Formowanie wtryskowe TPU jest jedną z najważniejszych technik seryjnej produkcji elastycznych, trwałych i odpornych na zużycie części. Poliuretan termoplastyczny (TPU) zajmuje miejsce między sztywnymi tworzywami a miękką gumą, łącząc sprężystość z wytrzymałością konstrukcyjną. Technologia ta służy do produkcji etui telefonów, pasków zegarków, tulei samochodowych, przewodów medycznych i taśm przemysłowych w niemal każdym sektorze produkcji.
Formowanie wtryskowe TPU podgrzewa i wtryskuje granulki TPU do form w celu stworzenia elastycznych, sprężystych części, powszechnie stosowanych w obuwiu, motoryzacji i elektronice.
Ten krótki przegląd przedstawia główne etapy formowania wtryskowego TPU, lecz opanowanie niuansów procesu może znacznie poprawić właściwości produktu i wydajność produkcji. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak dokładne projektowanie form i optymalizacja procesu mogą poprawić wyniki. Podstawowe informacje znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formowaniu wtryskowym.
"TPU zapewnia doskonałą odporność na ścieranie i elastyczność."True
TPU jest powszechnie cenione za doskonałą odporność na ścieranie i elastyczność, dzięki czemu idealnie nadaje się do wymagających zastosowań, takich jak podeszwy obuwia i powłoki kabli.
"Formowanie wtryskowe TPU jest mniej wydajne niż inne metody."False
Formowanie wtryskowe TPU może być bardzo wydajne i jest często wybierane ze względu na jego zdolność do produkcji szczegółowych i trwałych części.
Co to jest materiał TPU?
TPU oznacza termoplastyczny elastomer poliuretanowy. Nie jest tradycyjną tkaniną, tym bardziej skórą. TPU eliminuje wiele wad PVC, skóry PU i powłok PU oraz przyniósł istotny postęp w wodoodpornych i oddychających tkaninach.
TPU ma nie tylko większość cech gumy i zwykłych tworzyw sztucznych, lecz także doskonałe, wszechstronne właściwości fizyczne i chemiczne. Jest to nowy rodzaj przyjaznego środowisku materiału polimerowego o właściwościach pośrednich między gumą a tworzywem sztucznym. Łączy miękkość gumy z twardością sztywnego tworzywa.
"TPU jest zarówno elastyczny, jak i trwały."True
Unikalny skład TPU pozwala mu zachować elastyczność, zapewniając jednocześnie wytrzymałość i odporność na zużycie, dzięki czemu idealnie nadaje się do różnych zastosowań.
"TPU jest stosowany wyłącznie w odzieży i obuwiu."False
Chociaż TPU jest popularny w odzieży i obuwiu, jego zastosowania rozciągają się na przemysł motoryzacyjny, medyczny i elektroniczny ze względu na jego właściwości adaptacyjne.
Jakie są podstawowe właściwości materiałów TPU?
W tej sekcji przedstawiono podstawowe właściwości i główne rodzaje materiałów TPU. Zapewniają one dużą sprężystość, znakomitą odporność na ścieranie i elastyczność w szerokim zakresie temperatur, dzięki czemu doskonale nadają się do obuwia, wyrobów medycznych — takich jak przewody i obudowy spełniające wymagania normy ISO 10993 dotyczącej biokompatybilności1 — oraz części samochodowych pracujących w trudnych warunkach.
Szeroki zakres twardości
Zmieniając proporcje składników reakcyjnych TPU, można uzyskać wyroby o różnej twardości Shore’a2. Wraz ze wzrostem twardości produkty nadal zachowują dobrą sprężystość i odporność na zużycie. Sztywność TPU można mierzyć za pomocą modułu sprężystości.
Moduł sprężystości gumy wynosi zwykle 1~10Mpa, TPU 10~1000Mpa, a tworzyw sztucznych, takich jak nylon, ABS, PC, POM itp., 1000~10000Mpa.
Wyjątkowa odporność na zimno
TPU ma niską temperaturę zeszklenia TPU3 i zachowuje sprężystość oraz elastyczność nawet przy −35°C. Bez dodatku plastyfikatorów pozostaje elastyczny w szerokim zakresie temperatur od −40 do 120°C.
Odporność na olej, wodę, chemikalia i pleśń
TPU dobrze znosi działanie olejów (olejów mineralnych, zwierzęcych i roślinnych oraz środków smarnych) i wielu rozpuszczalników. Odporność TPU na oleje jest lepsza niż gumy nitrylowej i utrzymuje się przez bardzo długi czas.
Jego wartość zużycia Tabera wynosi 0,5-0,35 mg, co jest najmniejszą wartością wśród tworzyw sztucznych. Po dodaniu MoS2, grafitu oleju silikonowego itp. można zmniejszyć współczynnik tarcia i poprawić odporność na zużycie.
Wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie: TPU ma wytrzymałość na rozciąganie 2-3 razy większą niż kauczuk naturalny i syntetyczny. Wytrzymałość na rozciąganie poliestrowego TPU wynosi niemal 60MPa, a wydłużenie około 410%. W przypadku polieterowego TPU wartości te wynoszą odpowiednio 50MPa i >30%.
„Materiały TPU zwiększają trwałość produktów w trudnych warunkach.”True
Odporność TPU na ścieranie i chemikalia sprawia, że nadaje się do użytku w trudnych warunkach.
"Materiały TPU nadają się wyłącznie do zastosowań obuwniczych."False
Chociaż materiały TPU są szeroko stosowane w obuwiu, są również idealne do zastosowań motoryzacyjnych, medycznych i przemysłowych ze względu na ich wszechstronność i odporność.
Jakie są warunki procesu formowania wtryskowego Tpu?
Temperatura
W procesie formowania TPU należy kontrolować temperaturę cylindra, dyszy i formy. Dwie pierwsze wpływają głównie na uplastycznianie i płynięcie TPU, a ostatnia na jego przepływ i chłodzenie. Więcej informacji znajdziesz w naszym Przewodniku projektowania form wtryskowych.
Temperatura cylindra: dobór temperatury cylindra zależy od twardości TPU. TPU o większej twardości ma wyższą temperaturę topnienia i wymaga wyższej temperatury w końcowej części cylindra. Zakres temperatury cylindra stosowany przy przetwarzaniu TPU wynosi 177–232°C. Temperatura zwykle stopniowo wzrasta od strony leja zasypowego, czyli tylnego końca, do dyszy, czyli przedniego końca, aby TPU nagrzewał się równomiernie i ulegał jednorodnemu uplastycznieniu.
Temperatura dyszy: jest zwykle nieco niższa od maksymalnej temperatury cylindra, aby zapobiec wyciekaniu stopionego materiału z dyszy przelotowej.
**TemperaturaFormy:**Temperatura formy ma bardzo duże znaczenie dla właściwości użytkowych i jakości wyglądu wyrobów z TPU. Zależy od wielu czynników, takich jak stopień krystaliczności TPU i rozmiar wyrobu. Temperaturę formy zazwyczaj reguluje się za pomocą czynnika chłodzącego o stałej temperaturze, na przykład wody.
Temperatura formy dla wyrobów z TPU wynosi zazwyczaj 10~60℃.Gdy temperatura formy jest niska, stop przedwcześnie zamarza i tworzy smugi płynięcia, co nie sprzyja wzrostowi sferolitów, powoduje niską krystaliczność wyrobu oraz opóźniony proces krystalizacji, który prowadzi do skurczu wtórnego i zmian właściwości produktu.
Ciśnienie
Ciśnienie w procesie formowania wtryskowego obejmuje ciśnienie uplastyczniania (ciśnienie wsteczne) i ciśnienie wtrysku. Gdy ślimak się cofa, ciśnienie wywierane na stopione tworzywo przed jego czołem jest ciśnieniem wstecznym, regulowanym przez zawór przelewowy.
Zwiększenie przeciwciśnienia zwiększy temperaturę topnienia, zmniejszy prędkość plastyfikacji, ujednolici temperaturę topnienia, równomiernie wymiesza barwniki i odprowadzi stopiony gaz, ale wydłuży cykl formowania. Przeciwciśnienie TPU wynosi zwykle 0,3 ~ 4 MPa.
Ciśnienie wtrysku to ciśnienie wywierane przez czoło ślimaka na TPU. Służy do pokonania oporu przepływu TPU z cylindra do gniazda, zwiększenia szybkości napełniania tworzywem i jego zagęszczenia.
Innymi słowy, lepkość stopu zależy od temperatury i ciśnienia, a także od twardości TPU i szybkości odkształcenia. Im większa szybkość ścinania, tym mniejsza lepkość. Gdy szybkość ścinania pozostaje niezmieniona, większa twardość TPU oznacza większą lepkość.
Przy stałej szybkości ścinania lepkość maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale przy dużych szybkościach ścinania temperatura wpływa na lepkość słabiej niż przy małych szybkościach. Ciśnienie wtrysku TPU wynosi zwykle 20–110 MPa.
Czas
Czas potrzebny na wykonanie wtrysku nazywany jest cyklem formowania. Cykl formowania obejmuje czas potrzebny na napełnienie formy, czas potrzebny na utrzymanie formy, czas potrzebny na schłodzenie formy i inne czasy (takie jak czas potrzebny na otwarcie formy, wyjęcie części z formy i zamknięcie formy), które wpływają na to, ile pracy można wykonać i ile można wykorzystać sprzętu.
Cykl formowania TPU zależy zwykle od twardości TPU, grubości i kształtu części. Cykl jest krótki dla twardego TPU, długi dla grubych części i długi dla części o złożonej geometrii.
Prędkość wtrysku
Prędkość wtrysku zależy głównie od konfiguracji produktów TPU. Produkty z grubymi powierzchniami czołowymi wymagają niższych prędkości wtrysku, podczas gdy produkty z cienkimi powierzchniami czołowymi wymagają większych prędkości wtrysku.
Prędkość śruby
Podczas przetwarzania produktów TPU należy stosować niską szybkość ścinania, a więc niższą prędkość obrotową ślimaka. Prędkość obrotowa ślimaka TPU wynosi zazwyczaj 20 ~ 80 obr / min, a 20 ~ 40 obr / min jest lepsza.
Leczenie wyłączające
Ponieważ TPU może ulec degradacji po wystawieniu na działanie wysokiej temperatury przez długi czas, po wyłączeniu należy go wyczyścić za pomocą PS, PE, tworzyw akrylowych lub ABS; jeśli wyłączenie przekracza 1 godzinę, ogrzewanie należy wyłączyć.
Przetwarzanie końcowe produktu
TPU często wykazuje nierównomierną krystalizację, orientację i kurczenie się z powodu nierównomiernej plastyfikacji w cylindrze lub różnych szybkości chłodzenia w gnieździe formy. Powoduje to wewnętrzne naprężenia w produkcie, które są bardziej widoczne w produktach o grubych ściankach lub produktach z metalowymi wkładkami.
W wyrobach z naprężeniami wewnętrznymi podczas przechowywania i użytkowania często pogarszają się właściwości mechaniczne, pojawiają się srebrne smugi na powierzchni, a nawet odkształcenia i pęknięcia. Problemy te rozwiązuje się w produkcji przez wyżarzanie wyrobu. Temperatura wyżarzania zależy od twardości wyrobu z TPU.
Temperatura wyżarzania produktów o wysokiej twardości jest również wysoka, a temperatura wyżarzania produktów o niskiej twardości jest również niska. Zbyt wysoka temperatura może spowodować wypaczenie lub deformację produktu, a zbyt niska temperatura nie pozwala osiągnąć celu, jakim jest wyeliminowanie naprężeń wewnętrznych.
Recykling materiałów pochodzących z recyklingu
W procesie przetwarzania TPU materiały odpadowe, takie jak prowadnice, wlewki i części poza specyfikacją, można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać. Na podstawie wyników testów materiały z recyklingu 100% bez mieszania z nowymi materiałami nie zmniejszają znacząco właściwości mechanicznych i mogą być w pełni wykorzystane.
„Prawidłowe parametry formowania wtryskowego TPU zapobiegają wadom gotowych wyrobów”.True
Przestrzeganie idealnych ustawień temperatury i ciśnienia utrzymuje właściwości materiału i redukuje defekty, takie jak wypaczenia i pęcherzyki powietrza.
"W przypadku TPU można zastosować dowolną temperaturę formy bez wpływu na rezultat."False
Nieprawidłowa temperatura formy może prowadzić do słabego wykończenia powierzchni i problemów strukturalnych, podkreślając znaczenie określonych zakresów temperatur.
Jakie są środki ostrożności w procesie formowania wtryskowego materiałów TPU?
Suszenie materiału
Ponieważ TPU łatwo pochłania wilgoć i ulega hydrolizie, niedokładne wysuszenie surowca TPU łatwo powoduje trudności w przetwórstwie.
Jeśli do barwienia używa się proszku węglowego lub koncentratu barwiącego, trzeba go dokładnie wymieszać z naturalnym barwnikiem TPU i wysuszyć razem z nim. Do suszenia TPU stosuje się zwykle suszarkę z obiegiem powietrza lub osuszającą.
Przetwarzanie materiałów z recyklingu
Materiały z dysz, materiały z pralek lub złe produkty końcowe można kruszyć i mieszać z nowymi materiałami, ale przed użyciem należy je ponownie wysuszyć. W przypadku niektórych mechanicznych wymagań fizycznych materiały pochodzące z recyklingu nie mogą być stosowane w procesach formowania wtryskowego.
Ponad 30% wszystkich surowców. Wytłaczane materiały z recyklingu powinny być przetwarzane oddzielnie lub dodawane do nowych materiałów do formowania wtryskowego. Ponadto materiały pochodzące z recyklingu nie powinny być przechowywane zbyt długo. Należy używać suchych blatów. Odpady, których nie można poddać recyklingowi, można spalić w celu uzyskania ciepła.
Kontrola prędkości i ciśnienia wtrysku
Prędkość i ciśnienie wtrysku są istotne dla przepływu materiału TPU i wypełniania formy. Jeśli prędkość i ciśnienie są zbyt wysokie, materiał może ulec degradacji lub tworzyć pęcherzyki.
Kontrola temperatury formy
Jeśli jednak temperatura formy jest zbyt wysoka, materiał może się przegrzać i ulec rozkładowi lub tworzyć pęcherze. Jeśli temperatura formy jest zbyt niska, na powierzchni wyrobu mogą powstać ślady zimnego płynięcia lub zapadnięcia skurczowe.
Unikaj nadmiernego nagrzewania i ścinania
Nadmierne nagrzewanie i wysokie szybkości ścinania mogą powodować degradację TPU podczas przetwarzania, prowadząc do przebarwień, powstawania gazu i trwałej utraty właściwości mechanicznych. Utrzymuj temperatury cylindra w zakresie zalecanym dla konkretnego gatunku TPU i unikaj długiego czasu przebywania materiału w cylindrze. Jeśli maszyna będzie bezczynna dłużej niż kilka minut, obniż nastawy temperatury lub przepłucz cylinder zgodnym materiałem, takim jak polietylen, aby zapobiec degradacji termicznej.
Utrzymanie czystego środowiska formowania wtryskowego
Czystość środowiska formowania wtryskowego jest bardzo ważna dla jakości formowania wtryskowego materiałów TPU. Zanieczyszczenia i plamy oleju mogą przywierać do powierzchni formy lub mieszać się z materiałem, co spowoduje defekty na powierzchni produktu lub pogorszenie wydajności.
Formowanie wtryskowe TPU wymaga precyzyjnego sterowania temperaturą.True
Termoplastyczny charakter TPU wymaga stałej regulacji temperatury w celu utrzymania integralności materiału i zapobiegania defektom.
"Wszystkie materiały TPU można formować w tych samych warunkach."False
Różne formuły TPU mogą wymagać różnych ustawień temperatury, prędkości i ciśnienia w celu osiągnięcia pożądanych rezultatów, co podkreśla potrzebę dostosowania warunków przetwarzania.
Jak przebiega proces formowania wtryskowego materiałów TPU?
Przygotowanie materiału
Przed rozpoczęciem formowania wtryskowego granulatu TPU trzeba go przygotować przez suszenie, podgrzewanie i mieszanie. Suszenie usuwa wilgoć z materiału, dzięki czemu podczas formowania nie powstają pęcherze ani pęknięcia.
Projektowanie form
Podczas projektowania formy wtryskowej z materiału TPU należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak płynność materiału, skurcz i rozformowanie produktu. Rozsądne zaprojektowanie formy może skutecznie zmniejszyć wskaźnik wadliwości produktu i poprawić wydajność produkcji.
Wybór maszyny do formowania wtryskowego
Wybór właściwej wtryskarki ma kluczowe znaczenie dla stabilności procesu formowania TPU i jakości produktu.
Ustawienie parametrów procesu formowania wtryskowego
Ustawienie parametrów procesu formowania wtryskowego ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości formowania wtryskowego materiałów TPU. Parametry te obejmują ciśnienie wtrysku, prędkość wtrysku, czas utrzymywania, temperaturę formy itp.
Prawidłowe ustawienie parametrów procesu zapewnia przepływ TPU i całkowite wypełnienie formy podczas formowania wtryskowego, a jednocześnie pozwala uniknąć wad takich jak pęcherze i jamy skurczowe.
Przetwarzanie końcowe produktu
Po formowaniu wtryskowym produkty TPU muszą zostać poddane obróbce końcowej w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych, poprawy stabilności wymiarowej i poprawy jakości powierzchni. Typowe metody obróbki końcowej obejmują obróbkę cieplną, chłodzenie i obróbkę powierzchni.
Obróbka cieplna może wyeliminować wewnętrzne naprężenia generowane przez produkt podczas procesu formowania wtryskowego i poprawić jego stabilność wymiarową. Chłodzenie pomaga produktowi w szybkim kształtowaniu i zmniejszeniu deformacji. Obróbka powierzchni może poprawić wygląd i wydajność produktu.
"Formowanie wtryskowe TPU pozwala uzyskać trwałe i elastyczne wyroby."True
Unikalne właściwości TPU sprawiają, że idealnie nadaje się do produkcji części wymagających elastyczności i sprężystości.
„TPU jest tym samym co TPE w formowaniu wtryskowym”.False
Podczas gdy TPU i TPE wykazują podobieństwo pod względem elastyczności, są to odrębne materiały o różnych składach i właściwościach użytkowych.
Jakie są wady w procesie formowania wtryskowego materiałów TPU?
Produkt ma pęknięcia
Przetwarzanie TPU
Aby uniknąć pęknięć spowodowanych złym rozformowywaniem, gniazdo formy musi mieć wystarczające nachylenie rozformowywania, a rozmiar, położenie i kształt sworznia wypychacza muszą być odpowiednie. Podczas wyrzucania opór rozformowywania każdej części produktu musi być jednolity.
Przepełnienie występuje, gdy do formy wtryskuje się zbyt dużo tworzywa. Może je spowodować nadmierne ciśnienie wtrysku lub dozowanie zbyt dużej ilości materiału.
Przepełnienie formy powoduje również większe naprężenie elementów formy, co utrudnia wyjęcie części z formy i sprawia, że część pęka (a nawet łamie się). Gdy zauważysz, że tak się dzieje, musisz zmniejszyć ciśnienie wtrysku, aby zatrzymać przepełnienie.
Naprężenia wewnętrzne wynikające z przepełnienia zwykle pozostają w obszarze bramki. Obszar w pobliżu bramki jest kruchy, zwłaszcza bezpośredni obszar bramki, i pęknie z powodu naprężeń wewnętrznych.
Słaby połysk powierzchni produktów
Słaby połysk powierzchni wynika zwykle z niedostatecznego wypolerowania powierzchni formy. Gdy stan powierzchni gniazda jest dobry, podniesienie temperatury materiału i formy może poprawić połysk wyrobu.
Dodatkowo, jeśli materiał pochłania wilgoć lub jest zanieczyszczony substancjami lotnymi lub ciałami obcymi, może to prowadzić do słabego połysku powierzchni. Dlatego należy zwrócić uwagę na czynniki związane z formą i materiałami.
Produkt posiada zadziory
Produkty TPU często mają zadziory. Gdy ciśnienie surowca w gnieździe formy jest zbyt duże, generowana siła rozdzielająca jest większa niż siła zacisku, zmuszając formę do otwarcia, powodując przelewanie się surowca i powstawanie zadziorów.
Istnieje wiele przyczyn powstawania zadziorów, takich jak problemy z surowcami, problemy z wtryskarką, niewłaściwa regulacja, a nawet sama forma. Dlatego przy ustalaniu przyczyny powstawania zadziorów należy postępować od łatwej do trudnej.
Sprawdź, czy surowce są dokładnie wysuszone, czy nie ma w nich ciał obcych, czy mieszane są różne rodzaje surowców i czy nie ma to wpływu na lepkość surowca.
prawidłowo wyregulować system kontroli ciśnienia wtryskarki, a regulacja prędkości wtrysku musi być skoordynowana z zastosowaną siłą zacisku; czy niektóre części formy są zużyte, czy otwory wylotowe są zablokowane i czy konstrukcja kanału przepływu jest rozsądna.
czy występuje odchylenie w równoległości między szablonami wtryskarki, czy rozkład siły cięgna szablonu jest równomierny i czy pierścień kontrolny śruby i bęben stopu są zużyte.
Niewystarczające napełnienie produktów
Gdy stopiony materiał nie przepływa przez wszystkie rogi formy, nazywa się to niewystarczającym wypełnieniem. Istnieje kilka przyczyn takiego stanu rzeczy: warunki formowania nie są prawidłowe, forma nie jest dobrze zaprojektowana lub wykonana, produkt ma grube i cienkie części itd.
Aby rozwiązać ten problem, można podnieść temperaturę materiału i formy, zwiększyć ciśnienie oraz prędkość wtrysku i poprawić płynność materiału. Można również powiększyć kanał wlewowy lub przepływowy albo zmienić położenie, rozmiar bądź liczbę przewężek, aby materiał płynął lepiej.
Wypaczenie i deformacja produktu
Przyczyny wypaczania i deformacji produktów formowanych wtryskowo z TPU to zbyt krótki czas chłodzenia i formowania, zbyt wysoka i nierównomierna temperatura formy oraz asymetryczny system kanałów przepływu.
Dlatego podczas projektowania formy należy starać się unikać zbyt dużej różnicy grubości w tej samej części z tworzywa sztucznego; unikać zbyt ostrych kątów; unikać zbyt krótkiej strefy buforowej, tak aby obroty grubości znacznie się różniły; ponadto należy zwrócić uwagę na ustawienie odpowiedniej liczby wyrzutników i zaprojektowanie rozsądnego kanału przepływu chłodzenia wnęki.
"Wypaczenie jest częstą wadą przy formowaniu wtryskowym TPU."True
Wypaczenie występuje z powodu nierównomiernego tempa chłodzenia, które powoduje naprężenia wewnętrzne, prowadzące do zniekształcenia formowanych części.
"Zapadnięcia w formowaniu TPU są wyłącznie wadą estetyczną."False
Zacieki wskazują na potencjalne słabości strukturalne, wpływające zarówno na wygląd, jak i integralność produktu końcowego.
Jeśli oceniasz dostawców usług formowania wtryskowego TPU do kolejnego projektu, nasz Przewodnik po pozyskiwaniu dostawców usług formowania wtryskowego przedstawia praktyczne ramy porównywania możliwości, terminów realizacji i cen producentów.
- Formowanie wtryskowe TPU wymaga precyzyjnej kontroli temperatury: cylinder 190–230°C, forma 10–60°C, z dostosowaniem do klasy twardości Shore'a.
- Prawidłowe suszenie (80–110°C przez 2–3 godziny) jest niezbędne — wilgoć resztkowa powoduje srebrne smugi i pogorszenie właściwości mechanicznych.
- Ciśnienie i prędkość wtrysku muszą odpowiadać twardości TPU: twardsze gatunki wymagają wyższego ciśnienia, a bardziej miękkie — szybszego napełniania.
- Typowym wadom, takim jak wypaczenia, niedolewy i zapadnięcia, można zapobiegać przez optymalizację czasu chłodzenia, temperatury formy i ciśnienia docisku.
- Wyjątkowe połączenie elastyczności, odporności na ścieranie i zakresu temperatur (−40 do 120°C) sprawia, że TPU jest niezbędny w zastosowaniach obuwniczych, motoryzacyjnych i medycznych.
Jakie są najczęstsze pytania o formowanie wtryskowe TPU?
W jakiej temperaturze należy formować wtryskowo TPU?
TPU formuje się wtryskowo zwykle przy temperaturze cylindra 190–230°C i temperaturze formy utrzymywanej w zakresie 10–60°C, choć dokładne ustawienia zależą w dużym stopniu od twardości Shore’a konkretnego przetwarzanego gatunku TPU. Twardsze gatunki TPU wymagają wyższej temperatury cylindra, aby uzyskać prawidłowy przepływ stopionego tworzywa, natomiast gatunki bardziej miękkie można skutecznie przetwarzać w niższych temperaturach. Temperaturę dyszy należy zasadniczo ustawić nieco poniżej maksymalnej temperatury cylindra, aby zapobiec przedwczesnemu wyciekaniu tworzywa. Zawsze sprawdzaj kartę danych technicznych producenta pod kątem okna procesowego właściwego dla danego gatunku.
Czy TPU trzeba suszyć przed formowaniem wtryskowym?
Tak, TPU trzeba dokładnie wysuszyć przed formowaniem wtryskowym, aby zapobiec wadom powierzchni i zapewnić stałe właściwości mechaniczne gotowych części. Zalecane warunki to 80–110°C przez 2–3 godziny w osuszającej suszarce lejowej, aż zawartość wilgoci spadnie poniżej 0,1% masy. Wilgoć pozostała powyżej tego progu powoduje srebrzyste pasma, pęcherze powierzchniowe i znaczne pogorszenie właściwości mechanicznych, w tym mniejszą wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu. TPU na bazie estrów zwykle pochłaniają więcej wilgoci niż gatunki na bazie eterów i mogą wymagać dłuższego suszenia. Przed załadowaniem materiału do leja zawsze potwierdź suchość analizatorem wilgoci.
Czym różni się TPU na bazie estrów od TPU na bazie eterów w formowaniu wtryskowym?
TPU na bazie estrów zapewnia wyższą wytrzymałość mechaniczną, odporność na ścieranie i odporność na oleje, dlatego jest preferowany w zastosowaniach wymagających dużej trwałości, takich jak przemysłowe taśmy przenośnikowe, uszczelnienia hydrauliczne i podeszwy obuwia sportowego. Gatunki na bazie estrów są jednak z czasem bardziej podatne na hydrolizę w środowisku wilgotnym lub mokrym. TPU na bazie eterów zapewnia doskonałą odporność na hydrolizę, lepszą elastyczność w niskiej temperaturze do −40°C oraz naturalną odporność mikrobiologiczną, dlatego jest standardowym wyborem do przewodów medycznych, zewnętrznych powłok kabli i sprzętu do sportów wodnych. Oba typy przetwarza się podobnie na standardowych wtryskarkach, lecz wymagania dotyczące suszenia i optymalne profile temperatury stopu mogą się różnić między gatunkami.
Co powoduje wypaczanie detali formowanych wtryskowo z TPU?
Odkształcanie części z TPU formowanych wtryskowo jest powodowane przede wszystkim nierównomiernym chłodzeniem części, niewystarczającym czasem chłodzenia przed wypchnięciem albo różnicą temperatur powierzchni formy między rdzeniem a połówką gniazdową. Dodatkowe czynniki to nadmierne ciśnienie wtrysku połączone z niską temperaturą formy oraz geometrie części ze znacznymi różnicami grubości ścianek. Najskuteczniejsze środki zaradcze obejmują wydłużenie cyklu chłodzenia, zapewnienie równomiernej temperatury formy dzięki zrównoważonej konstrukcji kanałów chłodzących oraz zmniejszenie różnicy temperatur między rdzeniem a gniazdem do nie więcej niż 5°C.
Czy TPU można nadlewać na inne materiały?
Tak, TPU jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów do obtryskiwania i przy zachowaniu odpowiednich warunków przetwórstwa dobrze łączy się z podłożami takimi jak ABS, PC, PA i wkładki metalowe. Skuteczne obtryskiwanie wymaga odpowiedniej temperatury stopionego tworzywa, umożliwiającej wiązanie chemiczne, czystej powierzchni podłoża oraz zgodności chemicznej TPU z podłożem. Formowanie dwuwtryskowe (dwukomponentowe) jest najwydajniejszą metodą produkcji, powszechnie stosowaną w uchwytach elektroniki użytkowej, rękojeściach elektronarzędzi i elementach wnętrz samochodowych, gdzie na sztywnej konstrukcji potrzebna jest miękka w dotyku powierzchnia.
Z naszego doświadczenia wynika, że liczba wad TPU szybko rośnie, gdy suszenie, temperatura cylindra lub szybkość ścinania wykraczają poza stabilne okno procesowe. W naszym zakładzie przetwarzamy 400+ materiałów na 47 wtryskarkach o sile zwarcia od 90T do 1850T. Próby TPU zwykle rozpoczynamy od ciśnienia uplastyczniania 0.3MPa–4.0MPa, ciśnienia wtrysku 20.0MPa–110.0MPa i prędkości obrotowej ślimaka 20.0r/min–80.0r/min, a następnie dostosowujemy parametry do twardości materiału i grubości ścianki.
Jak opanować wtrysk TPU, aby uzyskać lepsze produkty?
Formowanie wtryskowe materiałów TPU jest złożoną i precyzyjną technologią, która wymaga całościowego uwzględnienia wielu czynników, takich jak właściwości materiału, konstrukcja formy, dobór wtryskarki i ustawienie parametrów procesu.
Dokładnie kontrolując kluczowe ogniwa i punkty techniczne w procesie formowania wtryskowego, możemy wytwarzać wysokiej jakości i precyzyjne produkty z TPU. W przyszłości, wraz z ciągłą poprawą wydajności materiałów TPU i ciągłymi innowacjami w technologii formowania wtryskowego, mamy powody, by wierzyć, że technologia formowania wtryskowego materiałów TPU będzie szeroko stosowana w większej liczbie dziedzin i będzie promować zrównoważony rozwój powiązanych branż.
Biokompatybilność według ISO 10993: biokompatybilność według ISO 10993 odnosi się do serii norm oceny biokompatybilności wyrobów medycznych, istotnych dla medycznych odmian TPU stosowanych w przewodach i obudowach urządzeń. ↩
Twardość Shore'a: twardość Shore'a jest znormalizowaną miarą twardości materiału; skala Shore A (0–100) służy do pomiaru miękkich elastomerów, takich jak TPU, a Shore D — twardszych tworzyw sztucznych. ↩
Temperatura zeszklenia TPU: temperatura zeszklenia TPU to temperatura, przy której materiał przechodzi ze stanu sztywnego w gumopodobny; dla odmian eterowych wynosi zwykle od −40°C do −20°C. ↩
