Risoluzione dei problemi di stabilità del colore per le parti esterne in TPU durante i test sui prototipi
Come abbiamo aiutato uno studio di design tedesco a superare i problemi di stabilità del colore nei prodotti di sicurezza per esterni in TPU grazie a soluzioni innovative per i materiali e a protocolli di test rigorosi.
Panoramica del progetto
Un designer di prodotti di uno studio di design professionale tedesco ci ha contattato per assistere nella produzione di un prodotto di sicurezza per esterni per il suo cliente nel mercato europeo. Il progetto richiedeva una soluzione di stampaggio a iniezione personalizzata che garantisse flessibilità, impermeabilità e resistenza agli urti, mantenendo al contempo un'elevata visibilità grazie a colori vivaci.
Il progettista aveva già completato la modellazione 3D e il design estetico. Dopo aver ricevuto i disegni di progetto, il nostro team di ingegneri ha immediatamente condotto un'analisi di fattibilità strutturale e di processo. Dal punto di vista strutturale, il prodotto era pienamente adatto alla produzione con stampaggio a iniezione.
Dettagli del progetto
La sfida
Sfida del colore
Per soddisfare i requisiti funzionali e di utilizzo, il progettista ha deciso, dopo averci consultato, di utilizzare un materiale in gomma morbida TPU/TPE e ha richiesto un colore arancione fluorescente per migliorare la visibilità all'esterno.
Avviso tecnico: in base alla nostra vasta esperienza, l'arancione fluorescente nei materiali TPU/TPE è altamente suscettibile alla degradazione e allo scolorimento da parte dei raggi UV, il che lo rende inadatto all'uso esterno a lungo termine.
Il nostro processo di soluzione
Verifica delle ipotesi (produzione di prova e test all'aperto):
Per verificare questo rischio, abbiamo deciso di condurre una prova pratica. Utilizzando uno dei nostri stampi in gomma morbida TPU esistenti, abbiamo prodotto un piccolo lotto di campioni di TPU arancione fluorescente ed effettuato test di esposizione all'esterno.
Risultati del test
Durante i test, i risultati hanno confermato le previsioni dei nostri ingegneri: il colore è cambiato sensibilmente in breve tempo, mostrando uno sbiadimento e una leggera variazione di tonalità.
Soluzioni e fasi di implementazione:
① Pausa per gli strumenti formali - Risolvere prima il problema
Abbiamo consigliato al cliente di rimandare lo sviluppo formale dello stampo e la produzione mentre si conduceva un'analisi dettagliata del sistema di pigmenti e del processo di dispersione. Questa fase riflette la nostra prassi standard di produttori di stampi personalizzati che attribuiscono grande importanza alla stabilità del processo prima di passare alla produzione in scala.
Soluzione tecnica ②: Analisi dei masterbatch TPU
Vantaggi:
- I pigmenti pre-disposti impediscono la formazione di grumi
- Migliore uniformità di dispersione
- Maggiore resistenza agli agenti atmosferici
Limitazioni:
- Requisiti MOQ elevati
- Costoso per piccoli lotti
- Non economico per gli ordini iniziali
Direzione di ottimizzazione: Regolazione del sistema colore
Dopo una valutazione ingegneristica, la regolazione del sistema cromatico si è rivelata più pratica ed economica rispetto all'utilizzo di masterbatch per i clienti attenti ai costi, che necessitavano comunque di resistenza agli agenti atmosferici.
Soluzione finale
Poiché l'arancione fluorescente appartiene a un sistema cromatico brillante ma instabile, che si degrada facilmente con l'esposizione ai raggi UV, abbiamo suggerito di passare a un sistema di colore colore rosso-arancio chiaro come compromesso: manteneva una buona visibilità pur offrendo una migliore resistenza alle intemperie.
Verifica e risultati:
Successo del test
Abbiamo utilizzato il nostro stampo in gomma morbida TPU per un secondo ciclo di produzione di prova e di test all'aperto. I campioni migliorati sono stati sottoposti a 14 giorni di esposizione continua all'esterno.
Consegna rapida:
Dopo aver confermato la fattibilità della nuova soluzione, abbiamo immediatamente proceduto con l'attrezzaggio e la produzione, completando rapidamente i campioni in piccoli lotti nel nuovo colore. I campioni sono stati consegnati nei tempi previsti, consentendo al cliente di esporre con successo il prodotto alla sua fiera europea, dove ha ricevuto un'ottima accoglienza. feedback altamente positivo.
Analisi della causa principale
① Diversi sistemi di colorazione:
La gomma morbida TPU si comporta in modo molto diverso dalle plastiche dure come l'ABS o il PC. Il TPU richiede l'uso di speciali pigmenti organici per la colorazione, mentre le plastiche dure spesso utilizzano coloranti più stabili e meno inclini a sbiadire.
I pigmenti fluorescenti sono difficili da disperdere
Per ottenere l'originale effetto arancione fluorescente, è necessario un carico di pigmenti significativamente più elevato (10-20 volte quello dei colori normali). Concentrazioni così elevate sono estremamente difficili da disperdere uniformemente nel TPU.
③ Incompatibilità di pigmenti e TPU
Anche se si utilizzano pigmenti fluorescenti progettati per le plastiche dure, la loro compatibilità con il TPU è scarsa. Nell'uso all'aperto, si verifica uno scolorimento evidente dopo soli 10-15 giorni di esposizione.
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