Poliuretan termoplastic (TPU) este un poliuretan flexibil care se bucură de aplicații vaste în multe industrii datorită proprietăților sale mecanice excelente. Dintre toate procesele de fabricare a poliuretan termoplastic produse, turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic este una dintre cele mai bune și mai accesibile metode. Acest articol explică TP\U, procesul de turnare prin injecție, avantajele și utilizările sale, oferind în același timp câteva dintre întrebările frecvente (CALS).
Ce este poliuretanul termoplastic (TPU)?
Poliuretan termoplastic este o clasă de elastomeri care posedă caracteristicile materialelor din plastic și cauciuc. Extrem de flexibil și transparent, poliuretan termoplastic are o bună rezistență la ulei, grăsime și abraziune și, prin urmare, găsește o utilizare excelentă în automobile, medicale și de consum durabil, printre altele.
Să categorisim poliuretan termoplastic materiale în trei categorii:
- Pe bază de poliester poliuretan termoplastic: Are o rezistență mecanică ridicată și prezintă proprietăți bune de rezistență la abraziune.
- Pe bază de polieter poliuretan termoplastic: Are o flexibilitate bună și este foarte stabil la temperaturi scăzute.
- Pe bază de policaprolactonă poliuretan termoplastic: Este o reticulare de PE-Copol și DUR ridicată cu o rezistență mai bună la hidroliză și durabilitate.
Ce este turnarea prin injecție TPU?
TPU turnare prin injecție este procesul prin care o formă închisă este modelată folosind o matriță care reacționează cu nanoparticule termoplastice de poliuretan care au fost topite pentru a crea forme. Acest proces este foarte potrivit pentru crearea de componente complicate, de înaltă precizie, în volume mari.
Procesul de poliuretan termoplastic Turnare prin injecție
Turnarea prin injecție a poliuretanului termoplastic (TPU) este o metodă bine organizată, potrivită pentru fabricarea de piese precise. Iată o explicație pas cu pas a modului în care funcționează:
1. Pregătirea materialului
În primul rând, este necesar să se explice că peleții TPU trebuie uscați înainte de începerea procesului de turnare prin injecție. Acesta este motivul pentru care poliuretan termoplastic are un anumit aspect higroscopic, adică este capabil să absoarbă umezeala din aer. În cazul în care granulele conțin umiditate, aceasta poate duce la formarea de bule sau la finisaje de suprafață necorespunzătoare pe cioburile finale. Un avantaj suplimentar al uscării este că pune materialul în starea potrivită pentru turnare.
2. Încălzire și topire
Peleții de TPU, odată uscați, sunt apoi introduși în cilindrul mașinii de turnare prin injecție. După ce au ajuns în interiorul cilindrului, încălzitoarele încep să încălzească granulele la nivelul necesar pentru a provoca topirea conținutului. Pentru poliuretan termoplastic nu există o valoare fixă strictă, dar în mod normal variază între 200°C și 250°C în funcție de poliuretan termoplastic clasa utilizată. Această etapă este considerată critică, deoarece o suprafață uniformă asigură o curgere liberă a metalului în matriță și previne apariția oricăror defecte.
3. Injecția
Injectarea are loc după poliuretan termoplastic este topit, unde este descărcat în cavitatea matriței. Acest lucru se realizează prin intermediul unui mecanism de înaltă presiune în care lichidul topit poliuretan termoplastic este forțată în matriță. Presiunea face ca în matrița de poliuretan termoplastic, micile caracteristici care pot cuprinde zone greu de completat sunt toate ocupate. Această etapă asigură modelarea precisă sau realizarea unor structuri sofisticate în timpul desfășurării țesăturii.
4. Răcire
În cele din urmă, după ce matrița este umplută, are loc procesul de răcire. În timpul răcirii, poliuretan termoplastic matrițele devin rigide și adoptă forma cavității matriței folosite pentru a crea poliuretan termoplastic piesă solidă. Controlul temperaturii este efectuat pentru a evita eventualele ciudățenii, cum ar fi deformarea sau contracția. Timpul de răcire este determinat de dimensiunea și grosimea piesei care urmează să fie produsă.
5. Ejecție
În cele din urmă, operațiunea TPUendsg și matrița se deschide, iar piesa finită este pregătită pentru ejectare. Acest lucru se realizează prin utilizarea unor pini de ejecție sau a altor mijloace pentru a arunca piesa din matriță. Se depun toate eforturile pentru a nu o rupe în această etapă a procesului. În unele cazuri, după modelarea produsului de mai sus, pot fi efectuate alte procese secundare, cum ar fi tăierea materialului în exces, lustruirea sau inspecția.
Avansat turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic Tehnici
Iată câteva dintre cele mai importante turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic tehnici pe care le putem folosi în epoca modernă;
1. Suprapunere
Un tip special de supra-mulare implică suprapunerea poliuretan termoplastic pe plastic rigid sau chiar pe metal pentru a produce o componentă de entitate. Această tehnică îmbină elasticitatea și confortul TPU cu rigiditatea materialului de bază. Ea este aplicată în produse precum mânere cu prindere moale, carcase de protecție pentru telefoane și aplicații medicale, deoarece integrarea materialului cu MIM și componente moi este esențială pentru determinarea funcționalității și a capacității de utilizare a produselor finale.
2. Turnare prin injecție multi-shot
Turnare prin injecție multi-shot sau turnare cu două lovituri face posibilă realizarea piese din poliuretan termoplastic ca multi-materiale sau multi-culori bazate pe un singur ciclu de turnare. Această tehnică implică utilizarea de straturi alternante de material sau culoare în matriță pentru a crea componente în mai multe etape, cu funcționalitate și aspect sporite. Aceasta este utilizată mai ales în cazul în care se caută aplicații atât rigide, cât și cu atingere moale, în special în interiorul automobilelor sau în cazul în care piesele necesită o diferențiere complicată a culorilor în produsele de consum.
3. Turnare prin injecție asistată de gaz
Aici, o cantitate fixă de gaz, de preferință azot, este injectată în cavitatea matriței și determină formarea de goluri în interiorul piesei. Acest lucru poate duce la obținerea unor piese mai ușoare, cu o grosime mai mică a materialului, dar cu o rezistență mecanică comparabilă. Turnare prin injecție asistată de gaz este adecvată pentru producția de piese mari, de exemplu panouri auto sau mânere, unde reducerea masei este importantă, dar nu în detrimentul rezistenței.
Proprietăți ale poliuretan termoplastic Care îl fac ideal pentru turnarea prin injecție
Următoarele sunt proprietățile comune ale turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic;
1. Elasticitatea
turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic demonstrează o flexibilitate asemănătoare cauciucului și o duritate asemănătoare plasticului, ceea ce îl face să dezvolte piese robuste, dar flexibile. Această proprietate face ca poliuretan termoplastic adecvate pentru utilizarea în anumite domenii în care piesele necesită flexibilitate, fie pentru a se îndoi sau întinde la forma specifică necesară, fie pentru a proteja piesa de impacturi pentru aplicații cum ar fi tălpile interioare pentru încălțăminte sport, garniturile de etanșare pentru automobile și furtunurile flexibile.
2. Rezistență chimică
Noul material prezintă o rezistență remarcabilă la uleiuri, grăsimi și, de asemenea, la diverse substanțe chimice, prin urmare, aplicarea sa poate fi considerată pentru condiții industriale severe. Această proprietate este destul de importantă în aplicațiile auto și industriale, deoarece multe dintre fluide, cum ar fi garniturile, furtunurile și materialele de etanșare, sunt de obicei supuse acestui element.
3. Transparență
Cu toate acestea, poliuretan termoplasticînseamnă că poate fi ușor colorat sau utilizat în mod transparent, atrăgând atenția membrilor sectorului bunurilor de consum, cum ar fi carcasele de telefon, încălțămintea personalizată etc. Această variabilitate a aspectului, împreună cu robustețea, îi conferă o cerere ridicată pentru produsele electronice și cvasi-electronice, precum și pentru alte mărfuri din segmentul stilului de viață.
4. Stabilitatea UV
Turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic are o mare stabilitate UV, ceea ce înseamnă că nu suferă cu ușurință decolorare, formulare sau degradare atunci când este expus la lumina soarelui. Această proprietate face ca poliuretan termoplastic ideal pentru aplicații precum capace de protecție, componente auto și echipamente sportive utilizate în zone însorite.
5. Biocompatibilitate
Acest tip de poliuretan termoplastic a fost acreditat pentru a fi biocompatibil și, prin urmare, sigur pentru a fi utilizat în contact cu țesuturile umane ale corpului. Acest lucru îl face un bun candidat pentru echipamente medicale, cum ar fi catetere, tuburi chirurgicale și proteze și în cazul în care rezistența chimică este la fel de importantă.
Comparație între TPU vs TPE Turnare prin injecție
Tabelul următor va discuta diferența dintre poliuretan termoplastic și TPE turnare prin injecție în profunzime;
| Aspect | TPU | TPE |
| Durabilitate | Rezistență superioară la abraziune și uzură. | Durabilitate moderată, potrivită pentru utilizare ușoară. |
| Flexibilitate | Excelent, chiar și la temperaturi scăzute. | Bun, dar mai puțin rezistent la stres. |
| Rezistența la temperatură | Înaltă (până la 120-150°C). | Moderată (până la 100°C). |
| Temperatura de procesare. | Mai mare (200-250°C). | Inferioară (180-220°C). |
| Costuri | Mai scumpe. | Mai eficient din punct de vedere al costurilor. |
| Aplicații | Automotive, medical, încălțăminte, electronică. | Bunuri de consum, mânere moi la atingere, sigilii. |
| Sensibilitate la umezeală | Necesită uscare completă înainte de prelucrare. | Mai puțin sensibil la umiditate. |
| Reciclabilitate | Mai puțin reciclabile. | Mai ușor de reciclat. |
Pro de poliuretan termoplastic Turnare prin injecție
Iată câteva dintre avantajele poliuretan termoplastic Injeciion molding;
- Precizie și consecvență: Turnarea prin injecție oferă acuratețe, indiferent dacă sunt realizate articole mici sau multe, toate piesele sunt similare în natură.
- Flexibilitate de proiectare: poliuretan termoplastic are o bună flexibilitate care, împreună cu capacitatea de turnare prin injecție, oferă o mare posibilitate de proiectare și geometrie.
- Cost-eficacitate: Cu toate acestea, matrițele se pot dovedi puțin costisitoare pentru a fi achiziționate inițial, dar costul total este relativ ieftin pentru producția pe scară largă.
- Componente de armare fiabile și ridicate: Produse de bare fabricate prin poliuretan termoplastic turnare prin injecție sunt aplicate cu niveluri ridicate de durabilitate, rezistență la intemperii și elasticitate.
Aplicații ale poliuretan termoplastic în Turnare prin injecție
Să discutăm câteva dintre utilizările importante ale poliuretan termoplastic turnare prin injecție;
- Industria auto: poliuretan termoplastic sunt aplicate furtunurilor, garniturilor de etanșare și garniturilor, datorită caracteristicilor lor abrazive și flexibilității.
- Încălțăminte: Poliuretanul termoplastic este un material care este cel mai frecvent utilizat pentru tălpile și tălpile intermediare ale pantofilor datorită confortului pe care îl oferă, cu avantajele suplimentare ale durabilității.
- Dispozitive medicale: Tuburile și cateterele medicale ar trebui să fie fabricate din materiale biocompatibile care sunt, de asemenea, rezistente la substanțe chimice; acest lucru face ca poliuretan termoplastic un material adecvat pentru producerea sa.
- Echipament sportiv: poliuretan termoplastic este flexibil și puternic, prin urmare, utilizat pe scară largă în fabricarea de articole sportive, cum ar fi ochelari, căști, unelte protectoare, flotoare și orice articol gonflabil.
Provocări ale poliuretan termoplastic turnare prin injecție
În ciuda avantajelor sale, poliuretan termoplastic turnarea prin injecție are unele provocări:
- Sensibilitate la umezeală: poliuretan termoplastic este higroscopic, iar capacitatea sa de a absorbi umezeala din aer reprezintă un dezavantaj major în ceea ce privește calitatea produselor, în special dacă acestea nu au fost uscate corespunzător.
- Gama de temperaturi de procesare: Este necesar un control strict al temperaturii, deoarece mai multe materiale sunt sensibile și pot fi distruse sau doar topite necorespunzător.
- Retracție și deformare: The poliuretan termoplastic sunt sensibile la contracție, iar deformarea poate apărea în timpul etapei de răcire, ceea ce implică faptul că, la proiectarea matriței și la selectarea procesului de fabricație, trebuie luate în considerare aceste efecte.
Îmbunătățirea în poliuretan termoplastic Turnare prin injecție
Pentru a obține cele mai bune rezultate cu poliuretan termoplastic turnare prin injecție, luați în considerare următoarele sfaturi:
- Utilizați produse de înaltă calitate poliuretan termoplastic: Este benefic să se garanteze că materialul corespunde cerințelor aplicației în ceea ce privește flexibilitatea sau duritatea, de exemplu, sau imunitatea chimică.
- Proiectare pentru fabricație/montaj (DfMA): Minimizați defectele matriței și, în același timp, măriți numărul de cicluri pe oră pe care le poate produce o matriță.
- Întreținerea echipamentelor: Efectuarea de verificări periodice și de revizii ale mașinilor de turnare pentru a garanta buna funcționare.
- Controlați nivelul umidității: poliuretan termoplastic peleții trebuie să fie uscați înainte de prelucrare, deoarece în caz contrar se vor obține produse defecte.
Perspectivele de viitor ale poliuretan termoplastic Turnare prin injecție
După ce am trecut prin toate avantajele și utilizările turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic, putem vedea că are un domeniu de aplicare mai larg în viitorul apropiat;
- TPU durabile: Reducerea impactului industriei asupra mediului este motivul din spatele dezvoltării de materiale TPU pe bază biologică.
- Modele avansate de matrițe: Progresele, cum ar fi răcirea conformă și matrițele fabricate aditiv, fac procesul mai eficient și mai productiv, precum și îmbunătățesc produsul final.
- Comunicarea cu fabricarea inteligentă: Implementarea RTM și PM a îmbunătățit productivitatea turnării prin injecție a TPU prin aplicarea tehnologiilor Industry 4.0.
Concluzie
Turnarea prin injecție TPU este un tip semnificativ de turnare prin injecție deoarece poliuretan termoplastic are flexibilitatea elastomerilor termoplastici, în timp ce turnarea prin injecție oferă precizia și eficiența procesului. Prin înțelegerea proprietăților materialului, procesul poate fi optimizat și provocările pot fi abordate astfel încât producătorii să poată crea materiale durabile și de înaltă calitate poliuretan termoplastic părți. Aplicarea turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic a fost în continuă evoluție în ceea ce privește materialele și implementarea tehnologiei; astfel, are perspective largi la orizont pentru furnizarea de soluții versatile în cerințele recente ale industriei prelucrătoare.
Întrebări frecvente (FAQ)
1. Care este intervalul standard de duritate al poliuretan termoplastic utilizate în procesul de turnare prin injecție?
TPU poate varia de la 60 Shore A pentru forme moi și flexibile la 85 Shore D pentru forme dure și rigide, ceea ce îl face versatil.
2. Cum se selectează dreptul poliuretan termoplastic pentru o anumită aplicație?
Este esențial să fiți atenți la aspecte precum duritatea, elasticitatea, rezistența la abraziune și compatibilitatea chimică. Este recomandabil să mergeți la furnizori pentru a verifica anumite clase care se vor potrivi cerințelor dumneavoastră.
3. Aplicabilitatea poliuretan termoplastic turnare prin injecție pentru producția pe scară largă.
Da, este pentru că turnare prin injecție a poliuretanului termoplastic este precisă și eficientă pentru producția comercială.
4. Ce dă poliuretan termoplastic un avantaj față de alte materiale termoplastice?
poliuretan termoplastic se mândresc cu o flexibilitate semnificativ îmbunătățită, toleranță la abraziune și stabilitate chimică și la UV în comparație cu PVC sau PE, ceea ce le face ideale pentru aplicații superioare.