Види листового силікону

Листовий силікон випускається у великій кількості виконань. Матеріали можуть відрізнятися не тільки товщиною та кольором, а й рецептурою, твердістю, структурою та спеціальними властивостями.

Для виготовлення деталей можуть використовуватися:

• технічний силікон;
• харчовий силікон;
• високотемпературний силікон;
• прозорий силікон;
• кольоровий силікон;
• армований силікон;
• спінений силікон;
• силіконова губка;
• самоклейний силікон;
• спеціальні електропровідні або антистатичні марки.

Наявність спеціальних властивостей повинна підтверджуватися документацією виробника матеріалу.

Технічний силікон

Технічні силіконові листи використовуються для виготовлення ущільнювальних, захисних та еластичних деталей загального промислового призначення.

З них можна виготовляти:

• прокладки;
• кільця;
• шайби;
• рамки;
• мембрани;
• накладки;
• демпфувальні елементи;
• ізолювальні вставки.

Конкретна марка підбирається відповідно до умов роботи.

Харчовий силікон

Для обладнання харчової промисловості використовуються спеціальні марки силікону, що мають відповідні підтвердження придатності до контакту з харчовими продуктами.

З такого матеріалу можна виготовляти прокладки для:

• технологічного обладнання;
• кришок;
• ємностей;
• дозувальних систем;
• пакувального обладнання;
• харчових виробничих ліній.

Сам факт того, що силікон прозорий або білий, не означає, що він є харчовим.

Високотемпературний силікон

Однією з причин використання силіконових еластомерів є їх здатність працювати при підвищених температурах.

Високотемпературні марки можуть застосовуватися у:

• нагрівальному обладнанні;
• сушильних установках;
• термічних камерах;
• промислових печах;
• вентиляційних системах;
• технологічному обладнанні.

Допустима температура визначається документацією конкретного матеріалу.

Термостійкі прокладки

Для вузлів із підвищеною температурою з листового силікону можна виготовляти:

• рамкові ущільнення;
• кільцеві прокладки;
• фланцеві прокладки;
• прокладки кришок;
• контурні ущільнення;
• захисні вставки.

При цьому потрібно враховувати не тільки максимальну температуру, а й тривалість її впливу.

Твердість Shore A

Твердість є одним із ключових параметрів силіконової гуми.

Залежно від марки матеріал може бути дуже м’яким або відносно жорстким.

М’які матеріали краще пристосовуються до нерівностей поверхні, але легше деформуються.

Твердіші матеріали краще утримують геометрію, проте для їхнього стискання потрібне більше зусилля.

Оптимальна твердість залежить від конструкції ущільнювального вузла.

Товщина прокладки

Товщину не слід вибирати лише за принципом «чим товстіше, тим краще».

Надмірно товста м’яка прокладка може:

• видавлюватися;
• зміщуватися;
• нерівномірно стискатися;
• деформуватися біля кріплень.

Занадто тонка може не компенсувати нерівності поверхонь.

Тому товщина підбирається відповідно до конкретного з’єднання.

Ступінь стискання

Еластична прокладка повинна працювати у передбаченому конструкцією режимі стискання.

Недостатнє стискання може не забезпечити необхідного контакту.

Надмірне — спричинити деформацію або прискорене старіння.

Необхідний ступінь стискання залежить від марки матеріалу, геометрії та умов експлуатації.

Залишкова деформація після стискання

Для ущільнювальних матеріалів важливо, наскільки добре вони відновлюють форму після тривалого стискання.

Ця характеристика особливо важлива для:

• корпусних ущільнень;
• кришок;
• дверцят;
• фланцевих з’єднань;
• обладнання, яке працює тривалий час без розбирання.

Для відповідальних вузлів потрібно враховувати дані виробника конкретного силікону.

Силіконові прокладки для обладнання

За кресленням можна виготовляти ущільнення для різних типів промислового обладнання.

Наприклад:

• насосного;
• вентиляційного;
• пакувального;
• харчового;
• нагрівального;
• електротехнічного;
• лабораторного;
• технологічного.

Вибір марки силікону визначається робочими умовами.

Прокладки для кришок

Контурні силіконові прокладки можуть встановлюватися між корпусом та кришкою.

Лазерний розкрій дозволяє повторити складний зовнішній контур і виконати необхідні отвори.

Це особливо зручно для нестандартного обладнання, де готового серійного ущільнення немає.

Прокладки для електричних шаф

Силіконові ущільнення можуть використовуватися у дверях, кришках та панелях електротехнічного обладнання.

Вони можуть виконувати функцію:

• ущільнення;
• захисту від пилу;
• компенсації нерівностей;
• демпфування.

Для конкретного ступеня захисту корпусу конструкція ущільнення повинна розраховуватися разом з усім корпусом.

Прокладки для вентиляції

Листовий силікон може використовуватися для виготовлення ущільнень:

• вентиляційних каналів;
• фланців;
• нагрівальних секцій;
• кришок;
• технологічних люків.

Матеріал потрібно підбирати відповідно до температури та складу повітряного або газового середовища.

Прокладки для харчового обладнання

При використанні сертифікованого для відповідного контакту матеріалу можна виготовляти ущільнення для:

• змішувачів;
• дозаторів;
• ємностей;
• пакувальних машин;
• технологічних кришок;
• іншого харчового обладнання.

Замовник повинен визначити вимоги до матеріалу відповідно до свого технологічного процесу.

Силіконові мембрани

Тонкі еластичні мембрани можуть використовуватися для передачі тиску, компенсації переміщення або розділення середовищ.

Форма мембрани може включати:

• круглий зовнішній контур;
• отвори під кріплення;
• центральний отвір;
• фігурний периметр.

Розрахунок мембрани залежить від тиску, кількості циклів та величини деформації.

Демпфувальні прокладки

Еластичний силікон може використовуватися між твердими деталями для зменшення:

• ударного контакту;
• локального тиску;
• передачі частини вібрацій;
• шуму від контакту поверхонь.

Ефективність залежить від твердості, товщини, площі та характеру навантаження.

Захисні накладки

З листового матеріалу можна виготовляти фігурні накладки для захисту:

• поверхонь;
• корпусів;
• обладнання;
• деталей;
• місць контакту.

Лазер дозволяє адаптувати форму накладки під конкретну конструкцію.

Силіконові смуги

Можна виготовляти прямі або фігурні смуги заданої ширини.

Вони можуть використовуватися як:

• ущільнювачі;
• розділювачі;
• демпфери;
• підкладки;
• захисні елементи.

Для серійного виробництва смуги можуть виготовлятися у необхідній кількості за одним макетом.

Силіконові рамки

Рамкове ущільнення може мати складний зовнішній і внутрішній контур.

Наприклад, можна виготовити рамку:

• прямокутну;
• з округленими кутами;
• з отворами під болти;
• з виступами;
• з технологічними вирізами;
• нестандартної форми.

Це одна з основних переваг цифрового розкрою порівняно з ручним вирізанням.

Фланцеві прокладки

Фланцева прокладка може включати:

• центральний прохідний отвір;
• зовнішній діаметр;
• отвори під болти;
• додаткові технологічні вирізи.

Лазерна технологія дозволяє виготовляти нестандартні геометрії без окремого штампа.

Прокладки за старим зразком

Якщо креслення втрачено, у деяких випадках нову деталь можна підготувати за фізичним зразком.

Для цього можна використовувати стару прокладку.

Однак необхідно враховувати, що використана деталь могла:

• розтягнутися;
• стиснутися;
• усістися;
• деформуватися;
• розірватися;
• змінити розміри через старіння.

Тому критичні розміри бажано додатково перевірити безпосередньо на вузлі або кресленні.

Виготовлення за розмірами

Для простих деталей повноцінний CAD-файл не завжди обов’язковий.

Наприклад, для кільцевої прокладки можна вказати:

• зовнішній діаметр;
• внутрішній діаметр;
• товщину;
• кількість.

Для прямокутної рамки:

• зовнішні габарити;
• внутрішній виріз;
• радіуси;
• розташування отворів;
• товщину.

Внутрішні отвори

Лазер дозволяє виконувати внутрішні замкнені контури.

Це можуть бути:

• круглі отвори;
• овальні;
• прямокутні;
• пази;
• фігурні вирізи.

Мінімальний практичний розмір залежить від товщини та властивостей силікону.

Малі отвори

Для дуже малих отворів необхідно враховувати еластичність матеріалу та ширину лазерного різу.

Чим товстіший матеріал, тим складніше отримати дуже маленький отвір із геометрією, характерною для жорсткого матеріалу.

Для критичних розмірів бажано виконувати тест.

Вузькі перемички

У прокладках складної форми можуть бути тонкі ділянки між сусідніми отворами.

Занадто вузька перемичка може:

• деформуватися;
• розтягуватися;
• розриватися при монтажі;
• зміщуватися під час стискання.

Тому мінімальну ширину потрібно визначати з урахуванням товщини, твердості та умов експлуатації.

Гострі внутрішні кути

При проектуванні ущільнювальних деталей бажано уникати невиправдано гострих внутрішніх кутів.

За можливості краще використовувати радіуси.

Це може покращити технологічність деталі та зменшити локальну концентрацію напружень при деформації.

Точність лазерної різки силікону

Силікон є еластичним матеріалом, тому точність готової деталі визначається не лише позиціонуванням лазера.

На результат впливають:

• товщина;
• твердість;
• еластичність;
• власна вага;
• рівність укладання;
• термічний вплив;
• спосіб вимірювання після різання.

Для особливо критичних допусків необхідно попередньо узгоджувати вимоги.

Розтягування при вимірюванні

М’яка силіконова прокладка може змінювати розмір навіть при незначному натягуванні.

Тому великі гнучкі деталі потрібно вимірювати без розтягування на рівній поверхні.

Це особливо важливо для тонких рамкових ущільнень.

Розкладка деталей

При серійному розкрої контури можна розташовувати на листі таким чином, щоб раціональніше використовувати матеріал.

У вільних ділянках між великими прокладками можна розміщувати:

• шайби;
• кільця;
• невеликі прокладки;
• вставки.

Це дозволяє зменшити кількість відходів.

Виготовлення комплектів прокладок

Для одного агрегату можна виготовити не одну, а повний комплект прокладок.

Наприклад:

• прокладку кришки;
• дві кільцеві;
• чотири шайби;
• ущільнення корпусу;
• технологічну мембрану.

Кожній позиції можна присвоїти окремий номер.

Маркування комплектів

При великій кількості схожих деталей важливо правильно організувати комплектування.

Прокладки можна сортувати за:

• позиціями;
• розмірами;
• вузлами обладнання;
• комплектами;
• партіями.

Це спрощує подальше складання у замовника.

Прототип перед серією

Перед запуском великої партії нової прокладки доцільно виготовити тестовий комплект.

На ньому можна перевірити:

• посадку;
• зовнішній контур;
• положення отворів;
• ширину ущільнювальної зони;
• зручність монтажу;
• ступінь стискання.

Після перевірки креслення можна скоригувати.

Одиничні прокладки

Однією з переваг лазерної технології є можливість виготовляти нестандартні прокладки без створення окремого вирубного штампа.

Тому можна замовляти:

• одну деталь;
• декілька прокладок;
• дослідну партію;
• ремонтний комплект;
• прототип.

Серійні прокладки

Після затвердження геометрії можна виконувати повторні партії.

Це актуально для підприємств, які регулярно використовують однакові ущільнення при:

• складанні обладнання;
• ремонті;
• технічному обслуговуванні;
• серійному виробництві.

Великі серії

Для дуже великих тиражів простих прокладок варто порівнювати лазерну різку з вирубуванням штампом.

Вирубування може бути продуктивним при великій кількості абсолютно однакових деталей.

Лазер особливо зручний, якщо:

• серії невеликі або середні;
• багато різних типорозмірів;
• геометрія періодично змінюється;
• потрібен прототип;
• необхідні складні внутрішні контури;
• немає бажання виготовляти окремий штамп.

Силікон та гума

Обидва матеріали є еластомерами, але їхні властивості відрізняються.

Силікон часто вибирають, коли особливо важливі:

• широкий температурний діапазон;
• стійкість до атмосферного старіння;
• еластичність при низьких температурах;
• спеціальні харчові або інші виконання.

Гума може бути кращою для інших умов, наприклад коли потрібна спеціальна стійкість до масел, палива або механічного зношування.

Вибір потрібно робити за умовами експлуатації.

Силікон та пароніт

Ці матеріали використовуються для різних типів ущільнювальних задач.

Силікон — еластичний і добре компенсує нерівності при відносно невеликому зусиллі стискання.

Пароніт — щільний листовий прокладковий матеріал, який використовується в інших типах статичних з’єднань.

Один матеріал не є універсальною заміною іншого.

Силікон та фторопласт PTFE

PTFE значно жорсткіший за м’який силіконовий еластомер та має дуже низький коефіцієнт тертя і високу хімічну стійкість.

Силікон, навпаки, значно еластичніший і здатний легко деформуватися при стисканні.

Тому вибір залежить від функції деталі.

Силікон та поролон

Поролон переважно використовується для амортизації, пакування та м’яких вставок.

Суцільний листовий силікон може використовуватися як технічний ущільнювальний матеріал.

Це різні за структурою та призначенням матеріали.

Силікон та EVA

EVA часто використовується для ложементів, вставок, амортизаційних і пакувальних елементів.

Силікон частіше вибирають для еластичних технічних деталей, де важливі температура, ущільнення або спеціальні властивості матеріалу.

Тому ці матеріали не потрібно розглядати як прямі аналоги.

Матеріал замовника

Для розрахунку лазерної різки силікону замовника бажано повідомити:

• марку;
• виробника;
• товщину;
• твердість Shore A;
• колір;
• тип силікону;
• наявність армування;
• наявність клейового шару;
• розміри листа або рулону;
• кількість деталей.

Якщо матеріал раніше не оброблявся, спочатку доцільно зробити тестовий різ.