Quel est le processus de moulage par injection du matériau TPU ？ ?

The injection molding process of TPU material is one of the most valuable manufacturing techniques for producing flexible, durable, and wear-resistant parts at scale. Thermoplastic polyurethane (TPU) sits in a unique position between rigid plastics and soft rubbers, giving engineers the ability to create parts that combine elasticity with structural strength — something few other materials can match. From phone cases and watch bands to automotive bushings, medical tubing, and industrial conveyor belts, TPU injection molding powers products across virtually every major manufacturing sector.

Le moulage par injection de TPU chauffe et injecte des granulés de TPU dans des moules pour créer des pièces souples et élastiques, couramment utilisées dans la chaussure, l'automobile et l'électronique.

This brief overview outlines the core steps in TPU injection molding, but mastering the nuances of the process can significantly enhance product performance and manufacturing efficiency. Delve deeper to learn how accurate mold design and process optimization can improve your results. For foundational knowledge, see our Injection Molding Complete Guide.

Qu'est-ce que le matériau TPU ?

TPU stands for thermoplastic polyurethane elastomer rubber. It’s not a textile in the traditional sense, let alone leather. TPU overcomes many of the shortcomings of PVC, PU leather, and PU coating, and has made major breakthroughs in the application of waterproof and breathable fabrics.

TPU not only has most of the characteristics of rubber and ordinary plastics, but also has excellent comprehensive physical and chemical properties. It is a new type of polymer environmentally friendly material between rubber and plastic. It has both the softness of rubber and the hardness of hard plastic.

Quelles sont les principales caractéristiques des matériaux TPU ?

The basic characteristics of tpu materials are the main categories or options explained in this section. TPU materials offer high elasticity, excellent abrasion resistance, and flexibility across temperatures, making them ideal for footwear, medical devices (meeting ISO 10993 biocompatibility¹ standards for tubing and housings), and automotive parts in demanding environments.

Large gamme de dureté

By changing the ratio of each reaction component of TPU, you can get products of different Shore hardness² levels, and with the increase of hardness, the products still maintain good elasticity and wear resistance. The stiffness of TPU can be measured by the elastic modulus.

The elastic modulus of rubber is usually 1~10Mpa, TPU is 10~1000Mpa, and plastics such as nylon, ABS, PC, POM, etc. are 1000~10000Mpa.

Résistance exceptionnelle au froid

TPU has a low TPU glass transition temperature³ and remains elastic and flexible even at minus 35 degrees. It is flexible over a wide temperature range of -40 to 120 degrees Celsius without the need for plasticizers.

Résistant à l'huile, à l'eau, aux produits chimiques et à la moisissure

TPU is good at resisting oils (mineral oils, animal and vegetable oils and lubricants) and many solvents. TPU\’s oil resistance is better than nitrile rubber, and it has an excellent oil resistance life.

Sa valeur d'usure de Taber est de 0,5-0,35 mg, ce qui est la plus faible parmi les plastiques. L'ajout de MoS2, d'huile de silicone, de graphite, etc. permet de réduire le coefficient de frottement et d'améliorer la résistance à l'usure.

Tensile strength and elongation: TPU has a tensile strength that is 2-3 times that of natural rubber and synthetic rubber. The tensile strength of polyester TPU is almost 60MPa, and the elongation is almost 410%. The tensile strength of polyether TPU is 50MPa, and the elongation is >30%.

Quelles sont les conditions du processus de moulage par injection de Tpu ?

Température

The temperatures you need to control in the TPU molding process are the barrel temperature, nozzle temperature, and mold temperature. The first two temperatures mainly affect the plasticization and flow of TPU, and the last temperature affects the flow and cooling of TPU. Learn more in our Guide de conception des moules d'injection.

Température du canon : The choice of barrel temperature is related to the hardness of TPU. TPU with high hardness has high melting temperature and high maximum temperature at the end of the barrel. The barrel temperature range used for processing TPU is 177~232°C. The distribution of barrel temperature is generally from one side of the hopper (rear end) to the nozzle (front end), and gradually increases, so that the temperature of TPU rises steadily to achieve the purpose of uniform plasticization.

Température de la buse : The nozzle temperature is usually slightly lower than the maximum temperature of the barrel to prevent the molten material from drooling out of the straight-through nozzle.

Température du moule :The mold temperature is very important for the intrinsic performance and appearance quality of TPU products. It is determined by many factors such as the crystallinity of TPU and the size of the product. The mold temperature is usually controlled by a constant temperature cooling medium such as water.

The mold temperature of TPU products is generally 10~60℃.When the mold temperature is low, the melt freezes prematurely and produces streamlines, which is not conducive to the growth of spherulites, resulting in low crystallinity of the product and a late crystallization process, which causes post-shrinkage and performance changes of the product.

Pression

The pressure in the injection molding process includes plasticizing pressure (back pressure) and injection pressure. When the screw retreats, the pressure on the top melt is the back pressure, which is adjusted by the overflow valve.

L'augmentation de la contre-pression permet d'augmenter la température de fusion, de réduire la vitesse de plastification, d'uniformiser la température de fusion, de mélanger les colorants de manière homogène et d'évacuer le gaz de fusion, mais elle prolonge le cycle de moulage. La contre-pression du TPU est généralement de 0,3~4MPa.

Injection pressure is the pressure applied by the top of the screw to TPU. It’s used to overcome the flow resistance of TPU from the barrel to the cavity, increase the rate of melt filling, and compact the melt.

In other words, melt viscosity is determined by temperature and pressure, as well as TPU hardness and deformation rate. The higher the shear rate, the lower the viscosity. When the shear rate remains unchanged, the higher the hardness of TPU, the greater the viscosity.

When the shear rate is constant, the viscosity decreases as the temperature increases, but at high shear rates, the viscosity is not as affected by temperature as it is at low shear rates. The injection pressure of TPU is generally 20~110MPa.

L'heure

Le temps nécessaire pour réaliser une injection s'appelle le cycle de moulage. Le cycle de moulage comprend le temps nécessaire pour remplir le moule, le temps nécessaire pour maintenir le moule, le temps nécessaire pour refroidir le moule et d'autres temps (comme le temps nécessaire pour ouvrir le moule, démouler la pièce et fermer le moule), qui ont tous une incidence sur la quantité de travail que vous pouvez effectuer et sur l'utilisation que vous pouvez faire de votre équipement.

The molding cycle for TPU is usually determined by how hard the TPU is, how thick the part is, and what shape the part is. The cycle is short for hard TPU, long for thick parts, and long for parts that have a lot of shapes.

Vitesse d'injection

La vitesse d'injection est principalement déterminée par la configuration des produits TPU. Les produits dont les extrémités sont épaisses requièrent des vitesses d'injection plus faibles, tandis que les produits dont les extrémités sont fines requièrent des vitesses d'injection plus élevées.

Vitesse de la vis

Lorsque vous traitez des produits TPU, vous devez utiliser un faible taux de cisaillement, et donc une vitesse de vis plus faible. La vitesse de la vis du TPU est généralement de 20~80r/min, et 20~40r/min est préférable.

Traitement des arrêts

Étant donné que le TPU peut se dégrader après avoir été exposé à des températures élevées pendant une longue période, il doit être nettoyé avec du PS, du PE, des plastiques acryliques ou de l'ABS après l'arrêt ; si l'arrêt dure plus d'une heure, le chauffage doit être éteint.

Post-traitement des produits

Le TPU présente souvent une cristallisation, une orientation et une rétraction inégales en raison d'une plastification inégale dans le cylindre ou de vitesses de refroidissement différentes dans la cavité du moule. Il en résulte des contraintes internes dans le produit, qui sont plus marquées dans les produits à parois épaisses ou les produits comportant des inserts métalliques.

Products with internal stress often experience a decrease in mechanical properties during storage and use, silver streaks on the surface, and even deformation and cracking. The way to solve these problems in production is to anneal the product. The annealing temperature depends on the hardness of the TPU product.

La température de recuit des produits à dureté élevée est également élevée, et la température de recuit des produits à faible dureté est également basse. Une température trop élevée peut entraîner le gauchissement ou la déformation du produit, et une température trop basse ne permet pas d'atteindre l'objectif d'élimination des tensions internes.

Recyclage des matériaux recyclés

Dans le processus de transformation du TPU, les déchets tels que les canaux, les carottes et les pièces non conformes peuvent être recyclés et réutilisés. D'après les résultats des tests, les matériaux recyclés 100% sans être mélangés à de nouveaux matériaux ne réduisent pas de manière significative les propriétés mécaniques et peuvent être pleinement utilisés.

Quelles sont les précautions à prendre dans le processus de moulage par injection des matériaux TPU ?

Séchage des matériaux

Because TPU is easy to absorb moisture and easy to hydrolyze, if the TPU raw materials are not dried thoroughly, it will easily cause processing difficulties.

If carbon powder or masterbatch is used for dyeing, it must be fully mixed with TPU natural colorant and dried together. Generally, a circulating air dryer or a dehumidifying dryer is used to dry TPU.

Traitement des matériaux recyclés

Les matériaux des buses, les matériaux des machines à laver ou les mauvais produits finaux peuvent être broyés et mélangés à de nouveaux matériaux, mais ils doivent être séchés à nouveau avant d'être utilisés. En raison de certaines exigences physiques mécaniques, les matériaux recyclés ne peuvent pas être utilisés dans les processus de moulage par injection.

Plus de 30% de toutes les matières premières. Les matériaux recyclés extrudés doivent être traités séparément ou ajoutés aux nouveaux matériaux de moulage par injection. Les matériaux recyclés ne doivent pas non plus être stockés trop longtemps. Utiliser des plateaux secs. Les déchets qui ne peuvent pas être recyclés peuvent être incinérés pour obtenir de la chaleur.

Contrôle de la vitesse et de la pression d'injection

The speed and pressure of the injection are important for how well the TPU material flows and fills the mold. If the speed and pressure are too high, the material can break or make bubbles.

Contrôle de la température du moule

But if the mold temperature is too high, it can cause the material to overheat and decompose or bubble. If the mold temperature is too low, it can cause cold flow marks or shrinkage marks on the surface of the product.

Éviter les échauffements et les cisaillements excessifs

Excessive heating and high shear rates can degrade TPU during processing, causing discoloration, gas formation, and a permanent loss of mechanical properties. Keep barrel temperatures within the recommended range for your specific TPU grade, and avoid prolonged residence times in the barrel. If the machine will be idle for more than a few minutes, reduce the temperature settings or purge the barrel with a compatible material such as polyethylene to prevent thermal degradation.

Maintenir un environnement de moulage par injection propre

La propreté de l'environnement de moulage par injection est très importante pour la qualité du moulage par injection des matériaux TPU. S'il y a des impuretés et des taches d'huile, elles peuvent adhérer à la surface du moule ou se mélanger au matériau, ce qui entraînera des défauts à la surface du produit ou une dégradation des performances.

Quel est le processus de moulage par injection du matériau TPU ?

Préparation du matériel

Before you start injection molding tpu pellets, you need to get them ready. This means drying them, preheating them, and mixing them. Drying gets rid of any moisture in the material so you don’t get bubbles or cracks when you’re injection molding.

Conception des moules

Lors de la conception d'un moule d'injection pour le matériau TPU, des facteurs tels que la fluidité du matériau, le retrait et le démoulage du produit doivent être pris en compte. Une conception raisonnable du moule peut réduire efficacement le taux de défauts du produit et améliorer l'efficacité de la production.

Sélection des machines de moulage par injection

Choosing the right injection molding machine is key to ensuring the stability of the TPU material injection molding process and the quality of the product.

Paramétrage du processus de moulage par injection

La définition des paramètres du processus de moulage par injection est essentielle pour garantir la qualité du moulage par injection du matériau TPU. Ces paramètres comprennent la pression d'injection, la vitesse d'injection, le temps de maintien, la température du moule, etc.

By setting the process parameters properly, you can make sure that the TPU material flows and fills the mold completely during the injection molding process, while avoiding defects like bubbles and shrinkage holes.

Post-traitement des produits

Après le moulage par injection, les produits TPU doivent être traités pour éliminer les tensions internes, améliorer la stabilité dimensionnelle et la qualité de la surface. Les méthodes de post-traitement les plus courantes sont le traitement thermique, le refroidissement et le traitement de surface.

Le traitement thermique permet d'éliminer les contraintes internes générées par le produit au cours du processus de moulage par injection et d'améliorer sa stabilité dimensionnelle. Le refroidissement permet une mise en forme rapide du produit et réduit les déformations. Le traitement de surface permet d'améliorer l'aspect et les performances du produit.

Quels sont les défauts du processus de moulage par injection des matériaux TPU ?

Le produit présente des fissures

Cracks are a killer for TPU products, usually appearing as hairline cracks on the surface of the product. When the product has sharp edges and corners, it often cracks in this part, which is very dangerous for the product.

Pour éviter les fissures dues à un mauvais démoulage, la cavité du moule doit avoir une pente de démoulage suffisante et la taille, la position et la forme de la broche d'éjection doivent être appropriées. Lors de l'éjection, la résistance au démoulage de chaque partie du produit doit être uniforme.

Overfilling happens when you shoot too much plastic into the mold. This can be caused by too much injection pressure or too much material being metered.

Lorsque vous remplissez trop le moule, vous augmentez également la pression sur les composants du moule, ce qui rend plus difficile le démoulage de la pièce et provoque des fissures (voire des cassures). Lorsque vous constatez ce phénomène, vous devez réduire la pression d'injection pour mettre fin au surremplissage.

La contrainte interne due au débordement reste généralement dans la zone de l'opercule. La zone proche de l'opercule est fragile, en particulier la zone directe de l'opercule, et elle se casse à cause de la contrainte interne.

Mauvaise brillance de la surface des produits

Poor surface gloss is usually caused by inadequate polishing of the mold surface. When the surface condition of the mold cavity is good, increasing the material and mold temperature can improve the surface gloss of the product.

En outre, si le matériau absorbe de l'humidité ou est contaminé par des substances volatiles ou des matières étrangères, cela peut entraîner une mauvaise brillance de la surface. Il convient donc de prêter attention aux facteurs liés au moule et aux matériaux.

Le produit présente des bavures

Les produits en TPU présentent souvent des bavures. Lorsque la pression de la matière première dans la cavité du moule est trop importante, la force de séparation générée est supérieure à la force de serrage, ce qui force le moule à s'ouvrir, entraînant le débordement de la matière première et la formation de bavures.

Les bavures peuvent avoir de nombreuses causes, telles que des problèmes avec les matières premières, des problèmes avec la machine de moulage par injection, un mauvais réglage ou même le moule lui-même. Par conséquent, lorsque vous déterminez la cause des bavures, procédez du plus facile au plus difficile.

Vérifier si les matières premières sont bien séchées, si des corps étrangers y sont mélangés, si différents types de matières premières sont mélangés et l'influence de la viscosité des matières premières.

régler correctement le système de contrôle de la pression de la machine de moulage par injection et le réglage de la vitesse d'injection doit être coordonné avec la force de fermeture utilisée ; si certaines parties du moule sont usées, si les trous d'évacuation sont bloqués et si la conception du canal d'écoulement est raisonnable.

s'il y a un écart de parallélisme entre les gabarits de la machine de moulage par injection, si la répartition de la force du tirant du gabarit est uniforme et si la bague de contrôle de la vis et le cylindre de fusion sont usés.

Remplissage insuffisant des produits

Lorsque la matière en fusion ne s'écoule pas dans tous les coins du moule, on parle de remplissage insuffisant. Il y a plusieurs raisons à cela : les conditions de moulage ne sont pas bonnes, le moule n'est pas bien conçu ou fabriqué, le produit comporte des parties épaisses et des parties minces, etc.

To fix this, you can raise the temperature of the material and mold, increase the injection pressure and speed, and make the material flow better. You can also make the runner or flow channel bigger, or change the gate\’s position, size, or number to make the material flow better.

Déformation du produit

Le gauchissement et la déformation des produits moulés par injection de TPU s'expliquent par un temps de refroidissement et de façonnage trop court, une température du moule trop élevée et irrégulière et un système de canaux d'écoulement asymétrique.

Par conséquent, lors de la conception du moule, essayez d'éviter une trop grande différence d'épaisseur dans la même pièce en plastique ; évitez les angles aigus excessifs ; évitez une zone tampon trop courte, de sorte que les tours d'épaisseur diffèrent fortement ; en outre, veillez à définir le nombre approprié d'éjecteurs et à concevoir un canal de refroidissement de la cavité raisonnable.

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What Are the Frequently Asked Questions About TPU Injection Molding?

What temperature should TPU be injection molded at?

TPU is typically injection molded at barrel temperatures of 190–230°C with mold temperatures maintained between 10–60°C, though the exact settings depend heavily on the Shore hardness grade of the specific TPU material being processed. Harder TPU grades require higher barrel temperatures to achieve proper melt flow, while softer grades process effectively at lower temperatures. The nozzle temperature should generally be set slightly below the maximum barrel temperature to prevent premature drooling. Always consult the manufacturer’s technical data sheet for grade-specific processing windows.

Does TPU need to be dried before injection molding?

Yes, TPU must be thoroughly dried before injection molding to prevent surface defects and ensure consistent mechanical performance in finished parts. The recommended drying conditions are 80–110°C for 2–3 hours using a dehumidifying hopper dryer, bringing moisture content below 0.1% by weight. Residual moisture above this threshold causes silver streaks, surface bubbles, and significantly degraded mechanical properties including reduced tensile strength and elongation at break. Ester-based TPUs tend to absorb more moisture than ether-based grades and may require extended drying cycles. Always verify dryness with a moisture analyzer before loading material into the hopper.

What is the difference between ester-based and ether-based TPU for injection molding?

Ester-based TPU delivers superior mechanical strength, abrasion resistance, and oil resistance, making it the preferred choice for heavy-duty applications such as industrial conveyor belts, hydraulic seals, and sport shoe soles. However, ester-based grades are more susceptible to hydrolysis in humid or wet environments over time. Ether-based TPU offers excellent hydrolysis resistance, better low-temperature flexibility down to −40°C, and inherent microbial resistance, which makes it the standard choice for medical tubing, outdoor cable jackets, and aquatic sports equipment. Both types process similarly on standard injection molding machines, but drying requirements and optimal melt temperature profiles may differ between grades.

What causes warping in TPU injection molded parts?

Warping in TPU injection molded parts is primarily caused by uneven cooling across the part, insufficient cooling time before ejection, or inconsistent mold surface temperatures between the core and cavity halves. Additional contributing factors include excessive injection pressure combined with low mold temperature, and part geometries with significant wall thickness variations. The most effective countermeasures are extending the cooling cycle, ensuring uniform mold temperature through balanced cooling channel design, and reducing the temperature differential between the core and cavity to within 5°C.

Can TPU be overmolded onto other materials?

Yes, TPU is one of the most commonly overmolded materials and bonds well to substrates including ABS, PC, PA, and metal inserts when proper processing conditions are met. Successful overmolding requires adequate melt temperature for chemical bonding, clean substrate surfaces, and compatible material chemistry between the TPU and the substrate. Two-shot (two-component) molding is the most efficient production method, widely used for consumer electronics grips, power tool handles, and automotive interior components where a soft-touch surface is needed over a rigid structure.

How Can You Master TPU Injection Molding for Better Products?

The injection molding process of TPU materials is a complex and delicate technology that requires comprehensive consideration of multiple factors such as material properties, mold design, injection molding machine selection, and process parameter setting.

En contrôlant avec précision les liens clés et les points techniques du processus de moulage par injection, nous pouvons fabriquer des produits TPU de haute qualité et de haute précision. À l'avenir, avec l'amélioration continue des performances du matériau TPU et l'innovation continue de la technologie de moulage par injection, nous avons des raisons de croire que la technologie de moulage par injection du matériau TPU sera largement utilisée dans davantage de domaines et favorisera le développement durable des industries connexes.

1. ISO 10993 biocompatibility: ISO 10993 biocompatibility refers to a series of standards for evaluating the biocompatibility of medical devices, relevant for medical-grade TPU grades used in tubing and device housings. ↩

2. Shore hardness: Shore hardness refers to a standardized measure of material hardness, where Shore A (0–100) is used for softer elastomers like TPU and Shore D for harder plastics. ↩

3. TPU glass transition temperature: TPU glass transition temperature refers to the temperature at which TPU transitions from a rigid to a rubbery state, typically between −40 °C and −20 °C for ether-based grades. ↩