Resolução de problemas de estabilidade da cor para peças exteriores em TPU durante o ensaio de protótipos
Como ajudámos um estúdio de design alemão a ultrapassar os desafios da estabilidade da cor em produtos de segurança TPU para exteriores através de soluções de materiais inovadores e protocolos de teste rigorosos.
Descrição geral do projeto
Um designer de produto de um estúdio de design profissional alemão abordou-nos para o ajudarmos a produzir um produto de segurança para o exterior para o seu cliente no mercado europeu. Este projeto exigia uma solução de moldagem por injeção personalizada que garantisse flexibilidade, impermeabilidade e resistência ao impacto, mantendo simultaneamente uma elevada visibilidade através de cores vibrantes.
O projetista já tinha concluído a modelação 3D e o desenho da aparência. Depois de receber os desenhos do projeto, a nossa equipa de engenharia efectuou imediatamente uma análise de viabilidade estrutural e de processo. Estruturalmente, o produto era totalmente adequado para a produção por moldagem por injeção.
Detalhes do projeto
O desafio
Desafio da cor
Para cumprir os requisitos funcionais e de utilização, o designer decidiu - após consulta connosco - utilizar material de borracha macia TPU/TPE e solicitou uma cor laranja fluorescente para aumentar a visibilidade no exterior.
Alerta de engenharia: Com base na nossa vasta experiência, o laranja fluorescente nos materiais TPU/TPE é altamente suscetível à degradação e descoloração pelos raios UV, o que o torna inadequado para uma utilização prolongada no exterior.
O nosso processo de solução
Verificação da hipótese (produção experimental e ensaios no exterior):
Para verificar este risco, decidimos efetuar um teste prático. Utilizando um dos nossos moldes de borracha macia TPU existentes, produzimos um pequeno lote de amostras de TPU laranja fluorescente e efectuámos testes de exposição no exterior.
Resultados dos testes
Durante os testes, os resultados confirmaram a previsão dos nossos engenheiros - a cor mudou visivelmente num curto espaço de tempo, mostrando desvanecimento e uma ligeira variação de tonalidade.
Soluções e etapas de implementação:
① Pausa na criação de ferramentas formais - Resolva o problema primeiro
Aconselhámos o cliente a adiar o desenvolvimento formal do molde e a produção enquanto realizava uma análise detalhada do sistema de pigmentos e do processo de dispersão. Este passo reflecte a nossa prática padrão como fabricante de moldes personalizados que valoriza a estabilidade do processo antes de aumentar a escala.
② Solução técnica: Análise de Masterbatch TPU
Vantagens:
- Os pigmentos pré-dispersos evitam a aglomeração
- Melhoria da uniformidade de dispersão
- Maior resistência às intempéries
Limitações:
- Requisitos elevados de MOQ
- Caro para pequenos lotes
- Não económico para encomendas iniciais
③ Direção de otimização: Ajuste do sistema de cores
Após uma avaliação de engenharia, o ajuste do sistema de cores foi mais prático e económico do que a utilização de masterbatch para clientes conscientes dos custos que ainda necessitavam de resistência às intempéries.
Solução final
Uma vez que o laranja fluorescente pertence a um sistema de cor brilhante, mas instável, que se degrada facilmente sob exposição aos raios UV, sugerimos a mudança para um cor laranja-vermelha clara como um compromisso - mantinha uma boa visibilidade e oferecia uma resistência muito melhor às intempéries.
Verificação e resultados:
Teste de sucesso
Utilizámos o nosso molde interno de borracha macia TPU para uma segunda ronda de produção experimental e testes no exterior. As amostras melhoradas foram submetidas a 14 dias de exposição contínua ao ar livre.
Entrega rápida:
Depois de confirmarmos a viabilidade da nova solução, avançámos imediatamente com o fabrico de ferramentas e a produção, completando rapidamente as amostras de pequenos lotes na nova cor. As amostras foram entregues dentro do prazo, permitindo que o cliente exibisse com sucesso o produto na sua feira comercial europeia - onde recebeu feedback muito positivo.
Análise da causa raiz
① Diferentes sistemas de coloração:
A borracha macia TPU tem um comportamento muito diferente dos plásticos duros, como o ABS ou o PC. O TPU requer a utilização de pigmentos orgânicos especiais para a coloração, enquanto os plásticos duros utilizam frequentemente corantes mais estáveis e menos susceptíveis de desvanecer.
② Os pigmentos fluorescentes são difíceis de dispersar
Para obter o efeito laranja fluorescente brilhante original, é necessária uma carga de pigmento significativamente mais elevada (10-20× a das cores normais). Estas concentrações elevadas são extremamente difíceis de dispersar uniformemente em TPU.
③ Incompatibilidade de pigmentos e TPU
Mesmo que sejam utilizados pigmentos fluorescentes concebidos para plásticos duros, a sua compatibilidade com o TPU é fraca. Em utilização no exterior, a descoloração é visível após apenas 10-15 dias de exposição.
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