Что такое литьевое формование TPU под давлением

Литье под давлением ТПУ относится к процессу впрыска термопластичного полиуретана (ТПУ) в форму для получения готового изделия. ТПУ - это тип материала, который обладает свойствами как термопластов, так и эластомеров. Он часто используется для производства изделий, требующих гибкости, долговечности и устойчивости к истиранию.

Литье под давлением TPU - это универсальный процесс, который можно использовать для производства самых разных изделий, включая обувь, промышленные детали, медицинские приборы и многое другое. Он предлагает множество преимуществ по сравнению с традиционными методами производства, включая более низкую стоимость, более быстрые сроки производства и большую гибкость дизайна. Материалы TPU также можно перерабатывать, что делает их более экологичным вариантом для производителей.

Литье под давлением TPU (термопластичного полиуретана) Процесс имеет множество методов, включая литье под давлением, выдувное формование, компрессионное формование, экструзионное формование и т.д., среди которых наиболее часто используется литье под давлением. Используйте процесс литья под давлением для формования ТПУ в требуемые формы Литье под давлением ТПУ частей, которые делятся на три этапа: предварительная пластификация, впрыск и выталкивание. Инъекционные машины делятся на плунжерные и винтовые. Рекомендуется использовать инжекционную машину винтового типа, так как она обеспечивает равномерную скорость, пластификацию и плавление.

1. Конструкция инжекционной машины

Ствол инжекционной машины покрыт медно-алюминиевый сплав, и винт хромирован для предотвращения износа. Соотношение длины и диаметра шнека L/D = 16 ~ 20, лучше не менее 15; степень сжатия 2,5/1 ~ 3,0/1. Длина секции подачи 0,5 л, секции сжатия 0,3 л, а секции дозирования 0,2 л. Контрольное кольцо должно быть установлено в верхней части шнека для предотвращения обратного потока и поддержания максимального давления.

ТПУ следует обрабатывать с помощью самотечной форсунки, выходное отверстие представляет собой перевернутый конус, диаметр форсунки более 4 мм, менее 0,68 мм входного отверстия воротника основного канала, форсунка должна быть оснащена регулируемым нагревательным поясом для предотвращения застывания материала.

С экономической точки зрения объем впрыска должен составлять 40% - 80% от количественного объема. Скорость вращения шнека составляет 20-50 об/мин.

2. Дизайн пресс-формы для литья под давлением TPU

При проектировании пресс-формы следует обратить внимание на следующие моменты литье под давлением материала tpu:

(1) усадка формованных деталей из ТПУ

На усадку влияют твердость сырья, толщина, форма, температура формования, температура пресс-формы и другие условия формования. Обычно диапазон усадки составляет 0,005-0,020 см/см. Например, прямоугольный образец размером 100 x 10 × 2 мм усаживается в направлении длины затвора и в направлении потока, а твердость 75A в 2-3 раза больше, чем у 60 по Шору. Влияние твердости и толщины ТПУ на усадку показано на рисунке 1. Видно, что при твердости ТПУ от 78a до 90a усадка уменьшается с увеличением толщины; при твердости от 95A до 74d усадка немного увеличивается с увеличением толщины.

(2) Бегунок и холодная щель

Основной бегунок - это участок бегунка, соединяющий сопло инжектора с каналом шунта или полостью пресс-формы. Диаметр должен быть расширен внутрь под углом более 2 градусов, чтобы облегчить удаление растительности в канале потока. Шунтирующий канал - это канал, соединяющий основной канал и каждую полость в многоканальной пресс-форме, и его расположение на пресс-форме должно быть симметричным и равноудаленным. Канал может быть круглым, полукруглым и прямоугольным, диаметром 6-9 мм. Поверхность бегунка должна быть отполирована, как и полость, чтобы уменьшить сопротивление потоку и обеспечить более высокую скорость заполнения.

Холодный колодец - это пустое место (дополнительный удлиняющий бегунок) в конце основного бегунка, который используется для улавливания холодного материала, образующегося между двумя впрысками в конце сопла, чтобы предотвратить блокировку отводящего бегунка или затвора холодным материалом. Когда холодный материал смешивается в полости пресс-формы, в изделии легко возникает внутреннее напряжение. Диаметр отверстия для холодного материала составляет 8-10 мм, а длина - около 6 мм.

(3) затвор и вентиляционное отверстие

Затвор - это бегунок, соединяющий основной канал потока или шунтирующий канал с полостью. Его площадь поперечного сечения обычно меньше прохода бегунка, который является наименьшей частью бегунковой системы, и его длина должна быть небольшой. Форма затвора - прямоугольная или круглая, а размер увеличивается с ростом толщины изделия.

Толщина изделия составляет менее 4 мм, диаметр - 1 мм; толщина ворота - 4-8 мм, диаметр - 1,4 мм; толщина ворота - более 8 мм, диаметр - 2,0-2,7 мм. Место расположения затвора обычно выбирается в самой толстой части изделия, что не влияет на внешний вид и использование, и находится под прямым углом к пресс-форме, чтобы предотвратить усадку и избежать спирального рисунка.

Вытяжная или вентиляционная щель - это вид щелевого отверстия для выхода воздуха, открываемого в пресс-форме, которое используется для предотвращения попадания расплавленного материала в пресс-форму и для отвода газа из полости пресс-формы.

В противном случае в изделиях появятся воздушные отверстия, плохое сплавление, недостаточное заполнение или воздушная ловушка, и даже пережог изделий из-за высокой температуры, вызванной сжатием воздуха, что приведет к внутреннему напряжению изделий. Вытяжное отверстие может быть установлено в конце потока расплава в полости формы или на линии разделения пластиковая формаЭто заливочная щель глубиной 0,15 мм и шириной 6 мм.

Необходимо контролировать температуру пресс-формы TPU как можно более равномерно, чтобы избежать искривления и скручивания деталей, ниже приведены некоторые продукты литья под давлением TPU, которые мы сделали раньше. Если у вас есть какие-либо требования к TPU или TPE литья под давлением продуктов, добро пожаловать к нам.

3 Условия формовки

Самое важное условие формовки TPU (термопластичный полиуретан) это температура, давление и время, которые влияют на течение и охлаждение пластификации. Эти параметры влияют на внешний вид и характеристики деталей из ТПУ, полученных литьем под давлением. Хорошие условия обработки должны позволять получать ровные детали от белого до бежевого цвета.

(1) Температура

Температура, которую необходимо контролировать в процессе литья ТПУ под давлением, включает температуру бочки, температуру сопла и температуру пресс-формы. Первые две температуры в основном влияют на пластификацию и текучесть ТПУ, а вторая - на текучесть и охлаждение литьевой детали из ТПУ.

• Температура ствола - Выбор температуры ствола связан с твердостью материала ТПУ. Температура плавления ТПУ с высокой твердостью высока, и самая высокая температура в конце ствола также высока. Температурный диапазон бочки, используемой для обработки ТПУ, составляет 177 ~ 232 ℃. Распределение температуры в бочке обычно происходит от одной стороны (задний конец) бункера к соплу (передний конец), постепенно увеличиваясь, чтобы температура ТПУ стабильно повышалась и достигала цели равномерной пластификации.
• Температура сопла - температура сопла обычно немного ниже максимальной температуры ствола, чтобы предотвратить возможное слюноотделение расплавленного материала при прямом прохождении через сопло. Если для предотвращения слюноотделения используется самоблокирующаяся насадка, температура насадки также может регулироваться в пределах максимального температурного диапазона ствола.
• Температура пресс-формы - Температура пресс-формы оказывает большое влияние на внутренние характеристики и видимое качество изделий из ТПУ. Она зависит от кристалличности ТПУ и размера изделий. Температура пресс-формы обычно контролируется с помощью охлаждающей среды постоянной температуры, такой как машинная вода.
  ТПУ имеет высокую твердость, высокую кристалличность и высокую температуру формовки. Например, Texin, твердость 480A, температура формы 20-30 ℃; твердость 591A, температура формы 30-50 ℃; твердость 355d, температура формы 40-65 ℃. Температура пресс-формы для изделий из ТПУ обычно составляет 10-60 ℃. Температура пресс-формы низкая, материал плавления замораживается слишком рано и производится обтекание, что не способствует росту сферулитов, так что кристаллическая продуктов низкая, и поздний процесс кристаллизации будет происходить, что приведет к пост-усадки и изменения производительности продуктов.
• Давление Процесс впрыска - это давление, включающее давление пластификации (противодавление) и давление впрыска. Когда шнек отходит, давление на верхнюю часть расплава является противодавлением, которое регулируется переливным клапаном. Увеличение противодавления повышает температуру расплава, снижает скорость пластификации, делает температуру расплава однородной, цвет смеси однородным, выпускает газ из расплава, но удлиняет цикл формования. Противодавление ТПУ обычно составляет 0. 3 ~ 4 МПа. Давление впрыска - это давление, оказываемое на ТПУ верхней частью шнека. Его функция заключается в преодолении сопротивления потоку ТПУ из ствола в полость, заполнении формы расплавленным материалом и уплотнении расплавленного материала.
  Сопротивление течению и скорость наполнения ТПУ тесно связаны с вязкостью расплава, а вязкость расплава напрямую зависит от твердости ТПУ и температуры расплава, то есть вязкость расплава определяется не только температурой и давлением, но и твердостью ТПУ и скоростью деформации. Чем выше скорость сдвига, тем ниже вязкость; чем выше твердость ТПУ, тем выше вязкость.
  Зависимость между вязкостью и скоростью сдвига смолы с различной твердостью (240℃). При одинаковой скорости сдвига вязкость уменьшается с повышением температуры, но при высокой скорости сдвига вязкость не так сильно зависит от температуры, как при низкой скорости сдвига. Давление впрыска ТПУ обычно составляет 20 ~ 110 МПа. Давление выдержки составляет около половины давления впрыска, а противодавление должно быть 1. Ниже 4МПа, чтобы ТПУ пластифицировался равномерно.
• Время цикла - Время цикла, необходимое для завершения процесса впрыска, называется временем цикла литья. Время цикла включает в себя время заполнения, время выдержки, время охлаждения и другие моменты (открытие, снятие формы, закрытие и т. д.), что напрямую влияет на производительность труда и использование оборудования. Цикл формования ТПУ обычно определяется твердостью, толщиной и конфигурацией. Цикл формования ТПУ с высокой твердостью короткий, цикл формования толстой пластиковой детали длинный, сложный цикл конфигурации пластиковой детали длинный, а цикл формования также связан с температурой пресс-формы. Цикл формования TPU обычно составляет 20-60 с.
• Скорость впрыска - Скорость впрыска в основном зависит от конфигурации литьевых изделий из ТПУ. Изделия с толстой торцевой поверхностью требуют меньшей скорости впрыска, в то время как изделия с тонкой торцевой поверхностью требуют большей скорости впрыска.
• Скорость вращения винта - Для обработки изделий литья под давлением из ТПУ обычно требуется низкая скорость сдвига, поэтому подходит более низкая скорость вращения шнека. Скорость шнека для ТПУ обычно составляет 20-80 об/мин, поэтому предпочтительнее 20-40 об/мин.

(2) Обработка при отключении

Как TPU (термопластичный полиуретан) может разрушаться при длительном воздействии высокой температуры, для очистки после отключения следует использовать PS, PE, акрилатный пластик или ABS; если отключение длится более 1 часа, нагрев следует отключить.

(3) Постобработка продуктов

Из-за неравномерной пластификации ТПУ в стволе или разной скорости охлаждения в полости пресс-формы часто происходит неравномерная кристаллизация, ориентация и сжатие, что приводит к возникновению внутренних напряжений в изделиях, которые более заметны в толстостенных изделиях или изделиях с металлическими вставками. Механические свойства изделий с внутренним напряжением часто снижаются, а на поверхности изделий образуются трещины или даже деформации и растрескивания. Способ решения этих проблем на производстве - отжиг изделий.

Температура отжига зависит от твердости изделий из ТПУ для литья под давлением. Изделия с высокой твердостью имеют более высокую температуру отжига и более низкую температуру. Слишком высокие температуры могут вызвать коробление или деформацию изделий, а слишком низкие температуры не могут устранить внутреннее напряжение. TPU следует отжигать при низкой температуре в течение длительного времени, а изделия с низкой твердостью можно поместить при комнатной температуре на несколько недель для достижения наилучших характеристик. Твердость может быть отожжена 80 ℃ × 20 часов по Шору A85, и 100 ℃ × 20 часов выше A85. Отжиг может быть проведен в печи горячего воздуха, обратите внимание на положение, чтобы не перегреть и не деформировать изделия.

Отжиг может не только устранить внутреннее напряжение, но и улучшить механические свойства. Поскольку ТПУ представляет собой двухфазную форму, во время горячей обработки ТПУ происходит смешивание фаз. Когда Изделие для литья под давлением из ТПУ быстро охлаждается, из-за высокой вязкости и медленного разделения фаз он должен успеть разделиться и образовать микрообласть, чтобы получить наилучшие характеристики.

(4) Инкрустированное литье под давлением

Для того чтобы удовлетворить потребности в сборке и обслуживании прочности, Части литья под давлением TPU необходимо вставлять металлические вставки. Металлическая вставка сначала помещается в заранее определенное место в пресс-форме, а затем впрыскивается в цельное изделие. Из-за большой разницы в тепловых свойствах и усадке между металлической вставкой и ТПУ, изделия из ТПУ со вставкой не прочно скрепляются.

Решение заключается в предварительном нагреве металлической вставки, поскольку после предварительного нагрева разница температур расплава уменьшается, поэтому расплав вокруг вставки может охлаждаться медленно, а усадка в процессе впрыска происходит относительно равномерно, и может возникнуть определенный эффект подачи горячего материала для предотвращения чрезмерного внутреннего напряжения вокруг вставки.

ТПУ легко поддается инкрустации, а форма инкрустации не ограничена. Только после обезжиривания вкладыша, его нагревают при 200-230 ℃ в течение 1. Прочность на отрыв может достигать 6-9 кг / 25 мм за 5-2 мин. Для получения более прочного соединения вкладыш может быть покрыт клеем, затем нагрет при 120 ℃, а затем введен. Кроме того, следует отметить, что используемый TPU не должен содержать смазочных материалов.

(5) Переработка вторичного сырья

В процессе обработки ТПУ литьем под давлением могут быть переработаны такие отходы, как основной канал потока, шунтирующий канал и некачественные продукты. Согласно экспериментальным результатам, переработанный материал 100% может быть полностью использован без добавления нового материала, а механические свойства не сильно снижаются.

Однако, чтобы сохранить физико-механические свойства и условия впрыска на наилучшем уровне, рекомендуется, чтобы доля переработанного материала составляла 25% ~ 30%. Следует отметить, что тип и спецификация переработанных материалов и новых материалов должны быть одинаковыми.

Не следует использовать загрязненные или отожженные вторичные материалы. Переработанные материалы не следует хранить слишком долго. Лучше сразу гранулировать и высушить их. Как правило, вязкость расплава вторичных материалов должна быть снижена, а условия формования скорректированы.

Проверьте больше Литье под давлением ТПУ информацию или связаться с нами.