Ce este turnarea prin injecție TPU

TPU turnare prin injecție se referă la procesul de injectare a poliuretanului termoplastic (TPU) într-o matriță pentru a produce un produs finit. TPU este un tip de material care prezintă atât proprietăți termoplastice, cât și elastomeri. Acesta este adesea utilizat pentru a produce produse care necesită flexibilitate, durabilitate și rezistență la abraziune.

Turnarea prin injecție a TPU este un proces versatil care poate fi utilizat pentru a produce o mare varietate de produse, inclusiv încălțăminte, piese industriale, dispozitive medicale și multe altele. Acesta oferă multe beneficii față de metodele tradiționale de fabricație, inclusiv costuri mai mici, timpi de producție mai rapizi și o mai mare flexibilitate a designului. Materialele TPU sunt, de asemenea, reciclabile, ceea ce le face o opțiune mai durabilă pentru producători.

TPU (poliuretan termoplastic) turnare prin injecție are mai multe metode, inclusiv turnarea prin injecție, turnarea prin suflare, turnarea prin compresie, turnarea prin extrudare etc., printre care turnarea prin injecție este cea mai frecvent utilizată. se utilizează procesul de turnare prin injecție pentru a modela TPU în forma necesară TPU turnare prin injecție care sunt împărțite în trei etape: preplastificare, injectare și ejectare. Mașina de injecție este împărțită în tip piston și tip șurub. Mașina de injecție de tip șurub este recomandată deoarece asigură o viteză uniformă, plasticizarea și topirea.

1. Proiectarea mașinii de injecție

Cilindrul mașinii de injectat este căptușit cu aliaj cupru-aluminiu, iar șurubul este placat cu crom pentru a preveni uzura. Raportul dintre lungimea și diametrul șurubului L / D = 16 ~ 20 este mai bun, cel puțin 15; raportul de compresie este de 2,5/1 ~ 3,0/1. Lungimea secțiunii de alimentare este de 0,5L, secțiunea de compresie este de 0,3L, iar secțiunea de dozare este de 0,2L. Inelul de reținere trebuie instalat lângă partea superioară a șurubului pentru a preveni refluxul și a menține presiunea maximă.

TPU ar trebui să fie procesat cu o duză cu flux automat, ieșirea este un con inversat, diametrul duzei este mai mare de 4 mm, mai mic de 0,68 mm din intrarea gulerului canalului principal, iar duza ar trebui să fie echipată cu o centură de încălzire controlabilă pentru a preveni solidificarea materialului.

Din punct de vedere economic, volumul de injecție trebuie să fie de 40% - 80% din cantitatea cantitativă. Viteza șurubului este de 20-50 R / min.

2. Proiectarea matriței pentru turnarea prin injecție TPU

Proiectarea mucegaiului trebuie să acorde atenție următoarelor puncte atunci când se modelează cu turnare prin injecție a materialului tpu:

(1) contracția pieselor de turnare TPU turnate

Retragerea este afectată de duritatea materiilor prime, grosimea, forma, temperatura de turnare, temperatura matriței și alte condiții de turnare. În general, intervalul de contracție este de 0,005-0,020cm/cm. De exemplu, o piesă de testare dreptunghiulară de 100 x 10 × 2 mm se contractă în direcția lungimii porții și a direcției de curgere, iar duritatea de 75A este de 2-3 ori mai mare decât cea de 60 de grade Shore. Efectul durității și al grosimii TPU asupra contracției este prezentat în figura 1. Se poate observa că atunci când duritatea TPU este între 78a și 90a, contracția scade odată cu creșterea grosimii; atunci când duritatea este între 95A și 74d, contracția crește ușor odată cu creșterea grosimii.

(2) Fântână de fugă și fantă rece

Culoarul principal este o secțiune a culoarului care conectează duza injectorului la canalul de derivație sau la cavitatea din matriță. Diametrul trebuie să fie extins spre interior, cu un unghi mai mare de 2 grade, pentru a facilita îndepărtarea vegetației din canalul de curgere. Canalul de derivație este canalul care conectează canalul principal și fiecare cavitate din matrița cu caneluri multiple, iar dispunerea sa pe matriță trebuie să fie simetrică și echidistantă. Canalul de curgere poate fi circular, semicircular și dreptunghiular, cu un diametru de 6-9 mm. Suprafața canalului trebuie să fie lustruită ca și cavitatea pentru a reduce rezistența la curgere și a asigura o viteză de umplere mai mare.

O fântână rece este un loc gol (canal suplimentar) la capătul canalului principal, care este utilizat pentru a prinde materialul rece produs între cele două injecții de la capătul duzei, astfel încât să împiedice blocarea canalului de deviere sau a porții de către materialul rece. Atunci când materialul rece este amestecat în cavitatea matriței, stresul intern al produsului este ușor să apară. Diametrul orificiului de material rece este de 8-10 mm, iar dimensiunea este de aproximativ 6 mm lungime.

(3) poartă și ventil

Poarta este canalul care face legătura între canalul principal de curgere sau canalul de derivație și cavitate. Suprafața secțiunii sale transversale este de obicei mai mică decât pasajul canalului, care este cea mai mică parte a sistemului canalului, iar lungimea sa trebuie să fie scurtă. Forma porții este dreptunghiulară sau circulară, iar dimensiunea crește odată cu grosimea produsului.

Grosimea produsului este mai mică de 4 mm, cu un diametru de 1 mm; grosimea porții este de 4-8 mm, cu un diametru de 1,4 mm; grosimea porții este mai mare de 8 mm, cu un diametru de 2,0-2,7 mm. Poziția porții este în general selectată în partea cea mai groasă a produsului, care nu afectează aspectul și utilizarea, și este în unghi drept față de matriță, astfel încât să se prevină contracția și să se evite modelul spiralat.

Fanta de evacuare sau de aerisire este un fel de ieșire de aer de tip fantă deschisă în matriță, care este utilizată pentru a preveni implicarea în gaz a materialului topit care intră în matriță și pentru a descărca gazul din cavitatea matriței.

În caz contrar, produsele vor avea găuri de aer, fuziune slabă, umplere insuficientă sau capcană de aer și chiar vor arde produsele din cauza temperaturilor ridicate cauzate de comprimarea aerului, ceea ce va duce la stresul intern al produselor. Orificiul de evacuare poate fi amplasat la capătul fluxului de topitură în cavitatea matriței sau pe linia de separație a matriță din plastic, care este o fantă de turnare de 0,15 mm adâncime și 6 mm lățime.

Este necesar să se controleze temperatura matriței TPU cât mai uniform posibil pentru a evita deformarea și răsucirea pieselor, mai jos sunt câteva produse de turnare prin injecție TPU pe care le-am făcut înainte. Dacă aveți orice cerință pentru TPU sau TPE produse de turnare prin injecție, bine ați venit să ne contactați.

3 Condiții de turnare

Cea mai importantă condiție de turnare a TPU (poliuretan termoplastic) este temperatura, presiunea și timpul care afectează fluxul și răcirea plasticizării. Acești parametri vor afecta aspectul și performanța pieselor turnate prin injecție TPU. Condițiile bune de procesare ar trebui să permită obținerea unor piese chiar albe până la bej.

(1) Temperatura

Temperatura care trebuie controlată în procesul de turnare prin injecție a plasticului TPU include temperatura butoiului, temperatura duzei și temperatura matriței. Primele două temperaturi afectează în principal plasticizarea și curgerea TPU, iar cea de-a doua afectează curgerea și răcirea piesei turnate prin injecție TPU.

• Temperatura butoiului - selectarea temperaturii butoiului este legată de duritatea materialului TPU. Temperatura de topire a TPU cu duritate ridicată este ridicată, iar cea mai ridicată temperatură la capătul butoiului este, de asemenea, ridicată. Intervalul de temperatură al butoiului utilizat pentru prelucrarea TPU este de 177 ~ 232 ℃. Distribuția temperaturii în butoi este în general de la o parte (capătul din spate) a buncărului la duză (capătul din față), crescând treptat, astfel încât temperatura TPU să crească constant și să se atingă scopul plasticizării uniforme.
• Temperatura duzei - temperatura duzei este, de obicei, ușor mai mică decât temperatura maximă a cilindrului pentru a preveni posibila salivare a materialului topit în conducta care trece prin duză. În cazul în care se utilizează duza cu autoblocare pentru a preveni salivarea, temperatura duzei poate fi, de asemenea, controlată în limitele temperaturii maxime a butoiului.
• Temperatura mucegaiului - temperatura de turnare are o mare influență asupra performanței interne și calității aparente a produselor TPU. Aceasta depinde de cristalinitatea TPU și de dimensiunea produselor. Temperatura matriței este de obicei controlată de un mediu de răcire cu temperatură constantă, cum ar fi apa de mașină.
  TPU are duritate ridicată, cristalinitate ridicată și temperatură de turnare ridicată. De exemplu, Texin, duritatea 480A, temperatura de turnare 20-30 ℃; duritatea 591A, temperatura de turnare 30-50 ℃; duritatea 355d, temperatura de turnare 40-65 ℃. Temperatura de turnare a produselor TPU este în general de 10-60 ℃. Temperatura matriței este scăzută, materialul de topire este înghețat prea devreme și se produce o linie de curent, ceea ce nu favorizează creșterea sferoliților, astfel încât cristalinul produselor este scăzut, iar procesul de cristalizare târzie va avea loc, ceea ce va provoca contracția ulterioară și schimbarea performanței produselor.
• Presiunea - cea procesul de injecție este presiunea care include presiunea de plastificare (contrapresiunea) și presiunea de injecție. Atunci când șurubul se retrage, presiunea de pe partea superioară a topiturii este contrapresiunea, care este reglată de supapa de revărsare. Creșterea contrapresiunii va crește temperatura topiturii, va reduce viteza de plasticizare, va uniformiza temperatura topiturii și amestecul de culori și va elimina gazul din topitură, dar va prelungi ciclul de turnare. Contrapresiunea TPU este de obicei de 0,3 ~ 4MPa. Presiunea de injecție este presiunea exercitată asupra TPU de partea superioară a șurubului. Funcția sa este de a depăși rezistența la curgere a TPU de la cilindru la cavitate, de a umple matrița cu material topit și de a compacta materialul topit.
  Rezistența la curgere și rata de umplere a TPU sunt strâns legate de vâscozitatea topiturii, în timp ce vâscozitatea topiturii este direct legată de duritatea TPU și de temperatura topiturii, adică vâscozitatea topiturii nu este determinată numai de temperatură și presiune, ci și de duritatea TPU și de rata de deformare. Cu cât rata de forfecare este mai mare, cu atât vâscozitatea este mai mică; cu cât duritatea TPU este mai mare, cu atât vâscozitatea este mai mare.
  Relația dintre vâscozitate și rata de forfecare a rășinii cu duritate diferită (240 ℃). La aceeași rată de forfecare, vâscozitatea scade odată cu creșterea temperaturii, dar la o rată mare de forfecare, vâscozitatea nu este afectată de temperatură la fel de mult ca la o rată mică de forfecare. Presiunea de injecție a TPU este în general de 20 ~ 110MPa. Presiunea de menținere este de aproximativ jumătate din presiunea de injecție, iar contrapresiunea trebuie să fie de 1. Sub 4MPa pentru a face TPU plastifiat uniform.
• Durata ciclului - timpul de ciclu necesar pentru finalizarea unui proces de injecție se numește timpul ciclului de turnare. Timpul ciclului include timpul de umplere, timpul de menținere, timpul de răcire și alte timpi (deschidere, decofrare, închidere etc.), care afectează direct productivitatea muncii și utilizarea echipamentelor. Ciclul de formare al TPU este de obicei determinat de duritate, grosime și configurație. Ciclul de duritate ridicată al TPU este scurt, ciclul de grosime al piesei din plastic este lung, ciclul complex de configurare a piesei din plastic este lung, iar ciclul de formare este, de asemenea, legat de temperatura matriței. Ciclul de turnare a TPU este în general între 20-60s.
• Viteza de injecție - viteza de injecție depinde în principal de configurația produselor de turnare prin injecție TPU. Produsele cu fețe groase au nevoie de o viteză de injecție mai mică, în timp ce produsele cu fețe subțiri au nevoie de o viteză de injecție mai mare.
• Viteza șurubului - Prelucrarea produselor de turnare prin injecție TPU necesită de obicei o rată de forfecare scăzută, astfel încât este adecvată o viteză mai mică a șurubului. Viteza șurubului de TPU este în general de 20-80r / min, deci se preferă să fie de 20-40r / min.

(2) Tratamentul de oprire

Ca TPU (poliuretan termoplastic) se poate degrada în timp îndelungat la temperaturi ridicate, PS, PE, plastic acrilat sau ABS trebuie utilizate pentru curățare după oprire; dacă oprirea durează mai mult de 1 oră, încălzirea trebuie oprită.

(3) Tratarea ulterioară a produselor

Din cauza plasticizării neuniforme a TPU în cilindru sau a vitezelor diferite de răcire în cavitatea matriței, se produce adesea o cristalizare, orientare și contracție neuniforme, ceea ce duce la existența unor tensiuni interne în produse, care sunt mai evidente în cazul produselor cu pereți groși sau al produselor cu inserții metalice. Proprietățile mecanice ale produselor cu tensiuni interne sunt adesea reduse, iar suprafața produselor este crăpată sau chiar deformată și fisurată. Modul de a rezolva aceste probleme în producție este recoacerea produselor.

Temperatura de recoacere depinde de duritatea produselor de turnare prin injecție TPU. Produsele cu duritate ridicată au temperaturi de recoacere mai ridicate și temperaturi de duritate mai scăzute. Temperaturile prea ridicate pot cauza deformarea sau deformarea produselor, iar temperaturile prea scăzute nu pot elimina tensiunile interne. TPU ar trebui să fie recoaptă la temperaturi scăzute pentru o perioadă lungă de timp, iar produsele cu duritate scăzută pot fi plasate la temperatura camerei timp de câteva săptămâni pentru a obține cele mai bune performanțe. Duritatea poate fi recoaptă 80 ℃× 20h sub shore A85 și 100 ℃× 20h peste A85. Recoacerea poate fi efectuată în cuptorul cu aer cald, acordați atenție poziției pentru a nu supraîncălzi și deforma local produsele.

Recoacerea poate nu numai să elimine tensiunile interne, ci și să îmbunătățească proprietățile mecanice. Deoarece TPU este o formă bifazică, în timpul prelucrării la cald a TPU are loc amestecarea fazelor. Când TPU injecție turnare produs este răcit rapid, datorită vâscozității sale ridicate și separării lente a fazelor, trebuie să aibă suficient timp pentru a se separa și a forma o microzonă, astfel încât să se obțină cele mai bune performanțe.

(4) Turnare prin injecție încrustată

Pentru a satisface nevoile de asamblare și putere de serviciu, TPU piese de turnare prin injecție trebuie să fie încorporate cu inserții metalice. Inserția metalică este mai întâi plasată într-o poziție predeterminată în matriță și apoi injectată într-un produs întreg. Din cauza diferenței mari de proprietăți termice și contracție dintre inserția metalică și TPU, produsele TPU cu inserție nu sunt lipite ferm.

Soluția este preîncălzirea inserției metalice, deoarece diferența de temperatură a topiturii este redusă după preîncălzire, astfel încât topitura din jurul inserției poate fi răcită lent și contracția este relativ uniformă în timpul procesului de injectare, iar o anumită cantitate de efect de alimentare cu material fierbinte poate apărea pentru a preveni stresul intern excesiv în jurul inserției.

TPU este ușor de inserat, iar forma inserției nu este limitată. Numai după ce inlay-ul este degresat, acesta este încălzit la 200-230 ℃ timp de 1. Rezistența la exfoliere poate ajunge la 6-9 kg / 25 mm în 5-2 min. Pentru a obține o lipire mai puternică, inserția poate fi acoperită cu adeziv, apoi încălzită la 120 ℃ și apoi injectată. În plus, trebuie remarcat faptul că TPU utilizat nu trebuie să conțină lubrifianți.

(5) Reciclarea materialelor reciclate

În procesul de prelucrare a turnării prin injecție TPU, deșeurile, cum ar fi canalul principal de curgere, canalul de derivație și produsele necalificate, pot fi reciclate. Conform rezultatelor experimentale, materialul reciclat 100% poate fi utilizat pe deplin fără adăugarea de material nou, iar proprietățile mecanice nu sunt serios reduse.

Cu toate acestea, pentru a menține proprietățile fizice și mecanice și condițiile de injectare la cel mai bun nivel, se recomandă ca proporția de material reciclat să fie de 25% ~ 30%. Trebuie remarcat faptul că tipul și specificațiile materialelor reciclate și ale materialelor noi trebuie să fie aceleași.

Materialele reciclate poluate sau recoapte nu trebuie utilizate. Materialele reciclate nu trebuie depozitate prea mult timp. Este mai bine să le granulăm și să le uscăm imediat. În general, vâscozitatea de topire a materialelor reciclate trebuie redusă, iar condițiile de formare trebuie ajustate.

Verificați mai mult TPU turnare prin injecție informații sau pentru a ne contacta.