закачали силикон

Когда говорят 'закачали силикон', многие сразу представляют что-то простое — взял шприц, выдавил массу и готово. Но в промышленности, особенно когда речь идет о качественных уплотнениях или сложных формованных изделиях, это словосочетание оборачивается целой цепочкой технологических нюансов. Самый частый промах — считать, что главное это сам материал, а не то, как и куда его закачали. На деле, если не учесть вязкость, температуру, давление и геометрию формы, можно получить брак, который вскроется только на этапе эксплуатации. У нас на производстве бывали случаи, когда, казалось бы, идеальный по паспорту компаунд давал пустоты именно из-за неправильно настроенного давления закачки.

Не просто залить, а именно закачать: в чем разница

Залить — это пассивно. Закачали — предполагает активное действие под давлением. Для силиконовых герметиков, особенно двухкомпонентных, это критически важно. Они должны не просто заполнить объем, а проникнуть во все микрополости, обтечь арматуру или вставки. Если давление недостаточное, останутся воздушные карманы — будущие точки разрушения. Если чрезмерное — может произойти раздутие формы или даже разрыв тонких секций. Опытным путем, для каждого типа изделия и каждой серии силикона давление подбирается заново. Да, даже у одного и того же поставщика параметры могут 'плавать'.

Вспоминается проект по производству силиконовых уплотнителей для светопрозрачных конструкций. Заказчик жаловался на нестабильность эластичности по длине профиля. Оказалось, предыдущий подрядчик закачали силикон в холодную форму, да еще и с перерывами, из-за чего в массе образовались слои с разной степенью полимеризации. Уплотнитель местами был жестким, местами рыхлым. Пришлось переделывать весь цикл, начиная с предварительного подогрева форм до строго 40°C.

Тут как раз к месту вспомнить о компаниях с серьезным технологическим бэкграундом. Вот, например, ООО Фошань Наньфан Резинотехническая Компания — у них за плечами почти 40 лет в отрасли. Глядя на их ассортимент — профили, вспененные листы, формованные изделия — сразу понятно, что без отлаженных процессов закачки под разное давление тут не обошлось. На сайте https://www.nfrubber.ru видно, что они работают с разными типами продуктов, а значит, и параметры инжекции у них должны быть гибко настраиваемыми. Десять тысяч квадратов площади и 12 линий — это масштаб, который просто не позволяет работать 'на глазок'.

Оборудование: от шприца до инжекционных цилиндров

Начинающие часто пытаются адаптировать для силикона оборудование для полиуретана или простых герметиков. Это тупиковый путь. Силикон, особенно платинового отверждения, капризен к материалам соприкасающихся поверхностей. Остатки катализаторов от других материалов могут его 'отравить', вызвав неотверждение в отдельных зонах. Поэтому линии, на которых закачали силикон, должны быть либо специализированными, либо тщательно промытыми.

Ключевой узел — дозатор и смесительная головка. Для жидких силиконов (LSR) это, как правило, поршневая система с точным контролем соотношения компонентов. Погрешность даже в 1% по катализатору может привести к изменению физико-механических свойств готового изделия. Мы однажды столкнулись с проблемой 'миграции' — силиконовый шнур, который должен был быть инертным, со временем начинал оставлять жирные следы. Причина — в системе закачки оставались следы технического масла, которое потом выпотевало из массива материала. Устранили только полной заменой уплотнений и переходом на совместимые смазки.

Для вспененных силиконовых листов или губок технология иная. Там важно не только закачали смесь, но и обеспечили контролируемое вспенивание в форме. Давление и температура здесь управляют размером и равномерностью ячеек. Неравномерная пористость — бич таких изделий. Если в одном углу листа поры крупные, а в другом мелкие, тепло- или звукоизоляционные свойства будут непредсказуемыми.

Материал: какой силикон и для чего

Фраза 'закачали силикон' без уточнения марки — почти бессмысленна. Условно, LSR для медицинских изделий и высокотемпературный силикон для прокладок в двигателях — это разные вселенные. Первый требует чистоты и биосовместимости, второй — устойчивости к маслам и длительному нагреву до 200°C и выше. Ошибка в выборе материала сводит на нет всю идеально отстроенную технологию закачки.

В практике был показательный случай с пищевым производством. Нужны были уплотнители для контакта с кислыми средами. По паспорту, выбранный силикон подходил. Но после полугода эксплуатации уплотнения теряли эластичность и трескались. Разбор показал: материал был рассчитан на кратковременный контакт, а не на постоянное погружение. Пришлось переходить на более специализированную, и что важно, более дорогую марку. Но дешевле было поменять материал, чем постоянно останавливать линию на замену прокладок.

Компании, которые давно в теме, как ООО Фошань Наньфан Резинотехническая Компания, обычно имеют отработанные связки 'материал-техпроцесс'. Их 40-летний опыт производства и разработок говорит о том, что они наверняка сталкивались с десятками таких ситуаций и имеют базу данных по поведению разных силиконов. Когда на их заводе закачали силикон для пористой губки, они уже знают, какую именно марку использовать для открытопористой структуры, а какую — для закрытой, и какое давление применить в каждом случае.

Контроль качества: что смотреть после закачки

Принял изделие из формы — и все? Нет. Первичный осмотр — это только начало. Надо дать ему 'отлежаться', как минимум, 24 часа для завершения всех внутренних процессов полимеризации. Только потом можно проводить основные испытания: на твердость (по Шору), прочность на разрыв, остаточную деформацию при сжатии.

Самый коварный дефект — внутренние напряжения. Они возникают, если силикон закачали слишком быстро или неравномерно охлаждали. Визуально изделие идеально, но в условиях термоциклирования или вибрации оно может деформироваться или дать трещину. Выявляют такие напряжения либо методом полярископии (для прозрачных силиконов), либо путем испытаний на стойкость к попеременным температурам.

Для массового производства, как на крупных заводах, внедряют статистические методы контроля. Выборочно, но регулярно, изделия с линии отправляют в лабораторию на углубленный анализ. Это позволяет поймать дрейф параметров еще до того, как будет выпущена бракованная партия. Думаю, на производственных линиях ООО Фошань Наньфан такой подход — норма. Иначе просто невозможно стабильно поставлять продукцию, соответствующую техзаданиям разных отраслей, от строительства до машиностроения.

Экономика процесса: где можно сэкономить, а где — ни в коем случае

Соблазн сэкономить на оборудовании или материале всегда велик. Но в технологии закачки силикона ложная экономия выходит боком. Можно купить более дешевый компаунд, но тогда придется увеличивать температуру формы или время цикла, что съест экономию на электроэнергии и снизит производительность линии. Можно сэкономить на системе подготовки воздуха (удаления влаги и масла), но тогда риск брака из-за пузырей или загрязнений возрастет в разы.

Единственное место для разумной оптимизации — это проектирование оснастки. Хорошо спроектированная форма с правильной литниковой системой и системой вентиляции позволяет снизить давление закачки, уменьшить обрезки (облой) и ускорить цикл. Инвестиции в грамотного технолога-оснастщика окупаются очень быстро.

В конце концов, когда профессионально закачали силикон, результат должен быть предсказуемым и повторяемым тысячами циклов. Это и есть признак отработанной технологии. Именно к этому, судя по масштабам и опыту, и стремится ООО Фошань Наньфан Резинотехническая Компания. Их сайт https://www.nfrubber.ru демонстрирует именно такой, системный подход к производству — от сырья до готового изделия, где каждый этап, включая ключевой этап закачки, находится под контролем. В этом, пожалуй, и заключается основное отличие кустарного подхода от промышленного.