Tekutý silikonový kaučuk (LSR) je možné použít leckde – při výrobě senzorů, konektorů pro automobilový sektor, dudlíků pro kojenecké lahve nebo lékařské techniky. Tento materiál je znám již více než 30 let a po celou tuto dobu se do vývoje technologie jeho zpracování aktivně zapojuje společnost Arburg. Zákazníci Arburgu si mohou vybrat ze standardních strojů, balíčku vybavení přizpůsobených zpracování LSR a široké škály volitelných opcí určených speciálně pro LSR. Konečná systémová řešení zahrnují všechny požadované funkce, jako jsou třídesková technologie se čtyřmi vodicími tyčemi a centrální aplikací vyhazovací síly pro přesné vyformování, speciální vstřikovací moduly a přesné dávkování materiálu. Modulární technologie Allrounder může být navržena na míru podle široké škály možností použití a požadavků. Kromě horizontálních a vertikálních strojů zahrnuje také celou řadu pohonných konceptů od plně hydraulických po plně elektrické. Další možnosti zahrnují flexibilní kombinace uzavíracích a vstřikovacích jednotek a četné konfigurace, například pro vícekomponentní technologii. To umožňuje zpracování celé řady běžných typů LSR – včetně vysoce reaktivních typů a materiálů s vysokým obsahem plniva. Důraz je vždy kladen na to, aby řešení zákazníkovi vyhovovalo – ať už se jedná o jednotlivý vstřikovací stroj, nebo celý vysoce automatizovaný systém na klíč. Přispívá k tomu rovněž těsná spolupráce s předními výrobci materiálů, forem a periferních zařízení. Všechny výrobní procesy lze transparentně řídit prostřednictvím volně programovatelného řídicího systému Selogica. Ten díky sekvenčnímu programování v grafických symbolech zajišťuje přímou kontrolu věrohodnosti vstupních parametrů a plnou integraci všech periferií specifických pro zpracování LSR. K dispozici je také celá řada možností pro optimalizaci procesů, monitorování a dokumentaci i pro udržení vysoké stability a reprodukovatelnosti procesu prostřednictvím funkcí používaných při zpracování LSR, jako jsou adaptivní okruhy vyhřívání formy nebo její odvzdušnění. V současné době je v provozu po celém světě několik tisíc strojů Arburg, které zpracovávají LSR. Kromě kvalifikovaného meziresortního týmu specialistů LSR a dokonale vybavených strojů Allrounder pro individuální testy v zákaznickém centru v Lossburgu jsou zákazníkům v této oblasti k dispozici také rozsáhlé nabídky školení. LSR – materi ál s výjimečn ými vlastnostmi Specifické materiálové vlastnosti kapalných silikonů se vytvoří pouze po jejich zesíťování. Použití LSR je výhodné tam, kde klasické a termoplastické elastomery (TPE) dosáhnou svých limitů. K vlastnostem LSR patří vynikající houževnatost, vysoká tepelná odolnost – přes 180 °C – pružnost při ochlazení na přibližně –50 °C, dobré elektroizolační schopnosti, dobrá pevnost v tahu a odolnost proti roztržení či zdravotní nezávadnost. Díky těmto materiálovým vlastnostem, snadnému barvení nebo kombinovatelnosti s mnoha kovy a plasty jsou tekuté silikony ideální pro celou řadu použití. Počet těchto materiálů navíc neustále roste. Kromě standardních typů v různých tvrdostech podle stupnice Shore jsou k dispozici i typy pro zdravotnictví, typy odolné vůči oleji nebo naopak nasávající olej, elektricky vodivé, zpomalující hoření, rychle tuhnoucí a s modifikovanou přilnavostí nebo typy fluorosilikonové. LSR – dokonal á příprava a zpracov ání materi álu Výrobci dodávají tekuté silikony připravené k použití ve dvou samostatných nádobách. Složky A obsahují iniciační katalyzátor, složky B síťovadlo. V systému dávkování LSR se obě složky přivádí pod tlakem do směšovacího bloku vstřikovací jednotky v poměru 1 : 1. Barviva a přísady mohou být také dávkovány za účelem barvení nebo úpravy určitých vlastností materiálu a konečného produktu. Na výstupní straně potrubí je připojeno statické míchací zařízení, které všechny složky důkladně promísí. Reaktivní směs materiálu se potom přivádí pod tlakem do válcového modulu LSR. Aby se zabránilo předčasné vulkanizaci, reguluje se teplota válcového modulu na přibližně 20 až 25 °C. Materiál, který se dodatečně míchá pomocí šneku, se poté vstřikuje do horké formy (při teplotě 160 až 220 °C), kde rychle vulkanizuje. Vzhledem k nízké viskozitě kapalných silikonů je třeba formy vyrobit s velmi malými tolerancemi, aby se zajistilo, že obě poloviny formy budou řádně utěsněny. Formy se obvykle před vstřikem odvzdušňují, aby se předešlo vytváření spálených ploch a problémům s povrchem a plněním. Systémy studeného vtoku se používají k dosažení optimálních časů cyklu a výroby, která šetří materiál. K vyhození často velmi měkkých a pružných produktů z formy se jako odformovávací prostředky používají proud vzduchu nebo mechanický kartáč. LSR – studen ý válcov ý modul, horká forma Na rozdíl od zpracování termoplastů vyžaduje vstřikování LSR zcela opačný přístup, tedy studený plastikační modul a horkou formu. Přesná regulace teplot v plastikačním modulu a formě je rozhodující pro spolehlivou výrobu. Zatímco pro vulkanizaci kapalného silikonu ve formě jsou potřebné teploty mezi 160 a 220 °C, teplota plastikačního modulu musí zůstat pouze mezi 20 a 25 °C, jinak by došlo k předčasnému síťování směsi reaktivního materiálu. Proto musí být zajištěno tepelné oddělení jednotlivých částí výrobního zařízení. V závislosti na vybavení a procesu musí vstřikovací jednotky splňovat další požadavky na zpracování LSR. Hydraulické nebo pneumatické jehlové uzavírací trysky se používají ve formách bez systému studeného vtoku. Při provozu s otevřenými tryskami je potřebné snižování tlaku v systému studeného vtoku. Speciálně navržená geometrie šneku je nezbytná pro optimální promíchání obou složek LSR a jakýchkoliv přidaných barviv nebo přísad i pro rychlé objemové dávkování. Reprodukovatelného vstřikování definovaného množství materiálu se dosahuje prostřednictvím automaticky uzavíraného zpětného ventilu. Široká nabídka válcov ých modulů LSR Aby bylo možné dokonale přizpůsobit vstřikovací jednotky požadovaným objemům dávek, nabízí společnost Arburg celou řadu velikostí plastikačních modulů pro zpracování LSR s různými průměry šneků. Pro malé i velké objemy dávek je tak možné dosahovat vysoké přesnosti regulace pohybu šneku a následně maximální přesnosti opakování dílu od jednoho vstřiku ke druhému. Tekuté médium, sériově řazené okruhy ovládání teploty a samostatné řízení teploty pro trysku zajišťují konstantní úroveň teploty od 20 do 25 °C. Jednotlivé okruhy se chladí prostřednictvím rozdělovačů chladicí vody vstřikovacího stroje nebo prostřednictvím samostatných temperačních jednotek. Geometrie šneku je navržena i pro zpracování tekutých silikonů. S ohledem na nízkou viskozitu materiálu je na konci šneku zvláště důležitý zpětný ventil. Během vstřikování se musí okamžitě uzavřít s opakovanou vysokou přesností, aby byla vždy zajištěna konstantní hmotnost dávky a vysoká reprodukovatelnost dílů. Standardně je u všech modulů pro zpracování LSR nainstalován automaticky se zavírající diskový typ zpětného ventilu, který vyvinula společnost Arburg pro zpracování LSR. Tepelného oddělení chlazeného plastikačního modulu LSR a horké formy se dosahuje odsouváním chlazené uzavírací trysky, která brání úniku tekutého silikonu. K dispozici je mnoho verzí trysek, které jsou upraveny pro různé koncepty forem a systémy studených vtoků. Speciální samostatná tryska studeného vtoku s hydraulickým jehlovým uzavíracím systémem, kterou vyvinula společnost Arburg pro zpracování LSR, umožňuje také přímé vstřikování tvarovaných dílů s plochým rozhraním. Trvanlivost plastikačních válců je zajištěna prostřednictvím konstrukce vysoce odolné proti opotřebení, konzistentní hmotnost dávek pak díky mechanickému šneku s blokováním zpětného chodu. Jednoduchou výměnu šneku a válcového modulu umožňuje otočná vstřikovací jednotka a centrální napájení všech přívodů. To také umožňuje krátké doby nastavení. Standardní strojní technologie vhodná pro zpracov ání LSR Všechny horizontální a vertikální stroje Allrounder jsou dokonale vhodné pro zpracování tekutých silikonů. Například technologie duálního čerpadla zajišťuje přesné a reprodukovatelné řízení nejdůležitějších sekvencí pohybů na hydraulických strojích. Uzavírací jednotka umožňuje přesné polohování upínacích desek pro zásah robotického systému, přiblížení k vyhazovací poloze nebo omezení síly sevření během fáze vstřikování. Další funkcí jsou simultánní pohyby pro optimalizaci vstřikovacícho cyklu. To je zvláště důležité s ohledem na rychlé časy vulkanizace LSR. Prostřednictvím vhodných technologií formy jsou dosažitelné doby cyklu kratší než 20 sekund. Dostupné šneky s regulací polohy navíc umožňují dodržování předepsaných profilů pohybů a tlaků s vysokou přesností. Elektrické stroje jsou díky své vysoké preciznosti a přesnosti opakování i rychlosti a energetické účinnosti atraktivní alternativou pro mnoho aplikací LSR. Standard : soubor LSR se všemi potřebn ými funkcemi Standardní soubor LSR nabízený společností Arburg pro zpracování tekutých silikonů zahrnuje plastikační modul LSR, 6 adaptivních, volitelně rozšiřitelných topných okruhů forem a mnoho rozhraní pro různé periferie. Periferní zařízení, jako jsou robotické systémy, mohou být přímo integrovány do sekvenčního programování řídicího systému Selogica prostřednictvím speciálních symbolů. Další možnosti lze kombinovat s těmito funkcemi podle požadavků: jsou to například vakuová a vyfukovací zařízení, monitorovací zařízení průtoku vody nebo rozhraní pro kartáčovací jednotky a zařízení pro vyjímání výstřiků z formy. Prostřednictvím těchto zařízení lze stroje Allrounder rozšířit na kompletní systémová řešení LSR pro automatizovanou výrobu silikonových dílů. Společnost Arburg poskytuje v této oblasti komplexní konzultační služby až po kompletní realizaci systémů na klíč. Rostoucí možnosti pou žití V současné době nejsou tekuté silikony zastoupeny jen v mnoha technických aplikacích, ale stále více také ve zdravotnické technice a ve spotřebitelském sektoru. Rozsah jejich použití sahá od konektorů, O kroužků, trubek a elektrod na tělo až po kojenecké dudlíky a dávkovací zařízení používané při balení potravin. Dynamicky se rozvíjející oblastí použití jsou díly sestávající z měkkých a tvrdých částí. V této oblasti má společnost Arburg také dlouholeté zkušenosti jako průkopník ve vývoji vícekomponentního vstřikování. Rozsah vlastností a použití tvarovaných dílů se může podstatně rozšiřovat kombinováním termoplastů s tekutými silikony, ale také ostříkáváním zálisků pomocí LSR. V těchto případech se však kladou vysoké nároky na příslušnou výrobní technologii. Zvláštní pozornost je třeba věnovat například regulaci teploty s ohledem na konstrukci formy a produktu: LSR síťuje ve formě při vysokých teplotách, pro termoplasty je však obvykle potřebná mnohem nižší teplota. V některých případech se proto musí každá část formy oddělit a tepelně izolovat. V současné době se LSR díky svým vynikajícím vlastnostem a dobrým možnostem zpracování stále více používá jako materiál pro aplikace s vysokými nároky, například v medicíně. Thomas Siegel, Arburg
