Flüssigsilikon-Spritzgießwerkzeuge, auch als LSR-Werkzeuge oder Silikon-Spritzgussformen bezeichnet, werden anhand verschiedener Kriterien klassifiziert, wie etwa nach den Dosiersystemen für Flüssigsilikon, dem Aggregatzustand des Silikonmaterials, den Angusssystemen der Werkzeuge oder den Typen der Silikonspritzgießmaschinen.
Für die Serienfertigung und präzise Flüssigsilikon-Formteile setzen Werkzeugbauer und Kunden vor allem auf das Flüssigsilikon-Spritzgießen mit Nadelverschluss- und Absperrventilen, da dies LSR-Material einspart, hohe Werkzeugstandzeiten bietet, präziser ist und die automatisierte Fertigung erleichtert.

LSR Silikon-Spritzgießwerkzeug:
Im Folgenden werden schwerpunktmäßig Flüssigsilikon-Spritzgießwerkzeuge mit Nadelverschluss sowie Werkzeugkonstruktionen für den Silikonspritzguss behandelt.

Zwei verschiedene Typen von LSR-Spritzgießmaschinen und Werkzeugkonstruktionen für den Flüssigsilikonspritzguss

1. Vertikale LSR-Spritzgießmaschinen und Werkzeugkonstruktionen:
Diese Art von LSR-Spritzgießwerkzeugen und -maschinen ist hauptsächlich für den 2-Komponenten-Spritzguss und das Flüssigsilikon-Umspritzen ausgelegt, wie etwa das Umspritzen von Kunststoff, Metall oder Glas mit Flüssigsilikonkautschuk oder die Kombination zweier unterschiedlicher LSR-Farben, Härten oder Silikonmaterialien.
Flüssigsilikonkautschuk für das Umspritzen von Silikonmembranen und Gummi-Metall-Verbindungen

2. Horizontale LSR-Spritzgießmaschinen und Werkzeugkonstruktionen
Horizontale Flüssigsilikon-Spritzgießmaschinen ermöglichen – ähnlich wie beim Kunststoffspritzguss – eine leichtere Umsetzung einer vollautomatisierten Fertigung.
LSR-Spritzgießwerkzeug

Horizontale Flüssigsilikon-Spritzgießmaschine

Fertigungsprozess im Silikon-Spritzguss
Hinweis: Herkömmliche Pressmaschinen können ebenfalls zu LSR-Maschinen umgerüstet werden, indem lediglich das Materialzuführsystem ausgetauscht wird. Damit lassen sich jedoch nur ausgewählte LSR-Produkte und -Teile ohne hohe Toleranzanforderungen an Maße oder Geometrien fertigen, wie etwa Babyartikel, Verpackungsprodukte oder Kosmetikartikel. Diese Art des LSR-Formens ist kostengünstig und ähnelt dem Formpressen (Compression Molding) oder Spritzpressen (Transfer Molding) von Silikonkautschuk.
LSR-Spritzgusswerkzeug-Konstruktionen sind vergleichbar mit dem Kunststoffspritzguss mit oder ohne Heißkanalsystemen. Das LSR-Spritzgießen mit Nadelverschlussdüsen (Kaltkanalsysteme) spart Flüssigsilikonmaterial und Arbeitskosten und sorgt zudem für eine erstklassige Produktoberfläche des LSR-Teils (sehr kleiner Anspritzpunkt). Das Flüssigsilikon-Spritzgießen ohne Absperrventile, im Silikonspritzguss auch als Heißkanal-LSR und Direktanspritzung bezeichnet, spart zwar anfängliche Werkzeugkosten, führt jedoch zu größeren Anspritzpunkten (weniger vorteilhaft für die LSR-Produktoberfläche).

Flüssigsilikonkautschuk-Werkzeug mit Heißkanal

LSR-Spritzgusswerkzeug ohne Absperrventil & Nadelventil, auch Heißkanalsysteme LSR Spritzgussform genannt, konzipiert für große LSR-Silikonformteile wie Flaschen- & Becherformen, nicht hochpräzise Flüssigsilikonteile, oder für manuelles Eingießen nur für Muster oder Kleinserienproduktion, um Werkzeugkosten zu sparen.

Verschiedene LSR Formprozesse – Umgebaute LSR Form durch Pressmaschine

Umgebaute LSR Silikonform durch Pressmaschinen

Pressmaschinen können auch in Flüssigsilikon-Formmaschinen umgebaut werden, indem nur LSR Materialzuführsysteme hinzugefügt werden, welche nur einige LSR Produkte & Teile produzieren, da keine hohen Toleranzanforderungen an Größen oder Designs bestehen, wie Babypflegeprodukte, Verpackungsprodukte oder Kosmetik etc.

Diese Art LSR Formgebung ist kostengünstig, ähnlich wie Silikonkautschuk-Pressformen oder Gummi-Transfer- & Spritzformen.

Hinweis: Diese Art LSR Silikonform, genannt falsche LSR Form oder falsche Silikonspritzgussform, da sie viele „Nachteile“ hat wie: kurze Werkzeugstandzeit, grobes Design & Maßtoleranzen durch Werkzeugstruktur begrenzt, und auch keine komplexen LSR-Silikonprodukte produzieren kann.

Umgebaute LSR Silikonformverfahren

Flüssigsilikonkautschuk-Werkzeugdesign für manuelle Flüssigsilikon-Materialzufuhr

Silikonkautschuk-Transferpressen

Flüssigsilikonkautschuk-Transferpressen & Silikonspritzgusswerkzeug

Flüssigsilikon-Läufer-Spritzgusswerkzeug Know-how

Flüssigsilikonkautschuk-Spritzguss ist der präziseste, effizienteste und sicherste Fertigungsprozess, die Produkte durch LSR Spritzguss mit minimaler Trennlinie und ohne oder weniger Silikonkautschuk-Grat.

Wandstärke:

Da Flüssigsilikonmaterial nicht wie Kunststoff schwindet, so ist seine Wandstärke nicht

muss gleichmäßig sein. Die Wandstärke kann beim Silikonformen so dünn wie möglich ausgeführt werden, bis hinunter zu 0.127mm

Toleranzen und Formteilschwindung:

Die Bauteilschwindung wirkt sich direkt auf die Maßhaltigkeit der Produkte aus. Die Schwindungsschwankungen von Flüssigsilikon sind im Vergleich zu Kunststoffen gering, sodass die Toleranz von LSR deutlich enger gehalten werden kann. Die Maßtoleranz kann weniger als +/-0.02mm betragen.

Schwindung:

Sie tritt während des Formgebungsprozesses und der Nachvernetzung auf bzw. bis das Bauteil vollständig vernetzt ist.

Sie hängt vom jeweiligen Material ab. Die typische Schwindung liegt zwischen 1% und 5%.

Variiert je nach Hersteller und Produkt und reicht ab 0.25 pro Zoll.

Optische Eigenschaften:

Flüssigsilikon ist optisch klar, besitzt im Vergleich zu herkömmlichem Glas eine höhere Oberflächengüte und wird häufig für optische Linsen verwendet. Der Brechungsindex einiger Silikone kann dem von Glas entsprechen (1.53). Darüber hinaus sind optische Silikonlinsen UV-alterungsbeständig, für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet und weisen ein breiteres Transmissionsspektrum im Vergleich zu Acryl und Polycarbonat auf.

Radien und Verrundungen:

Radien und Verrundungen können nicht nur das Erscheinungsbild eines Produkts verbessern, sondern auch dessen Weiterreißfestigkeit erhöhen.

Oberflächengüte:

Die Oberflächenbeschaffenheit kann an die Werkzeugstruktur angepasst werden. Die Oberfläche kann matt oder glänzend ausgeführt sein oder Bauteilkennzeichnungen enthalten. Die Oberflächenbeschaffenheit hat einen direkten Einfluss auf den Reibungskoeffizienten.

In der Regel gewährleisten strukturierte Oberflächen beim Formen eine bessere Entformung der Bauteile als polierte Oberflächen.

Entformungsschrägen:

Entformungsschrägen sind bei Silikonteilen im Gegensatz zu Kunststoffteilen nicht erforderlich.

Hinterschneidungen:

Hinterschneidungen sind bei elastisch verformbaren Produkten realisierbar. Die Teile können gedehnt und ohne bleibende Verformung von den Kernen entformt werden. Gelegentlich setzen wir Trennmittel ein, um das Aufweiten der Produkte beim Entformen vom Kern zu unterstützen. Hinweis: Üblicherweise erfordern Hinterschneidungen bei Silikon keine teuren Schieberwerkzeuge.

Trennebenen und Anspritzpunktposition:

Flüssigsilikon ist hochflexibel, bildet minimale Formtrennnähte aus und ermöglicht im Vergleich zu Festsilikon und thermoplastischen Kunststoffen eine optimal platzierte Trennebene.