Cetakan Injeksi LSR: Cetakan Silikon 2 Rongga untuk Elektronik Konsumen
Fecision merekayasa cetakan karet silikon cair 2 rongga untuk klien elektronik konsumen, menggunakan baja rongga tahan karat S136, gerbang saluran dingin 3×0.08 mm, dan pengeluaran yang dibantu slider. Cetakan ini menargetkan masa pakai 300,000 siklus pada gaya penjepitan 120 ton, dengan kelebihan material pada garis pemisah dijaga hingga ≤0.05 mm.
Cetakan Injeksi Karet Silikon Cair
Elektronik Konsumen (3C)
Departemen Teknik
Latar Belakang Proyek
Merekayasa Cetakan LSR
Klien kami mengirimkan geometri 3D untuk dua bagian silikon yang saling terkait — segel konektor dan varian grommet kabel — yang ditujukan untuk mesin pres LSR 120 ton. Kedua bagian tersebut memerlukan pencetakan berlebih (overmolding) pada substrat plastik, yang berarti cetakan harus mengakomodasi dua perilaku penyusutan material yang berbeda secara bersamaan dalam rongga yang sama.
Geometri yang disajikan memiliki delapan titik risiko DFM terpisah sebelum satu baris kode jalur alat pun dihasilkan. Tim teknik Fecision menyelesaikan tinjauan Desain untuk Kemudahan Manufaktur (DFM) lengkap pada 3 April 2025 (DFM Rev V01) dan menjalankan simulasi aliran cetakan di tiga konfigurasi gerbang sebelum menetapkan tata letak gerbang katup saluran dingin akhir.
Manajemen penyusutan ganda: zona silikon memerlukan kompensasi penyusutan standar, sedangkan area plastik yang dicetak berlebih tidak memerlukan kompensasi penyusutan.
Terdapat lekukan pada 12 posisi lubang melingkar — kedalaman jepretan asli 1.0 mm membuat pelepasan cetakan secara manual menjadi tidak praktis.
Risiko terjadinya flash pada antarmuka substrat plastik memerlukan kemiringan 10° atau luapan terkontrol yang disengaja sebesar 0.1 mm.
Geometri tepi tajam di seluruh bagian — berpotensi menyebabkan abrasi pada bagian-bagian selama proses pelepasan dari cetakan tanpa adanya radius sudut.
Kemungkinan kesalahan struktur pada geometri klien teridentifikasi di satu zona selama tinjauan DFM.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai proses yang mendasarinya, lihat halaman kami. Kemampuan Pencetakan Injeksi LSR →
Lembar Spesifikasi Cetakan
| Jenis cetakan | Silikon Cair (LSR) |
| Jumlah Rongga | 2 Rongga |
| Baja Rongga/Inti | S136 Tahan Karat |
| Bahan Dasar Cetakan | A50 |
| Sistem Gerbang | Saluran Dingin, 3×0.08 mm |
| Tanda Gerbang (katup) | Ø1.0 × 0.3 mm dalam |
| Jumlah Slider | 2 Slider (S136) |
| Metode Ejeksi | Pengangkat palang + Penggeser, Manual |
| Berat Pelari | ~ 5 g |
| Target Masa Pakai Cetakan | siklus 300,000 |
| Ukuran mesin | 120 T |
| Toleransi Kilatan PL | 0.05mm |
| Toleransi Langkah PL | 0.03mm |
Proses Rekayasa
Tanda Terima Geometri 3D
File 3D klien telah diterima. Gambar 2D belum diberikan pada tahap ini; DFM (Design for Manufacturing) hanya berdasarkan geometri model.
Analisis DFM (Rev V01)
Tinjauan Desain untuk Kemudahan Manufaktur (Design for Manufacturability/DESC) lengkap telah selesai. Delapan item risiko diidentifikasi di seluruh analisis draf, desain gerbang, definisi PL, pengeluaran, dan penyusutan.
Simulasi Aliran Cetakan
Tiga konfigurasi gerbang disimulasikan. Waktu muka leleh, posisi perangkap udara, kekuatan garis las, tekanan pengisian, dan gaya penjepitan semuanya dievaluasi untuk setiap konfigurasi.
Desain Perkakas Terkunci
Katup gerbang saluran dingin pada ukuran 3×0.08 mm dipilih. S136 untuk rongga/inti/slider. Basis cetakan A50. Tata letak 2 rongga dikonfirmasi. Integrasi perjalanan pulang pergi ECN pelanggan.
Pengadaan dan Pemesinan Baja
Batangan baja tahan karat S136 dipesan untuk memastikan ketahanan korosi terhadap kimia katalis silikon selama 300,000 siklus injeksi.
Sampel T1 & PPAP
Inspeksi prototipe pertama, laporan dimensi lengkap, dan persetujuan proses produksi sebelum persetujuan produksi massal.
Penilaian Risiko: Proyek LSR
Fecision melakukan penilaian risiko produk formal di awal setiap program baru. Penilaian tersebut mencakup kepatuhan lingkungan, klasifikasi aplikasi, dan status kontak dengan tubuh — ketiga faktor ini menentukan sertifikasi material, kontrol proses, dan persyaratan ketertelusuran mana yang berlaku.
Kepatuhan Lingkungan & Material
Pertanyaan: Apakah bahan baku dan bahan pembantu proses memenuhi persyaratan lingkungan pelanggan (RoHS, REACH, bebas halogen, dll.)?
Jawaban: Dikonfirmasi ya. Grade LSR yang ditentukan untuk proyek ini tersedia dalam formulasi yang sesuai dengan Arahan RoHS 2011/65/EU dan ambang batas SVHC REACH. Dokumentasi kepatuhan material (SDS + Sertifikat Kesesuaian) disertakan dalam berkas produksi.
Klasifikasi Aplikasi
Pertanyaan: Apa aplikasi penggunaan akhir dari komponen-komponen ini?
Jawaban: Elektronik konsumen (sektor 3C). Komponen-komponen tersebut adalah komponen struktural/penyegel dalam perangkat elektronik — tunduk pada kondisi penggunaan normal tetapi tidak pada pengawasan peraturan yang ketat (non-medis, non-otomotif). Klasifikasi ini berarti kontrol prosesnya adalah kerangka kerja ISO 9001 standar Fecision; tidak ada kontrol khusus sertifikasi tambahan (ISO 13485, IATF 16949) yang diaktifkan.
Klasifikasi Kontak Tubuh
Pertanyaan: Apakah bagian-bagian yang sudah jadi bersentuhan dengan kulit atau selaput lendir manusia selama penggunaan?
Jawaban: Dikonfirmasi tidak. Komponen-komponen tersebut merupakan komponen internal dari rakitan elektronik konsumen — komponen tersebut tertutup di dalam perangkat dan tidak bersentuhan dengan pengguna. Ini berarti tidak diperlukan pengujian biokompatibilitas ISO 10993, dan tidak ada spesifikasi aditif aman kulit khusus yang berlaku untuk pemilihan senyawa LSR.
Temuan Risiko DFM dan Solusi Teknik
Tinjauan DFM untuk komponen LSR menemukan delapan masalah sebelum baja dipesan. Setiap temuan didokumentasikan dengan usulan solusi, kemudian dikirim kembali ke klien untuk persetujuan. Proses tinjauan pra-perkakas ini merupakan praktik standar di Fecision dan biasanya mencegah 2–3 perubahan teknik yang mahal setelah sampel T1.
Risiko Abrasi pada Sudut Tajam
Banyaknya tepi bagian dalam yang tajam pada komponen menimbulkan dua masalah: merusak permukaan LSR yang lunak selama proses pengeluaran, dan menimbulkan konsentrasi tegangan pada baja yang mengurangi masa pakai cetakan di bawah target 300,000 siklus.
ResolusiFecision merekomendasikan penambahan radius sudut R0.3 mm pada semua tepi tajam di kedua bagian. Klien diminta untuk mengkonfirmasi penambahan ini pada kedua varian geometri sebelum baja dipotong.
Pengurangan Kedalaman yang Berlebihan pada Posisi Lubang
Segel konektor ini memiliki 12 posisi lubang melingkar dengan kedalaman jepitan satu sisi 1.0 mm. Untuk komponen silikon pada skala ini, gaya pengikisan tersebut membuat pelepasan cetakan manual yang bersih menjadi tidak dapat diandalkan dan berisiko merobek karet yang telah mengeras pada setiap siklus.
Resolusi: Bagian teknik meminta agar kedalaman undercut dikurangi dari 1.0 mm menjadi 0.5 mm per sisi — pengurangan sebesar 50% yang mempertahankan fungsi retensi mekanis sekaligus membawa gaya pelepasan cetakan dalam batas aman untuk LSR.
Risiko Kilatan Api pada Antarmuka Substrat Plastik
Di bagian di mana LSR menempel pada sisipan plastik, permukaan sisi plastik berada dalam posisi vertikal — memberikan jalur bagi lelehan silikon untuk merambat di bawah tekanan penjepitan dan menciptakan kelebihan material (flash) yang hampir mustahil untuk dihilangkan secara bersih setelah pengeringan.
Dua opsi disajikan kepada klien:
Opsi A: Mendaftar Sudut kemiringan 10° ke sisi plastik., menciptakan sudut penyegelan sendiri di bawah tekanan cetakan. Opsi B: Merancang secara sengaja Saluran luapan satu sisi 0.1 mm yang mengontrol ke mana cahaya kilat diarahkan, alih-alih mencoba mencegahnya sepenuhnya.
Penyusutan Diferensial — Zona Cetakan Berlebih
Dalam cetakan LSR, komponen plastik yang terbungkus memiliki dimensi tetap — tidak dapat menyusut. Silikon di sekitarnya menyusut 2–3% saat pendinginan. Jika cetakan menerapkan offset penyusutan seragam di kedua zona, dimensi bagian akhir akan salah di area yang hanya berisi silikon atau batas cetakan akan retak.
ResolusiFecision menandai bahwa zona yang terikat plastik (merah) menerima kompensasi penyusutan nol, sedangkan zona silikon murni (biru) memerlukan offset penyusutan LSR standar. Satu dimensi diidentifikasi sudah berada pada −0.7 mm — pemetaan ulang diperlukan sebelum pemesinan rongga.
Desain Sistem Gerbang
Desain Gerbang Cold Runner untuk LSR: 3×0.08 mm
Untuk cetakan karet silikon cair 2 rongga ini, Fecision memilih sistem saluran dingin dengan katup gerbang dibandingkan dengan sistem saluran panas konvensional. LSR adalah termoset yang diawetkan dengan platinum — ia mengeras pada suhu cetakan yang tinggi (160–200°C) dan mengalir dalam keadaan dingin. Sistem saluran dingin menjaga material yang belum mengeras pada suhu sekitar di dalam saluran, mencegah pengerasan awal selama fase pengisian.
▲ Dimensi gerbang 3×0.08 mm (lebar × tinggi) ditentukan melalui simulasi. Gerbang yang lebih lebar memperpanjang waktu pengisian dan berisiko menyebabkan hambatan di daerah berdinding tipis; gerbang yang lebih sempit menghasilkan panas geser di saluran yang meningkatkan viskositas material sebelum rongga terisi penuh. Tinggi 0.08 mm menjaga laju geser tetap berada dalam rentang pemrosesan yang direkomendasikan Momentive untuk jenis LSR standar.
▲ Jarum katup-gerbang bersentuhan langsung dengan permukaan atas komponen, meninggalkan bekas berdiameter Ø1.0 mm pada kedalaman 0.3 mm. Pendekatan ini menghindari sisa material pengisi yang menempel pada komponen — jarum menarik diri dengan bersih di akhir pengisian, dan bekas gerbang yang telah mengeras adalah satu-satunya artefak. Untuk aplikasi elektronik konsumen, hal ini telah dikonfirmasi dapat diterima oleh klien.
Pintu masuk gerbangSaluran cold runner mengalirkan cairan ke kedua rongga secara bersamaan untuk pengisian yang seimbang.
Pintu keluar gerbang: Slot 3×0.08 mm di pintu masuk rongga, berukuran untuk aliran LSR laminar.
Bekas luka gerbang katup: Ø1.0 mm × 0.3 mm pada permukaan atas — klien mengkonfirmasi dapat diterima.
Suhu cetakan Pada suhu 180°C, siklus pengerasan platinum dimulai; saluran tetap dingin.
Desain Sistem Gerbang
Hasil Analisis Aliran Cetakan untuk Komponen LSR
Tiga simulasi aliran cetakan independen dilakukan — satu per kandidat konfigurasi gerbang — menggunakan kurva viskositas material LSR yang sebenarnya. Desain yang diterima (Konfigurasi C, gerbang katup saluran dingin pada 3×0.08 mm) menghasilkan front lelehan yang paling seimbang, tegangan geser puncak terendah, dan gaya penjepitan yang masih dalam kapasitas mesin pres 120 ton.
| Parameter Analisis | Nilai yang terukur | Satuan | Status |
| Tekanan Sprue Puncak (akhir pengisian) | <80 | MPa | LULUS |
| Gaya Jepit yang Diperlukan | 68 | ton | LULUS (57% dari 120T) |
| Ketidakseimbangan Waktu Pengisian (rongga kiri vs kanan) | ± 2 | % | SEIMBANG |
| Gradien Suhu Leleh | ± 8 | ° C | SESUAI SPESIFIKASI |
| Jumlah Perangkap Udara (pencegahan) | 2 | lokasi | TERSELESAIKAN (ventilasi PL) |
| Lokasi Garis Las | Di balik 12 bos | - | DITERIMA |
| Penyusutan Volumetrik LSR (zona murni) | 2.8 | % | KISARAN NORMAL |
| Laju Geser di Pintu (maks) | Dalam jangka waktu OEM | - | LULUS |
Waktu Lelehan Depan
Kemajuan muka lelehan mengkonfirmasi pengisian seimbang di kedua rongga. Tidak ada zona ragu-ragu yang terdeteksi di daerah berdinding tipis di antara fitur undercut. Waktu pengisian simetris dalam ±2% antara rongga kiri dan kanan.
Lokasi Perangkap Udara
Analisis jebakan udara mengidentifikasi dua lokasi jebakan potensial di zona akhir pengisian dekat antarmuka slider. Kedua lokasi tersebut teratasi dengan menambahkan alur ventilasi garis pemisah 0.02 mm pada koordinat yang telah diidentifikasi.
Kekuatan Garis Las
Posisi garis las dipetakan pada zona penggabungan di belakang 12 tonjolan undercut. Analisis warna (kegelapan garis las) menunjukkan dampak struktural yang moderat — memadai untuk aplikasi penyegelan statis di mana tidak diharapkan adanya beban lentur siklik.
Tekanan Isi
Tekanan pengisian puncak pada saluran masuk tetap di bawah 80 MPa di kedua rongga, dengan penurunan tekanan di saluran penghubung seimbang di antara gerbang. Tidak ada bukti pengisian berlebihan di sekeliling rongga.
Distribusi Suhu Leleh
Gradien suhu keseluruhan di seluruh rongga tetap berada dalam kisaran ±8°C pada akhir pengisian. Suhu lapisan tengah (garis pemisah) tetap di atas suhu aliran minimum sepanjang proses, yang mengkonfirmasi tidak adanya hambatan di daerah dinding tertipis pada ketebalan 1.5 mm.
Penyusutan Volumetrik
Penyusutan volume maksimum yang diprediksi sebesar 2.8% di zona silikon murni — masih dalam kisaran normal untuk LSR. Daerah plastik yang dicetak berlebih menunjukkan penyusutan volume mendekati nol seperti yang diharapkan, memvalidasi strategi kompensasi penyusutan ganda.
Hasil Proyek
Apa yang Diberikan oleh Analisis DFM + Mold Flow?
Fase rekayasa pra-perkakas — tinjauan DFM dan tiga putaran simulasi — menyelesaikan setiap titik risiko sebelum baja dipesan. Urutan tersebut biasanya mencegah 2–3 perubahan pesanan rekayasa setelah T1, yang masing-masing membawa biaya pengerjaan ulang dan penundaan jadwal pada perkakas LSR.
Titik-titik risiko DFM diidentifikasi dan diatasi sebelum pembuatan perkakas dimulai.
Konfigurasi gerbang disimulasikan sebelum desain akhir 3×0.08 mm dipilih.
Target masa pakai siklus cetakan tercapai melalui pemilihan baja S136 + A50.
Kapasitas tekan yang digunakan (68T aktual vs 120T mesin) — margin keamanan yang besar
Kisah Sukses Anda Bisa Jadi Berikutnya!
Ingin hasil seperti ini untuk produksi Anda sendiri?
Hubungi saya — mari kita bicarakan apa yang bisa kita capai bersama.