橡膠成型流程大公開,一篇文章輕鬆看懂!

September 23,2022
橡膠成型流程大公開

日常生活中充滿了橡膠製品的蹤跡,觸手可及的玩具、手錶、遙控器按鈕,或是藏在裝置裡的剎車片、O型環等,這些功能相異的產品,全都得經過橡膠成型此一步驟。橡膠成型不僅能做出柔軟的東西,也能藉著調整配方和加工方式生產出堅固的設備,而這究竟是如何做到的?快跟著我們一探究竟吧。

 

橡膠成型流程

簡單來說,透過改變橡膠材料的物理性質和化學性質,來產出符合需求的目標產品,此過程就稱作橡膠成型。物理性質包括:橡膠產品外觀、耐熱耐寒程度、延展性等;而化學性質則包含產品的可燃性、腐蝕性等。要改變橡膠材料性質,需要結合化學、材料學、熱力學等相關專業,實務上也與橡膠原料配方、模具樣式、加工成型方式這三方面息息相關,以下為各位介紹常見的橡膠成型流程。

 

混煉原料

在開始製作產品前,廠商除了會向客戶要求樣品或成品圖紙以確認規格,確定使用的原料也是一大重點。常見的橡膠原料包含耐磨且彈性佳的天然橡膠、耐藥品的氟橡膠、具電絕緣的矽橡膠等,不論哪種原料在加工前都須經過廠商的拉力、耐臭氧、耐低溫等一連串測試,確保原料品質後才進行初步加工。由於最原始的橡膠原料在加工上有諸多限制,因此需要添加各種配合劑,提升橡膠原料的耐熱性或流動性以便橡膠成型,此步驟就被稱作混煉。經過混煉的原膠,我們會使用自動成型機,將橡膠裁切成適合模具的單重與大小。

 

注入模具

當原料經過混煉後就能注入模具打造成理想的樣子,好的模具能降低產品不良率、減少廢料與提升作業效率,正因如此非常講求模具研發人員的專業與經驗。製模能力是客戶審視橡膠廠優劣的指標之一,也是橡膠成型不可或缺的重點,以下文章能幫助各位理解模具的重要性。

〈延伸閱讀:模具的開發設計到加工流程一篇看懂

 

加硫成型

模具塑型後,此時的橡膠仍然是較為柔軟的狀態,因需要經過硫化手續使橡膠定型,同時賦予製品彈性、耐磨損性和抗腐蝕性。可以說硫化使得橡膠從原料蛻變成完成品,嚴格來說也是橡膠成型的最後一步驟。 

 

什麼是硫化?

最初人們將橡膠投入生產時發現橡膠製品並不耐用,遇冷熱都會變形,改良原料的過程中發現在橡膠原料中添加硫磺一起加熱,就會大幅提升橡膠製品的穩定性,此過程又被稱作硫化。至今已發現70多種能提升穩定性的添加物,不論成份是否含有硫磺,業界統一稱其為硫化劑。一般來說,硫化劑會在混煉原料的流程添加,並於注入模具後加溫使其進行硫化反應。

 

去除廢邊

硫化成型的橡膠製品仍存在著肉眼可見的誤差,此時就會進到去除廢邊的後製加工流程,包括較為快速的半自動切削、精度高的全自動切削與研磨等步驟。除此之外,若是橡膠製品如O型環等類需要二次加工的產品,也會在此步驟完成後安裝相關配件。

 

品質檢驗

產品送交客戶前品質檢驗是不能省略的過程,包含:測試產品尺寸、產品外觀、耐壓性或耐候性…等,依照產品不同檢驗項目甚至可多達數十項,以確保成品與符合客戶需求,通過品質檢驗後就能包裝出貨了。而喬勝每批橡膠都會透過試片,經由實驗室進行硫化試驗,確保每批次的橡膠性能與要求保持一致。

 

橡膠成型方式?

不同的產品適用的橡膠成型方式也不同,哪些產品適合怎樣的成型方式,以下為您詳細介紹。

壓縮成型

壓縮成型是最傳統且工藝純熟的橡膠成型方式,設備成本低、產品結構穩定性高都是壓縮成型的優勢;但缺點是生產過程較長且容易損失原料。為了盡可能避免浪費原料,廠商會在加工前先將原料橡膠切成符合產品重量的大小,並將其放於模具後閉模,接著抽空模具內空氣使經加熱軟化的橡膠填滿模具,最後經過硫化定型後脫模。壓縮成型用來生產不複雜、標準化、堅固耐用的產品最經濟實惠,如標準型油封。

 

轉移成型(轉注成型)

轉移成型與壓縮成型不同之處在於,原料是放在原料槽而非直接放在模具。在關閉模具並抽光空氣後,將原料槽內的橡膠原料加溫加壓,經由注道使原料液佈滿整個模具,最後硫化定型後脫模。透過這種方式好處是能生產複雜度高的產品,但由於橡膠成型過程不如壓縮成型來的單純,因此模具有相當的開發成本,在業界普遍生產精度高、體積小的零件。

 

射出成型

當客戶有更高複雜度的橡膠產品需求時,射出成型會是最佳解決方案。射出成型原理與轉移成型非常相似,將條狀橡膠原料放入加熱槽熔至液態,關閉模具抽光空氣後將原料從注道射入模具,最後加硫成型脫模而成。轉移成型與射出成型皆能生產高精度產品,而射出成型不僅能在射出機內進行混煉後全自動生產,由電腦精準控制射出量、射速等變因能減少廢料產生,同時射出機通常有較大的模具空間,大量生產高複雜度產品才符合成本考量。然而也並非每種產品都適合採用射出成型,一來射出機本身造價不斐,二來為了配合射出機打造高複雜度,產品模具需要考量更多因素且投入更多研發成本,因此也是這三種橡膠成型方式中成本最高的,一般適用於高客製化產品。

 

橡膠成型方式比較

  壓縮成型 轉移成型 射出成型
原理 原料放於模具,加溫加壓成型 原料放於原料槽,射入模具加溫加壓成型 原料放於加熱槽,射入模具加溫加壓成型
成本 最低 中等
成品穩定性 高,靠近注道部位不穩定 高,靠近注道部位不穩定
精密度 較低 最高
應用場合 簡單耐用產品 高精度、體積小產品 高精度、高客製化產品

 

 

結論

經過我們的介紹,各位是否更了解橡膠成型的流程?橡膠製品生活中隨處可見,更在工業與交通零件上扮演無可取代的地位。參與橡膠工業的廠商有很多,優良的產商除了擁有橡膠成型設備,也擁有專業的模具開發經驗,同時配有確保原料、成品的相關檢測儀。喬勝已經擁有25年密封件與橡膠產品的製造經驗,這些年來我們已經累積了3萬套以上的模具經驗,產品產業涉及交通、工業機械、醫療產品等領域,我們承包從模具開發、橡膠成型,到自有實驗室的品質把關,絕對是你橡膠成型的最佳夥伴。

〈服務項目:橡膠射出與塑膠射出
〈延伸閱讀:塑膠射出的原理是什麼?應用材質、流程介紹
聯絡我們
TOP