五金包硅胶”指的是将金属(有时也包括其他硬质材料如塑料)零件通过模具注射成型的方式,完全或部分地包裹在硅胶内部,使两者结合成为一个坚固的整体部件。
这是一个在工业设计中广泛应用的技术,下面为您详细解析。
核心概念:在模具中放入预先加工好的金属件,然后合模,将液态硅胶注射到模具型腔内,硅胶在加热条件下固化,从而与金属件牢固地结合在一起。
最终产品特点:
外部:是柔软、有弹性、触感舒适、绝缘、密封的硅胶。
内部:是坚硬、起结构支撑、导电或连接作用的金属件。
结合体:兼具两者的优点,实现单一材料无法达到的功能。
这种工艺使得产品功能与用户体验得到了完美结合。
厨房用品与餐具:
硅胶铲、勺、打蛋器:金属部分提供强度和支撑,硅胶部分不伤锅具、耐高温、易清洗。
硅胶杯盖:金属环提供结构强度和密封所需的刚性,硅胶提供密封和绝缘。
刀具手柄:金属刀柄(骨架)包裹硅胶,提供极佳的防滑和舒适握感。
消费电子与电器:
遥控器按键:金属触点(如锅仔片)被包在硅胶键帽下,实现可靠导电和舒适手感。
智能手表/手环表壳:金属中框或外壳与硅胶表带一体成型,提升产品质感和可靠性。
电器密封圈/部件:金属件作为安装或连接结构,硅胶部分实现防水、防尘、减震密封。
医疗与食品设备:
呼吸面罩:金属接头被包在医用级硅胶中,确保密封性和生物相容性。
奶瓶瓶身:金属装饰环或结构件与硅胶瓶身结合。
手术器械手柄:提供无菌、防滑、舒适的操作体验。
工业零件:
密封件:如O型圈带有金属骨架,用于高压、高密封要求的场合。
减震垫:金属安装座被包在硅胶中,用于设备减震。
连接器:金属引脚被精密地包在硅胶内,起到绝缘和保护作用。
五金件预处理(关键步骤):
清洁:去除金属表面的油污、灰尘和氧化物。
喷砂/打磨:增加金属表面的粗糙度,增大结合面积。
涂覆底涂剂:这是最核心的一步。在金属表面涂上一层专用的粘合剂(底涂剂),它能与金属表面和硅胶同时产生强大的化学键合力。底涂剂的选择直接决定了包胶的牢固程度。
模具准备:
将预处理好的五金件精确地放置在模具的指定位置(通常称为“镶件”)。
合模与注射:
关闭模具,将两个组分的液态硅胶在混合器中充分混合,然后通过注射机以高压注射进模具型腔。
加热固化:
模具保持一定的温度(通常为120°C - 200°C),硅胶在模具内进行热硫化反应,从液体变为固体。
开模与取件:
硫化完成后,打开模具,取出包胶完成的产品。
二次加工与检验:
修剪毛边、进行拉力测试(测试硅胶与金属的结合力)、全检等。
粘接牢固度(最关键的挑战):
原因:硅胶与金属是两种极性完全不同的材料,天生不粘合。
解决方案:完全依赖底涂剂。必须根据金属材质(不锈钢、铜、铝等)和硅胶类型(LSR,HTV)选择合适的底涂剂,并严格控制涂覆工艺。
模具设计:
需要考虑五金件的精准定位和固定,防止在注射压力下移位。
流道设计要确保硅胶能均匀、顺畅地填充到五金件周围,避免缺料或气泡。
热膨胀系数差异:
金属和硅胶的热膨胀系数相差巨大。在冷却过程中,收缩不一致可能导致产品变形或产生内应力。需要在设计和工艺参数上进行调整补偿。
生产效率:
液态硅胶的硫化时间通常很短,这就要求整个流程(尤其是放镶件和取件)必须高效,以实现自动化生产。
功能集成:将结构件与密封、绝缘、减震、触感等功能融为一体。
提升用户体验:柔软的硅胶提供了极佳的手感、防滑性和美观度。
简化装配:减少了后续组装步骤,降低了整体生产成本。
高可靠性:一体成型避免了胶水粘接可能存在的老化、脱胶问题,密封性和耐久性更好.
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