Sprøytestøping av TPU

Hva er TPU-injeksjonsstøping?

Sprøytestøping av TPU refererer til prosessen med å sprøyte termoplastisk polyuretan (TPU) inn i en form for å produsere et ferdig produkt. TPU er en materialtype som har egenskaper fra både termoplast og elastomerer. Det brukes ofte til å produsere produkter som krever fleksibilitet, holdbarhet og slitestyrke.

Sprøytestøping av TPU er en allsidig prosess som kan brukes til å produsere et bredt spekter av produkter, inkludert fottøy, industrielle deler, medisinsk utstyr og mye mer. Det gir mange fordeler sammenlignet med tradisjonelle produksjonsmetoder, blant annet lavere kostnader, raskere produksjonstider og større designfleksibilitet. TPU-materialer er også resirkulerbare, noe som gjør dem til et mer bærekraftig alternativ for produsenter.

Sprøytestøping av TPU (termoplastisk polyuretan) prosessen har mange metoder, inkludert sprøytestøping, blåsestøping, kompresjonsstøping, ekstruderingsstøping, etc., blant hvilke sprøytestøping er mest brukt. bruk sprøytestøpingsprosessen til å støpe TPU til ønsket Sprøytestøping av TPU deler, som er delt inn i tre trinn: forplastifisering, injeksjon og utstøting. Injeksjonsmaskinen er delt inn i stempeltype og skruetype. Injeksjonsmaskin av skruetype anbefales fordi den gir jevn hastighet, plastifisering og smelting.

1. Utforming av injeksjonsmaskinen

Fatet på injeksjonsmaskinen er foret med kobber-aluminium-legering, og skruen er forkrommet for å forhindre slitasje. Lengdediameterforholdet mellom skruen L / D = 16 ~ 20 er bedre, minst 15; kompresjonsforholdet er 2,5/1 ~ 3,0/1. Lengden på mateseksjonen er 0,5L, kompresjonsseksjonen er 0,3L, og måleseksjonen er 0,2L. Kontrollringen skal installeres nær toppen av skruen for å forhindre tilbakestrømning og opprettholde maksimalt trykk.

TPU skal behandles med en selvstrømningsdyse, utløpet er en omvendt kjegle, dysediameteren er mer enn 4 mm, mindre enn 0,68 mm av hovedkanalkrageinnløpet, og dysen skal være utstyrt med et kontrollerbart varmebelte for å forhindre størkning av materiale.

Fra et økonomisk synspunkt bør injeksjonsvolumet være 40% - 80% av den kvantitative mengden. Skruehastigheten er 20-50 R / min.

2. Formdesign for sprøytestøping av TPU

Ved støping med støpeform bør man ta hensyn til følgende punkter sprøytestøping av tpu-materiale:

(1) krymping av støpte TPU-støpte deler

Krymping påvirkes av råmaterialets hardhet, tykkelse, form, støpetemperatur, formtemperatur og andre støpeforhold. Generelt er krympingsområdet 0,005-0,020 cm / cm. For eksempel krymper et 100 x 10 × 2 mm rektangulært teststykke i portens lengderetning og strømningsretningen, og hardheten på 75A er 2-3 ganger større enn den på 60 shore-grad. Effekten av hardhet og tykkelse av TPU på krymping er vist i figur 1. Det kan sees at når hardheten til TPU er mellom 78a og 90a, reduseres krympingen med økningen av tykkelsen; når hardheten er mellom 95A og 74d, øker krympingen litt med økningen av tykkelsen.

(2) Brønn for løper og kaldspor

Hovedkanalen er en del av kanalen som forbinder injektormunnstykket med shuntkanalen eller hulrommet i formen. Diameteren bør utvides innover, med en vinkel på mer enn 2 grader, for å lette fjerning av strømningskanalvegetasjoner. Shuntkanalen er kanalen som forbinder hovedkanalen og hvert hulrom i formen med flere spor, og dens arrangement på formen skal være symmetrisk og like langt. Strømningskanalen kan være sirkulær, halvsirkulær og rektangulær, med en diameter på 6-9 mm. Løperoverflaten må poleres som hulrommet for å redusere strømningsmotstanden og gi raskere fyllingshastighet.

En kald brønn er et tomt sted (ekstra forlenget løper) på slutten av hovedløperen, som brukes til å fange opp det kalde materialet som produseres mellom de to injeksjonene på enden av dysen, for å forhindre at avledningsløperen eller porten blokkeres av kaldt materiale. Når det kalde materialet blandes inn i formhulen, er det indre stresset i produktet lett å oppstå. Diameteren på det kalde materialhullet er 8-10 mm, og størrelsen er ca 6 mm lang.

(3) port og ventilasjon

Porten er løperen som forbinder hovedstrømningskanalen eller shuntkanalen og hulrommet. Tverrsnittsarealet er vanligvis mindre enn løperpassasjen, som er den minste delen av løpersystemet, og lengden skal være kort. Portformen er rektangulær eller sirkulær, og størrelsen øker med tykkelsen på produktet.

Tykkelsen på produktet er mindre enn 4 mm, med en diameter på 1 mm; tykkelsen på porten er 4-8 mm, med en diameter på 1,4 mm; tykkelsen på porten er mer enn 8 mm, med en diameter på 2,0-2,7 mm. Portposisjonen er vanligvis valgt i den tykkeste delen av produktet, noe som ikke påvirker utseendet og bruken, og er i rett vinkel mot formen, for å forhindre krymping og unngå spiralmønster.

Eksos- eller utluftingsspalte er en slags luftutløp av spaltetype som åpnes i formen, som brukes til å forhindre at det smeltede materialet kommer inn i formen fra å bli involvert i gassen og å slippe ut gassen fra formhulen.

Ellers vil produktene ha lufthull, dårlig fusjon, utilstrekkelig fylling eller luftfelle, og til og med brenne produktene på grunn av høye temperaturer forårsaket av luftkompresjon, noe som resulterer i indre stress i produktene. Eksosporten kan settes på slutten av smeltestrømmen i formhulen eller på skillelinjen til plastformsom er en 0,15 mm dyp og 6 mm bred hellespalte.

Det er nødvendig å kontrollere TPU-formtemperaturen så jevnt som mulig for å unngå vridning og vridning av delene, nedenfor er noen TPU-sprøytestøpeprodukter vi laget før. Hvis du har krav til TPU- eller TPE-sprøytestøpeprodukter, er du velkommen til å kontakte oss.

3 Forutsetninger for støping

Den viktigste støpeforutsetningen for TPU (termoplastisk polyuretan) er temperatur, trykk og tid som påvirker flyten og avkjølingen av plastiseringen. Disse parametrene vil påvirke utseendet og ytelsen til TPU-sprøytestøpedeler. Gode behandlingsforhold bør være i stand til å oppnå jevne hvite til beige deler.

(1) Temperatur

Temperaturen som skal kontrolleres i TPU-plastsprøytestøpeprosessen inkluderer fattemperatur, dysetemperatur og formtemperatur. De to første temperaturene påvirker hovedsakelig plastiseringen og strømmen av TPU, og den andre påvirker strømmen og avkjølingen av TPU-sprøytestøpedelen.

• Tønnetemperatur - valget av fattemperatur er relatert til hardheten til TPU-materialet. Smeltetemperaturen til TPU med høy hardhet er høy, og den høyeste temperaturen på slutten av fatet er også høy. Temperaturområdet til fatet som brukes til behandling av TPU er 177 ~ 232 ℃. Temperaturfordelingen av fatet er generelt fra den ene siden (bakenden) av beholderen til dysen (frontenden), gradvis økende, slik at TPU-temperaturen stiger jevnt og oppnår formålet med jevn plastisering.
• Temperatur i dysen - dysetemperaturen er vanligvis litt lavere enn den maksimale temperaturen på fatet for å forhindre mulig salivdannelse av smeltet materiale i rett gjennom dysen. Hvis den selvlåsende dysen brukes for å forhindre spyttdannelse, kan dysetemperaturen også reguleres innenfor fatets maksimale temperaturområde.
• Formtemperatur - formtemperaturen har stor innflytelse på den interne ytelsen og den tilsynelatende kvaliteten på TPU-produkter. Det avhenger av krystalliniteten til TPU og størrelsen på produktene. Formtemperaturen styres vanligvis av kjølemedium med konstant temperatur, for eksempel maskinvann.
  TPU har høy hardhet, høy krystallinitet og høy formtemperatur. For eksempel Texin, hardhet 480A, muggtemperatur 20-30 ℃; hardhet 591A, muggtemperatur 30-50 ℃; hardhet 355d, muggtemperatur 40-65 ℃. Formtemperaturen til TPU-produkter er vanligvis 10-60 ℃. Formtemperaturen er lav, smeltematerialet fryses for tidlig og strømlinjeforming produseres, noe som ikke bidrar til veksten av sfærolitter, slik at krystallinsk av produkter er lav, og sen krystalliseringsprosess vil forekomme, noe som vil føre til krymping og ytelsesendring av produkter etter krymping.
• Trykk - det injeksjonsprosessen er trykk, inkludert plastifiseringstrykk (mottrykk) og injeksjonstrykk. Når skruen trekker seg tilbake, er trykket på toppen av smelten mottrykket, som reguleres av overløpsventilen. Å øke mottrykket vil øke smeltetemperaturen, redusere plastiseringshastigheten, gjøre smeltetemperaturen jevn og fargeblandingen jevn, og slippe ut smeltegassen, men vil forlenge støpesyklusen. Baktrykket til TPU er vanligvis 0. 3 ~ 4MPa. Injeksjonstrykk er trykket som utøves på TPU av toppen av skruen. Dens funksjon er å overvinne strømningsmotstanden til TPU fra fatet til hulrommet, å fylle formen med smeltet materiale og å komprimere det smeltede materialet.
  Strømningsmotstanden og fyllingshastigheten til TPU er nært knyttet til smelteviskositeten, mens smelteviskositeten er direkte relatert til TPU-hardhet og smeltetemperatur, det vil si at smelteviskositeten ikke bare bestemmes av temperatur og trykk, men også av TPU-hardhet og deformasjonshastighet. Jo høyere skjærhastigheten er, jo lavere er viskositeten; jo høyere hardheten til TPU er, jo høyere er viskositeten.
  Forholdet mellom viskositet og skjærhastighet for harpiks med ulik hardhet (240 °C). Ved samme skjærhastighet synker viskositeten med temperaturøkningen, men ved den høye skjærhastigheten påvirkes ikke viskositeten like mye av temperaturen som ved lav skjærhastighet. Injeksjonstrykket til TPU er vanligvis 20 ~ 110MPa. Holdetrykket er omtrent halvparten av injeksjonstrykket, og mottrykket skal være 1. Under 4MPa for å gjøre TPU plastisert jevnt.
• Syklustid - syklustiden som kreves for å fullføre en sprøyteprosess, kalles støpesyklustiden. Syklustiden inkluderer fyllingstid, holdetid, kjøletid og andre tider (åpning, avforming, lukking osv.), noe som direkte påvirker arbeidsproduktiviteten og utnyttelsen av utstyret. Formingssyklusen til TPU bestemmes vanligvis av hardhet, tykkelse og konfigurasjon. Den høye hardhetssyklusen til TPU er kort, den tykke syklusen til plastdelen er lang, den komplekse syklusen for plastdelkonfigurasjon er lang, og formingssyklusen er også relatert til formtemperaturen. TPU-støpesyklusen er vanligvis mellom 20-60s.
• Injeksjonshastighet - injeksjonshastigheten avhenger hovedsakelig av konfigurasjonen av TPU-sprøytestøpeprodukter. Produkter med tykk endeflate trenger lavere injeksjonshastighet, mens produkter med tynn endeflate trenger raskere injeksjonshastighet.
• Skruehastighet - Behandlingen av TPU-sprøytestøpeprodukter krever vanligvis en lav skjærhastighet, så en lavere skruehastighet er passende. Skruehastigheten til TPU er vanligvis 20-80r / min, så det er foretrukket å være 20-40r / min.

(2) Avstengningsbehandling

Som TPU (termoplastisk polyuretan) kan brytes ned i lengre tid under høy temperatur, bør PS, PE, akrylatplast eller ABS brukes til rengjøring etter avstengning; hvis avstengningen varer i mer enn 1 time, bør oppvarmingen slås av.

(3) Etterbehandling av produkter

På grunn av den ujevne plastiseringen av TPU i fatet eller de forskjellige kjølehastighetene i formhulen, produserer det ofte ujevn krystallisering, orientering og sammentrekning, noe som fører til eksistensen av indre stress i produkter, noe som er mer fremtredende i tykkveggede produkter eller produkter med metallinnsatser. De mekaniske egenskapene til produkter med indre stress reduseres ofte, og overflaten på produktene er krake eller til og med deformert og sprukket. Måten å løse disse problemene på i produksjonen er å gløde produktene.

Glødetemperaturen avhenger av hardheten til TPU-sprøytestøpeprodukter. Produkter med høy hardhet har høyere glødetemperaturer og lavere hardhetstemperaturer. For høye temperaturer kan forårsake fordreining eller deformasjon av produkter, og for lave temperaturer kan ikke eliminere indre stress. TPU bør glødes ved lav temperatur i lang tid, og produktene med lavere hardhet kan plasseres ved romtemperatur i flere uker for å oppnå best mulig ytelse. Hardheten kan glødes 80 ℃ × 20 timer under shore A85, og 100 ℃ × 20 timer over A85. Annealing kan utføres i varmluftsovnen, vær oppmerksom på posisjonen for ikke å overopphete og deformere produktene lokalt.

Gløding kan ikke bare eliminere indre spenninger, men også forbedre de mekaniske egenskapene. Fordi TPU er en tofaseform, oppstår faseblanding under TPU varmbearbeiding. Når TPU-sprøytestøpeprodukt avkjøles raskt, på grunn av sin høye viskositet og langsomme faseseparasjon, må den ha nok tid til å skille seg og danne et mikroområde for å oppnå best mulig ytelse.

(4) Innlagt sprøytestøping

For å møte behovene for montering og servicestyrke, TPU-sprøytestøpte deler må være innebygd med metallinnsatser. Metallinnsatsen plasseres først i en forhåndsbestemt posisjon i formen og sprøytes deretter inn i et helt produkt. På grunn av den store forskjellen i termiske egenskaper og krymping mellom metallinnsatsen og TPU, er TPU-produktene med innsats ikke godt bundet.

Løsningen er å forvarme metallinnsatsen fordi temperaturforskjellen i smelten reduseres etter forvarming, slik at smelten rundt innsatsen kan avkjøles sakte og krympingen er relativt jevn under injeksjonsprosessen, og en viss mengde varm materialmatingseffekt kan oppstå for å forhindre overdreven indre spenning rundt innsatsen.

TPU er lett å legge inn, og formen på innlegget er ikke begrenset. Først etter at innlegget er avfettet, varmes det opp ved 200-230 ℃ i 1. Skrellstyrken kan nå 6-9 kg / 25 mm på 5-2 minutter. For å oppnå en sterkere binding kan innsatsen belegges med lim, deretter varmes opp ved 120 ℃ og deretter injiseres. I tillegg bør det bemerkes at TPU som brukes ikke skal inneholde smøremidler.

(5) Resirkulering av resirkulerte materialer

I prosessen med TPU-sprøytestøpebehandling kan avfall som hovedstrømningskanal, shuntkanal og ukvalifiserte produkter resirkuleres. I følge de eksperimentelle resultatene kan 100% resirkulert materiale utnyttes fullt ut uten å tilsette nytt materiale, og de mekaniske egenskapene reduseres ikke alvorlig.

For å holde de fysiske og mekaniske egenskapene og injeksjonsforholdene på det beste nivået, anbefales det imidlertid at andelen resirkulert materiale er 25% ~ 30%. Det skal bemerkes at typen og spesifikasjonen av resirkulerte materialer og nye materialer skal være den samme.

Forurensede eller glødede resirkulerte materialer bør ikke brukes. Resirkulerte materialer bør ikke lagres for lenge. Det er bedre å granulere og tørke dem umiddelbart. Generelt bør smelteviskositeten til resirkulerte materialer reduseres og formingsforholdene bør justeres.

Sjekk mer Sprøytestøping av TPU informasjon eller for å kontakte oss.