Hvad er TPU-sprøjtestøbning?

Sprøjtestøbning af TPU henviser til processen med at sprøjte termoplastisk polyurethan (TPU) ind i en form for at fremstille et færdigt produkt. TPU er en type materiale, der har egenskaber fra både termoplast og elastomerer. Det bruges ofte til at fremstille produkter, der kræver fleksibilitet, holdbarhed og modstandsdygtighed over for slid.

TPU-sprøjtestøbning er en alsidig proces, der kan bruges til at fremstille en lang række produkter, herunder fodtøj, industrielle dele, medicinsk udstyr og meget mere. Det giver mange fordele i forhold til traditionelle fremstillingsmetoder, herunder lavere omkostninger, hurtigere produktionstider og større designfleksibilitet. TPU-materialer er også genanvendelige, hvilket gør dem til en mere bæredygtig løsning for producenterne.

Sprøjtestøbning af TPU (termoplastisk polyuretan) processen har mange metoder, herunder sprøjtestøbning, blæsestøbning, kompressionsstøbning, ekstruderingsstøbning osv., hvoraf sprøjtestøbning er mest almindeligt anvendt. brug sprøjtestøbningsprocessen til at støbe TPU til den ønskede Sprøjtestøbning af TPU dele, som er opdelt i tre faser: forplastificering, indsprøjtning og udstødning. Indsprøjtningsmaskinen er opdelt i stempeltype og skruetype. Injektionsmaskine af skruetype anbefales, fordi den giver ensartet hastighed, plastificering og smeltning.

1. Design af indsprøjtningsmaskine

Indsprøjtningsmaskinens cylinder er beklædt med Kobber-aluminium-legering, og skruen er forkromet for at forhindre slid. Længdediameterforholdet mellem skrue L / D = 16 ~ 20 er bedre, mindst 15; kompressionsforholdet er 2,5/1 ~ 3,0/1. Længden af fodringssektionen er 0,5L, kompressionssektionen er 0,3L, og doseringssektionen er 0,2L. Kontrolringen skal installeres nær toppen af skruen for at forhindre tilbagestrømning og opretholde det maksimale tryk.

TPU skal behandles med en selvstrømningsdyse, udløbet er en omvendt kegle, dysediameteren er mere end 4 mm, mindre end 0,68 mm af hovedkanalens kraveindløb, og dysen skal være udstyret med et kontrollerbart varmebælte for at forhindre materialestørkning.

Ud fra et økonomisk synspunkt bør injektionsvolumenet være 40% - 80% af den kvantitative mængde. Skruens hastighed er 20-50 R/min.

2. Formdesign til sprøjtestøbning af TPU

Formdesign skal være opmærksom på følgende punkter, når man støber med sprøjtestøbning af tpu-materiale:

(1) krympning af støbte TPU-støbte dele

Krympning påvirkes af råmaterialernes hårdhed, tykkelse, form, støbningstemperatur, formtemperatur og andre støbeforhold. Generelt er krympningsintervallet 0,005-0,020 cm/cm. For eksempel krymper et 100 x 10 × 2 mm rektangulært teststykke i portens længderetning og strømningsretningen, og hårdheden på 75A er 2-3 gange større end den på 60 shore-grad. Effekten af hårdhed og tykkelse af TPU på krympning er vist i figur 1. Det kan ses, at når hårdheden af TPU er mellem 78a og 90a, falder krympningen med stigningen i tykkelsen; når hårdheden er mellem 95A og 74d, øges krympningen lidt med stigningen i tykkelsen.

(2) Løber og kold spaltebrønd

Hovedkanalen er en del af kanalen, der forbinder injektordysen med shuntkanalen eller hulrummet i formen. Diameteren skal udvides indad med en vinkel på mere end 2 grader for at gøre det lettere at fjerne vegetationen i strømningskanalen. Shuntkanalen er den kanal, der forbinder hovedkanalen og hvert hulrum i formen med flere riller, og dens placering på formen skal være symmetrisk og lige langt fra hinanden. Strømningskanalen kan være cirkulær, halvcirkelformet og rektangulær med en diameter på 6-9 mm. Løberens overflade skal være poleret som hulrummet for at reducere strømningsmodstanden og give en hurtigere påfyldningshastighed.

En kold brønd er et tomt sted (ekstra forlænget løber) for enden af hovedløberen, som bruges til at fange det kolde materiale, der produceres mellem de to indsprøjtninger for enden af dysen, for at forhindre, at afledningsløberen eller porten blokeres af koldt materiale. Når det kolde materiale blandes ind i formhulrummet, er produktets indre stress let at forekomme. Diameteren på det kolde materialehul er 8-10 mm, og størrelsen er ca. 6 mm lang.

(3) port og udluftning

Porten er den løber, der forbinder hovedstrømningskanalen eller shuntkanalen og hulrummet. Dens tværsnitsareal er normalt mindre end løberens passage, som er den mindste del af løbersystemet, og dens længde skal være kort. Portens form er rektangulær eller cirkulær, og størrelsen øges med produktets tykkelse.

Produktets tykkelse er mindre end 4 mm, med en diameter på 1 mm; portens tykkelse er 4-8 mm, med en diameter på 1,4 mm; portens tykkelse er mere end 8 mm, med en diameter på 2,0-2,7 mm. Portpositionen vælges generelt i den tykkeste del af produktet, hvilket ikke påvirker udseendet og brugen, og er vinkelret på formen for at forhindre krympning og undgå spiralmønster.

Udstødnings- eller udluftningsspalte er en slags spalteformet luftudgang, der åbnes i formen, som bruges til at forhindre det smeltede materiale i at komme ind i formen fra at blive involveret i gassen og til at udlede gassen fra formhulrummet.

Ellers vil produkterne have lufthuller, dårlig fusion, utilstrækkelig fyldning eller luftfælde og endda brænde produkterne på grund af høje temperaturer forårsaget af luftkompression, hvilket resulterer i intern stress i produkterne. Udstødningsporten kan indstilles i slutningen af smeltestrømmen i formhulrummet eller på skillelinjen af plastformsom er en 0,15 mm dyb og 6 mm bred hældeåbning.

Det er nødvendigt at kontrollere TPU-formens temperatur så jævnt som muligt for at undgå vridning og vridning af delene, nedenfor er nogle TPU-sprøjtestøbningsprodukter, vi har lavet før. Hvis du har krav til TPU- eller TPE-sprøjtestøbningsprodukter, er du velkommen til at kontakte os.

3 Betingelser for støbning

Den vigtigste støbebetingelse for TPU (termoplastisk polyuretan) er den temperatur, det tryk og den tid, der påvirker flowet og afkølingen af plastificeringen. Disse parametre vil påvirke udseendet og ydeevnen af TPU-sprøjtestøbte dele. Gode forarbejdningsbetingelser skal kunne give jævnt hvide til beige dele.

(1) Temperatur

Den temperatur, der skal kontrolleres i TPU-plastsprøjtestøbningsprocessen, omfatter tøndetemperatur, dysetemperatur og formtemperatur. De to første temperaturer påvirker hovedsageligt plastificeringen og flowet af TPU, og den anden påvirker flowet og afkølingen af TPU-sprøjtestøbningsdelen.

• Tøndens temperatur - Valget af tøndetemperatur er relateret til TPU-materialets hårdhed. Smeltetemperaturen for TPU med høj hårdhed er høj, og den højeste temperatur i slutningen af tønden er også høj. Temperaturområdet for den tønde, der bruges til behandling af TPU, er 177 ~ 232 ℃. Tøndens temperaturfordeling er generelt fra den ene side (bagenden) af tragten til dysen (forenden) og øges gradvist for at få TPU-temperaturen til at stige støt og opnå formålet med ensartet plastificering.
• Dysetemperatur - Dysetemperaturen er normalt lidt lavere end tøndens maksimale temperatur for at forhindre mulig spytdannelse af smeltet materiale i den lige vej gennem dysen. Hvis den selvlåsende dyse bruges til at forhindre spytdannelse, kan dysetemperaturen også styres inden for tøndens maksimale temperaturområde.
• Formens temperatur - Formtemperaturen har stor indflydelse på TPU-produkternes interne ydeevne og tilsyneladende kvalitet. Det afhænger af TPU's krystallinitet og produkternes størrelse. Formtemperaturen styres normalt af et kølemedium med konstant temperatur, f.eks. maskinvand.
  TPU har høj hårdhed, høj krystallinitet og høj formtemperatur. For eksempel Texin, hårdhed 480A, formtemperatur 20-30 ℃; hårdhed 591A, formtemperatur 30-50 ℃; hårdhed 355d, formtemperatur 40-65 ℃. Formtemperaturen for TPU-produkter er generelt 10-60 ℃. Formtemperaturen er lav, smeltematerialet fryses for tidligt, og der produceres strømline, hvilket ikke er befordrende for væksten af sfærulitter, så produkternes krystallinske er lav, og sen krystalliseringsproces vil forekomme, hvilket vil medføre postkrympning og ydeevneændring af produkter.
• Tryk - den Indsprøjtningsprocessen består af tryk, herunder plastificeringstryk (modtryk) og indsprøjtningstryk. Når skruen trækker sig tilbage, er trykket på toppen af smelten modtrykket, som reguleres af overløbsventilen. En forøgelse af modtrykket vil øge smeltetemperaturen, reducere blødgøringshastigheden, gøre smeltetemperaturen ensartet og farveblandingen ensartet og udlede smeltegassen, men vil forlænge støbecyklussen. Modtrykket for TPU er normalt 0. 3 ~ 4MPa. Indsprøjtningstryk er det tryk, der udøves på TPU af toppen af skruen. Dets funktion er at overvinde TPU's strømningsmodstand fra tønden til hulrummet, at fylde formen med smeltet materiale og at komprimere det smeltede materiale.
  TPU's strømningsmodstand og påfyldningshastighed er tæt forbundet med smelteviskositeten, mens smelteviskositeten er direkte relateret til TPU-hårdhed og smeltetemperatur, det vil sige, at smelteviskositeten ikke kun bestemmes af temperatur og tryk, men også af TPU-hårdhed og deformationshastighed. Jo højere forskydningshastigheden er, jo lavere er viskositeten; jo højere hårdheden af TPU er, jo højere er viskositeten.
  Forholdet mellem viskositet og forskydningshastighed for harpiks med forskellig hårdhed (240 ℃). Ved samme forskydningshastighed falder viskositeten med stigningen i temperaturen, men ved den høje forskydningshastighed påvirkes viskositeten ikke så meget af temperaturen som ved en lav forskydningshastighed. Indsprøjtningstrykket for TPU er generelt 20 ~ 110MPa. Holdetrykket er ca. halvdelen af indsprøjtningstrykket, og modtrykket skal være 1. Under 4MPa for at gøre TPU plastificeret jævnt.
• Cyklustid - Den cyklustid, der kræves for at gennemføre en indsprøjtningsproces, kaldes støbecyklustiden. Cyklustiden omfatter påfyldningstid, holdetid, køletid og andre tider (åbning, afformning, lukning osv.), hvilket direkte påvirker arbejdsproduktiviteten og udnyttelsen af udstyret. Formningscyklussen for TPU bestemmes normalt af hårdhed, tykkelse og konfiguration. TPU's høje hårdhedscyklus er kort, plastdelens tykke cyklus er lang, den komplekse cyklus for plastdelens konfiguration er lang, og formningscyklussen er også relateret til formens temperatur. TPU-støbningscyklussen er generelt mellem 20-60s.
• Indsprøjtningshastighed - Indsprøjtningshastigheden afhænger hovedsageligt af konfigurationen af TPU-sprøjtestøbningsprodukter. Produkter med tyk endeflade har brug for lavere indsprøjtningshastighed, mens produkter med tynd endeflade har brug for hurtigere indsprøjtningshastighed.
• Skruehastighed - Behandlingen af TPU-sprøjtestøbningsprodukter kræver normalt en lav forskydningshastighed, så en lavere skruehastighed er passende. TPU's skruehastighed er generelt 20-80r / min, så det foretrækkes at være 20-40r / min.

(2) Nedlukning af behandling

Som TPU (termoplastisk polyuretan) kan nedbrydes i længere tid under høj temperatur, skal PS, PE, akrylatplast eller ABS bruges til rengøring efter nedlukning; hvis nedlukningen varer i mere end 1 time, skal der slukkes for opvarmningen.

(3) Efterbehandling af produkter

På grund af den ujævne plastificering af TPU i cylinderen eller de forskellige kølehastigheder i formhulrummet producerer det ofte ujævn krystallisering, orientering og sammentrækning, hvilket fører til eksistensen af intern stress i produkter, hvilket er mere fremtrædende i tykvæggede produkter eller produkter med metalindsatser. De mekaniske egenskaber ved produkter med indre spændinger reduceres ofte, og produkternes overflade er krakeleret eller endda deformeret og revnet. Måden at løse disse problemer på i produktionen er at udgløde produkterne.

Udglødningstemperaturen afhænger af hårdheden af TPU-sprøjtestøbningsprodukter. Produkter med høj hårdhed har højere udglødningstemperaturer og lavere hårdhedstemperaturer. For høje temperaturer kan forårsage vridning eller deformation af produkter, og for lave temperaturer kan ikke eliminere intern stress. TPU skal udglødes ved lav temperatur i lang tid, og produkter med lavere hårdhed kan placeres ved stuetemperatur i flere uger for at opnå den bedste ydeevne. Hårdheden kan udglødes 80 ℃ × 20h under shore A85 og 100 ℃ × 20h over A85. Udglødning kan udføres i varmluftsovnen, vær opmærksom på positionen for ikke at overophedes lokalt og deformere produkterne.

Udglødning kan ikke kun fjerne indre spændinger, men også forbedre de mekaniske egenskaber. Fordi TPU er en tofaset form, opstår der faseblanding under TPU's varme bearbejdning. Når TPU-sprøjtestøbningsprodukt afkøles hurtigt, skal det på grund af sin høje viskositet og langsomme faseseparation have tid nok til at adskille sig og danne et mikroområde for at opnå den bedste ydeevne.

(4) Indlagt sprøjtestøbning

For at imødekomme behovene for montage- og servicestyrke, TPU-sprøjtestøbte dele skal indlejres med metalindsatser. Metalindsatsen placeres først i en forudbestemt position i formen og sprøjtes derefter ind i et helt produkt. På grund af den store forskel i termiske egenskaber og krympning mellem metalindsatsen og TPU, er TPU-produkterne med indsats ikke fast bundet.

Løsningen er at forvarme metalindsatsen, fordi smeltens temperaturforskel reduceres efter forvarmning, så smelten omkring indsatsen kan afkøles langsomt, og krympningen er relativt ensartet under indsprøjtningsprocessen, og der kan opstå en vis mængde tilførsel af varmt materiale for at forhindre overdreven intern stress omkring indsatsen.

TPU er let at indlægge, og formen på indlægget er ikke begrænset. Først efter at indlægget er affedtet, opvarmes det ved 200-230 ℃ i 1. Afskalningsstyrken kan nå 6-9 kg / 25 mm på 5-2 minutter. For at opnå en stærkere binding kan indsatsen overtrækkes med klæbemiddel, derefter opvarmes ved 120 ℃ og derefter injiceres. Derudover skal det bemærkes, at den anvendte TPU ikke bør indeholde smøremidler.

(5) Genbrug af genbrugsmaterialer

I processen med TPU-sprøjtestøbning kan affald som hovedstrømningskanalen, shuntkanalen og ukvalificerede produkter genbruges. Ifølge de eksperimentelle resultater kan 100% genbrugsmateriale udnyttes fuldt ud uden at tilføje nyt materiale, og de mekaniske egenskaber reduceres ikke alvorligt.

For at holde de fysiske og mekaniske egenskaber og injektionsbetingelserne på det bedste niveau anbefales det dog, at andelen af genbrugsmateriale er 25% ~ 30%. Det skal bemærkes, at typen og specifikationen af genbrugsmaterialer og nye materialer skal være den samme.

Forurenede eller udglødede genbrugsmaterialer bør ikke bruges. Genbrugsmaterialerne bør ikke opbevares for længe. Det er bedre at granulere og tørre dem med det samme. Generelt bør genbrugsmaterialernes smelteviskositet reduceres, og formningsbetingelserne bør justeres.

Tjek mere Sprøjtestøbning af TPU information eller for at kontakte os.