特瑞堡液態硅膠技術：不僅僅是一個O形圈

新興行業中,制造和設計的挑戰正與日俱增，小零件的創新與改進往往帶來產品的質的飛躍。采用液態硅膠技術可以生產出精確的高質量O形圈。

 

O形圈是最常用的密封件，應用廣泛，可用于從醫療設備到化工生產線、從拖拉機液壓系統到海底井下工具等眾多領域，其中，采用液態硅膠技術生產的高規格無飛邊O形圈和定制模壓件也是生命科學應用的理想選擇。這些應用占據著全球墊片和密封件的大部分市場，根據全球產業分析，截止2020年其市場規模將達到458億美元。

 

O形圈之所以受到用戶的青睞是因為其圓形截面可普遍應用于軸向或徑向密封配置中，無論是處在靜態還是相對溫和的動態負載工況下。它們幾何形狀非常簡單，不管是使用何種材料進行注射成型還是模壓成型生產，過程都非常簡單，是最通用的選擇。

 

O形圈雖然結構簡單，但簡單的橡膠圈背后卻隱藏著復雜的材料和生產工藝。為保證長久的使用壽命和完整性，O形圈必須完全符合系統的要求，包括耐極限溫度、抗高壓及耐侵蝕性的接觸介質等。為實現動態環境下的自動化裝配，它們也許還需要具有低摩擦性。

 

特瑞堡液態硅膠部件產品線總監 Ursula Nollenberger 說："為應用選擇最適合的O形圈要求準確地理解系統的需求，并且要具備專業的材料性能知識。和一家在這些領域比較專業的O形圈供應商合作，他們能夠提供材料的測試結果，這些對于保證設備性能或者制造過程方面是至關重要的。在要求嚴苛的生命科學行業尤為重要。" 根據全球產業分析的陳述，包括醫療行業在內的復雜應用領域，將對制造和設計提出新的挑戰。

  

Ursula說道:"現在我們已經認識到這一趨勢，為此在生產簡單的O形圈時，我們將重新定義其精密程度。對于一些工況最困難的應用，尤其是針對醫療設備。

 

液態硅膠技術重新定義了O形圈的加工精密程度

特瑞堡密封系統位于瑞士施泰因的工廠，是特瑞堡密封系統專門從事液態硅膠（LSR）注射成型的四個工廠之一。它為全球和當地的醫療、汽車和各種工業領域的客戶生產高精密的模壓件。

  施泰因工廠總經理 Jarno Burkhardt 說："傳統的彈性體O形圈生產是通用注射或模壓成型的，并且通常需要以機械方式（切割或沖壓）或經過低溫處理進行修邊。這些二次加工的步驟往往會帶來過程變化、制造風險并且產生潛在的間接成本。在特瑞堡密封系統為O形圈進行液態注射成型的過程中，模壓件不會產生飛邊，注入口或溢出口很容易和功能部件契合"

 

  特瑞堡密封系統已經使用這種工藝生產1.1-1.4 mm尺寸的微型部件，醫療設備上每年都需要數百萬件此類產品。這些部件生產都是通過直接將液態硅膠材料注射進多腔模具的各個腔內。然后O形圈都借助一種特殊設計的機械手臂將其從每個腔內夾出。由于部件尺寸太小，很難作標記區分，為了保證其具有可追溯性，一般將O形圈直接從裝進按腔區分的容器中。

 

 

使用無飛邊，無浪費的模具注射成型液態硅膠O形圈，這種設計理念的主要優點包括：

1.減少材料浪費

2.無需進行二次加工來去除飛邊

3.消除了所有二次加工相關的質量風險，也節省了相關的加工和檢驗成本。

4.將O形圈從模具中直接分離出來能夠持續性地維持高尺寸穩定性和精密程度。

5.產品的完全可追溯不僅僅通過按批追溯，還可以按腔跟蹤。

6.重量0.0093g，直徑1.1-1.4 mm/ 0.043-0.055 in

                     

  開發生產微型O形圈的工藝面臨著諸多挑戰。其中之一就是開發一種機械臂處理重量小于0.0093g的部件，由于部件很小并且很輕，以至于憑借人手根本不能夠簡單地處理它們。

  

  另一個挑戰就是微型O形圈的電子電荷,它會導致機械臂釋放O形圈后,O形圈的四處分散。由于其接近羽毛的重量使它們在后期生產中無法放置在指定的容器中。為此，一個名為"Ionicator"的機械臂最終被開發出來，它可以將部件從模具中卸下然后裝進容器內。

  

  執行該生產工藝可以將材料損耗減少30%以上，還可以達到零缺陷的質量水平。這些微型O形圈的生產模具目前最多有32個腔體。

  

  Burhardt總結道："液態硅膠技術團隊的下一個目標就是將腔體的數量增加到 64個，并且不僅僅適用于O形圈，還針對創新醫療設備上使用的其它定制微型部件。"

 

*參考文獻

全球產業分析公司（GIA）：成品市場調查機構，全球最準確的預測公司之一，目前服務于遍布全世界36個國家的9,500多家公司。

  

《世界橡膠工業雜志》，1889年10月首次發行，記錄了橡膠工業自誕生以來的所有事件和技術變革。