ما هو قولبة حقن البولي يوريثان TPU

صب حقن TPU يشير إلى عملية حقن البولي يوريثان بالحرارة (TPU) في قالب لإنتاج منتج نهائي. البولي يوريثان الحراري هو نوع من المواد التي تتميز بخصائص كل من اللدائن الحرارية واللدائن المرنة. وغالباً ما يستخدم لإنتاج منتجات تتطلب المرونة والمتانة ومقاومة التآكل.

إن قولبة حقن البولي يوريثان TPU هي عملية متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك الأحذية والقطع الصناعية والأجهزة الطبية وغيرها. وهي توفر العديد من المزايا مقارنةً بطرق التصنيع التقليدية، بما في ذلك انخفاض التكاليف وسرعة أوقات الإنتاج ومرونة أكبر في التصميم. كما أن مواد TPU قابلة لإعادة التدوير، مما يجعلها خياراً أكثر استدامة للمصنعين.

قولبة حقن البولي يوريثين بالحرارة (TPU) لها العديد من الطرق، بما في ذلك القولبة بالحقن، والقولبة بالنفخ، والقولبة بالضغط، والقولبة بالبثق، وما إلى ذلك، ومن بين هذه الطرق، فإن القولبة بالحقن هي الأكثر استخدامًا. صب حقن TPU الأجزاء، والتي تنقسم إلى ثلاث مراحل: التلدين المسبق، والحقن، والإخراج. تنقسم ماكينة الحقن إلى نوع المكبس والنوع اللولبي. يوصى باستخدام ماكينة الحقن من النوع اللولبي لأنها توفر سرعة موحدة وتلدينًا وذوبانًا موحدًا.

1. تصميم ماكينة الحقن

يتم تبطين ماسورة ماكينة الحقن بـ سبائك النحاس والألومنيوموالمسمار مطلي بالكروم لمنع التآكل. نسبة طول قطر المسمار اللولبي L / D = 16 ~ 20 أفضل، 15 على الأقل؛ نسبة الضغط هي 2.5/1 ~ 3.0/1. طول قسم التغذية 0.5 لتر، وقسم الضغط 0.3 لتر، وقسم القياس 0.2 لتر. يجب تركيب حلقة الفحص بالقرب من الجزء العلوي من البرغي لمنع التدفق العكسي والحفاظ على أقصى ضغط.

يجب معالجة TPU بفوهة ذاتية التدفق، وأن يكون المخرج مخروطيًا مقلوبًا، وأن يكون قطر الفوهة أكثر من 4 مم، وأقل من 0.68 مم من مدخل طوق القناة الرئيسية، ويجب أن تكون الفوهة مزودة بحزام تسخين يمكن التحكم فيه لمنع تصلب المواد.

من وجهة نظر اقتصادية، يجب أن يكون حجم الحقن 40% - 80% من الكمية الكمية. سرعة اللولب 20-50 دورة/دقيقة.

2. تصميم القوالب لقولبة حقن TPU

يجب الانتباه في تصميم القالب إلى النقاط التالية عند التشكيل باستخدام قولبة حقن مادة tpu:

(1) انكماش أجزاء قولبة TPU المقولبة

يتأثر الانكماش بصلابة المواد الخام، والسماكة، والشكل، ودرجة حرارة التشكيل، ودرجة حرارة القالب، وظروف التشكيل الأخرى. بشكل عام، يتراوح نطاق الانكماش بشكل عام بين 0.005-0.020 سم/سم. على سبيل المثال، تتقلص قطعة اختبار مستطيلة الشكل مقاس 100 × 10 × 2 مم في اتجاه طول البوابة واتجاه التدفق، وتكون صلابة 75A أكبر بمقدار 2-3 مرات من صلابة 60 درجة شاطئ. يظهر تأثير صلابة وسمك TPU على الانكماش في الشكل 1. يمكن ملاحظة أنه عندما تكون صلابة TPU بين 78أ و90أ، ينخفض الانكماش مع زيادة السماكة؛ وعندما تكون الصلابة بين 95أ و74د، يزداد الانكماش قليلاً مع زيادة السماكة.

(2) بئر العداء والفتحة الباردة (2)

العداء الرئيسي هو جزء من العداء الذي يربط فوهة الحاقن بقناة التحويلة أو التجويف في القالب. يجب أن يتم توسيع القطر إلى الداخل، بزاوية تزيد عن درجتين، وذلك لتسهيل إزالة نباتات قناة التدفق. قناة التحويلة هي القناة التي تربط بين القناة الرئيسية وكل تجويف في القالب متعدد الأخاديد، ويجب أن يكون ترتيبها على القالب متماثلًا ومتساوي المسافة. يمكن أن تكون قناة التدفق دائرية وشبه دائرية ومستطيلة بقطر 6-9 مم. يجب صقل سطح العداء مثل التجويف لتقليل مقاومة التدفق وتوفير سرعة تعبئة أسرع.

البئر الباردة عبارة عن مكان فارغ (عداء تمديد إضافي) في نهاية العداء الرئيسي، والذي يستخدم لالتقاط المادة الباردة الناتجة بين الحقنتين في نهاية الفوهة، وذلك لمنع انسداد عداء التحويل أو البوابة من الانسداد بواسطة المادة الباردة. عندما يتم خلط المادة الباردة في تجويف القالب، يكون من السهل حدوث الضغط الداخلي للمنتج. يبلغ قطر فتحة المادة الباردة 8-10 مم، ويبلغ طولها حوالي 6 مم.

(3) البوابة والفتحة

البوابة هي العداء الذي يربط قناة التدفق الرئيسية أو قناة التحويلة والتجويف. وعادة ما تكون مساحة مقطعها العرضي أصغر من ممر العداء، وهو أصغر جزء من نظام العداء، ويجب أن يكون طولها قصيرًا. ويكون شكل البوابة مستطيل أو دائري، ويزداد حجمها مع زيادة سُمك المنتج.

سمك المنتج أقل من 4 مم، بقطر 1 مم؛ سمك البوابة 4-8 مم، بقطر 1.4 مم؛ سمك البوابة أكثر من 8 مم، بقطر 2.0-2.7 مم. يتم اختيار موضع البوابة بشكل عام في الجزء الأكثر سمكًا من المنتج، والذي لا يؤثر على المظهر والاستخدام، ويكون بزاوية قائمة مع القالب، وذلك لمنع الانكماش وتجنب النمط الحلزوني.

فتحة العادم أو فتحة التنفيس هي نوع من منافذ الهواء من نوع الفتحة المفتوحة في القالب، والتي تُستخدم لمنع دخول المواد المنصهرة إلى القالب من التورط في الغاز وتفريغ الغاز من تجويف القالب.

وبخلاف ذلك، ستحتوي المنتجات على ثقوب هواء، أو انصهار ضعيف، أو تعبئة غير كافية أو مصيدة هواء، أو حتى حرق المنتجات بسبب ارتفاع درجات الحرارة الناجم عن ضغط الهواء، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي للمنتجات. يمكن ضبط منفذ العادم في نهاية تدفق الذوبان في تجويف القالب أو على خط فراق قالب بلاستيكيوهي عبارة عن فتحة صب بعمق 0.15 مم وعرض 6 مم.

من الضروري التحكم في درجة حرارة قالب TPU بالتساوي قدر الإمكان لتجنب التواء الأجزاء والتواء الأجزاء، فيما يلي بعض منتجات القولبة بالحقن TPU التي صنعناها من قبل. إذا كان لديك أي متطلبات لمنتجات قولبة حقن TPU أو TPE، فيُرجى الاتصال بنا.

3 شروط التشكيل

أهم شروط الصب الأكثر أهمية لـ TPU (بولي يوريثان لدن بالحرارة) هي درجة الحرارة والضغط والوقت التي تؤثر على تدفق وتبريد اللدونة. ستؤثر هذه المعلمات على مظهر وأداء أجزاء حقن حقن TPU. يجب أن تكون ظروف المعالجة الجيدة قادرة على الحصول على أجزاء بيضاء إلى بيج.

(1) درجة الحرارة

تتضمن درجة الحرارة التي يجب التحكم فيها في عملية قولبة حقن البلاستيك TPU درجة حرارة البرميل ودرجة حرارة الفوهة ودرجة حرارة القالب. تؤثر درجة الحرارة الأولى والثانية بشكل أساسي على تلدين وتدفق TPU، وتؤثر درجة الحرارة الثانية على تدفق وتبريد جزء القولبة بالحقن TPU.

• درجة حرارة البرميل - يرتبط اختيار درجة حرارة البرميل بصلابة مادة TPU. تكون درجة حرارة انصهار مادة TPU ذات الصلابة العالية عالية، وتكون أعلى درجة حرارة في نهاية البرميل عالية أيضًا. نطاق درجة حرارة البرميل المستخدم في معالجة TPU هو 177 ~ 232 ℃. يكون توزيع درجة حرارة البرميل عمومًا من جانب واحد (الطرف الخلفي) من القادوس إلى الفوهة (الطرف الأمامي)، ويزداد تدريجيًا، وذلك لجعل درجة حرارة TPU ترتفع بثبات وتحقيق الغرض من التلدين الموحد.
• درجة حرارة الفوهة - عادةً ما تكون درجة حرارة الفوهة أقل قليلًا من درجة الحرارة القصوى للبرميل لمنع اللعاب المحتمل للمادة المنصهرة في الفوهة المستقيمة. إذا تم استخدام فوهة القفل الذاتي لمنع اللعاب، يمكن أيضًا التحكم في درجة حرارة الفوهة ضمن نطاق درجة الحرارة القصوى للبرميل.
• درجة حرارة العفن - تؤثر درجة حرارة القالب تأثيرًا كبيرًا على الأداء الداخلي والجودة الظاهرة لمنتجات TPU. ويعتمد ذلك على تبلور مادة TPU وحجم المنتجات. وعادةً ما يتم التحكم في درجة حرارة القالب بواسطة وسيط تبريد بدرجة حرارة ثابتة مثل ماء الماكينة.
  يتميز TPU بصلابة عالية، وبلورة عالية، ودرجة حرارة عالية للقالب. على سبيل المثال، تكسين، صلابة 480A، درجة حرارة القالب 20-30 ℃؛ صلابة 591A، درجة حرارة القالب 30-50 ℃؛ صلابة 355d، درجة حرارة القالب 40-65 ℃. تكون درجة حرارة القالب لمنتجات TPU بشكل عام 10-60 ℃. تكون درجة حرارة القالب منخفضة، ويتم تجميد المواد الذائبة في وقت مبكر جدًا ويتم إنتاج خط انسيابي، وهو ما لا يساعد على نمو الكريات، بحيث تكون بلورة المنتجات منخفضة، وستحدث عملية التبلور المتأخرة، مما يؤدي إلى انكماش ما بعد الانكماش وتغيير أداء المنتجات.
• الضغط - الضغط - ال عملية الحقن هو الضغط بما في ذلك ضغط التلدين (الضغط الخلفي) وضغط الحقن. عندما يتراجع البرغي، يكون الضغط على الجزء العلوي من الذوبان هو الضغط الخلفي، والذي يتم تنظيمه بواسطة صمام الفائض. ستؤدي زيادة الضغط الخلفي إلى زيادة درجة حرارة الذوبان، وتقليل سرعة التلدين، وجعل درجة حرارة الذوبان موحدة ومزيج اللون موحدًا، وتفريغ الغاز الذائب، ولكن سيؤدي إلى إطالة دورة التشكيل. الضغط الخلفي ل TPU عادة ما يكون 0. 3 ~ 4MPa. ضغط الحقن هو الضغط الذي يمارسه الجزء العلوي من البرغي على TPU. وتتمثل وظيفته في التغلب على مقاومة تدفق مادة TPU من البرميل إلى التجويف، وملء القالب بالمواد المنصهرة، وضغط المواد المنصهرة.
  ترتبط مقاومة التدفق ومعدل ملء TPU ارتباطًا وثيقًا بلزوجة الذوبان، بينما ترتبط لزوجة الذوبان ارتباطًا مباشرًا بصلابة TPU ودرجة حرارة الذوبان، أي أن لزوجة الذوبان لا تتحدد فقط بدرجة الحرارة والضغط، ولكن أيضًا بصلابة TPU ومعدل التشوه. فكلما زاد معدل القص، انخفضت اللزوجة؛ وكلما زادت صلابة TPU، زادت اللزوجة.
  العلاقة بين اللزوجة ومعدل القص للراتنج بصلابة مختلفة (240 ℃). عند نفس معدل القص، تنخفض اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة، ولكن عند معدل القص المرتفع، لا تتأثر اللزوجة بدرجة الحرارة كما هو الحال عند معدل القص المنخفض. يبلغ ضغط حقن TPU بشكل عام 20 ~ 110 ميجا باسكال. يبلغ ضغط التثبيت حوالي نصف ضغط الحقن، ويجب أن يكون الضغط الخلفي 1. أقل من 4 ميجا باسكال لجعل TPU ملدنًا بالتساوي.
• زمن الدورة - يسمى زمن الدورة اللازمة لإكمال عملية الحقن بزمن دورة الصب. ويشمل زمن الدورة زمن التعبئة وزمن الانتظار وزمن التبريد والأوقات الأخرى (الفتح، وإزالة القالب، والإغلاق، وما إلى ذلك)، مما يؤثر بشكل مباشر على إنتاجية العمالة واستخدام المعدات. عادةً ما يتم تحديد دورة تشكيل TPU حسب الصلابة والسُمك والتكوين. دورة الصلابة العالية من TPU قصيرة، ودورة سماكة الجزء البلاستيكي طويلة، والدورة المعقدة لتكوين الجزء البلاستيكي طويلة، ودورة التشكيل مرتبطة أيضًا بدرجة حرارة القالب. تتراوح دورة تشكيل TPU بشكل عام بين 20-60 ثانية.
• سرعة الحقن - تعتمد سرعة الحقن بشكل أساسي على تكوين منتجات القولبة بالحقن TPU. تحتاج المنتجات ذات الوجه النهائي السميك إلى سرعة حقن أقل، بينما تحتاج المنتجات ذات الوجه النهائي الرقيق إلى سرعة حقن أسرع.
• سرعة اللولب - تتطلب معالجة منتجات القولبة بالحقن TPU عادةً معدل قص منخفض، لذا فإن سرعة اللولب المنخفضة مناسبة. تبلغ سرعة اللولب في TPU بشكل عام 20-80 لفة/دقيقة، لذلك يفضل أن تكون 20-40 لفة/دقيقة.

(2) معالجة الإغلاق

كما TPU (بولي يوريثان لدن بالحرارة) قد تتحلل في وقت ممتد تحت درجة حرارة عالية، يجب استخدام بلاستيك PS أو PE أو بلاستيك الأكريليت أو ABS للتنظيف بعد الإغلاق؛ إذا استمر الإغلاق لأكثر من ساعة واحدة، يجب إيقاف التسخين.

(3) المعالجة اللاحقة للمنتجات

وبسبب التلدين غير المتساوي لبولي بروبيلين ثلاثي الفينيل متعدد الكلور في البرميل أو معدلات التبريد المختلفة في تجويف القالب، فإنه غالبًا ما ينتج عنه تبلور وتوجيه وانكماش غير متساوٍ، مما يؤدي إلى وجود إجهاد داخلي في المنتجات، وهو ما يكون أكثر بروزًا في المنتجات ذات الجدران السميكة أو المنتجات ذات الحشوات المعدنية. وغالبًا ما تنخفض الخواص الميكانيكية للمنتجات ذات الإجهاد الداخلي، ويتعرض سطح المنتجات للجنون أو حتى التشوه والتشقق. وتتمثل طريقة حل هذه المشاكل في الإنتاج في تلدين المنتجات.

وتعتمد درجة حرارة التلدين على صلابة منتجات حقن TPU المصبوبة بالحقن. المنتجات ذات الصلابة العالية لها درجات حرارة تلدين أعلى ودرجات حرارة صلابة أقل. قد تتسبب درجات الحرارة المرتفعة جدًا في حدوث التواء أو تشوه في المنتجات، ولا يمكن لدرجات الحرارة المنخفضة جدًا أن تزيل الإجهاد الداخلي. يجب تلدين TPU في درجة حرارة منخفضة لفترة طويلة، ويمكن وضع المنتجات ذات الصلابة المنخفضة في درجة حرارة الغرفة لعدة أسابيع لتحقيق أفضل أداء. يمكن تلدين الصلابة 80 ℃ × 20 ساعة تحت الشاطئ A85، و100 ℃ × 20 ساعة فوق A85. يمكن إجراء عملية التلدين في فرن الهواء الساخن، مع الانتباه إلى الموضع حتى لا تسخن المنتجات وتشوهها محليًا.

لا يمكن أن يؤدي التلدين إلى التخلص من الإجهاد الداخلي فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين الخواص الميكانيكية. نظرًا لأن TPU عبارة عن شكل ثنائي الطور، يحدث خلط الطور أثناء العمل الساخن ل TPU. عندما يحدث منتج القولبة بالحقن TPU يتم تبريده بسرعة، بسبب اللزوجة العالية وبطء فصل الطور، يجب أن يكون لديه وقت كافٍ للانفصال وتشكيل منطقة متناهية الصغر، وذلك للحصول على أفضل أداء.

(4) قولبة الحقن المرصعة (4)

من أجل تلبية احتياجات قوة التجميع والخدمة, أجزاء القولبة بالحقن TPU يجب تضمينها بإدخالات معدنية. توضع الحشوة المعدنية أولاً في موضع محدد مسبقًا في القالب ثم يتم حقنها في منتج كامل. ونظرًا للاختلاف الكبير في الخواص الحرارية والانكماش بين الإدخال المعدني وبولي بروبيلين تيرفثالات TPU، فإن منتجات TPU المزودة بإدخالات لا يتم ربطها بإحكام.

ويتمثل الحل في التسخين المسبق للإدخال المعدني لأن فرق درجة حرارة الذوبان ينخفض بعد التسخين المسبق بحيث يمكن تبريد الذوبان حول الإدخال ببطء ويكون الانكماش منتظمًا نسبيًا أثناء عملية الحقن، ويمكن أن يحدث قدر معين من تأثير تغذية المواد الساخنة لمنع حدوث إجهاد داخلي مفرط حول الإدخال.

من السهل ترصيع TPU وشكل البطانة غير محدود. فقط بعد إزالة الشحوم من البطانة، يتم تسخينها عند 200-230 درجة مئوية لمدة 1. يمكن أن تصل قوة التقشير إلى 6-9 كجم / 25 مم في 5-2 دقيقة. من أجل الحصول على ترابط أقوى، يمكن طلاء البطانة بمادة لاصقة، ثم تسخينها عند 120 درجة مئوية، ثم حقنها. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن مادة TPU المستخدمة يجب ألا تحتوي على مواد تشحيم.

(5) إعادة تدوير المواد المعاد تدويرها

في عملية معالجة قولبة حقن TPU، يمكن إعادة تدوير النفايات مثل قناة التدفق الرئيسية وقناة التحويلة والمنتجات غير المؤهلة. ووفقًا للنتائج التجريبية، يمكن استخدام المواد المعاد تدويرها 100% بالكامل دون إضافة مواد جديدة، ولا يتم تقليل الخواص الميكانيكية بشكل خطير.

ومع ذلك، من أجل الحفاظ على الخواص الفيزيائية والميكانيكية وظروف الحقن في أفضل مستوى، يوصى بأن تكون نسبة المواد المعاد تدويرها 25% ~ 30%. وتجدر الإشارة إلى أن نوع ومواصفات المواد المعاد تدويرها والمواد الجديدة يجب أن تكون هي نفسها.

يجب عدم استخدام المواد المعاد تدويرها الملوثة أو الملدنة. يجب عدم تخزين المواد المعاد تدويرها لفترة طويلة. من الأفضل تحبيبها وتجفيفها على الفور. بشكل عام، يجب تقليل لزوجة ذوبان المواد المعاد تدويرها وتعديل ظروف التشكيل.

تحقق من المزيد صب حقن TPU معلومات أو للاتصال بنا