè)計模具加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)時一定要搞清楚，不要搞反。

第二個差異就是塑膠制品大都硬度較高，較脆，不易變形。而硅膠制品大都是很柔軟的，彈性大，不容易撕裂。一般來說，要是磨具能夠生產(chǎn)加工成一個總體，就不容易設(shè)計方案導軌滑塊或歪斜的頂端構(gòu)造。硅膠商品綿軟有延展性，要是背面不很大，出模一般一切正常。 塑膠的溢流值一般有2～3條，而液態(tài)硅膠的溢流值要小得多，達到μ級。正是這微小差異，導致液態(tài)硅膠模比普通塑膠模精度要求高得多。要實現(xiàn)如此高精度的模具加工，從加工設(shè)備到整個加工工藝設(shè)計以及后續(xù)模具裝配都提出了很高的要求。這是一般中小型模房難于達到的。

液態(tài)硅膠還有一個特性就是粘度大，很容易粘模，再加上硅膠制品又很柔軟，一般的脫模結(jié)構(gòu)很難起作用。要實現(xiàn)自動脫模必須設(shè)計特殊的脫模結(jié)構(gòu)，例如氣壓輔助脫模。殊不知，這必將會大大增加模具設(shè)計的多元性，針對具備高精規(guī)定的磨具而言，這以至于會提升生產(chǎn)加工難度系數(shù)，而且通常大于利。所以一般不建議設(shè)計自動脫模結(jié)構(gòu)，除非你對公司模房的加工實力和鉗工的裝配技能很有自信，也可以挑戰(zhàn)一下。如果是訂單量很大，確定需要自動脫模以便實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。那也盡量在模外設(shè)計智能機械手臂實現(xiàn)自動抓料取料。當然這就要看各公司的自動化技術(shù)水平達到什么程度。像手機防水件這種精密又微小的零部件要實現(xiàn)機械手臂自動抓料取料還是有一定的難度。

因為液態(tài)硅膠模加工精度要求很高，所以封膠位和分模面的選擇很重要。分模面最好是選擇平面，便于用精密磨床加工。若因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限制做不了平面，那就做成標準角度的斜面，例如30℃，45℃，60℃，便于用整體成型刀加工。盡量不要做成弧面或曲面，就是當今世界最牛逼的機臺也難于把弧面和曲面做到μ級水準。為了便于封膠位和分模面的加工，前期的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評審（DFM）很重要，一定要考慮到各方面因素。一旦客戶確定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，后期要修改就會很麻煩。

下面再來談一下有關(guān)液態(tài)硅膠模排氣的問題。這也是令很多業(yè)內(nèi)人士很頭疼的問題 。前面說過，液態(tài)硅膠的溢流值很小，一般的排氣結(jié)構(gòu)根本做不了。現(xiàn)在市場上常用的方法是模內(nèi)抽真空的排氣方式。這首先要看你的液態(tài)注塑機臺是否有抽真空的功能。這種排氣的效果主要由兩方面決定，一是模具結(jié)構(gòu)的合理性，二是機臺抽真空的能力。

如果機臺沒有抽真空的功能那怎么辦？其實也是有辦法。盡管液態(tài)硅膠的上溢值不大，但不管分模面的生產(chǎn)加工精密度有多高，左右分模面中間還是有空隙的。因而，沒有必需在臨床診斷表面蓄意生產(chǎn)制造排氣管構(gòu)造。只必須在彈性體材料的通道和出入口設(shè)計方案一定容積的過濾管槽?？墒牵堄浝?，過濾管槽的容積務(wù)必超過其本身硅膠制品的容積，這一點十分關(guān)鍵！當然，這種方式只適用于體積比較小的產(chǎn)品，體積比較大的產(chǎn)品用這種方式太浪費膠料了。 

再談一下硅膠模具模進膠的問題。為了精確控制進膠量，市面上大多采用針閥式點進膠的方法，這種方式雖然可行，但無形中也增加了模具加工難度和制造成本。實際上，要是磨具制冷系統(tǒng)和加溫系統(tǒng)軟件的隔熱保溫對策做的好，就能夠徹底選用立即涂膠的方式 ，大大簡化了模具結(jié)構(gòu)。雖然現(xiàn)在比較高檔的液態(tài)注塑機的射膠量可以控制到0.1g，但對于像手機防水件這種微小精密的零部件來說光靠控制注膠量還是遠遠不夠的。用液態(tài)硅膠注塑機做手機防水件，除了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計很關(guān)健，其實最重要的還是模具的加工精度。

圖 盈泰液態(tài)硅膠制品廠模具加工車間。

總的來說，液態(tài)硅膠注射模具的一般標準是：模具設(shè)計越簡易，越多能確保磨具的生產(chǎn)加工精度，革除這些華而不實、看起來高尚的總體設(shè)計。還需注意的是一般精密模具對生產(chǎn)環(huán)境都有很高的要求。對于手機防水件的液態(tài)注塑成型最好是在無塵車間生產(chǎn)，否則模具的使用和維護成本會很高。從以上可以看出，要想把手機防水件做好，除了機臺設(shè)備、加工工藝以及成型車間環(huán)境都有很高的要求。這是一般中小型企業(yè)很難做到的。