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TPU注塑有哪些要点?

作者:苏州佰事利新材料 来源:www.kstpu.com 日期:2021-10-16 浏览次数:

        TPU注塑有哪些要点?

        1. TPU注塑

        TPU 最适宜的加工手段莫过于螺杆型注塑机械。用通常长度的单螺纹,三段螺杆能生产很好的塑化均匀的熔融物。如果需要高的塑化能力(生产量), 可以使用较长的螺杆。 

        短压缩区螺杆由于高剪切力而不适用。TPU 塑化需要高的能量,要求螺杆有高的扭矩驱动。扭矩不足会导致螺杆转速的波动和塑化的不均匀。在限度之内,较高的螺筒温度会产生良好结果,尽管会冒材料过热的危险。 
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        射嘴和螺筒头的通路应设计成没有死角,而使材料能够射入而不致受到热破坏。螺筒和射嘴的加热系统的精确温度控制是要点。

        注意确保射嘴在整个长度都均匀受热。谨防在通路上熔料局部过热和可能受冷。熔融的TPU是即无腐蚀性也无磨损型。基于这里理由,螺杆不需任何特殊合金钢或加强镀层。

        2. TPU螺筒和模具的温度设定

        2.1  注射单元 

        TPU 应在190 到 220 °C之间的熔融温度下加工。对于一些硬的级别熔融温度可能会提高到 240°C 。具体级别TPU 的熔融温度范围在相关的产品信息表中可以找到。

        2.2  TPU模具

        模具温度的主要影响在于表面质量和脱模行为。他也影响最终结构的收缩和内应力  受冷时) 。正常模具温度应用20 - 40 °C。但用一些改良的TPU 级别和使用玻璃丝填充加强TPU,模具温度应提高到60 °C以确保最佳的表面质量。对于厚壁物品冷却,降低大约 5°C 能减少循环周期时间。

        2.3  TPU塑化

        对于塑化速度应选择圆周速率不超过0.3 m/s。计量行程应在 1 D 和 4 D之间。所示为不同螺杆直径下的最大速度。实际经验是利用螺筒 30 - 75% 能力是最佳的。如果螺筒能力对应注射量非常低,则熔融物在塑化单元停留太长的时间。会导致熔融物热损坏。

        2.4  注射压力,保持压力,背压力,注射速度

        对于理想的加工,要点是对压力和注射速度的不间断的控制。其应能控制注射和保持压力在100到1200 bar 范围内。为了均化必须有背压力,通常设定在注射压力的1到2.5%之间。注射速度主要基于壁厚。通常对于厚壁物品的模具需要慢的填充,而薄壁物品需要快的填充。

        合理的壁厚与型腔类型必不可少,但也不能忽视排气的重要性。当排气不良时,高速高压的熔体会使模具型腔内产生“内燃机效应”,从而产品有可能出现烧焦、发黄甚至欠注的现象。当设定射速和保压时,也应考虑到TPE件的冷却定型以及脱模。

        过快的注射速度带来的高取向和过高压力,会影响塑件的冷却定型,严重的会使塑件变形。当注射完成时,需要有足够的保压来支持塑件的定型,防止塑件冷却时的收缩影响脱模。从经验上来说,TPE成型的保压约为射压的50%。

        2.5  TPU循环时间

        决定循环时间的是物品的形状,壁厚,模具的冷却和材料本身。 

        2.6  TPU脱模

        TPU 的复制模具需要详细叙述。软级别的TPU很奇特,其能产生太不一般的壁的物品。这必须在设计模具是通盘考虑。脱模可以使用脱模剂。硅烷基脱模剂如Baysilon M 效果良好。无硅烷脱模剂也可以,但必须频繁使用。

        3. TPU废料循环

        废料、浇口,不合格品等制成的粉碎料如果清洁和干燥可以制成颗粒再生利用。对于注塑,在纯料中加不到30%的粉碎料不会影响产品的性能。如果自己加工粉碎材料,成型物品必须按要求进行测试决定能否满足性能要求。对于挤出纯料中混和粉碎料是不适当的(因为粘度不同)。如果是同质的纯的粉碎料用于挤出,不是绝对不可以,但用于注塑是完全可以的。

        4. TPU模具设计 / 外形结构

        4.1  TPU注射成型工具 

        TPU 模具应采用同种的用于热成型的钢制造。简单的小型产品趋向也采用铝合金制造。对于样件模具可以正常使用插入铸造树脂或压铸金属。下列模具类型可以加工TPU:

        •   两片式模具

        •   三片式模具

        •   双并式模具

        •   全压式模具

        •   多开隙模具

        4.2  TPU浇口

        TPU通常使用以下类型的浇口:

        •   薄膜浇口

        •   隔膜浇口

        •   针点浇口

        •   环形浇口

        •   直浇口

        •   隧道式浇

        •   热浇道浇口

        对于浇口,浇道和注道应比硬塑料大 25 - 50 %。在浇口系统应特别避免压力下降。

        浇道越远越应注意,流路必须设计成全通路使用整个的一个浇道直径,并且其布置在一个或两半模模具上。在多模穴模具上,即两片或三片型,浇道应布置成流路基本是相同长度。

        针点浇口必须有一个弱点在浇口截面以确保干净的撕掉。大的针点浇口必须在部件上不连带任何喷射或其它的压痕发生。对于轴向对称的零件,可能会用环形或隔膜浇口更好地防止形成流线。模具填充和排气必须保持在紧密的控制之下。如果浇注点是看不到的,隧道式浇口是最佳解决方案。

        4.3  TPU热浇道技术和热浇道射嘴

        热浇道喂料系统适合热塑性塑料越来越流行。TPU也同样,这个技术被防范采用。

        1.流动技术     2.温度控制     3.机械状态   

        4.4  模具的流动特性

        TPU 的流动行为基本和其它热塑性材料相同。流道动路径的长度决定于融熔的温度,填充零件的壁厚,注射速度和材料的流变学特性。根据设备和技术条件注射速度各种各样。

        4.5  模具排气

        特别对于TPU厚壁零件,重要的是好的模穴排气。在分模线上0.02到0.05mm深度和5mm宽度的凹槽认为合适 。如果某个非模具分模线区域空气被压缩则通过使用针和用合适的办法插入适当排气是可行的。

        4.6  收缩

        对于热塑性聚氨酯其仅能在模具设计阶段基于物品外形在一定限度之内修改收缩数据,其壁厚和加工条件都对收缩产生重大影响。模具设计的大致规则设定收缩大约1%。次要的差别靠良好的弹性形变抵消。用软级别的TPU和薄壁的物品比用硬级别的TPU和较大壁厚的物品模塑后的收缩是巨大的。

        4.7 TPU脱模

        1  模穴表面

        一个模具的模穴表面粗燥度达到 0.5 - 0.6 µm 减少脱模利和TPU助剂喷出。脱模力是用其它的粗燥度或涂料在他们最小的比较而言。

        2  脱模锥度

        模具锥度应至少为 5°,用软的级别TPU制造较明显。交错的锥度改善从模壁上的脱开。

        3  顶出装置

        对于 TPU,顶出装置的表面应尽量大,以避免成品物件的变形。

        4.8  TPU着色

        TPU一般只提供本色。着色是一个简单的过程和可用机器处理。用TPU 基色母颗粒是既简单又可靠。聚苯乙烯和SAN树脂基的母粒勉强可以,而那些聚烯烃和PVC 基的对于TPU是不合适的。颜料和色浆可以用于着色。需要的添加量决定于物品的壁厚,颜料的颜色浓度和指定的色度。

        一般添加量是:

        色母粒:      1.0 - 4.0 %

        色浆:      0.5 - 1.0 %

        颜料:     0.2 - 0.5 %

        可以利用标准的商业装备在使用TPU时添加和混合着色剂。对于特殊的颜色可以使用转鼓混合机或用翻斗混合机等类似装置。确保着色剂或其它的任何添加剂不含任何水分是非常重要的。一种静止混合器趋向极大的改善颜色分散和减少着色剂用量。

        4.9  TPU添加剂

        为改善加工特性和特殊行为,我们推荐添加常用功能母粒如:

        •   抗粘剂

        •   脱模制

        •   紫外光稳定剂

        加入前都必须预先干燥。



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