TPU ruiskupuristaminen

Mikä on TPU-ruiskuvaluprosessi

TPU ruiskuvalu tarkoittaa prosessia, jossa termoplastinen polyuretaani (TPU) ruiskutetaan muottiin valmiin tuotteen valmistamiseksi. TPU on materiaalityyppi, jolla on sekä kestomuovien että elastomeerien ominaisuuksia. Sitä käytetään usein sellaisten tuotteiden valmistukseen, jotka vaativat joustavuutta, kestävyyttä ja kulutuskestävyyttä.

TPU-ruiskuvaluprosessi on monipuolinen prosessi, jota voidaan käyttää monenlaisten tuotteiden, kuten jalkineiden, teollisuuden osien ja lääkinnällisten laitteiden valmistukseen. Se tarjoaa monia etuja perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna, kuten alhaisemmat kustannukset, nopeammat tuotantoajat ja suurempi suunnittelun joustavuus. TPU-materiaalit ovat myös kierrätettäviä, mikä tekee niistä kestävämmän vaihtoehdon valmistajille.

TPU (termoplastinen polyuretaani) ruiskuvaluprosessi prosessissa on monia menetelmiä, mukaan lukien ruiskuvalu, puhallusmuovaus, puristusmuovaus, suulakepuristusmuovaus jne., joista ruiskuvalu on yleisimmin käytetty. käyttää ruiskuvalu prosessia TPU:n muovaamiseksi tarvittaviin TPU ruiskuvalu osat, jotka on jaettu kolmeen vaiheeseen: esipehmittämiseen, ruiskuttamiseen ja ulosheittämiseen. Ruiskutuslaite on jaettu mäntä- ja ruuvityyppiin. Ruuvityyppistä ruiskutuskonetta suositellaan, koska se tarjoaa tasaisen nopeuden, plastisoitumisen ja sulamisen.

1. Ruiskutuskoneen suunnittelu

Ruiskutuskoneen tynnyri on vuorattu seuraavilla aineilla kupari-alumiiniseos, ja ruuvi on kromattu kulumisen estämiseksi. Ruuvin pituushalkaisijan suhde L / D = 16 ~ 20 on parempi, vähintään 15; puristussuhde on 2,5 / 1 ~ 3,0 / 1. Syöttöosan pituus on 0,5 l, puristusosan pituus on 0,3 l ja annosteluosa on 0,2 l. Tarkastusrengas on asennettava ruuvin yläosan lähelle, jotta estetään takaisinvirtaus ja ylläpidetään enimmäispaine.

TPU olisi käsiteltävä itsevirtaussuuttimella, ulostuloaukko on käänteinen kartio, suuttimen halkaisija on yli 4 mm, alle 0,68 mm pääkanavan kauluksen sisääntulosta, ja suutin olisi varustettava säädettävällä lämmitysvyöllä materiaalin jähmettymisen estämiseksi.

Taloudellisesta näkökulmasta tarkasteltuna injektiomäärän olisi oltava 40% - 80% määrällisestä määrästä. Ruuvin nopeus on 20-50 R / min.

2. Muotin suunnittelu TPU-ruiskuvalua varten

Muotin suunnittelussa on kiinnitettävä huomiota seuraaviin seikkoihin, kun muotti valetaan seuraavilla aineilla tpu-materiaalin ruiskuvalu:

(1) valettujen TPU-muovausosien kutistuminen

Kutistumiseen vaikuttavat raaka-aineiden kovuus, paksuus, muoto, muovauslämpötila, muotin lämpötila ja muut muovausolosuhteet. Yleensä kutistuma on 0,005-0,020 cm/cm. Esimerkiksi 100 x 10 × 2 mm:n suorakaiteen muotoinen testikappale kutistuu portin pituussuunnassa ja virtaussuunnassa, ja kovuus 75A on 2-3 kertaa suurempi kuin 60 shore-asteen kovuus. TPU:n kovuuden ja paksuuden vaikutus kutistumiseen on esitetty kuvassa 1. Voidaan nähdä, että kun TPU:n kovuus on välillä 78a-90a, kutistuma pienenee paksuuden kasvaessa; kun kovuus on välillä 95A-74d, kutistuma kasvaa hieman paksuuden kasvaessa.

(2) Juoksija ja kylmä rako hyvin

Pääjuoksuputki on juoksuputken osa, joka yhdistää ruiskusuuttimen suuttimen muotissa olevaan sivukanavaan tai onteloon. Halkaisijan olisi laajennuttava sisäänpäin yli 2 asteen kulmassa, jotta virtauskanavan kasvustojen poistaminen olisi helpompaa. Shunt-kanava on kanava, joka yhdistää pääkanavan ja jokaisen ontelon moniuramuotissa, ja sen sijoittelun muotissa on oltava symmetrinen ja tasaetäinen. Virtauskanava voi olla pyöreä, puoliympyrän muotoinen ja suorakulmainen, ja sen halkaisija voi olla 6-9 mm. Juoksupinta on kiillotettava ontelon tavoin virtausvastuksen vähentämiseksi ja nopeamman täyttönopeuden aikaansaamiseksi.

Kylmäkaivo on pääjuoksuputken päässä oleva tyhjä paikka (ylimääräinen jatkojuoksuputki), jota käytetään kahden suuttimen päässä tapahtuvan ruiskutuksen välissä syntyvän kylmän materiaalin talteenottoon, jotta estettäisiin kylmän materiaalin tukkeutuminen kiertojuoksuputkeen tai porttiin. Kun kylmä materiaali sekoittuu muottipesään, tuotteen sisäinen jännitys syntyy helposti. Kylmän materiaalin reiän halkaisija on 8-10 mm ja koko on noin 6 mm pitkä.

(3) portti ja tuuletusaukko

Portti on juoksuputki, joka yhdistää päävirtauskanavan tai shunttikanavan ja ontelon. Sen poikkipinta-ala on yleensä pienempi kuin juoksukäytävän, joka on juoksujärjestelmän pienin osa, ja sen pituuden on oltava lyhyt. Portin muoto on suorakulmainen tai pyöreä, ja sen koko kasvaa tuotteen paksuuden myötä.

Tuotteen paksuus on alle 4 mm, halkaisija 1 mm; portin paksuus on 4-8 mm, halkaisija 1,4 mm; portin paksuus on yli 8 mm, halkaisija 2,0-2,7 mm. Portin sijainti valitaan yleensä tuotteen paksuimpaan osaan, joka ei vaikuta ulkonäköön ja käyttöön, ja se on suorassa kulmassa muottiin nähden, jotta estetään kutistuminen ja vältetään kierrekuvio.

Poisto- tai tuuletusaukko on eräänlainen muottiin avattu aukkotyyppinen ilmanpoistoaukko, jota käytetään estämään sulan materiaalin pääsy muottiin kaasun mukana ja poistamaan kaasu muottiontelosta.

Muussa tapauksessa tuotteissa on ilmareikiä, huono sulautuminen, riittämätön täyttö tai ilmansulku ja jopa tuotteiden palaminen ilmanpuristuksen aiheuttamien korkeiden lämpötilojen vuoksi, mikä johtaa tuotteiden sisäiseen rasitukseen. Poistoaukko voidaan asettaa sulavirran päähän muottipesässä tai erotuslinjalle, joka on muovimuotti, joka on 0,15 mm syvä ja 6 mm leveä valuaukko.

TPU-muotin lämpötilaa on hallittava mahdollisimman tasaisesti, jotta vältytään osien vääntymiseltä ja kiertymiseltä, alla on joitain TPU-ruiskuvalutuotteita, joita olemme tehneet aiemmin. Jos sinulla on vaatimuksia TPU- tai TPE-ruiskuvalutuotteille, ota meihin yhteyttä.

3 Muotoiluolosuhteet

Tärkein muovausehto on TPU (termoplastinen polyuretaani) on lämpötila, paine ja aika, jotka vaikuttavat plastisoitumisen virtaukseen ja jäähtymiseen. Nämä parametrit vaikuttavat TPU-ruiskuvalukappaleiden ulkonäköön ja suorituskykyyn. Hyvillä käsittelyolosuhteilla pitäisi pystyä saamaan tasaisen valkoisia tai beigejä osia.

(1) Lämpötila

TPU-muovin ruiskuvaluprosessissa säädettävään lämpötilaan kuuluvat tynnyrin lämpötila, suuttimen lämpötila ja muotin lämpötila. Kaksi ensimmäistä lämpötilaa vaikuttavat pääasiassa TPU:n plastisoitumiseen ja virtaukseen, ja jälkimmäinen vaikuttaa TPU:n ruiskuvalukappaleen virtaukseen ja jäähdytykseen.

• Piipun lämpötila - piipun lämpötilan valinta liittyy TPU-materiaalin kovuuteen. Kovuudeltaan korkean TPU:n sulamislämpötila on korkea, ja korkein lämpötila tynnyrin päässä on myös korkea. TPU:n käsittelyyn käytettävän tynnyrin lämpötila-alue on 177 ~ 232 ℃. Lämpötilan jakautuminen tynnyrissä on yleensä säiliön yhdeltä puolelta (takapää) suuttimeen (etupää), ja se nousee asteittain, jotta TPU:n lämpötila nousee tasaisesti ja saavutetaan tasainen plastisoituminen.
• Suuttimen lämpötila - suuttimen lämpötila on yleensä hieman alhaisempi kuin tynnyrin maksimilämpötila, jotta estetään sulan materiaalin mahdollinen syljeneritys suuttimen suorassa läpiviennissä. Jos itselukittuvaa suutinta käytetään syljenerityksen estämiseksi, suuttimen lämpötilaa voidaan myös säätää tynnyrin enimmäislämpötila-alueen sisällä.
• Muotin lämpötila - muotin lämpötilalla on suuri vaikutus TPU-tuotteiden sisäiseen suorituskykyyn ja näkyvään laatuun. Se riippuu TPU:n kiteisyydestä ja tuotteiden koosta. Muotin lämpötilaa säädellään yleensä vakiolämpötilajäähdytysaineella, kuten konevedellä.
  TPU:lla on korkea kovuus, korkea kiteisyys ja korkea muotin lämpötila. Esimerkiksi Texin, kovuus 480A, muotin lämpötila 20-30 ℃; kovuus 591A, muotin lämpötila 30-50 ℃; kovuus 355d, muotin lämpötila 40-65 ℃. TPU-tuotteiden muotin lämpötila on yleensä 10-60 ℃. Muotin lämpötila on alhainen, sulava materiaali jäädytetään liian aikaisin ja virtaviiva tuotetaan, mikä ei edistä palloliittien kasvua, joten tuotteiden kiteisyys on alhainen ja myöhäinen kiteytymisprosessi tapahtuu, mikä aiheuttaa tuotteiden kutistumisen ja suorituskyvyn muutoksen.
• Paine - ruiskutusprosessi on paine, joka sisältää plastisointipaineen (vastapaine) ja ruiskutuspaineen. Kun ruuvi vetäytyy, sulan yläosassa oleva paine on vastapaine, jota säädellään ylivirtausventtiilillä. Vastapaineen nostaminen nostaa sulan lämpötilaa, vähentää plastisointinopeutta, tekee sulan lämpötilasta tasaisen ja väriseoksesta tasaisen sekä purkaa sulakaasua, mutta pidentää muovausjaksoa. TPU:n vastapaine on yleensä 0,3 ~ 4MPa. Ruiskutuspaine on ruuvin yläreunan TPU:hun kohdistama paine. Sen tehtävänä on voittaa TPU:n virtausvastus tynnyristä onteloon, täyttää muotti sulalla materiaalilla ja tiivistää sula materiaali.
  TPU:n virtausvastus ja täyttöaste liittyvät läheisesti sulan viskositeettiin, kun taas sulan viskositeetti liittyy suoraan TPU:n kovuuteen ja sulan lämpötilaan, eli sulan viskositeetti ei määräydy ainoastaan lämpötilan ja paineen, vaan myös TPU:n kovuuden ja muodonmuutosnopeuden mukaan. Mitä suurempi leikkausnopeus on, sitä pienempi viskositeetti on; mitä suurempi TPU:n kovuus on, sitä suurempi viskositeetti on.
  Viskositeetin ja leikkausnopeuden välinen suhde hartsin eri kovuudella (240 ℃). Samalla leikkausnopeudella viskositeetti pienenee lämpötilan kasvaessa, mutta korkealla leikkausnopeudella lämpötila ei vaikuta viskositeettiin yhtä paljon kuin alhaisella leikkausnopeudella. TPU:n ruiskutuspaine on yleensä 20 ~ 110MPa. Pitopaine on noin puolet ruiskutuspaineesta, ja vastapaineen tulisi olla 1. Alle 4MPa, jotta TPU pehmitetään tasaisesti.
• Syklin kesto - ruiskutusprosessin loppuun saattamiseen tarvittavaa jaksoaikaa kutsutaan muottisykliajaksi. Sykliaika sisältää täyttöajan, pitoajan, jäähdytysajan ja muut ajat (avaaminen, purku, sulkeminen jne.), mikä vaikuttaa suoraan työvoiman tuottavuuteen ja laitteiden käyttöasteeseen. TPU:n muokkaussykli määräytyy yleensä kovuuden, paksuuden ja kokoonpanon mukaan. TPU:n korkean kovuuden sykli on lyhyt, muoviosan paksu sykli on pitkä, muoviosan kokoonpanon monimutkainen sykli on pitkä, ja muokkaussykli liittyy myös muotin lämpötilaan. TPU:n muottisykli on yleensä välillä 20-60s.
• Ruiskutusnopeus - ruiskutusnopeus riippuu pääasiassa TPU-ruiskuvalutuotteiden kokoonpanosta. Tuotteet, joissa on paksu päätypinta, tarvitsevat alhaisemman ruiskutusnopeuden, kun taas tuotteet, joissa on ohut päätypinta, tarvitsevat nopeamman ruiskutusnopeuden.
• Ruuvin nopeus - TPU-ruiskuvalutuotteiden käsittely edellyttää yleensä pientä leikkausnopeutta, joten alhaisempi ruuvin nopeus on sopiva. TPU:n ruuvin nopeus on yleensä 20-80 kierrosta minuutissa, joten se on mieluummin 20-40 kierrosta minuutissa.

(2) Sammutuskäsittely

Kuten TPU (termoplastinen polyuretaani) voi hajota pitkäksi aikaa korkeassa lämpötilassa, PS-, PE-, akrylaattimuovia tai ABS-muovia on käytettävä puhdistukseen sammuttamisen jälkeen; jos sammuttaminen kestää yli 1 tunnin, lämmitys on kytkettävä pois päältä.

(3) Tuotteiden jälkikäsittely

Koska TPU:n plastisoituminen tynnyrissä tai erilaiset jäähdytysnopeudet muotin ontelossa ovat epätasaisia, kiteytyminen, suuntautuminen ja supistuminen ovat usein epätasaisia, mikä johtaa sisäisten jännitysten esiintymiseen tuotteissa, mikä on huomattavampaa paksuseinäisissä tuotteissa tai tuotteissa, joissa on metallisia inserttejä. Sisäistä jännitystä sisältävien tuotteiden mekaaniset ominaisuudet heikkenevät usein, ja tuotteiden pinta on halkeillut tai jopa epämuodostunut ja halkeillut. Näiden ongelmien ratkaiseminen tuotannossa tapahtuu hehkuttamalla tuotteita.

Hehkutuslämpötila riippuu TPU-ruiskuvalutuotteiden kovuudesta. Korkean kovuuden tuotteilla on korkeampi hehkutuslämpötila ja alhaisempi kovuuslämpötila. Liian korkeat lämpötilat voivat aiheuttaa tuotteiden vääntymistä tai muodonmuutoksia, ja liian alhaiset lämpötilat eivät voi poistaa sisäisiä jännityksiä. TPU:ta on hehkutettava alhaisessa lämpötilassa pitkään, ja tuotteet, joilla on alhaisempi kovuus, voidaan sijoittaa huoneenlämpötilaan useiksi viikoiksi parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi. Kovuus voidaan hehkuttaa 80 ℃ × 20h alle shore A85 ja 100 ℃ × 20h yli A85. Hehkutus voidaan suorittaa kuumailmauunissa, kiinnitä huomiota siihen, ettei paikallisesti ylikuumenna ja muodosta tuotteita.

Hehkutus ei ainoastaan poista sisäisiä jännityksiä vaan parantaa myös mekaanisia ominaisuuksia. Koska TPU on kaksivaiheinen, vaiheet sekoittuvat TPU:n kuumakäsittelyn aikana. Kun TPU ruiskuvalu tuote jäähdytetään nopeasti, sen korkean viskositeetin ja hitaan faasierottelun vuoksi sillä on oltava riittävästi aikaa erottua ja muodostaa mikroalue, jotta saavutetaan paras suorituskyky.

(4) Sisäkkäinen ruiskuvaluprosessi

Kokoonpanon ja huoltovahvuuden tarpeiden täyttämiseksi, TPU-ruiskuvaluosat on upotettava metallisilla lisäosilla. Metallilevy sijoitetaan ensin ennalta määrättyyn paikkaan muotissa ja ruiskutetaan sitten koko tuotteeseen. Koska metallinsertin ja TPU:n lämpöominaisuudet ja kutistuminen eroavat suuresti toisistaan, TPU-tuotteet, joissa on insertti, eivät ole lujasti sidottuja.

Ratkaisu on esilämmittää metallinen insertti, koska sulan lämpötilaero pienenee esilämmityksen jälkeen niin, että insertin ympärillä oleva sula voidaan jäähdyttää hitaasti ja kutistuminen on suhteellisen tasaista ruiskutusprosessin aikana, ja tietty määrä kuuman materiaalin syöttövaikutusta voi esiintyä liiallisen sisäisen jännityksen estämiseksi insertin ympärillä.

TPU on helppo upottaa, eikä upotuksen muotoa ole rajoitettu. Vasta kun inlay on rasvattu, sitä kuumennetaan 200-230 ℃:ssa 1. kerran. Kuoriutumislujuus voi saavuttaa 6-9 kg / 25 mm 5-2 minuutissa. Vahvemman sidoksen aikaansaamiseksi insertti voidaan päällystää liimalla, sitten lämmittää 120 ℃ ja sitten ruiskuttaa. Lisäksi on huomattava, että käytettävä TPU ei saa sisältää voiteluaineita.

(5) Kierrätysmateriaalien kierrätys

TPU-ruiskuvaluprosessin aikana jätteet, kuten päävirtauskanava, shunt-kanava ja kvalifioimattomat tuotteet, voidaan kierrättää. Kokeellisten tulosten mukaan 100%-kierrätysmateriaali voidaan hyödyntää täysimääräisesti lisäämättä uutta materiaalia, eivätkä mekaaniset ominaisuudet heikkene vakavasti.

Fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien ja ruiskutusolosuhteiden pitämiseksi parhaalla mahdollisella tasolla suositellaan kuitenkin, että kierrätysmateriaalin osuus olisi 25% ~ 30%. On huomattava, että kierrätysmateriaalien ja uusien materiaalien tyypin ja spesifikaation on oltava samat.

Saastuneita tai hehkutettuja kierrätysmateriaaleja ei saa käyttää. Kierrätysmateriaaleja ei saa varastoida liian pitkään. Ne on parempi rakeistaa ja kuivata välittömästi. Kierrätysmateriaalien sulan viskositeettia olisi yleensä pienennettävä ja muokkausolosuhteita olisi säädettävä.

Tarkista lisää TPU ruiskuvalu tietoja tai ottaa meihin yhteyttä.