Qual è il processo di stampaggio a iniezione del materiale 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.

Lo stampaggio a iniezione del TPU riscalda e inietta i pellet di TPU negli stampi per creare parti flessibili e resilienti, comunemente utilizzate nel settore calzaturiero, automobilistico ed elettronico.

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.

Che cos'è il materiale 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.

Quali sono le caratteristiche di base dei materiali 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.

Ampia gamma di durezza

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.

Eccezionale resistenza al freddo

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.

Resistente all'olio, all'acqua, agli agenti chimici e alla muffa.

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.

Il suo valore di usura Taber è di 0,5-0,35 mg, il più basso tra le materie plastiche. Con l'aggiunta di MoS2, olio di silicone, grafite, ecc. è possibile ridurre il coefficiente di attrito e migliorare la resistenza all'usura.

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%.

Quali sono le condizioni di processo per il processo di stampaggio a iniezione del Tpu?

Temperatura

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 Guida alla progettazione degli stampi a iniezione.

Temperatura della canna: 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.

Temperatura dell'ugello: 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.

StampoTemperatura: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.

Pressione

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.

Aumentando la contropressione si aumenta la temperatura di fusione, si riduce la velocità di plastificazione, si rende uniforme la temperatura di fusione, si mescolano uniformemente i coloranti e si scarica il gas di fusione, ma si allunga il ciclo di stampaggio. La contropressione del TPU è solitamente di 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.

Tempo

Il tempo necessario per effettuare un'iniezione è chiamato ciclo di stampaggio. Il ciclo di stampaggio comprende il tempo necessario per riempire lo stampo, il tempo necessario per mantenere lo stampo, il tempo necessario per raffreddare lo stampo e altri tempi (come il tempo necessario per aprire lo stampo, estrarre il pezzo dallo stampo e chiudere lo stampo), che incidono sulla quantità di lavoro che è possibile svolgere e sull'utilizzo delle attrezzature.

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.

Velocità di iniezione

La velocità di iniezione è determinata principalmente dalla configurazione dei prodotti in TPU. I prodotti con facce spesse richiedono velocità di iniezione più basse, mentre quelli con facce sottili richiedono velocità di iniezione più elevate.

Velocità della vite

Quando si lavorano prodotti in TPU, è necessario utilizzare una bassa velocità di taglio, quindi una velocità della vite inferiore. La velocità della vite del TPU è generalmente di 20~80r/min, meglio se 20~40r/min.

Trattamento di spegnimento

Poiché il TPU può degradarsi dopo essere stato esposto a lungo ad alte temperature, dopo lo spegnimento deve essere pulito con PS, PE, plastica acrilica o ABS; se lo spegnimento supera 1 ora, il riscaldamento deve essere spento.

Post-elaborazione del prodotto

Il TPU presenta spesso cristallizzazioni, orientamenti e ritiri non uniformi, dovuti a una plastificazione non uniforme nel cilindro o a diverse velocità di raffreddamento nella cavità dello stampo. Ciò comporta tensioni interne al prodotto, più evidenti nei prodotti a parete spessa o con inserti metallici.

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 temperatura di ricottura dei prodotti di elevata durezza è anch'essa elevata, mentre la temperatura di ricottura dei prodotti di bassa durezza è anch'essa bassa. Una temperatura troppo elevata può causare la deformazione del prodotto, mentre una temperatura troppo bassa non può raggiungere lo scopo di eliminare le tensioni interne.

Riciclaggio dei materiali riciclati

Nel processo di lavorazione del TPU, i materiali di scarto come canali, materozze e parti non specifiche possono essere riciclati e riutilizzati. Dai risultati dei test, i materiali riciclati del 100% senza miscelazione con i nuovi materiali non riducono in modo significativo le proprietà meccaniche e possono essere pienamente utilizzati.

Quali sono le precauzioni nel processo di stampaggio a iniezione dei materiali TPU?

Essiccazione del materiale

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.

Trattamento dei materiali riciclati

I materiali degli ugelli, i materiali delle lavatrici o i prodotti finali scadenti possono essere frantumati e mescolati con nuovi materiali, ma devono essere nuovamente essiccati prima dell'uso. Per alcuni requisiti fisici meccanici, i materiali riciclati non possono essere utilizzati nei processi di stampaggio a iniezione.

Più di 30% di tutte le materie prime. I materiali riciclati estrusi devono essere lavorati separatamente o aggiunti a nuovi materiali per lo stampaggio a iniezione. Inoltre, i materiali riciclati non devono essere conservati troppo a lungo. Utilizzare piani asciutti. I materiali di scarto che non possono essere riciclati possono essere inceneriti per ottenere calore.

Controllo della velocità e della pressione di iniezione

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.

Controllo della temperatura dello stampo

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.

Evitare il riscaldamento e la tosatura eccessivi

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.

Mantenere un ambiente pulito per lo stampaggio a iniezione

La pulizia dell'ambiente di stampaggio a iniezione è molto importante per la qualità dello stampaggio a iniezione dei materiali TPU. Se ci sono impurità e macchie d'olio, possono attaccarsi alla superficie dello stampo o mescolarsi al materiale, causando difetti sulla superficie del prodotto o un degrado delle prestazioni.

Qual è il flusso di processo dello stampaggio a iniezione del materiale TPU?

Preparazione del materiale

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.

Progettazione di stampi

Quando si progetta uno stampo a iniezione per materiale TPU, è necessario considerare fattori quali la fluidità del materiale, il ritiro e lo stampaggio del prodotto. Una progettazione ragionevole dello stampo può ridurre efficacemente il tasso di difettosità del prodotto e migliorare l'efficienza produttiva.

Selezione della macchina per lo stampaggio a iniezione

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.

Impostazione dei parametri del processo di stampaggio a iniezione

L'impostazione dei parametri del processo di stampaggio a iniezione è fondamentale per garantire la qualità dello stampaggio a iniezione del materiale TPU. Questi parametri comprendono la pressione di iniezione, la velocità di iniezione, il tempo di mantenimento, la temperatura dello stampo e così via.

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-elaborazione del prodotto

Dopo lo stampaggio a iniezione, i prodotti in TPU devono essere sottoposti a post-trattamento per eliminare le tensioni interne, migliorare la stabilità dimensionale e la qualità della superficie. I metodi comuni di post-lavorazione includono il trattamento termico, il raffreddamento e il trattamento superficiale.

Il trattamento termico può eliminare le tensioni interne generate dal prodotto durante il processo di stampaggio a iniezione e migliorarne la stabilità dimensionale. Il raffreddamento aiuta il prodotto a modellarsi rapidamente e a ridurre le deformazioni. Il trattamento superficiale può migliorare l'aspetto e le prestazioni del prodotto.

Quali sono i difetti del processo di stampaggio a iniezione dei materiali TPU?

Il prodotto presenta crepe

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.

Per evitare cricche causate da un cattivo stampaggio, la cavità dello stampo deve avere una pendenza di stampaggio sufficiente e le dimensioni, la posizione e la forma del perno di espulsione devono essere adeguate. Durante l'espulsione, la resistenza allo stampaggio di ogni parte del prodotto deve essere 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.

Quando si riempie eccessivamente lo stampo, si sottopongono a maggiori sollecitazioni i componenti dello stampo, rendendo più difficile l'uscita del pezzo dallo stampo e provocando la rottura (o addirittura la frattura) del pezzo. Quando si verifica questo fenomeno, è necessario ridurre la pressione di iniezione per arrestare il riempimento eccessivo.

La sollecitazione interna dovuta al riempimento eccessivo di solito rimane nell'area della porta. L'area vicina al cancello è fragile, in particolare l'area del cancello diretto, e si romperà a causa delle sollecitazioni interne.

Scarsa lucentezza superficiale dei prodotti

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.

Inoltre, se il materiale assorbe umidità o è contaminato da sostanze volatili o da sostanze estranee, può causare una scarsa brillantezza della superficie. Pertanto, è necessario prestare attenzione ai fattori legati allo stampo e ai materiali.

Il prodotto presenta bave

I prodotti in TPU presentano spesso bave. Quando la pressione della materia prima nella cavità dello stampo è troppo elevata, la forza di separazione generata è superiore alla forza di serraggio, costringendo lo stampo ad aprirsi e causando la fuoriuscita della materia prima e la formazione di bave.

Le cause delle bave possono essere molteplici: problemi con le materie prime, problemi con la macchina per lo stampaggio a iniezione, regolazioni errate o addirittura lo stampo stesso. Pertanto, nel determinare la causa delle bave, si procede dal facile al difficile.

Controllare se le materie prime sono accuratamente essiccate, se ci sono oggetti estranei mescolati, se sono mescolati diversi tipi di materie prime e l'influenza della viscosità delle materie prime.

regolare correttamente il sistema di controllo della pressione della pressa ad iniezione e la regolazione della velocità di iniezione deve essere coordinata con la forza di chiusura utilizzata; verificare se alcune parti dello stampo sono usurate, se i fori di scarico sono bloccati e se il design del canale di flusso è ragionevole.

se c'è una deviazione nel parallelismo tra le sagome della macchina di stampaggio a iniezione, se la distribuzione della forza del tirante della sagoma è uniforme e se l'anello di controllo della vite e il cilindro di fusione sono usurati.

Riempimento insufficiente dei prodotti

Quando il materiale fuso non scorre in tutti gli angoli dello stampo, si parla di riempimento insufficiente. I motivi possono essere diversi: le condizioni di stampaggio non sono corrette, lo stampo non è stato progettato o realizzato bene, il prodotto ha parti spesse e parti sottili, e così via.

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.

Deformazione del prodotto

Le ragioni della deformazione dei prodotti stampati a iniezione in TPU sono un tempo di raffreddamento e di formatura troppo breve, una temperatura dello stampo troppo elevata e non uniforme e un sistema di canali di flusso asimmetrico.

Pertanto, quando si progetta lo stampo, cercare di evitare una differenza di spessore troppo grande nella stessa parte in plastica; evitare angoli troppo acuti; evitare una zona cuscinetto troppo corta, in modo che i giri di spessore differiscano notevolmente; inoltre, prestare attenzione a impostare il numero appropriato di eiettori e progettare un canale di flusso di raffreddamento della cavità ragionevole.

If you are evaluating TPU injection molding suppliers for your next project, our Injection Molding Supplier Sourcing Guide provides a practical framework for comparing capabilities, lead times, and pricing across manufacturers.

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.

Controllando accuratamente i collegamenti chiave e i punti tecnici del processo di stampaggio a iniezione, possiamo produrre prodotti in TPU di alta qualità e precisione. In futuro, con il continuo miglioramento delle prestazioni del materiale TPU e la continua innovazione della tecnologia di stampaggio a iniezione, abbiamo motivo di credere che la tecnologia di stampaggio a iniezione del materiale TPU sarà ampiamente utilizzata in più campi e promuoverà lo sviluppo sostenibile delle industrie correlate.

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. ↩