矽膠工廠的專業知識

矽膠是什麼?

矽膠英文為Silicone，是由矽礦提煉出二氧化矽，是一種高活性吸附材料。不溶於水和任何溶劑，無毒無味，化學性質穩定，除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。矽膠因其製造方法不同而形成不同的結構特性。它的特點包括：高吸附性能、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度。矽膠因其防水絕緣的特質也非常符合工業上密封與按壓的需求，可以確保產品的穩定性。在耐溫上，矽膠可承受溫度從 -40℃到 230℃。

矽膠成品按性質及成份，可分為無機矽和有機矽兩大類。有機矽是一種有機矽化合物，通俗的講就是化學家把石英砂中的矽和有機大分子結合起來，創造出一種“複合”新材料，人們叫它“有機矽”。有機矽既有無機物的特點，又有有機物的長處，能承擔其他材料難以負擔的任務。無機矽學名叫做“二氧化矽微粉”是一種由矽土中的矽酸鈉與硫磺酸製成的無定型成品。無機矽膠又分為細孔矽膠、B型矽膠、粗孔矽膠，通常為透明或乳白色粒狀固體，是一種高活性吸附材料。

二.矽膠工廠製作流程

矽膠是有機矽產品的一種，具有優良的耐高低溫性、耐紫外線、耐輻射、耐候、電絕緣、高透氣、生理惰性、低壓縮永久變形及耐疲勞性等，因此，矽膠廣泛的應用在航空、航天、電子電氣、輕工、機械、建築、化工、醫學、日用品、食品加工業等方面。矽膠加工成型方式有模壓、射出、擠出、壓延、翻模、滴膠等。

矽膠工廠製作流程：

矽膠工廠過程會經過模具製作->進料檢驗->選材-配料->煉膠->裁切->成型(模壓,液態,擠出,滴膠)->加工/背膠/沖模->二次加硫->印刷-噴塗,鐳雕-電碳->全檢->品質保證->包裝->出貨，等一系列矽膠製作過程。

1.模具製作：針對將要製作的3D圖檔進行模具設計、模具製作。

2.進料檢驗：依產品特性採購要使用的矽膠原料，並在進料時進行品質檢驗，確保性能符合品質要求。

3.選材-配料：選擇除原料外所需的相關配料，如硫化劑、色母等配料。

4.煉膠：矽膠原料都是成塊狀，一般是乳白色。這個時候的原料是不能直接進行熱壓成型的，需要添加硫化劑(催熟劑)才行。假如產品有特殊要求如：顏色、夜光、熒光、熒粉、導電等還需要相應的添加色母，夜光粉，熒光粉，熒粉，導電粒等。將原料與硫化劑和所需的其他添加劑放在一起，經由練膠機混煉，一般煉膠時間在30分鐘左右(根據煉膠原料重量和滾筒間隙來定時間) 。

5.裁切：將練好的矽膠原料裁成矽膠的尺寸，長*寬*厚將裁好的原料放在醒料架上靜置一段時間，一般的原料一般靜置時間在8小時左右(原料正反面都有PE膜保護，保證原料的清潔度)。

6.成型：醒料時間到後，將膠料使用模壓,液態,擠出,滴膠等方式成型。

根據目前市場上高溫矽膠的種類，一種為固態矽膠，另一種為液態矽膠，固態矽膠的成型又可分為熱壓成型與擠出成型，而液態矽膠分為射出成型與滴膠成型。

三.矽膠工廠常用的成型技術

1.固態熱壓成型

此種矽膠工廠技術是利用油壓機的溫度與壓力，藉助模具把產品硫化成型出來。這種技術應用多用於單色的矽膠客製化產品。也可應用於雙色雙硬度的矽膠客製化產品或是多色多硬度，包塑膠與包金屬，對於所包物件有溫度要求，一般要求所包物件要耐180攝氏度不變形，成型後矽膠耐熱可到230度左右。

2.液態射出成型

這是一種適合於注射成型的矽膠工廠工藝，使用雙組份半透明液體矽橡膠材料。注射成型液體矽膠一般是通過把具有出色性能的液態矽膠進行硫化，再把能夠精密且穩定完成注射成型的設備相互結合後形成的一種新型加工系統。注射成型液態矽膠只須將AB兩種液態材料裝入設備內，從混合到成型，都是全自動化完成的，在追求簡化工藝和縮短加工時間的同時，還能方便地實現高質量的液態矽膠客製化產品加工。。液態矽膠的硫化成型溫度一般在110℃～150℃之間，所以內嵌物件的形變溫度至少要在150℃以上。。

3.擠出成型

就像常見的水管一樣，矽膠工廠的擠出成型是指物料通過擠出機料筒和螺桿間的作用，邊受熱硫化，邊被螺桿向前推送，連續通過機頭而製成各種截麵製品或半制品的一種加工方法。擠出機頭也是產品的截面形狀，有一定長度，在力與溫度的作用下，機頭出來產品已經硫化成型。此工藝成型的矽膠客製化產品一般是條形的產品，產品截面可以各種各樣。譬如，矩形長條，環形矽膠管等。

對於固體矽膠常見硬度為(邵氏硬度)30A~70A，液態矽膠常見硬度為(邵氏硬度)0A~70A。硬度低於紹0A的液體矽膠也有，但因少用需定做，其需用紹Ｃ硬度計測量。液態矽膠也可生產出80度至90度的材料，但會較脆，不常使用。高於90度的情況下要用紹Ｄ硬度計來測量，這類矽膠硬度很高，但沒什麽彈性。

一般來說：矽膠硬度低於10度時，矽膠撕裂強度低，伸長率大，矽膠制品容易變形；硬度高於40度時，撕裂強度變差，矽膠制品會變脆，容易斷裂或折斷。一般矽膠硬度在20-40°時，撕裂強度、伸長率等是最佳狀態。而最常用的矽膠硬度在(邵氏硬度)50A~70A，如常用的矽膠碗、矽膠餐墊、矽膠管等矽膠日常用品。

四.常見的矽膠工廠產品

1.矽膠工廠在電子工業

電子、電氣工業是矽膠作為絕緣材料使用最早，需求量較大的一個領域。主要因為高溫硫化矽膠耐高低溫，電氣特性優異，而且在很大的溫度區間和電頻率範圍內，矽膠材料性能基本保持不變。應用高溫硫化矽膠製品，可以保證電子電器的性能穩定、安全可靠。應用產品有電器插接件、電器密封減震件、耐高溫電位器密封圈等。矽膠材料加入導電填料（如炭黑、金屬粉末等）的導電高溫硫化矽膠可作為導電連接件（電子計算機、遙控系統、電動玩具和電話機等的按鈕、電子手表的導電連接片等），性能穩定，顯示數字準確；導電矽膠製品還廣泛應用於微波烘爐、傳真機、無引線集成線路。電視機上也使用了很多矽膠製品，電視機的高壓帽就是由矽膠做成的。用矽膠製造的絕緣子將替代陶瓷製品廣泛用於輸電線路，特別是超高壓線路。導電矽膠用於電子計算機、電話等儀器的電接點件及液晶顯示觸點件。阻燃和耐輻射矽膠製造的電線、電纜廣泛用於原子能發電站。矽膠加熱片、加熱帶用於控製多種精密儀表和輸油管道的工作溫度，在醫療上作理療熱敷器用的加熱毯。

2.矽膠工廠在汽車工業

矽膠在汽車工業中的應用增長速度很快，矽膠材料(特別是具有各種特性的矽膠)可耐燃油、潤滑油的侵蝕，提高汽車各部件的使用性能，降低維修費用。可用於汽車點火線、火花塞保護罩、加熱及散熱器用軟管、消聲器襯裏、蓄電池接頭以及用氟矽膠製的加油泵等。在發動機、變速器附近的襯套、軟墊、皮帶、保護罩、蓋帽、密封圈等橡膠製品需要耐175°C的溫度，而有些地方更需要耐300°C以上的高溫。在這樣的場合，一般的有機橡膠已不適用，需要用矽膠。矽膠在密封高溫爐、低溫冷藏箱結構部件、金屬加工的熱製品輸送帶、熱膠輻等方面也被采用。

3.矽膠工廠在食品加工領域

食品級矽膠採用全新進口食品級矽膠原料，利用科學的生產工藝，此產品更具有廣泛的適應性。具有透明度高、無味、不變黃、不噴霜等優點。食品級矽膠是加成型矽膠，透明度高及穩定性的高品質透明食品矽膠，耐高溫可達230℃，在密封環境中加熱不還原。食品級矽膠經科學配方、先進工藝加工而成。該產品具有柔軟、耐高溫性能穩定等特點。健康飲食的今天，食品級矽膠已經逐漸替換了食品級塑膠。食品級矽膠產品主要針對於用於跟人體食道有接觸的矽膠產品，食品級矽膠工廠主要產品為食品加工業所需之矽膠管，矽膠墊，矽膠板，矽膠夾紗管；無塑化劑，為多數食品加工廠所使用。更廣泛用於咖啡壺、熱水器、面包機、消毒櫃、飲水機、開水、燙鬥、電飯鍋、油炸鍋、果漿機、燃具等機械產品。還用於食品的覆模，巧克力模具，糖果模具，食品蛋糕模具，矽膠冰格等。

4.矽膠工廠在母嬰產品

矽膠本身是環保材質，母嬰用品的話都是通過食品級認證的矽膠原料製作而成，食品級矽膠材質具有優異的性能，其穩定性極高，材質可達耐溫40-230度，清洗方便，產品具有一定的彈性韌性，因此不用擔心變形、老化及破損現象，適應性更強，無論油污、冰凍或高溫都能使用。很多母嬰用品都是矽膠所製作的，其中用的最多就是矽膠奶嘴和矽膠奶瓶、以及嬰兒口水兜、咬牙器、磨牙棒、矽膠飯勺、矽膠嬰兒飯盒等矽膠母嬰產品。

5.矽膠工廠在醫療衛生領域

由於矽膠無毒、生物相容性好，而且具有較好的物理機械性能，高溫消毒而不受損，生物相容性對機體反應小，性能穩定，血凝性低，能承受高溫高壓多次蒸煮，而且能加工成各種形狀的製品。如薄膜、海綿、氣囊，是目前醫學上應用最廣的一種材料。如輸血管、各種插管、胸腔引流管、整容與修覆材料、人造皮膚、埋植介入材料、藥物緩釋體系、生物傳感器、薄膜、海綿、氣囊等。也可以做各種人體器官，如人工喉、人工肺、視網膜植入物、人工心臟球形二尖瓣、食道、氣管、人工關節、假肢等，放在人體內，能夠發揮器官的功能。如切除喉頭的患者用上人工喉頭中，能迅速恢覆說話、飲食和呼吸等功能，無異常現象發生。矽膠在醫療衛生領域的應用可歸納為以下幾類：長期留置於人體內的器官或組織代用品；短期留置與人體內的醫療器械；整容醫療器械；藥物緩釋體系；體外用品。

6.矽膠工廠在電線電纜工業

矽膠為電線電纜工業中理想的絕緣材料。高溫硫化矽膠耐高溫、耐臭氧、耐候、電氣性能優異；當矽膠材料燃燒分解時生成的二氧化矽殘渣仍起絕緣作用；它還有良好的導熱性，能快速排除由電流負載所產生的熱量；它的耐電弧性十分優異，高溫硫化矽膠所應用的電線電纜主要有電力電纜、船舶電纜、加熱電纜、點火電纜、原子能裝置電纜、航空電線等。在高壓絕緣線路應用的矽膠中，加入氫氧化鋁填料可提高矽膠的耐漏電起痕、耐電蝕損、耐電孤等性能。

7.矽膠工廠在航太航空

航太航空材料需在-75~200C長期工作、耐臭氧、耐輻射、耐老化、阻燃等。矽膠是航太工業中不可缺少的高性能材料，矽膠材料能承受太空的超冷和返回大氣層的灼熱，延長飛機零件壽命，降低檢修保養費用，減少意外事故。主要用於飛機機體孔穴密封件、電接頭、密封開關、防塵和防水罩、墊圈墊片、噴氣式引擎和液壓裝置的「O」型密封環、氧氣面罩、調控膜片、熱空氣導管和雷達無線減震器等。耐燒灼矽膠適用於作火箭燃油閥門、動力源電纜和火箭發射井蓋塗層，以免受火箭噴射流的燒灼。在此領域中具常用到的矽膠製品有各種膠管、密封墊圈、墊片、皮碗、活門、防震件、熱空氣導管、開關護套、氧氣面罩、防火隔板、儀器儀表的軟管、緩沖墊、電線、電纜、插頭、插座、開關按鈕等。

8.矽膠工廠在其他領域

用高溫硫化矽膠做成的矽膠薄膜的透氣性很好，其透氣性是一般高聚物薄膜(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等)的幾十倍，甚至幾百倍。同時矽膠薄膜又具有很好的選擇透氣性。借此可以製成各種規格矽膠薄膜調氣窗，用於蔬菜、水果、食品的保鮮袋或儲藏室，製造混合氣體分離裝置等。矽膠在製造印刷覆印機膠輾、高壓鍋墊圈等出訪用具的密封件及墊圈、墊片等方面也有應用。

矽膠工廠客製開發流程

1.確認矽膠工廠需求，當客戶對正在開發的產品有了完整的想法之後，及提供工程3D圖檔(Stp,Step,Igs格式檔案)後，我們將依3D圖檔評估矽膠工廠可行性，並與客戶進行密切的討論並協助設計。為了能夠提供專業的建議，尤其是在選擇原材料方面，我們必須清楚地了解客戶的設計概念和用途。例如，如果是食品加工所需的矽膠產品，由於使用環境會有溫度上與食品安全的要求，因此需要選擇食品級矽膠原料。如果是客製的工業用矽膠產品，由於使用環境可能會頻繁使用或受到外部碰撞摩擦，因此該產品需要具有彈性和耐磨性。因此，我們需要選擇符合這些特性的原材料來生產。

2.提供矽膠工廠報價，我們將會依照該產品特性評估生產製造方式，如固態熱壓成型，液態射出成型，或擠出成型。其中評估要點有(1)3D圖檔開模可行性(2)需求數量(3)需求時間(4)需求預算。為客製化產品評估：樣品模費用，量產模費用，及產品單價。

3.確認矽膠工廠訂單，若客戶批准報價，請客戶按報價單之付款方式預付模具費與訂金。

4.開矽膠工廠樣品模及打樣，根據客戶要求的產品型式、顏色、硬度、質量、數量等要求開樣品模及打樣，矽膠制品打樣完成後，工程人員會第一時間對比客戶的要求，確認符合客戶的要求後，才會將第一批樣品提交給客戶。客戶收到樣品後，會對樣品做一個評估，如果這個產品達到了需求標準，即可同意開始按照樣品進行大量生產。如果第一批樣品不符合客戶需要，那麽客戶會第一時間反饋，我們會根據客戶的意見，修改或重新進行打樣，直到打出讓客戶滿意的樣品，之後才能進行批量生產。(一般來說樣品就是先開一穴模具，這樣可以節省成本以及方便拿到樣品後修改模具等)

5.開矽膠工廠量產模，確認樣品後就是開量產模，量產模根據產品大小以及數量，選擇開對應的穴數，有些產品數量很多，甚至要開幾套模具同時生產才能滿足客戶的交期。所以矽膠客製品報價沒有我們想象中的那麽簡單，需要了解更多的細節才能提供更好、更節省成本的方案。量產模加工好以後就是試模，中間量產模製作出來後有可能要進行修模，才完成製作。

6.矽膠工廠批量生產，量產模開好後，成型操作員就會大量生產客戶所需矽膠客製品，輪班生產直到完成當前訂單才能更換模具。（補充：生產矽膠任何產品前，都要先備料、調色煉膠以及裁料等步驟）

7.後續加工，在矽膠客製品批量生產完成後，尚有其他後續加工工序需要根據產品製程進行半成品加工或二次加工，例如：去除毛邊、印刷、噴塗、雷雕、貼標籤、表面處理等。透過這些加工，可以為矽膠成品增加功能性與價值。例如印刷Logo突顯品牌形式，雷雕或貼生產序號標籤可以利於在組裝線上辨別，表面噴塗手感油增加柔順觸感。

8.拆邊質檢，拆除矽膠客製品的毛邊後，還需要經過品質檢驗，由專人定期檢查，看是否與標準品一樣，無毛邊、髒污、或其他不良現象。如出現不良，則分析問題所在，迅速解決問題，確保出貨全部為良品。

9.包裝發貨，矽膠客製品完成後依照客戶需求進行包裝。客戶收到矽膠產品後，需要立即進行檢查和入庫。若發現品質缺失，請即時通知我們進行處理，驗收合格時，完成此訂單。