Caucho de silicona líquida: propiedades, tipos y proceso

Si necesita fabricar piezas blandas, resistentes y capaces de soportar el calor, el caucho de silicona líquida (LSR) es una buena opción de material. Puede usarlo para fabricar todo tipo de productos, desde biberones hasta piezas de automóvil. En este artículo conocerá los usos, los tipos y las propiedades del caucho de silicona líquida.

¿Qué es el caucho de silicona líquida?

Primero, conviene conocer la diferencia entre el silicio y la silicona. El silicio es un elemento natural, formado de manera similar a los diamantes; es duro y cristalino. La silicona, en cambio, es sintética. Es una mezcla de silicio, oxígeno y otros elementos como el carbono y el hidrógeno. Existen muchos tipos de silicona, y las que tienen una consistencia más líquida se denominan siliconas líquidas.

El caucho de silicona líquida (LSR) es un tipo especial de silicona. Se presenta en dos componentes y parte de un estado líquido. Normalmente se conforma mediante un método llamado moldeo por inyección de líquidos. Puede ajustar su grosor, su adherencia a otros materiales y su resistencia al calor y a los productos químicos. Una vez curado, se vuelve resistente, flexible y muy duradero.

Estructura química

Como se mencionó antes, el LSR tiene dos componentes que se mezclan. Uno contiene un catalizador de platino y el otro un agente de reticulación y un control de curado. Al mezclarse, reaccionan y se transforman en caucho sólido.

El LSR fluye como un líquido, lo que lo diferencia de cauchos más espesos como el HCR (caucho de alta consistencia). El HCR puede curarse de distintas formas, pero el LSR siempre utiliza curado con platino, que es más limpio y más preciso.

Propiedades del caucho de silicona líquida

Estas son algunas de las propiedades del LSR que debe conocer antes de utilizarlo en su proyecto:

Seguro para el organismo: Es hipoalergénico y no reacciona con los fluidos corporales. También resiste las bacterias y no mancha ni daña otros materiales.

Sin sabor ni olor: Puede usarlo en productos para bebés o en cualquier artículo que deba cumplir normas estrictas de seguridad alimentaria.

Muy resistente: Las piezas de LSR soportan bien las condiciones adversas. Se utiliza en automóviles, electrónica y productos de exterior expuestos al calor, al frío o a la humedad.

Resistente a los productos químicos: El LSR resiste el agua, los productos de limpieza y métodos de esterilización como el vapor o el gas. Por eso funciona bien en productos médicos y sanitarios.

Soporta temperaturas extremas: El LSR resiste tanto el calor como el frío, de -60 °C a 180 °C. Es ideal para lavavajillas, grifos y otros productos sometidos a cambios de temperatura.

Propiedades mecánicas: El LSR se estira y se dobla sin romperse. Tiene una alta resistencia a la tracción, buena flexibilidad y una dureza Shore de entre 5 y 80 Shore A, por lo que puede elegir la blandura o firmeza que necesite la pieza. Es ideal para sellos y piezas delgadas que deben detectar cambios en el flujo de aire, gas o fluidos.

Adecuado para piezas eléctricas: El LSR aísla bien y funciona a temperaturas altas o bajas. Se utiliza en muchos productos electrónicos, especialmente en baterías de vehículos eléctricos (VE).

Transparencia: El LSR es transparente y blanco en su estado inicial. Puede añadirle color fácilmente para que coincida con el diseño de su producto.

Tipos de LSR

Existen distintos tipos de LSR, y estos son algunos de los más comunes:

Grado médico

El caucho de silicona líquida de grado médico se limpia para eliminar cualquier sustancia que pueda reaccionar con el organismo. Es seguro para su uso en dispositivos médicos. Algunos son aptos para uso a corto plazo (menos de 30 días) y otros para uso a largo plazo (más de 30 días). Se someten a rigurosas pruebas de seguridad y a menudo cuentan con documentación de la FDA que facilita las aprobaciones.

Autolubricado

Se mezclan fluidos especiales. Tras el curado, el fluido aflora a la superficie y la pieza se vuelve resbaladiza. Esto resulta útil para piezas que deben deslizarse o moverse con facilidad.

Grado alimentario

El caucho de silicona líquida de grado alimentario está fabricado para cumplir las estrictas normas de seguridad de la FDA para su uso con alimentos y bebidas. Es seguro, inodoro e insípido. Puede usarlo en artículos como moldes de repostería, tetinas de biberón, utensilios de cocina y vasos y tazas. Soporta altas temperaturas, por lo que también es apto para cocinar y para el lavavajillas.

Conductivo

Se añade negro de humo para que la goma conduzca la electricidad. Estas piezas siguen siendo resistentes y flexibles, y pueden utilizarse donde se requiere una baja resistencia eléctrica.

Auto adhesivo

Se adhieren a otros materiales como nailon, acero o aluminio sin necesidad de pegamento adicional ni imprimación. Ideales para fabricar juntas que unen distintas piezas entre sí.

Radiopaco

Se añade sulfato de bario para que la pieza sea visible en las radiografías. Resulta útil en herramientas médicas como catéteres y drenajes de heridas.

FLSR (LSR de fluorosilicona)

Este tipo se mezcla con flúor para resistir combustibles y aceites. Aún no está aprobado para uso alimentario ni médico, pero funciona bien en entornos automotrices e industriales.

Ignífugo

El LSR estándar resiste las llamas hasta cierto punto. Si necesita clasificaciones de inflamabilidad más altas (como UL 94 V1 o V0), se utilizan aditivos adicionales que ayudan a detener el fuego.

Curado rápido

Estos están diseñados para curar muy rápido. Esto ayuda cuando se fabrican muchas piezas con rapidez, como en la producción en serie.

Ventajas de utilizar caucho de silicona líquido

Estos son algunos de los principales beneficios del LSR:

• El LSR es biocompatible y no provoca reacciones alérgicas.
• Puede sobremoldear LSR sobre otros materiales, creando piezas con propiedades diferentes.
• El LSR tiene una baja viscosidad, lo que facilita el moldeo de formas complejas y piezas detalladas.
• Gracias a su resistencia química, el LSR es ideal para su uso en entornos exigentes, como las industrias aeroespacial y automotriz.
• Las piezas de LSR tardan menos en moldearse, lo que le ayuda a producir más piezas en menos tiempo.
• El LSR soporta altas temperaturas, por lo que es duradero para diversos usos industriales.
• El LSR puede esterilizarse sin que cambien sus propiedades, lo cual es importante para productos médicos y alimentarios.
• Su baja viscosidad le permite crear piezas con formas o detalles complicados.
• El LSR es más resistente y flexible que otros tipos de caucho; por eso es más fácil moldearlo en diseños complejos.
• El LSR ofrece una amplia gama de propiedades útiles que lo hacen más versátil que otros materiales.

Sin embargo, el LSR también presenta algunas desventajas. El proceso de mezcla y curado puede generar más residuos que otros materiales. Además, como parte de un líquido, tarda más en curar, lo que puede provocar retrasos en la producción, especialmente en piezas más grandes o con más detalle. Aunque el LSR es elástico, puede desgarrarse con más facilidad que otros materiales, por lo que puede no ser adecuado para todas las aplicaciones.

Capacidades de moldeo de caucho de silicona líquido

Cuando diseña piezas para el moldeo de caucho de silicona, hay algunas reglas básicas que debe seguir. Estos consejos ayudan a que el proceso de moldeo sea más fluido, mejoran el aspecto de su pieza y ahorran tiempo durante la producción:

Límite de tamaño: Su pieza puede medir hasta 12 in. x 8 in. x 4 in. (o 304,88 mm x 203,2 mm x 101,6 mm).

Límite de volumen: El volumen de su pieza debe ser de 13,3 pulgadas cúbicas (o 217.948 milímetros cúbicos).

Límite de profundidad: Ninguna parte de su diseño debe tener más de 2 pulgadas (50,88 mm) de profundidad desde la línea de partición. Si es así, el tamaño general de su pieza debe ser menor.

Área del molde: La superficie plana que toca el molde no debe superar las 48 pulgadas cuadradas (o 30.968 milímetros cuadrados).

Tolerancias: En DEK, podemos mantener la precisión dimensional de su pieza dentro de ±0.005 mm.

Diseño de piezas y materiales

Si sigue las reglas básicas de diseño para el caucho de silicona líquido (LSR), sus piezas serán más fáciles de fabricar y funcionarán mejor. Tenga en cuenta para qué sirve la pieza, cómo encaja con otras piezas y qué presión o tensión deberá soportar.

El LSR fluye y cura de forma diferente al plástico. Prevea tolerancias adecuadas y añada características inteligentes para evitar tensiones y defectos. El LSR rellena bien las paredes finas y admite distintos espesores de pared sin problemas.

Puede elegir LSR blando o firme según sus necesidades. El LSR básico es adecuado para piezas sencillas. Si necesita resistencia al calor o a los productos químicos, añada aditivos. Para unir a otros materiales, utilice LSR auto adhesivo y evite el pegamento o los pasos adicionales.

¿Cómo funciona el moldeo de caucho de silicona líquido?

Para fabricar una pieza de LSR de alta calidad, necesita un molde resistente y preciso. El molde se fabrica con máquinas CNC y EDM a partir de acero inoxidable resistente. Debe soportar la textura fluida del LSR, las altas temperaturas (alrededor de 420 °F / 215 °C) y la agresividad del LSR sobre las herramientas.

Fabricar el molde requiere tiempo y dinero, pero vale la pena. El LSR fluye con facilidad en espacios pequeños, por lo que el diseño del molde es más sencillo que para el plástico.

A diferencia de los moldes de plástico, los moldes de LSR no necesitan pulido ni ángulos de desmoldeo. Una vez curada la pieza, puede extraerla sin dañarla.

Producción de piezas de caucho de silicona líquida

Las piezas de caucho de silicona líquida (LSR) se fabrican mediante un proceso llamado moldeo por inyección líquida (LIM). Este difiere del moldeo de plástico porque el LSR es un líquido de dos componentes que se mezcla y luego se inyecta en un molde.

• Se parte de dos contenedores: uno contiene la base (Parte A) y el otro el agente de curado (Parte B). Se bombean y mezclan en una proporción de 1:1, a veces con adición de color.
• La máquina se configura con la temperatura, la presión y los parámetros de inyección adecuados según el diseño de su pieza.
• El molde se cierra y la silicona líquida se inyecta en su interior. El calor y la presión la curan hasta darle una forma sólida.
• Una vez curada la pieza, el molde se abre. Los robots (o los operarios en trabajos pequeños) retiran la pieza.
• Si es necesario, puede realizar pasos adicionales como corte, impresión o ensamblaje después del moldeo. Algunos talleres automatizan estas operaciones y las ejecutan justo después del moldeo sin mover la pieza.

Aplicaciones del caucho de silicona líquida en diversas industrias

El caucho de silicona líquida (LSR) tiene múltiples usos. Algunas aplicaciones ya se mencionaron antes, pero a continuación se presentan las industrias más importantes que utilizan LSR:

Ciencias de la vida: El LSR es ideal para productos médicos porque es seguro, estable y funciona bien en entornos exigentes. Se utiliza en mascarillas respiratorias, válvulas, instrumentos quirúrgicos y dispositivos de administración de fármacos.

Automoción: El LSR es excelente para piezas de automoción porque soporta temperaturas extremas y la luz UV. Se utiliza en sellos, conectores, juntas y sensores.

Productos de consumo: El LSR se utiliza en muchos productos cotidianos como alcachofas de ducha, cepillos de dientes, tetinas de biberón y electrodomésticos. Es duradero, resistente a las bacterias y funciona bien en entornos húmedos y secos.

Aplicaciones industriales: El LSR es resistente y soporta condiciones adversas, por lo que es ideal para válvulas, juntas y productos de seguridad como detectores de humo y calentadores de agua. Resiste productos químicos y altas temperaturas, lo que garantiza un rendimiento fiable en equipos de seguridad y maquinaria.

Estándares de calidad de LSR de DEK

Busque un fabricante de piezas de LSR que cumpla estrictos estándares de calidad. En DEK inspeccionamos las piezas visualmente y realizamos pruebas de materiales con regularidad. Contamos con certificaciones como ISO 9001 (calidad general), ISO 13485 (piezas médicas) e IATF 16949 (piezas de automoción).

Contáctenos ahora y solicite un presupuesto para sus piezas de caucho de silicona líquida. Puede elegir los controles de calidad que necesite según el uso previsto de la pieza. Estas son algunas opciones de inspección entre las que puede elegir:

Comentarios de DFM: Reciba consejos para facilitar el moldeo de su pieza

Informe de análisis del proceso de moldeo: Consulte paso a paso cómo se fabricó su pieza

Inspección de primera pieza (FAI): Un informe completo de la primera pieza fabricada, con mediciones GD&T para verificar la precisión

Conclusión

El caucho de silicona líquida (LSR) es un material resistente y flexible ideal para muchas industrias. Es duradero y resistente al calor. Aunque puede tardar más en curar y desgarrarse con más facilidad que otros materiales, sus ventajas lo convierten en una buena opción para piezas de alta calidad.