O que é o processo de moldagem por injeção de material 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.

A moldagem por injeção de TPU aquece e injecta pellets de TPU em moldes para criar peças flexíveis e resistentes, normalmente utilizadas em calçado, automóveis e eletrónica.

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.

O que é o material 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.

Quais são as caraterísticas básicas dos materiais 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.

Ampla gama de dureza

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.

Excelente resistência ao frio

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 a óleos, resistente à água, resistente a produtos químicos e resistente ao bolor

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.

O seu valor de desgaste Taber é de 0,5-0,35mg, que é o mais pequeno entre os plásticos. Se for adicionado MoS2, óleo de silicone, grafite, etc., o coeficiente de fricção pode ser reduzido e a resistência ao desgaste pode ser melhorada.

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%.

Quais são as condições do processo de moldagem por injeção de 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 Guia de conceção de moldes de injeção.

Temperatura do cano: 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 do bico: 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.

Temperatura do molde: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.

Pressão

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.

Aumentar a contrapressão aumentará a temperatura de fusão, reduzirá a velocidade de plastificação, tornará a temperatura de fusão uniforme, misturará os corantes uniformemente e descarregará o gás de fusão, mas estenderá o ciclo de moldagem. A contrapressão do TPU é normalmente 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.

Tempo

O tempo que leva para fazer uma injeção é chamado de ciclo de moldagem. O ciclo de moldagem inclui o tempo que demora a encher o molde, o tempo que demora a segurar o molde, o tempo que demora a arrefecer o molde e outros tempos (como o tempo que demora a abrir o molde, a retirar a peça do molde e a fechar o molde), que afectam a quantidade de trabalho que pode fazer e a utilização do seu equipamento.

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.

Velocidade de injeção

A velocidade de injeção é determinada principalmente pela configuração dos produtos de TPU. Os produtos com faces de extremidade espessas requerem velocidades de injeção mais baixas, enquanto os produtos com faces de extremidade finas requerem velocidades de injeção mais rápidas.

Velocidade do parafuso

Quando se processam produtos de TPU, é necessário utilizar uma taxa de cisalhamento baixa, pelo que é necessário utilizar uma velocidade de rosca mais baixa. A velocidade do parafuso do TPU é geralmente 20~80r/min, e 20~40r/min é melhor.

Tratamento de paragem

Uma vez que o TPU pode degradar-se após ser exposto a altas temperaturas durante muito tempo, deve ser limpo com PS, PE, plásticos acrílicos ou ABS após o encerramento; se o encerramento exceder 1 hora, o aquecimento deve ser desligado.

Pós-processamento de produtos

O TPU tem frequentemente uma cristalização, orientação e contração irregulares devido a uma plastificação desigual no cilindro ou a diferentes taxas de arrefecimento na cavidade do molde. Isto resulta em tensão interna no produto, que é mais proeminente em produtos de paredes espessas ou produtos com inserções de metal.

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.

A temperatura de recozimento de produtos com elevada dureza é também elevada, e a temperatura de recozimento de produtos com baixa dureza é também baixa. Uma temperatura demasiado elevada pode provocar o empeno ou a deformação do produto, e uma temperatura demasiado baixa não permite atingir o objetivo de eliminar as tensões internas.

Reciclagem de materiais reciclados

No processo de processamento do TPU, os materiais residuais, tais como canais, sprues e peças fora das especificações, podem ser reciclados e reutilizados. A partir dos resultados dos testes, os materiais reciclados do 100% sem mistura com novos materiais não reduzem significativamente as propriedades mecânicas e podem ser totalmente utilizados.

Quais são as precauções no processo de moldagem por injeção de materiais TPU?

Secagem de materiais

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.

Processamento de material reciclado

Os materiais dos bicos, os materiais das máquinas de lavar roupa ou os produtos finais de má qualidade podem ser triturados e misturados com novos materiais, mas devem ser novamente secos antes de serem utilizados. Devido a alguns requisitos físicos mecânicos, os materiais reciclados não podem ser utilizados em processos de moldagem por injeção.

Mais de 30% de todas as matérias-primas. Os materiais reciclados extrudidos devem ser processados separadamente ou adicionados a novos materiais de moldagem por injeção. Além disso, os materiais reciclados não devem ser armazenados durante demasiado tempo. Utilizar topos secos. Os resíduos que não podem ser reciclados podem ser incinerados para obter calor.

Controlo da velocidade e da pressão de injeção

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.

Controlo da temperatura do molde

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.

Evitar o aquecimento excessivo e o cisalhamento

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.

Manter um ambiente de moldagem por injeção limpo

A limpeza do ambiente de moldagem por injeção é muito importante para a qualidade da moldagem por injeção dos materiais TPU. Se existirem impurezas e manchas de óleo, estas podem aderir à superfície do molde ou misturar-se no material, o que causará defeitos na superfície do produto ou degradação do desempenho.

Qual é o fluxo do processo de moldagem por injeção de material TPU?

Preparação do material

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.

Conceção de moldes

Ao conceber um molde de injeção de material TPU, é necessário ter em conta factores como a fluidez do material, a retração e a desmoldagem do produto. Uma conceção razoável do molde pode reduzir eficazmente a taxa de defeitos do produto e melhorar a eficiência da produção.

Seleção de máquinas de moldagem por injeção

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.

Definição dos parâmetros do processo de moldagem por injeção

A definição dos parâmetros do processo de moldagem por injeção é crucial para garantir a qualidade da moldagem por injeção de material TPU. Estes parâmetros incluem a pressão de injeção, a velocidade de injeção, o tempo de espera, a temperatura do molde, 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.

Pós-processamento de produtos

Após a moldagem por injeção, os produtos TPU têm de ser pós-processados para eliminar o stress interno, melhorar a estabilidade dimensional e a qualidade da superfície. Os métodos comuns de pós-processamento incluem tratamento térmico, arrefecimento e tratamento de superfície.

O tratamento térmico pode eliminar as tensões internas geradas pelo produto durante o processo de moldagem por injeção e melhorar a sua estabilidade dimensional. O arrefecimento ajuda o produto a moldar-se rapidamente e a reduzir a deformação. O tratamento da superfície pode melhorar o aspeto e o desempenho do produto.

Quais são os defeitos no processo de moldagem por injeção de materiais TPU?

O produto tem fissuras

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.

Para evitar fissuras causadas por uma desmoldagem deficiente, a cavidade do molde deve ter uma inclinação de desmoldagem suficiente, e o tamanho, posição e forma do pino ejetor devem ser adequados. Ao ejetar, a resistência à desmoldagem de cada parte do produto deve ser 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 se enche demasiado o molde, também se coloca mais tensão nos componentes do molde, o que torna mais difícil retirar a peça do molde e faz com que a peça se rache (ou até parta). Quando isto acontece, é necessário reduzir a pressão de injeção para parar o enchimento excessivo.

A tensão interna resultante do enchimento excessivo permanece normalmente na área da porta. A área próxima do portão é frágil, especialmente a área direta do portão, e partirá devido à tensão interna.

Fraco brilho superficial dos produtos

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.

Além disso, se o material absorver humidade ou estiver contaminado com substâncias voláteis ou matérias estranhas, pode levar a um fraco brilho da superfície. Por conseguinte, deve prestar-se atenção aos factores relacionados com o molde e os materiais.

O produto tem rebarbas

Os produtos de TPU têm frequentemente rebarbas. Quando a pressão da matéria-prima na cavidade do molde é demasiado grande, a força de separação gerada é maior do que a força de aperto, forçando o molde a abrir, fazendo com que a matéria-prima transborde e forme rebarbas.

Existem muitas razões para as rebarbas, tais como problemas com as matérias-primas, problemas com a máquina de moldagem por injeção, ajuste inadequado ou mesmo o próprio molde. Portanto, ao determinar a causa das rebarbas, proceda do mais fácil para o mais difícil.

Verificar se as matérias-primas estão bem secas, se existem objectos estranhos misturados, se estão misturados diferentes tipos de matérias-primas e a influência da viscosidade das matérias-primas.

ajustar corretamente o sistema de controlo da pressão da máquina de moldagem por injeção e o ajuste da velocidade de injeção deve ser coordenado com a força de aperto utilizada; se certas partes do molde estão gastas, se os orifícios de exaustão estão bloqueados e se o desenho do canal de fluxo é razoável.

se existe um desvio no paralelismo entre os modelos da máquina de moldagem por injeção, se a distribuição da força do tirante do modelo é uniforme e se o anel de verificação do parafuso e o cilindro de fusão estão gastos.

Enchimento insuficiente de produtos

Quando o material fundido não flui através de todos os cantos do molde, é chamado de enchimento insuficiente. Existem algumas razões para isso: as condições de moldagem aren\'t set right, o molde isn\'t projetado ou feito bem, o produto tem partes grossas e partes finas, e assim por diante.

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.

Deformação e empeno do produto

As razões para o empeno e a deformação dos produtos moldados por injeção de TPU são um tempo de arrefecimento e moldagem demasiado curto, uma temperatura do molde demasiado elevada e irregular e um sistema de canais de fluxo assimétrico.

Por conseguinte, ao conceber o molde, tente evitar uma diferença de espessura demasiado grande na mesma peça de plástico; evite ângulos agudos excessivos; evite uma zona tampão demasiado curta, de modo a que as espessuras sejam muito diferentes; além disso, preste atenção à definição do número adequado de ejectores e à conceção de um canal de fluxo de arrefecimento da cavidade razoável.

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.

Ao controlar com precisão os principais elos e pontos técnicos no processo de moldagem por injeção, podemos produzir produtos de TPU de alta qualidade e precisão. No futuro, com a melhoria contínua do desempenho do material TPU e a inovação contínua da tecnologia de moldagem por injeção, temos razões para acreditar que a tecnologia de moldagem por injeção de material TPU será amplamente utilizada em mais áreas e promoverá o desenvolvimento sustentável das indústrias relacionadas.

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. ↩