Borracha de Silicone Líquida: Propriedades, Tipos e Processo

Se precisa de fabricar peças macias, resistentes e capazes de suportar calor, a Borracha de Silicone Líquida (LSR) é uma boa escolha de material. Pode utilizá-la para fabricar todo o tipo de produtos, desde biberões a peças automóveis. Neste artigo, ficará a conhecer as utilizações, os tipos e as propriedades da borracha de silicone líquida.

O que é a Borracha de Silicone Líquida?

Primeiro, convém saber a diferença entre silício e silicone. O silício é um elemento natural, formado de modo semelhante ao dos diamantes; é duro e cristalino. O silicone, por outro lado, é fabricado pelo homem. É uma mistura de silício, oxigénio e outros elementos como carbono e hidrogénio. Existem muitos tipos de silicone, e os que têm uma consistência mais líquida designam-se silicones líquidos.

A Borracha de Silicone Líquida (LSR) é um tipo especial de silicone. É fornecida em dois componentes e começa como um líquido. Normalmente, dá-se-lhe forma através de um método designado moldagem por injeção de líquido. Pode ajustar a sua espessura, a forma como adere a outros materiais e a sua resistência ao calor e aos produtos químicos. Depois de curada, torna-se forte, flexível e muito durável.

Estrutura química

Como referido anteriormente, a LSR tem dois componentes que se misturam. Um componente contém um catalisador de platina e o outro contém um agente de reticulação e um controlador de cura. Quando misturados, reagem e transformam-se em borracha sólida.

A LSR flui como um líquido, o que a distingue de borrachas mais espessas como a HCR (borracha de alta consistência). A HCR pode ser curada de diferentes formas, mas a LSR utiliza sempre cura por platina, que é mais limpa e mais precisa.

Propriedades da Borracha de Silicone Líquida

Eis algumas das propriedades da LSR que precisa de conhecer antes de a utilizar no seu projeto:

Segura para o corpo: É hipoalergénica e não reage com fluidos corporais. Também resiste a bactérias e não mancha nem danifica outros materiais.

Sem sabor nem odor: Pode utilizá-la em produtos para bebés ou em qualquer artigo que tenha de cumprir regras rigorosas de segurança alimentar.

Muito resistente: As peças em LSR suportam bem condições exigentes. É utilizada em automóveis, eletrónica e produtos de exterior sujeitos a calor, frio ou humidade.

Resistente a produtos químicos: A LSR resiste à água, a produtos de limpeza e a métodos de esterilização como vapor ou gás. É por isso que funciona bem em produtos médicos e de saúde.

Suporta temperaturas extremas: A LSR suporta tanto o calor como o frio, de -60 °C a 180 °C. É ideal para máquinas de lavar loiça, torneiras e outros produtos sujeitos a variações de temperatura.

Propriedades mecânicas: A LSR estica e dobra sem quebrar. Tem elevada resistência à tração, boa flexibilidade e uma dureza Shore entre 5 e 80 Shore A, pelo que pode escolher o grau de macieza ou firmeza da peça. É excelente para vedantes e peças finas que precisam de detetar variações no fluxo de ar, gás ou fluido.

Adequada para peças elétricas: A LSR isola bem e funciona a temperaturas altas ou baixas. É utilizada em muitos equipamentos eletrónicos, especialmente em baterias de veículos elétricos (VE).

Transparência: A LSR é inicialmente transparente e branca. Pode adicionar-se cor facilmente para corresponder ao design do seu produto.

Tipos de LSR

Existem diferentes tipos de LSR, e estes são alguns dos mais comuns:

Grau médico

A borracha de silicone líquida de grau médico é purificada para remover qualquer substância que possa reagir com o organismo. É segura para utilização em dispositivos médicos. Alguns tipos são adequados para uso de curto prazo (menos de 30 dias) e outros para uso de longo prazo (mais de 30 dias). São cuidadosamente testados quanto à segurança e frequentemente dispõem de documentação FDA para auxiliar nas aprovações.

Autolubrificante

São incorporados fluidos especiais. Após a cura, o fluido sobe à superfície e a peça torna-se escorregadia. Isto é útil para peças que precisam de deslizar ou mover-se facilmente.

Grau alimentar

A borracha de silicone líquida de grau alimentar é fabricada para cumprir as regras rigorosas de segurança da FDA para utilização com alimentos e bebidas. É segura, inodora e insípida. Pode utilizá-la em artigos como formas de cozer, tetinas de biberões, utensílios de cozinha e copos. Suporta temperaturas elevadas, pelo que também é adequada para cozinhar e para máquinas de lavar loiça.

Condutora

Adiciona-se negro de fumo para tornar a borracha condutora de eletricidade. Estas peças continuam fortes e flexíveis e podem ser utilizadas onde é necessária baixa resistência elétrica.

Autoadesivo

Estes aderem a outros materiais como nylon, aço ou alumínio sem necessidade de cola ou primário adicional. Ideal para criar vedantes que unem diferentes peças.

Radiações Opacas

Adiciona-se sulfato de bário para que a peça apareça nas radiografias. Isto é útil em instrumentos médicos como cateteres e drenos de feridas.

FLSR (LSR de Fluorsilicone)

Este tipo é misturado com flúor para resistir a combustíveis e óleos. Ainda não está aprovado para uso alimentar ou médico, mas funciona bem em contextos automóveis e industriais.

Retardador de Chama

O LSR padrão resiste às chamas até certo ponto. Se necessitar de classificações de chama mais elevadas (como UL 94 V1 ou V0), utilizam-se aditivos extra para ajudar a deter o fogo.

Cura Rápida

Estes são concebidos para curar muito rapidamente. Isso ajuda quando se produzem muitas peças com rapidez, como na produção em massa.

Vantagens de Utilizar Borracha de Silicone Líquido

Eis alguns dos principais benefícios do LSR:

• O LSR é biocompatível e não provoca reações alérgicas.
• Pode sobreinjetar LSR sobre outros materiais, criando peças com propriedades diferentes.
• O LSR tem baixa viscosidade, o que facilita a moldagem em formas complexas e peças detalhadas.
• Devido à sua resistência química, o LSR é ideal para utilização em ambientes exigentes, como as indústrias aeroespacial e automóvel.
• As peças em LSR demoram menos tempo a moldar, o que ajuda a produzir mais peças em menos tempo.
• O LSR suporta temperaturas elevadas, pelo que é durável para diversas utilizações industriais.
• O LSR pode ser esterilizado sem alterar as suas propriedades, o que é importante para produtos médicos e alimentares.
• A sua baixa viscosidade permite criar peças com formas ou detalhes complicados.
• O LSR é mais forte e mais flexível do que outros tipos de borracha; é por isso que é mais fácil de moldar em designs complexos.
• O LSR oferece uma vasta gama de propriedades úteis que o tornam mais flexível do que outros materiais.

No entanto, o LSR tem algumas desvantagens. O processo de mistura e cura pode gerar mais desperdício do que outros materiais. Além disso, como começa como líquido, demora mais tempo a curar, o que pode causar atrasos na produção, especialmente para peças maiores ou mais detalhadas. Embora o LSR seja elástico, pode rasgar-se mais facilmente do que outros materiais, pelo que pode não ser adequado para todas as aplicações.

Capacidades de Moldagem de Borracha de Silicone Líquido

Ao conceber peças para moldagem de borracha de silicone, há algumas regras básicas a seguir. Estas dicas ajudam a tornar o processo de moldagem mais fluido, melhoram o aspeto da sua peça e poupam tempo durante a produção:

Limite de tamanho: A sua peça pode ter até 12 pol. x 8 pol. x 4 pol. (ou 304,88 mm x 203,2 mm x 101,6 mm).

Limite de volume: O volume da sua peça deve ser de 13,3 polegadas cúbicas (ou 217 948 milímetros cúbicos).

Limite de profundidade: Nenhuma parte do seu design deve ter mais de 2 polegadas (50,88 mm) de profundidade a partir da linha de separação. Se tiver, a sua peça tem de ser menor em tamanho global.

Área do molde: A área plana que toca o molde não deve exceder 48 polegadas quadradas (ou 30 968 milímetros quadrados).

Tolerâncias: Na DEK, conseguimos manter a precisão dimensional da sua peça dentro de ±0.005 mm.

Design e Materiais das Peças

Se seguir as regras básicas de design para borracha de silicone líquido (LSR), as suas peças serão mais fáceis de produzir e funcionarão melhor. Pense para que serve a peça, como se encaixa com outras peças e que pressão ou esforço irá suportar.

O LSR flui e cura de forma diferente do plástico. Planeie boas tolerâncias e adicione funcionalidades inteligentes para evitar tensões e defeitos. O LSR preenche bem paredes finas e lida com diferentes espessuras de parede sem problemas.

Pode escolher LSR macio ou firme de acordo com as suas necessidades. O LSR básico é adequado para peças simples. Se necessitar de resistência ao calor ou a produtos químicos, misture aditivos. Para colagem a outros materiais, utilize LSR autoadesivo para dispensar cola ou passos adicionais.

Como Funciona a Moldagem de Borracha de Silicone Líquido?

Para produzir uma peça em LSR de alta qualidade, precisa de um molde robusto e preciso. O molde é fabricado com máquinas CNC e eletroerosão a partir de aço inoxidável resistente. Tem de suportar a textura fluida do LSR, o calor elevado (cerca de 420°F / 215°C) e a agressividade do LSR sobre as ferramentas

Construir o molde leva tempo e custa dinheiro, mas vale a pena. O LSR flui facilmente para espaços pequenos, pelo que o design do molde é mais simples do que para plástico.

Ao contrário dos moldes de plástico, os moldes de LSR não precisam de polimento nem de ângulos de desmoldagem. Depois de a peça estar curada, pode retirá-la sem danos.

Produção de peças em borracha de silicone líquido

As peças em borracha de silicone líquido (LSR) são fabricadas através de um processo designado por moldagem por injeção de líquido (LIM). Este processo é diferente da moldagem de plástico porque o LSR é um líquido de dois componentes que é misturado e depois injetado num molde.

• Começa-se com dois recipientes: um contém a base (Componente A) e o outro contém o agente de cura (Componente B). Estes são bombeados e misturados numa proporção de 1:1, por vezes com adição de cor.
• A máquina é configurada com a temperatura, pressão e definições de injeção corretas com base no design da sua peça.
• O molde fecha-se e o silicone líquido é injetado no seu interior. O calor e a pressão curam-no numa forma sólida.
• Depois de a peça estar curada, o molde abre-se. Robôs (ou trabalhadores, em trabalhos pequenos) retiram a peça.
• Se necessário, pode realizar etapas adicionais como corte, impressão ou montagem após a moldagem. Alguns locais automatizam este processo, realizando-o logo após a moldagem sem mover a peça.

Aplicações da borracha de silicone líquido em diversas indústrias

Pode utilizar borracha de silicone líquido (LSR) de muitas formas. Algumas aplicações já foram mencionadas anteriormente, mas aqui ficam algumas das maiores indústrias que utilizam LSR:

Ciências da vida: O LSR é perfeito para produtos médicos porque é seguro, estável e funciona bem em ambientes exigentes. É utilizado em máscaras respiratórias, válvulas, instrumentos cirúrgicos e dispositivos de administração de fármacos.

Automóvel: O LSR é excelente para peças automóveis porque suporta temperaturas extremas e luz UV. É utilizado em vedantes, conectores, juntas e sensores.

Produtos de consumo: O LSR é utilizado em muitos produtos do dia a dia, como chuveiros, escovas de dentes, tetinas de biberões e eletrodomésticos. É durável, resistente a bactérias e funciona bem em ambientes húmidos e secos.

Aplicações industriais: O LSR é resistente e suporta condições adversas, pelo que é ideal para válvulas, juntas e produtos de segurança como detetores de fumo e esquentadores. Resiste a produtos químicos e a calor elevado, garantindo um desempenho fiável em equipamentos de segurança e maquinaria.

Normas de qualidade de LSR da DEK

Procure um fabricante de peças em LSR que siga normas de qualidade rigorosas. A DEK inspeciona visualmente as peças e testa os materiais regularmente. Temos certificações como ISO 9001 (para qualidade geral), ISO 13485 (para peças médicas) e IATF 16949 (para peças automóveis).

Contacte-nos agora e solicite um orçamento para as suas peças em borracha de silicone líquido. Pode escolher os controlos de qualidade de que necessita com base na forma como a peça será utilizada. Aqui estão algumas opções de inspeção que pode selecionar:

Feedback de DFM: Receba sugestões para tornar a sua peça mais fácil de moldar

Relatório de análise do processo de moldagem: Veja como a sua peça foi fabricada, passo a passo

Inspeção da primeira peça (FAI): Um relatório completo sobre a primeira peça fabricada, com medições GD&T para verificar a precisão

Conclusão

A borracha de silicone líquido (LSR) é um material forte e flexível, excelente para muitas indústrias. É durável e resistente ao calor. Embora possa demorar mais tempo a curar e rasgar-se mais facilmente do que outros materiais, as suas vantagens tornam-na uma boa escolha para peças de alta qualidade.