Avances en la limpieza de piezas y moldes de LSR

Düsseldorf, Alemania: limpiar piezas moldeadas de caucho de silicona líquida puede resultar difícil, pero es necesario para algunas aplicaciones. En la reciente Cumbre Mundial de Elastómeros de Silicona celebrada en Düsseldorf, dos ponentes hicieron presentaciones sobre nuevos métodos de limpieza.

Leopold Pühringer, director de ingeniería de productos de Starlim Sterner Spritzguss GmbH, habló sobre un proceso de limpieza con dióxido de carbono SCD Starlim "único y listo para el mercado". Starlim es un moldeador de caucho de silicona con sede en Marcher, Austria, con operaciones globales que fabrica 14 mil millones de piezas por año.

La empresa utiliza SCD-Cleaning durante la producción de componentes de silicona que deben cumplir requisitos muy específicos en cuanto al contenido residual de componentes volátiles. Funciona utilizando la muy baja energía superficial del CO2 líquido para que actúe como un disolvente que extrae aceites de silicona y siloxano volátiles y lixiviables, polares de bajo peso molecular y no reticulados químicamente de piezas de caucho de silicona moldeadas.

El CO2 se utiliza bajo una presión de 50 bar a una temperatura entre 0° C (32° F) y 15° C (59° F) cuando es un líquido subcrítico entre fases sólida, líquida y gaseosa.

Pühringer dijo que la SCD es un proceso de bajo costo en una "lavadora" dedicada que reduce las sustancias volátiles y lixiviables de bajo peso molecular en moldes de LSR hasta un nivel indetectable por debajo de 20 partes por millón en 30 minutos. De lo contrario, esto requeriría cuatro horas de poscurado a 200°C y, aun así, no bajaría de 1.500-3.000 ppm a menos de 200-400 ppm.

Pühringer dijo que el SCD no tiene ningún efecto sobre las propiedades iniciales en el moldeo, como el alargamiento de rotura, la resistencia a la tracción, la deformación por compresión y la dureza. La densidad aumenta marginalmente en alrededor de 0,003 kilogramos por litro y la resistencia al aceite es mayor en un porcentaje de un solo dígito.

Rainer Konrad, que trabaja desde hace 10 años en el equipo de investigación y desarrollo de Starlim y ahora ayuda a los clientes desde el desarrollo del producto hasta las piezas terminadas, destaca que el SCD no es un sustituto completo del poscurado, pero se considera una "tecnología paralela". "

SCD puede limpiar molduras de uno o varios componentes para eliminar o reducir la pegajosidad sin deformación por calor de los componentes primarios termoplásticos secundarios o más sensibles al calor de LSR en los que se sobremolde LSR, lo que puede ocurrir con el poscurado a alta temperatura.

De manera similar, hay menos riesgo de que las finas hendiduras funcionales moldeadas se sellen mediante la "curación" posterior a la polimerización, algo que el poscurado no siempre elimina por completo. Las molduras relativamente grandes y las molduras con paredes de gran espesor se pueden limpiar con SCD en "un tiempo aceptable", afirma Pühringer.

A diferencia del curado a alta temperatura, no hay esterilización de las molduras con la limpieza SCD, debido a su baja temperatura de funcionamiento, aparte de las bacterias sensibles a la presión.

La limpieza de lentes de óptica primaria LSR con geometrías complejas es eficaz cuando puede resultar imposible mediante el poscurado, lo que garantiza un bajo contenido orgánico volátil (COV) que puede provocar empañamiento en la óptica secundaria. De todos modos, un postcurado en masa por rotación con una productividad relativamente alta no sería aceptable, ya que las superficies ópticas podrían adherirse entre sí y polimerizarse posteriormente.

Pühringer mostró una lente LSR de óptica primaria "RMJ Mixing Dome" producida por Starlim para Aldrans, especialista en sistemas de iluminación con sede en Austria, Bartenbach GmbH, como una buena candidata para la limpieza SCD, ya que necesita conservar su alta transparencia a pesar de estar expuesta a altas temperaturas, debido a estar muy cerca de los LED.

En la otra presentación de limpieza, Dietmar Juchmes, vicepresidente de desarrollo comercial y ventas de Cold Jet LLC, con sede en Loveland, Ohio, habló sobre la limpieza criogénica de CO2 reciclado sostenible para limpiar los moldes utilizados para moldear piezas de LSR.

Juchmes dijo que como la silicona aún sin curar tiene una viscosidad extremadamente baja, las piezas moldeadas pueden desarrollar fácilmente rebabas. Es por esta razón que los moldes para LSR se producen con tolerancias dimensionales muy estrictas, que pueden verse influenciadas por los depósitos en la superficie del molde, ya que a menudo se requiere que las tolerancias sean tan estrictas como ±0,0005 mm.

Juchmes afirmó que la limpieza con hielo seco garantiza la eliminación efectiva de depósitos en moldes de geometría compleja y en respiraderos sin afectar las tolerancias del molde.

La productividad aumenta mediante el mantenimiento de tolerancias estrictas que garantizan bajas tasas de rechazo y mediante un menor tiempo de inactividad de producción de 30 minutos en lugar de seis a ocho horas.

La limpieza se realiza "in situ" a temperaturas de funcionamiento con el molde montado en la máquina de moldeo por inyección, sin necesidad de enfriarlo para su limpieza.

El proceso funciona utilizando aire comprimido para acelerar la aplicación de hielo seco hasta velocidades supersónicas a una temperatura de -79° C (-109° F) para crear un choque termodinámico, que debilita la unión entre la superficie del molde y los contaminantes, que se eliminan. por una "mini explosión de CO2", ya que el CO2 se sublima en la atmósfera sin residuos secundarios.

El uso de CO2 reciclado significa que no se considera que contribuya a una mayor carga de gases de efecto invernadero.

Un avance significativo desde la fundación de Cold Jet en 1988 ha sido la introducción del equipo de "sistema de control de partículas" PCS 60 en 2019. Este toma bolitas de hielo seco de 3 mm y el operador las corta en partículas con forma de diamante en cualquiera de los 28 tamaños entre 3,0 mm y 0,3 mm.

En 2021, la empresa presentó simultáneamente una unidad i3 MicroClean 2 con mayor potencia, mayor eficiencia y un sistema integrado de dosificación de hielo seco que ofrece ventajas sobre la primera unidad i3 MicroClean de 2005.

2021 fue también el año en el que Cold Jet añadió capacidades "Connect" Industry 4.0 a sus equipos, con características que incluyen soporte remoto, reparaciones guiadas virtuales, análisis de máquinas y vídeos de formación.

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