Vstřikování TPU

Co je vstřikování TPU

Vstřikování TPU označuje proces vstřikování termoplastického polyuretanu (TPU) do formy za účelem výroby hotového výrobku. TPU je typ materiálu, který vykazuje vlastnosti termoplastů i elastomerů. Často se používá k výrobě výrobků, které vyžadují pružnost, trvanlivost a odolnost proti oděru.

Vstřikování TPU je univerzální proces, který lze použít k výrobě široké škály výrobků, včetně obuvi, průmyslových dílů, zdravotnických prostředků a dalších. Oproti tradičním výrobním metodám nabízí mnoho výhod, včetně nižších nákladů, kratších výrobních časů a větší flexibility designu. Materiály TPU jsou také recyklovatelné, takže pro výrobce představují udržitelnější variantu.

Vstřikování TPU (termoplastického polyuretanu) proces má mnoho metod, včetně vstřikování, vyfukování, lisování, vytlačování atd., mezi nimiž je vstřikování nejčastěji používáno. Vstřikování TPU dílů, které jsou rozděleny do tří fází: předplastikování, vstřikování a vysunutí. Vstřikovací stroj se dělí na pístový a šroubový. Vstřikovací stroj šnekového typu se doporučuje, protože zajišťuje rovnoměrnou rychlost, plastifikaci a tavení.

1. Konstrukce vstřikovacího stroje

Těleso vstřikovacího stroje je vyloženo slitina mědi a hliníkua šroub je pochromovaný, aby se zabránilo opotřebení. Poměr délky a průměru šroubu L / D = 16 ~ 20 je lepší, nejméně 15; kompresní poměr je 2,5/1 ~ 3,0/1. Délka podávací části je 0,5 l, kompresní část je 0,3 l a dávkovací část je 0,2 l. Zpětný kroužek musí být instalován v blízkosti horní části šneku, aby se zabránilo zpětnému toku a udržel se maximální tlak.

TPU by měl být zpracováván pomocí samoprůtokové trysky, výstupem je obrácený kužel, průměr trysky je větší než 4 mm, méně než 0,68 mm vstupního hrdla hlavního kanálu a tryska by měla být vybavena regulovatelným topným pásem, aby se zabránilo tuhnutí materiálu.

Z ekonomického hlediska by měl být objem vstřiku 40% - 80% kvantitativního množství. Rychlost šneku je 20-50 R/min.

2. Konstrukce formy pro vstřikování TPU

Při navrhování forem je třeba věnovat pozornost následujícím bodům. vstřikování materiálu tpu:

(1) smršťování výlisků z TPU

Smršťování je ovlivněno tvrdostí surovin, tloušťkou, tvarem, teplotou tváření, teplotou formy a dalšími podmínkami tváření. Obecně se smrštění pohybuje v rozmezí 0,005-0,020 cm/cm. Například obdélníkový zkušební kus o rozměrech 100 × 10 × 2 mm se smršťuje ve směru délky brány a ve směru toku a tvrdost 75A je 2-3krát větší než tvrdost 60 Shoreho stupně. Vliv tvrdosti a tloušťky TPU na smrštění je znázorněn na obrázku 1. Je vidět, že pokud je tvrdost TPU mezi 78a a 90a, smrštění se s rostoucí tloušťkou snižuje; pokud je tvrdost mezi 95A a 74d, smrštění se s rostoucí tloušťkou mírně zvyšuje.

(2) Běhoun a studená štěrbina

Hlavní kanál je část kanálu, která spojuje vstřikovací trysku s bočním kanálem nebo dutinou ve formě. Průměr by měl být rozšířen směrem dovnitř pod úhlem větším než 2 stupně, aby se usnadnilo odstranění vegetace průtokového kanálu. Šuntovací kanál je kanál spojující hlavní kanál a každou dutinu ve vícedrážkové formě a jeho uspořádání na formě by mělo být symetrické a rovnoměrné. Průtokový kanál může být kruhový, půlkruhový a obdélníkový o průměru 6-9 mm. Povrch vtokového kanálu musí být vyleštěn stejně jako dutina, aby se snížil odpor proudění a zajistila se vyšší rychlost plnění.

Studená jímka je prázdné místo (dodatečná prodlužovací dráha) na konci hlavní dráhy, které slouží k zachycení studeného materiálu, který vzniká mezi dvěma vstřiky na konci trysky, aby se zabránilo zablokování odváděcí dráhy nebo šoupátka studeným materiálem. Když se studený materiál vmísí do dutiny formy, snadno dojde k vnitřnímu pnutí výrobku. Průměr otvoru pro studený materiál je 8-10 mm a velikost je přibližně 6 mm dlouhá.

(3) brána a větrací otvor

Brána je kanál spojující hlavní průtokový kanál nebo boční kanál s dutinou. Její průřez je obvykle menší než průchod kanálu, který je nejmenší částí systému kanálu, a její délka by měla být krátká. Tvar hradítka je obdélníkový nebo kruhový a jeho velikost se zvětšuje s tloušťkou výrobku.

Tloušťka výrobku je menší než 4 mm, průměr 1 mm; tloušťka brány je 4-8 mm, průměr 1,4 mm; tloušťka brány je větší než 8 mm, průměr 2,0-2,7 mm. Poloha hradítka se obvykle volí v nejtlustší části výrobku, která neovlivňuje vzhled a použití, a je v pravém úhlu k formě, aby se zabránilo smršťování a zabránilo se vzniku spirálového vzoru.

Výfuková nebo odvzdušňovací štěrbina je druh štěrbinového vývodu vzduchu otevřeného ve formě, který slouží k tomu, aby se do formy nedostal roztavený materiál, který se do ní dostává, a k odvádění plynu z dutiny formy.

V opačném případě budou mít výrobky vzduchové otvory, špatné tavení, nedostatečné plnění nebo vzduchovou past a dokonce dojde ke spálení výrobků v důsledku vysokých teplot způsobených stlačením vzduchu, což vede k vnitřnímu pnutí výrobků. Výfukový otvor může být nastaven na konci toku taveniny v dutině formy nebo na dělící čáře formy. plastové formy, což je 0,15 mm hluboká a 6 mm široká nalévací štěrbina.

Je nutné kontrolovat teplotu formy TPU co nejrovnoměrněji, aby nedocházelo k deformacím a kroucení dílů, níže jsou uvedeny některé výrobky ze vstřikování TPU, které jsme vyrobili dříve. Pokud máte jakýkoli požadavek na výrobky ze vstřikování TPU nebo TPE, kontaktujte nás.

3 Podmínky lisování

Nejdůležitější podmínkou formování TPU (termoplastický polyuretan) je teplota, tlak a čas, které ovlivňují tok a ochlazování při plastifikaci. Tyto parametry ovlivňují vzhled a výkon vstřikovaných dílů z TPU. Za dobrých podmínek zpracování by mělo být možné získat rovnoměrně bílé až béžové díly.

(1) Teplota

Teplota, kterou je třeba kontrolovat při vstřikování plastů TPU, zahrnuje teplotu válce, teplotu trysky a teplotu formy. První dvě teploty ovlivňují především plastifikaci a tok TPU a druhá ovlivňuje tok a chlazení vstřikovaného dílu z TPU.

• Teplota sudu - volba teploty hlavně souvisí s tvrdostí materiálu TPU. Teplota tání TPU s vysokou tvrdostí je vysoká a nejvyšší teplota na konci hlavně je rovněž vysoká. Teplotní rozsah hlavně používané pro zpracování TPU je 177 ~ 232 ℃. Rozložení teploty v sudu je obecně od jedné strany (zadní konec) násypky k trysce (přední konec) a postupně se zvyšuje, aby teplota TPU plynule rostla a bylo dosaženo účelu rovnoměrné plastifikace.
• Teplota trysky - teplota trysky je obvykle o něco nižší než maximální teplota hlavně, aby se zabránilo možnému slinutí roztaveného materiálu v přímém průchodu tryskou. Pokud je k zabránění slinování použita samosvorná tryska, lze teplotu trysky rovněž regulovat v rámci maximálního teplotního rozsahu hlavně.
• Teplota formy - teplota formy má velký vliv na vnitřní vlastnosti a zjevnou kvalitu výrobků z TPU. Závisí na krystalinitě TPU a velikosti výrobků. Teplota formy je obvykle řízena chladicím médiem s konstantní teplotou, například strojní vodou.
  TPU má vysokou tvrdost, vysokou krystalinitu a vysokou teplotu při formování. Například Texin, tvrdost 480A, teplota formy 20-30 ℃; tvrdost 591A, teplota formy 30-50 ℃; tvrdost 355d, teplota formy 40-65 ℃. Teplota formy pro výrobky z TPU je obvykle 10-60 ℃. Při nízké teplotě formy dochází k příliš brzkému zmrznutí taveného materiálu a vzniku proudnice, což neprospívá růstu sférolitů, takže krystalinita výrobků je nízká a dochází k pozdnímu procesu krystalizace, což způsobí dodatečné smrštění a změnu vlastností výrobků.
• Tlak - vstřikování je tlak včetně plastifikačního tlaku (protitlak) a vstřikovacího tlaku. Když šnek ustupuje, tlak na horní části taveniny je protitlak, který je regulován přepadovým ventilem. Zvýšení protitlaku zvýší teplotu taveniny, sníží rychlost plastikace, zajistí rovnoměrnou teplotu taveniny a rovnoměrnost barevné směsi a vypouštění taveninového plynu, ale prodlouží cyklus vstřikování. Protitlak TPU je obvykle 0,3 ~ 4 MPa. Vstřikovací tlak je tlak, kterým na TPU působí horní část šneku. Jeho funkcí je překonat odpor toku TPU z válce do dutiny, naplnit formu roztaveným materiálem a zhutnit roztavený materiál.
  Odolnost proti toku a rychlost plnění TPU úzce souvisí s viskozitou taveniny, zatímco viskozita taveniny přímo souvisí s tvrdostí TPU a teplotou taveniny, to znamená, že viskozita taveniny je určena nejen teplotou a tlakem, ale také tvrdostí TPU a rychlostí deformace. Čím vyšší je smyková rychlost, tím nižší je viskozita; čím vyšší je tvrdost TPU, tím vyšší je viskozita.
  Vztah mezi viskozitou a smykovou rychlostí pryskyřice s různou tvrdostí (240 ℃). Při stejné smykové rychlosti viskozita klesá s rostoucí teplotou, ale při vysoké smykové rychlosti není viskozita ovlivněna teplotou tak výrazně jako při nízké smykové rychlosti. Vstřikovací tlak TPU je obvykle 20 ~ 110 MPa. Udržovací tlak je přibližně polovina vstřikovacího tlaku a protitlak by měl být 1. Pod 4MPa, aby TPU rovnoměrně změkčil.
• Doba cyklu - doba cyklu potřebná k dokončení vstřikovacího procesu se nazývá doba vstřikovacího cyklu. Doba cyklu zahrnuje dobu plnění, dobu udržování, dobu chlazení a další časy (otevírání, vyjmutí formy, zavírání atd.), což přímo ovlivňuje produktivitu práce a využití zařízení. Tvarovací cyklus TPU je obvykle určen tvrdostí, tloušťkou a konfigurací. Cyklus vysoké tvrdosti TPU je krátký, cyklus tloušťky plastového dílu je dlouhý, složitý cyklus konfigurace plastového dílu je dlouhý a cyklus tváření souvisí také s teplotou formy. Tvarovací cyklus TPU se obvykle pohybuje v rozmezí 20-60 s.
• Rychlost vstřikování - rychlost vstřikování závisí především na konfiguraci výrobků ze vstřikovaného TPU. Výrobky s tlustou čelní plochou potřebují nižší vstřikovací rychlost, zatímco výrobky s tenkou čelní plochou potřebují vyšší vstřikovací rychlost.
• Rychlost šroubů - Zpracování výrobků ze vstřikovaného TPU obvykle vyžaduje nízkou smykovou rychlost, takže je vhodná nižší rychlost šneku. Rychlost šneku u TPU je obvykle 20-80 otáček za minutu, takže se upřednostňuje 20-40 otáček za minutu.

(2) Ošetření při vypnutí

Jako TPU (termoplastický polyuretan) může při vysoké teplotě delší dobu degradovat, po vypnutí by se měl k čištění použít PS, PE, akrylátový plast nebo ABS; pokud vypnutí trvá déle než 1 hodinu, je třeba vypnout ohřev.

(3) Následné ošetření výrobků

V důsledku nerovnoměrné plastifikace TPU v hlavni nebo rozdílné rychlosti chlazení v dutině lisu často dochází k nerovnoměrné krystalizaci, orientaci a smršťování, což vede k existenci vnitřního pnutí ve výrobcích, které je výraznější u tlustostěnných výrobků nebo výrobků s kovovými vložkami. Mechanické vlastnosti výrobků s vnitřním pnutím jsou často snížené a povrch výrobků je popraskaný nebo dokonce deformovaný a popraskaný. Způsobem, jak tyto problémy ve výrobě řešit, je žíhání výrobků.

Teplota žíhání závisí na tvrdosti vstřikovaných výrobků z TPU. Výrobky s vysokou tvrdostí mají vyšší teploty žíhání a nižší teploty tvrdosti. Příliš vysoké teploty mohou způsobit deformaci nebo deformaci výrobků a příliš nízké teploty nemohou odstranit vnitřní pnutí. TPU by měl být žíhán při nízké teplotě po dlouhou dobu a výrobky s nižší tvrdostí mohou být umístěny při pokojové teplotě po dobu několika týdnů, aby bylo dosaženo nejlepších vlastností. Tvrdost může být žíhána 80 ℃ × 20 h pod stupnicí A85 a 100 ℃ × 20 h nad stupnicí A85. Žíhání lze provádět v horkovzdušné peci, dbejte na polohu, aby nedošlo k lokálnímu přehřátí a deformaci výrobků.

Žíhání může nejen odstranit vnitřní pnutí, ale také zlepšit mechanické vlastnosti. Protože TPU je dvoufázová forma, dochází při zpracování TPU za tepla k míchání fází. Když Vstřikování TPU se rychle ochlazuje, musí mít kvůli své vysoké viskozitě a pomalému oddělování fází dostatek času na oddělení a vytvoření mikroprostoru, aby se dosáhlo co nejlepšího výkonu.

(4) Inkrustované vstřikování

Aby bylo možné vyhovět potřebám montážní a servisní síly, Vstřikování dílů z TPU musí být osazeny kovovými vložkami. Kovová vložka se nejprve umístí na předem určené místo ve formě a poté se vstříkne do celého výrobku. Vzhledem k velkému rozdílu tepelných vlastností a smrštění mezi kovovou vložkou a TPU nejsou výrobky z TPU s vložkou pevně spojeny.

Řešením je předehřátí kovové vložky, protože po předehřátí se sníží teplotní rozdíl taveniny, takže tavenina kolem vložky se může pomalu ochlazovat a smršťování je během vstřikování relativně rovnoměrné a může dojít k určitému efektu podávání horkého materiálu, aby se zabránilo nadměrnému vnitřnímu pnutí kolem vložky.

TPU se snadno vkládá a tvar vložky není omezen. Teprve po odmaštění se inlay zahřívá při teplotě 200-230 ℃ po dobu 1 hodiny. Pevnost při odlupování může dosáhnout 6-9 kg / 25 mm za 5-2 min. Pro dosažení silnějšího spojení lze vložku natřít lepidlem, poté zahřát při 120 ℃ a následně vstříknout. Kromě toho je třeba poznamenat, že použitý TPU by neměl obsahovat maziva.

(5) Recyklace recyklovaných materiálů

V procesu zpracování vstřikování TPU lze recyklovat odpady, jako je hlavní průtokový kanál, boční kanál a nekvalifikované výrobky. Podle výsledků experimentů lze recyklovaný materiál 100% plně využít bez přidání nového materiálu a mechanické vlastnosti nejsou vážně sníženy.

Pro zachování co nejlepších fyzikálních a mechanických vlastností a podmínek vstřikování se však doporučuje, aby podíl recyklovaného materiálu byl 25% ~ 30%. Je třeba poznamenat, že typ a specifikace recyklovaných materiálů a nových materiálů by měly být stejné.

Znečištěné nebo žíhané recyklované materiály by se neměly používat. Recyklované materiály by neměly být skladovány příliš dlouho. Je lepší je ihned granulovat a sušit. Obecně by se měla snížit viskozita taveniny recyklovaných materiálů a upravit podmínky tváření.

Zkontrolujte více Vstřikování TPU informace nebo nás kontaktovat.