HCR-Silikon-Spritzguss – Silikontechnologie

Der Silikon-Spritzguss ist ein technologischer Prozess zur Herstellung präziser Gummiteile sowie von Gummi-Metall-Verbindungen. Dieses Verfahren wird sowohl mit Flüssigsilikon (LSR) als auch mit Hochtemperatur-Vulkanisierbarem Silikon (HCR) durchgeführt.

Spritzgießmaschine

Die Spritzgießmaschine (auch als Presse bekannt) besteht aus einer Einspritzeinheit (Zylinder, Schnecke und Heizelement) sowie einer Schließeinheit (Düse, Formeinsätze, Werkzeug und bewegliche Platten). Diese Maschinen eignen sich ideal für die Herstellung von Teilen mit komplexer Geometrie, bei denen Präzision und Geschwindigkeit gefragt sind.

Das Spritzgießen ermöglicht die Verarbeitung verschiedenster Materialien, darunter Naturkautschuk, Silikon, Nitrilkautschuk, Flüssigsilikon, Fluorsilikon (mit verbesserter Reißfestigkeit) und mehr. Zu den gängigen Metalleinlagen beim Gummi-Metall-Spritzguss zählen Aluminium, Kupfer und Stahl.

Spritzgießverfahren

Beim Spritzgießen von Gummi wird der Rohstoff erhitzt und unter hohem Druck verarbeitet. Der Ablauf umfasst mehrere Schritte: Zuerst wird das Material kontinuierlich gemischt und zerkleinert. Anschließend gelangt der unvernetzte Gummi über den Einfülltrichter zur Spritzgussmaschine. Eine große Schnecke transportiert die Mischung in dosierten Mengen in den Zylinder.

Dort wird der Werkstoff bei Temperaturen zwischen 150°C und 200°C plastifiziert und durch ein Heißkanalsystem in die Werkzeugkavität eingespritzt. Temperatur und Druck lösen die Vulkanisation aus. Nach dem Aushärten kühlt das Bauteil in der Form ab und wird dann entnommen. Um die Entformung zu erleichtern, kann ein internes Trennmittel oder Reinigungsmittel in die Rezeptur integriert werden.

Flüssigsilikon-Spritzguss (LIM)

Ein weiteres Verfahren ist das Liquid Injection Moulding (LIM), bei dem ein Zwei-Komponenten-LSR verarbeitet wird. Die Mischung wird im Mischsystem vorbereitet, in das Werkzeug eingespritzt und dort unter Hitze vernetzt. Dieses Verfahren überzeugt durch hervorragende Temperaturbeständigkeit, Witterungsresistenz und elektrische Isolation. LSR-Produkte sind physiologisch inert und eignen sich daher für medizinische Anwendungen.

Thermoplastischer Elastomer-Spritzguss (TPR)

Ein drittes Verfahren ist das Spritzgießen von thermoplastischen Elastomeren (TPR), das für flexible und recycelbare Bauteile verwendet wird.

HCR-Silikon-Spritzguss

Das Spritzgießen von HCR (HTV – Hochtemperatur-Vulkanisierbar) ähnelt dem anderer Elastomere. Die Silikonmasse wird in einen beheizten Zylinder eingespritzt und in der Form vollständig vulkanisiert, wodurch das fertige Bauteil entsteht.

HCR- vs. LSR-Silikon

Für die Herstellung von Silikonteilen kommen verschiedene Elastomere zum Einsatz. Die am häufigsten verwendeten sind HCR (High Consistency Rubber) und LSR (Liquid Silicone Rubber). Beide basieren auf der chemischen Vernetzung der Polymerketten – ein entscheidender Prozess für die mechanischen Eigenschaften wie Druckverformungsrest und Reißfestigkeit.

Was ist HCR-Silikon?

HCR ist ein festes Silikonmaterial, das entweder mit organischen Peroxiden oder einem Platin-Katalysator thermisch vernetzt wird. Es enthält hochmolekulare Polymerketten und kann ebenfalls im Spritzgussverfahren verarbeitet werden. Bei peroxidvernetztem HCR ist ein zusätzlicher Temperprozess notwendig, besonders für medizinische Anwendungen, um Rückstände zu entfernen.

HCR-Silikon ist äußerst widerstandsfähig gegenüber extremen Temperaturen und Umwelteinflüssen. Es bietet zudem gute elektrische Isolation und eine hohe Alterungsbeständigkeit.

Was ist LSR-Silikon?

LSR ist ein platinvernetzter Flüssigsilikon-Kautschuk, der vor der Vernetzung flüssig und klebrig ist. Er eignet sich für das Gießen, Extrudieren und Spritzgießen. Im Gegensatz zu HCR entstehen beim Aushärten von LSR keine molekularen Nebenprodukte.

Der HCR-Spritzguss punktet mit niedrigeren Werkzeug- und Produktionskosten im Vergleich zu LSR.

Vorteile des HCR-Spritzgussverfahrens

• Minimaler Produktionsabfall

• Herstellung komplexer Geometrien

• Schnelle Zykluszeiten

• Geringe Stückkosten

• Hohe Maßgenauigkeit

• Ideal für die Serienproduktion

• Vielseitige Formgestaltung möglich

• Gute Kombination mit Kunststoffen und Metallen

• Passend für verschiedene Härtegrade und Bauteilgrößen

Das HCR-Spritzgießen bietet hohe Gestaltungsfreiheit bei gleichzeitig niedrigen Produktionskosten.

Anwendungen von HCR-Silikonformteilen

Spritzgegossene HCR-Komponenten werden sowohl in statischen als auch dynamischen Anwendungen eingesetzt. Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften finden sie Verwendung in der:

• Automobilindustrie

• Luft- und Raumfahrt

• Lebensmittelverarbeitung

• Medizin- und Gesundheitsbranche

Typische Produkte aus HCR-Silikon:

• Stopfen

• Flachdichtungen

• Dämpfer

• Unterlegscheiben

• Verschlusskappen

• Silikondichtungen

• O-Ringe

Hersteller bieten individuelle Spritzgussformen auf Grundlage technischer Zeichnungen oder Kundenvorgaben. Ein moderner Maschinenpark und tiefes Know-how ermöglichen die Produktion hochpräziser Gummiformteile in kurzer Zeit.

Kontaktieren Sie uns unter +48 22 292 40 24 oder +48 505 16 03 03, per E-Mail an Power@PowerRubber.com oder über unser Kontaktformular – wir beraten Sie gerne zu individuellen Lösungen.