Productieprocessen rubberen afdichtingen

Rubber productieprocessen

Extrusie

Extrusie is het proces waarmee profielen worden gefabriceerd. In de extruder, een cilinder met daarin een

draaiende worm, wordt het rubber compound door een gereedschap, de spuitplaat, geperst. De vorm van het gewenste profiel is de opening in de spuitplaat. Met de maatvoering moet wel rekening worden gehouden met de zwel van de rubber zodra het materiaal de spuitplaat verlaat. De opening in de spuitplaat zal dan ook altijd kleiner zijn dan de maatvoering van de profieldoorsnede. Het materiaal is na het verlaten van de spuitplaat nog niet gevulkaniseerd.

Er kan een batchgewijze vulkanisatie plaatsvinden of een continue vulkanisatie. De batchgewijze vulkanisatie vindt plaats in een autoclaaf waarin onder hoge temperatuur en druk door middel van stoom het compound het vulkanisatieproces doorloopt. Alternatief is de continue vulkanisatie die plaatsvindt tot 10 meter lange banen die direct achter de extruder geplaatst zijn.

Er zijn 3 methoden, het profiel wordt door een vloeibaar zoutbad, met hoge temperatuur, geleidt (LCM), het profiel loopt over een band door een tunnel met hete lucht of door een tunnel waarin het profiel met microgolven behandeld wordt (UHF). Aan het eind van de band is de vulkanisatie voltooid en wordt het profiel opgerold. Dit proces is een vrije vulkanisatie. Voor niet-extrusie delen wordt een persvulkanisatie gebruikt. In de volgende paragraaf wordt dit proces behandeld.

Persvulkanisatie.

Er worden 3 processen gebruikt bij de productie van vormdelen. Dit zijn:

Compressie

De vorm van het gewenste product wordt contra in een metalen matrijs gemaakt. De rubber wordt in de matrijsholte geplaatst waarna het matrijs onder hoge druk gesloten wordt. Dit gebeurt op een vulkanisatiepers met horizontale platen waarop de matrijsdelen worden bevestigd. Deze platen worden door middel van een hydraulisch cilinder naar elkaar toe bewogen waadoor de matrijsdelen de holte afsluiten. Omdat de matrijs verwarmd wordt door de matrijsplaten van de pers is zal de rubber min of meer vloeibaar worden en de gehele matrijsholte vullen. Vervolgens zal de warmte het vulkanisatieproces op gang brengen. Na verloop van een bepaalde tijd, bekend uit de reometer curve, zal het onderdeel gevulkaniseerd zijn. Om er zeker van te zijn dat er geen materiaal tekort is wordt een overmaat aan compound gebruikt.

Deze overmaat zal gelijk met de lucht wegvloeien over de sluitvlakken van het gereedschap. Hierdoor ontstaat een vlies welke naderhand verwijderd moet worden. Een deelnaad blijft over het algemeen zichtbaar.

Door middel van nabewerkingen kan deze, bijvoorbeeld bij O-Ringen, volledig weggeslepen worden. Dit is echter niet bij alle producten mogelijk.

Injectie

In een injectiematrijs wordt de rubber ingespoten nadat de matrijs is gesloten. Dit proces gebeurt op een injectiepers met meestal verticale matrijsplaten. Een extruder voert de rubber in het gereedschap. Gelijk aan de vulkanisatiepers worden de matrijsplaten verwarmd om het compound te laten vulkaniseren. In de extruder wordt het compound al verwarmd, onder andere door wrijving in de cilinder/worm constructie waardoor het compound zich makkelijker laat injecteren. Het injectieproces kan nagenoeg automatisch verlopen en is bij uitstek geschikt voor grote productieseries. De hogere productiesnelheid is mogelijk doordat het rubber al voorverwarmd wordt voordat het geïnjecteerd wordt. Dit in tegenstelling tot het compressieproces waarbij het compound zich pas verwarmd in de matrijs.

De cyclus die het injectieproces doorloopt is:

Matrijs gesloten en extruder is gevuld met compound
De gehele extruder beweegt zich naar de matrijs en vult de matrijs
Extruder wordt nagevuld en zorgt voor nadruk. De vulkanisatie in de matrijs begint
De gehele extruder trekt zich terug en vult zich verder
Matrijs wordt geopend en producten automatisch gelost.
Matrijs sluit zich weer

Transfer

Een tussenvorm van compressie en injectie persen is met behulp van een transfermatrijs. Dergelijke matrijzen bestaan uit minimaal 3 delen. In het onderdeel bevinden zich de productholten. Met een tussenplaat waarin zich voor elke holte een injectiekanaal bevindt en een bovenplaat die de rubber op compressie wijze door de kanalen in de tussenplaat perst. Het voordeel is dat er nagenoeg geen vlies ontstaat, alleen een inspuitpunt. Deze methode wordt voornamelijk voor nauw getolereerde producten gebruikt. Omdat de matrijskosten hoog zijn wordt meestal voor de injectie methode gekozen.

In een goed productontwerp wordt de voorziene productiemethode meegenomen zodat mogelijke deelnaden geen problemen veroorzaken in het functioneren van het product.