Resolución de problemas de estabilidad del color en piezas exteriores de TPU durante las pruebas de prototipos
Cómo ayudamos a un estudio de diseño alemán a superar los problemas de estabilidad del color en los productos de seguridad para exteriores de TPU mediante soluciones de materiales innovadoras y rigurosos protocolos de pruebas.
Resumen del proyecto
Un diseñador de productos de un estudio de diseño profesional alemán se puso en contacto con nosotros para que le ayudáramos a fabricar un producto de seguridad para exteriores para su cliente en el mercado europeo. Este proyecto requería una solución de moldeo por inyección personalizada que garantizara la flexibilidad, la impermeabilidad y la resistencia a los impactos, al tiempo que mantuviera una alta visibilidad mediante colores vibrantes.
El diseñador ya había completado el modelado 3D y el diseño del aspecto. Tras recibir los planos del diseño, nuestro equipo de ingeniería realizó inmediatamente un análisis de viabilidad estructural y del proceso. Estructuralmente, el producto era totalmente apto para la producción por moldeo por inyección.
Detalles del proyecto
El desafío
Desafío del color
Para cumplir los requisitos funcionales y de uso, el diseñador decidió -tras consultarnos- utilizar material de caucho blando TPU/TPE y solicitó un color naranja fluorescente para mejorar la visibilidad en exteriores.
Alerta de ingeniería: Según nuestra amplia experiencia, el naranja fluorescente de los materiales TPU/TPE es muy susceptible a la degradación y decoloración por los rayos UV, por lo que no es adecuado para su uso a largo plazo en exteriores.
Nuestro proceso de solución
Verificación de hipótesis (producción de ensayos y pruebas al aire libre):
Para verificar este riesgo, decidimos realizar un ensayo práctico. Utilizando uno de nuestros moldes existentes de TPU de caucho blando, produjimos un pequeño lote de muestras de TPU de color naranja fluorescente y realizamos pruebas de exposición en exteriores.
Resultados de las pruebas
Durante las pruebas, los resultados confirmaron la predicción de nuestros ingenieros: el color cambió notablemente en poco tiempo, mostrando desvanecimiento y ligeras variaciones de tono.
Soluciones y medidas de aplicación:
① Pausa en las herramientas formales: primero hay que resolver el problema
Aconsejamos al cliente que pospusiera el desarrollo formal del molde y la producción mientras realizaba un análisis detallado del sistema de pigmentos y del proceso de dispersión. Este paso refleja nuestra práctica habitual como fabricante de moldes a medida que valora la estabilidad del proceso antes de ampliarlo.
② Solución técnica: Análisis de masterbatches de TPU
Ventajas:
- Los pigmentos predispersos evitan la formación de grumos
- Mayor uniformidad de dispersión
- Mayor resistencia a la intemperie
Limitaciones:
- Elevados requisitos de MOQ
- Caro para lotes pequeños
- No es económico para pedidos iniciales
③ Dirección de optimización: Ajuste del sistema de color
Tras una evaluación de ingeniería, ajustar el sistema de color era más práctico y económico que utilizar masterbatch para clientes preocupados por los costes que seguían necesitando resistencia a la intemperie.
Solución final
Dado que el naranja fluorescente pertenece a un sistema de color brillante pero inestable que se degrada fácilmente bajo la exposición a los rayos UV, sugerimos cambiar a un color rojo anaranjado claro como solución de compromiso: mantenía una buena visibilidad al tiempo que ofrecía una resistencia a la intemperie mucho mayor.
Verificación y resultados:
Éxito de las pruebas
Utilizamos nuestro propio molde de caucho blando TPU para una segunda ronda de producción de prueba y ensayos al aire libre. Las muestras mejoradas se sometieron a 14 días de exposición continua a la intemperie.
Entrega rápida:
Tras confirmar la viabilidad de la nueva solución, procedimos de inmediato a la fabricación de herramientas y a la producción, completando rápidamente las muestras de pequeños lotes en el nuevo color. Las muestras se entregaron en el plazo previsto, lo que permitió al cliente exponer con éxito el producto en su feria comercial europea, donde recibió comentarios muy positivos.
Análisis de las causas
① Diferentes sistemas de coloración:
El caucho blando TPU se comporta de forma muy diferente a los plásticos duros como el ABS o el PC. El TPU requiere el uso de pigmentos orgánicos especiales para su coloración, mientras que los plásticos duros suelen utilizar tintes más estables y menos propensos a la decoloración.
② Los pigmentos fluorescentes son difíciles de dispersar
Para conseguir el efecto naranja fluorescente brillante original, se requiere una carga de pigmento significativamente mayor (10-20 veces la de los colores normales). Estas altas concentraciones son muy difíciles de dispersar uniformemente en TPU.
③ Incompatibilidad de pigmentos y TPU
Aunque se utilicen pigmentos fluorescentes diseñados para plásticos duros, su compatibilidad con el TPU es escasa. En uso exterior, se produce una decoloración notable tras sólo 10-15 días de exposición.
ES 
EN 
FR 
DE 
PT 
AR 
RU 
JA 
KO 
IT 
NL 
TR 
PL 