橡楚编辑部 10 分钟阅读
一批新能源汽车防水LSR硅胶垫首次打样因气泡全报废，技术团队复盘排查找到核心问题细节。本文分享液态硅胶制品成型环节的气泡防控经验，帮LSR生产企业减少打样报废损失。橡楚（湖北）橡胶作为专业LSR制品厂商，坚持ISO 9001管控品质。
在新能源汽车三电系统、充电接口、整车传感器等核心部件的密封防护体系中，液态硅胶（LSR）防水硅胶垫是应用最广泛的基础密封元件。不同于传统燃油车的密封需求，新能源汽车对防水硅胶垫的要求更加严苛：长期在-40℃~150℃的温度循环中保持密封性，需要达到IP67甚至IP6K9K的防水等级，任何微小气泡都可能成为水汽渗透的通道，最终引发短路、绝缘失效等严重安全问题。
橡楚（湖北）橡胶有限公司近期承接了一批新能源汽车电池包低压连接区域的防水硅胶垫打样订单，首次打样完成后，全尺寸样品经二次元检测和密封性测试，近70%的样品因表面及内部气泡直接报废。我们通过全流程复盘定位到了容易被忽略的工艺细节，本文将对整个问题排查过程、根因分析和优化方案进行整理，为LSR制品行业的同类打样生产提供参考。
本次打样的新能源汽车防水硅胶垫参数要求明确，我们先对问题进行初步定位。
本次打样的防水硅胶垫应用于新能源汽车动力电池包的低压线束穿仓位置，具体参数要求如下：
报废判定标准为：表面可见气泡直径＞0.2mm、内部缺陷气泡直径＞0.5mm、单个样品气泡数量≥2，即判定为不合格。本次首批打样共制作30件样品，不合格样品21件，不合格率70%，气泡主要分布在硅胶垫的边缘转角位置和厚度渐变区域，报废比例远高于常规打样的10%以内的不合格阈值。
我们首先对行业内常见的LSR气泡成因进行逐一排查排除：
初步排查后，常见的气泡诱因均被排除，问题指向了容易被忽略的工艺细节。
经过对从原料存储到成型全流程的逐一复盘，我们最终在原料脱泡环节找到了问题根源。
常规LSR注射成型生产中，原料A/B组分混合后，会进入静态脱泡缸进行真空脱泡，行业内通用的操作规范是脱泡时间控制在10~15分钟，真空度要求-0.08~-0.095MPa。本次打样过程中，操作人员严格遵循了这个时间和压力要求，脱泡过程中也观察到原料表面无明显气泡上浮，就认为脱泡完成，直接转入注射工序。
但我们复盘发现，本次订单的硅胶垫产品单重为12.6g，属于薄壁小尺寸制品，但是注射量较小，脱泡缸内残留了约3kg的旧料，本次新混合原料仅添加了1kg，脱泡过程中，旧料由于存放时间超过24小时，已经吸收了空气中的微量水汽，同时脱泡仅针对缸体表层的新料进行，缸体底部靠近进料口的位置，混合原料中混入的微小气泡没有足够的时间上浮，尤其是小气泡直径小于0.1mm时，上浮速度远低于大气泡，按照常规10分钟脱泡时间，根本无法完全排出。
根据斯托克斯定律，气泡在液体中的上浮速度v满足：v = \frac{2gr^2(\rho_l-\rho_g)}{9\eta}，其中r为气泡半径，ρ_l为液体密度，ρ_g为气体密度，η为液体粘度。可以看出，气泡上浮速度和气泡半径的平方成正比，0.1mm半径气泡的上浮速度仅为1mm半径气泡的1%，如果脱泡时间不足，这类微小气泡会完全残留在原料中，注射进入模腔后受热膨胀形成可见气泡。
本次打样完成的时间为6月中旬，湖北鄂州属于亚热带季风气候，月平均相对湿度达到78%，我们车间虽然配备了中央空调，但原料暂存区没有除湿设施，混合后的原料在进入脱泡缸之前，敞口放置时间约为8分钟，已经吸收了空气中的水汽。
液态硅胶本身为疏水材料，但A/B组分混合后，交联反应过程中会产生微量的小分子物质，同时混合搅拌过程中带入的水汽会在硫化升温过程中汽化，形成蒸气泡，这类气泡体积小但分布广泛，刚好集中在产品的边缘和厚度渐变区域，和本次报废样品的气泡分布完全吻合。这个细节因为不会在常规生产中出现明显异常，往往被操作人员忽略，尤其是小批量打样时，很少会关注环境湿度对原料的影响。
基于根因分析的结论，我们对打样工艺进行了针对性优化，优化方案如下。
针对静态脱泡的盲区，我们对不同注射批量的脱泡参数进行了精细化调整，不再采用统一的脱泡时间：
同时要求每次打样前，必须排空脱泡缸内存放超过24小时的残留原料，避免旧料吸潮带泡混入新料。这个调整仅增加了5~10分钟的脱泡时间，对于小批量打样来说，并不会明显延长生产周期，但是可以完全排出微小气泡。
针对环境湿度的影响，我们在原料混合区域新增了便携除湿设备，明确了操作规范：
对于湿度较高的南方地区，这个管控细节可以有效避免原料吸潮产生的隐性气泡，成本极低但效果显著。
调整工艺后，我们重新进行了第二批打样，同样生产30件样品，检测结果如下：
不合格的2件样品均为单件单泡，且气泡尺寸小于标准要求的阈值，经过客户确认可以作为合格打样样品交付，本次打样气泡问题得到彻底解决。
本次新能源汽车防水硅胶垫打样报废事件，本质上是小批量打样过程中，对工艺细节的管控放松导致的问题，我们总结了三点经验供行业参考：
第一，小批量打样不能直接套用大批量生产的工艺参数，针对不同的产品尺寸、原料用量，需要对脱泡、硫化等参数进行适配调整，尤其是原料脱泡环节，小注射量下残留旧料、脱泡时间不足的问题远较大批量生产更突出，更需要精细化管控。
第二，环境因素对LSR成型质量的影响容易被忽略，南方高湿度环境下，原料吸潮带来的气泡问题，不需要复杂的设备改造，仅通过简单的除湿管控和操作规范调整就可以解决，成本很低但效果明显。
第三，报废问题发生后，不能仅仅停留在“气泡是排气问题”的惯性认知中，需要从原料存储、混合、脱泡、成型全流程逐一排查，很多隐形问题都出在容易被忽略的细节上。
橡楚（湖北）橡胶有限公司位于湖北省鄂州市鄂城区凡口街道内河巷54号，是专业生产液态硅胶(LSR)制品的厂商，拥有ISO 9001质量管理体系认证，长期为新能源汽车领域提供定制化LSR密封制品解决方案。如果您有LSR密封制品的打样或批量需求，欢迎随时联系我们，联系电话：18071171144，联系邮箱：churubber@163.com。本次复盘也让我们意识到，工艺细节的管控是LSR制品质量稳定的核心，我们也会持续整理生产中的实际问题，为行业提供更多可参考的技术经验。