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Lösung von Problemen mit der Farbstabilität von TPU-Außenteilen während der Prototypenprüfung
Wie wir einem deutschen Designstudio geholfen haben, die Probleme mit der Farbstabilität von TPU-Sicherheitsprodukten für den Außenbereich durch innovative Materiallösungen und strenge Testprotokolle zu lösen.
Überblick über das Projekt
Ein Produktdesigner eines professionellen deutschen Designstudios trat an uns heran, um uns bei der Herstellung eines Sicherheitsprodukts für den Außenbereich für seinen Kunden auf dem europäischen Markt zu unterstützen. Dieses Projekt erforderte eine maßgeschneiderte Spritzgusslösung, die Flexibilität, Wasserdichtigkeit und Schlagfestigkeit gewährleistet und gleichzeitig durch leuchtende Farben eine hohe Sichtbarkeit bietet.
Der Konstrukteur hatte bereits die 3D-Modellierung und die Gestaltung des Erscheinungsbildes abgeschlossen. Nach Erhalt der Konstruktionszeichnungen führte unser Ingenieurteam sofort eine strukturelle und verfahrenstechnische Machbarkeitsanalyse durch. Strukturell war das Produkt vollständig für die Spritzgussproduktion geeignet.
Details zum Projekt
Die Herausforderung
Herausforderung Farbe
Um die Funktions- und Nutzungsanforderungen zu erfüllen, entschied sich der Designer nach Rücksprache mit uns für die Verwendung von TPU/TPE-Weichgummimaterial und wünschte sich eine fluoreszierende orange Farbe, um die Sichtbarkeit im Freien zu verbessern.
Technischer Hinweis: Aufgrund unserer umfangreichen Erfahrung ist fluoreszierendes Orange in TPU/TPE-Materialien sehr anfällig für UV-Zersetzung und Verfärbung, so dass es für eine langfristige Verwendung im Freien nicht geeignet ist.
Unser Lösungsprozess
Hypothesenüberprüfung (Versuchsproduktion und Freilandversuche):
Um dieses Risiko zu überprüfen, haben wir beschlossen, einen praktischen Versuch durchzuführen. Mit einer unserer bestehenden TPU-Weichgummiformen haben wir eine kleine Charge fluoreszierender orangefarbener TPU-Muster hergestellt und Tests im Freien durchgeführt.
Test Ergebnisse
Bei den Tests bestätigten die Ergebnisse die Vorhersage unserer Ingenieure - die Farbe veränderte sich innerhalb kurzer Zeit merklich und zeigte ein Verblassen und eine leichte Veränderung des Farbtons.
Lösungen und Umsetzungsschritte:
① Pause Formal Tooling - Lösen Sie zuerst das Problem
Wir rieten dem Kunden, die formale Formenentwicklung und Produktion zu verschieben, während wir eine detaillierte Analyse des Pigmentsystems und des Dispersionsprozesses durchführten. Dieser Schritt spiegelt unsere Standardpraxis als Hersteller kundenspezifischer Formen wider, der Wert auf Prozessstabilität legt, bevor er die Produktion hochfährt.
② Technische Lösung: TPU-Masterbatch-Analyse
Vorteile:
- Vordispergierte Pigmente verhindern Verklumpung
- Verbesserte Gleichmäßigkeit der Dispersion
- Verbesserte Witterungsbeständigkeit
Beschränkungen:
- Hohe MOQ-Anforderungen
- Teuer für kleine Chargen
- Nicht wirtschaftlich für Erstaufträge
③ Richtung der Optimierung: Farbsystem-Anpassung
Nach einer technischen Bewertung erwies sich die Anpassung des Farbsystems als praktischer und wirtschaftlicher als die Verwendung von Masterbatch für kostenbewusste Kunden, die dennoch Wetterbeständigkeit benötigen.
Endlösung
Da fluoreszierendes Orange zu einem leuchtenden, aber instabilen Farbsystem gehört, das sich unter UV-Belastung leicht zersetzt, schlugen wir vor, auf ein helle orange-rote Farbe als Kompromiss - sie behielt die gute Sichtbarkeit bei und bot gleichzeitig eine viel bessere Wetterbeständigkeit.
Überprüfung und Ergebnisse:
Erfolg testen
Wir haben unsere hauseigene TPU-Weichgummiform für eine zweite Runde der Versuchsproduktion und Außenprüfung verwendet. Die verbesserten Muster wurden 14 Tage lang ununterbrochen im Freien getestet.
Schnelle Lieferung:
Nachdem wir die Machbarkeit der neuen Lösung bestätigt hatten, begannen wir sofort mit der Herstellung der Werkzeuge und der Produktion und stellten die Kleinserienmuster in der neuen Farbe schnell fertig. Die Muster wurden termingerecht geliefert, so dass der Kunde das Produkt erfolgreich auf seiner europäischen Messe ausstellen konnte - wo es mit sehr positives Feedback.
Analyse der Grundursache
① Verschiedene Färbesysteme:
TPU-Weichgummi verhält sich ganz anders als harte Kunststoffe wie ABS oder PC. TPU erfordert die Verwendung spezieller organischer Pigmente für die Einfärbung, während für harte Kunststoffe oft Farbstoffe verwendet werden, die stabiler und weniger anfällig für das Verblassen sind.
② Fluoreszierende Pigmente sind schwer zu dispergieren
Um den ursprünglichen, leuchtend orangefarbenen Effekt zu erzielen, ist eine wesentlich höhere Pigmentkonzentration erforderlich (10-20 mal so hoch wie bei normalen Farben). Solch hohe Konzentrationen lassen sich nur sehr schwer gleichmäßig in TPU verteilen.
③ Unverträglichkeit von Pigmenten und TPU
Selbst fluoreszierende Pigmente, die für harte Kunststoffe entwickelt wurden, sind mit TPU nur schlecht verträglich. Bei der Verwendung im Freien sind Ausbleichen, Oberflächenverfärbung und Glanzverlust bereits nach 10-15 Tagen deutlich zu beobachten.
Wichtigste Ergebnisse und Vorteile
Risikoprävention
Durch eine gründliche Analyse während der Prototypenphase konnten wir potenzielle Risiken frühzeitig erkennen und so in späteren Phasen Ausschuss und Produktionsverluste in großem Umfang vermeiden.
Optimierung von Kosten und Zeit
Dieser proaktive Prozess straffte den gesamten Projektzeitplan und senkte die Kosten erheblich, indem er die Anzahl der Formrevisionen minimierte und Materialverschwendung verhinderte.
Kundeneinblick
"Während der Zusammenarbeit wurde dem Konstrukteur eine wichtige Erkenntnis bewusst: Die Einbindung eines erfahrenen Spritzgussformherstellers in der frühen Phase der Produktentwicklung ist oft der Schlüssel zu einem reibungslosen Übergang vom Entwurf zur Realität. Eine frühzeitige Zusammenarbeit macht das Design nicht nur praktikabler für die Produktion, sondern verhindert auch viele potenzielle Prozessprobleme."
Über ZetarMold
ZetarMold ist ein professioneller chinesischer Hersteller von Spritzgussformen und Kunststoffeinspritzungen mit starken Fähigkeiten in der Produktion von kundenspezifischen Kunststoffteilen, Kunststoffteilen und Spritzgussformenbau.
Unser Fachwissen
- Über 20 Jahre branchenübergreifende Erfahrung
- Unterhaltungselektronik bis hin zu industriellen Komponenten
- Flexible Materialien bis hin zu Hochleistungskunststoffen
Unser Ansatz
- Materialberatung & Prozessanalyse
- Unterstützung bei der strukturellen Optimierung
- Frühzeitige Problemerkennung
Wir sind nicht nur ein Lieferant von Kunststoffprodukten, sondern ein Partner bei der Designumsetzung. Unser Ziel ist es, Ideen schneller zu verwirklichen und Produkte effizienter auf den Markt zu bringen.
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