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Moldagem por injeção de plástico TPU

• 2021-08-13

Plástico TPU (poliuretano termoplástico)moldagem por injeçãoprocesso tem muitos métodos, incluindomolde de injeçãomoldagem por sopro, moldagem por compressão, moldagem por extrusão, etc., entre as quais a moldagem por injeção é mais comumente usada. use o processo de moldagem por injeção para moldar TPU no formato necessárioMoldagem por injeção TPUpeças, que são divididas em três etapas: pré-plastificação, injeção e ejeção. A máquina injetora é dividida em tipo de êmbolo e tipo de parafuso. A máquina injetora tipo parafuso é recomendada porque fornece velocidade, plastificação e fusão uniformes.

1. Projeto da máquina injetora

O cano da máquina injetora é revestido comliga de cobre-alumínio, e o parafuso é cromado para evitar desgaste. A relação comprimento-diâmetro do parafuso L/D = 16 ~ 20 é melhor, pelo menos 15; a taxa de compressão é 2,5/1 ~ 3,0/1. O comprimento da seção de alimentação é de 0,5L, a seção de compressão é de 0,3L e a seção de medição é de 0,2L. O anel de retenção deve ser instalado próximo ao topo do parafuso para evitar refluxo e manter a pressão máxima.

O TPU deve ser processado com um bico de autofluxo, a saída é um cone invertido, o diâmetro do bico é superior a 4 mm, menos de 0,68 mm da entrada do colar do canal principal e o bico deve ser equipado com uma correia de aquecimento controlável para evitar solidificação de materiais.

Do ponto de vista económico, o volume de injeção deve ser de 40% a 80% do valor quantitativo. A velocidade do parafuso é de 20-50 R/min.

2. Projeto de molde

O projeto do molde deve prestar atenção aos seguintes pontos:

(1) encolhimento de peças moldadas de TPU

O encolhimento é afetado pela dureza das matérias-primas, espessura, formato, temperatura de moldagem, temperatura do molde e outras condições de moldagem. Geralmente, a faixa de encolhimento é de 0,005-0,020 cm/cm. Por exemplo, uma peça de teste retangular de 100 × 10 × 2 mm encolhe na direção do comprimento da comporta e na direção do fluxo, e a dureza de 75A é 2-3 vezes maior que a de 60d. O efeito da dureza e espessura do TPU no encolhimento é mostrado na Figura 1. Pode-se observar que quando a dureza do TPU está entre 78a e 90a, o encolhimento diminui com o aumento da espessura; quando a dureza está entre 95A e 74d, a retração aumenta ligeiramente com o aumento da espessura.

(2) Corredor e slot frio bem

O canal principal é uma seção do canal que conecta o bico injetor ao canal de derivação ou cavidade no molde. O diâmetro deverá ser ampliado para dentro, com um ângulo superior a 2O, para facilitar a remoção das vegetações do canal de fluxo. O canal shunt é o canal que conecta o canal principal e cada cavidade no molde multiranhuras, e sua disposição no molde deve ser simétrica e equidistante. O canal de fluxo pode ser circular, semicircular e retangular, com diâmetro de 6 a 9 mm. A superfície do canal deve ser polida como a cavidade para reduzir a resistência ao fluxo e proporcionar uma velocidade de enchimento mais rápida.

Um poço frio é um local vazio (corredor extra estendido) na extremidade do canal principal, que serve para captar o material frio produzido entre as duas injeções na extremidade do bico, de modo a evitar que o corredor ou comporta de desvio bloqueio por material frio. Quando o material frio é misturado na cavidade do molde, é fácil ocorrer tensão interna do produto. O diâmetro do furo do material frio é de 8 a 10 mm e o tamanho é de cerca de 6 mm de comprimento.

(3) portão e ventilação

A comporta é o corredor que conecta o canal de fluxo principal ou o canal de derivação e a cavidade. Sua área de seção transversal é geralmente menor que a passagem do corredor, que é a menor parte do sistema do corredor, e seu comprimento deve ser curto. O formato do portão é retangular ou circular e o tamanho aumenta com a espessura do produto. A espessura do produto é inferior a 4mm, com diâmetro de 1mm; a espessura da comporta é de 4 a 8 mm, com diâmetro de 1,4 mm; a espessura do portão é superior a 8 mm, com um diâmetro de 2,0-2,7 mm. A posição da comporta é geralmente selecionada na parte mais espessa do produto, o que não afeta a aparência e o uso, e fica perpendicular ao molde, de modo a evitar o encolhimento e evitar o padrão espiral.

A fenda de exaustão ou ventilação é uma espécie de saída de ar do tipo fenda aberta no molde, que é usada para evitar que o material fundido entre no molde se envolva no gás e para descarregar o gás da cavidade do molde. Caso contrário, os produtos apresentarão furos de ar, má fusão, enchimento insuficiente ou retenção de ar, podendo até queimar os produtos devido às altas temperaturas causadas pela compressão do ar, resultando em estresse interno dos produtos. A porta de exaustão pode ser definida no final do fluxo de fusão na cavidade do molde ou na linha de partição doMolde de plástico, que é uma ranhura de vazamento de 0,15 mm de profundidade e 6 mm de largura.

É necessário controlar a temperatura do molde da forma mais uniforme possível para evitar empenamento e torção das peças. Abaixo estão alguns produtos de moldagem por injeção de plástico TPU que fabricamos antes. Se você tiver alguma necessidade de produtos moldados em TPU ou TPE, entre em contato conosco.

3 Condições de moldagem

A condição de moldagem mais importante deTPU (poliuretano termoplástico)é a temperatura, pressão e tempo que afetam o fluxo e o resfriamento da plastificação. Esses parâmetros afetarão a aparência e o desempenho das peças de TPU. Boas condições de processamento devem permitir a obtenção de peças brancas a bege.

(1) Temperatura

A temperatura a ser controlada no processo de moldagem do TPU inclui a temperatura do cilindro, a temperatura do bico e a temperatura do molde. As duas primeiras temperaturas afetam principalmente a plastificação e o fluxo do TPU, e a segunda afeta o fluxo e o resfriamento da peça moldada do TPU.

• Temperatura do barril– a seleção da temperatura do cilindro está relacionada à dureza do material TPU. A temperatura de fusão do TPU com alta dureza é alta, e a temperatura mais alta na extremidade do cilindro também é alta. A faixa de temperatura do barril usado para processar TPU é de 177 ~ 232 ℃. A distribuição da temperatura do cano é geralmente de um lado (extremidade traseira) da tremonha até o bico (extremidade frontal), aumentando gradativamente, de modo a fazer com que a temperatura do TPU suba de forma constante e atinja o objetivo de plastificação uniforme.

• Temperatura do bico– a temperatura do bocal é geralmente ligeiramente inferior à temperatura máxima do cano para evitar a possível salivação do material fundido na passagem direta do bocal. Se o bico de travamento automático for usado para evitar salivação, a temperatura do bico também poderá ser controlada dentro da faixa máxima de temperatura do cano.

• Temperatura do molde– a temperatura do molde tem grande influência no desempenho interno e na qualidade aparente dos produtos TPU. Depende da cristalinidade do TPU e do tamanho dos produtos. A temperatura do molde é geralmente controlada por um meio de resfriamento de temperatura constante, como a água. TPU possui alta dureza, alta cristalinidade e alta temperatura de molde. Por exemplo, Texin, dureza 480A, temperatura do molde 20-30 ℃; dureza 591A, temperatura do molde 30-50 ℃; dureza 355d, temperatura do molde 40-65 ℃. A temperatura do molde dos produtos TPU é geralmente de 10-60 ℃. A temperatura do molde é baixa, o material derretido é congelado muito cedo e a aerodinâmica é produzida, o que não favorece o crescimento de esferulitas, de modo que a cristalinidade dos produtos é baixa e ocorrerá um processo de cristalização tardia, o que causará pós-encolhimento e mudança de desempenho de produtos.

• Pressão – oO processo de injeção é a pressão, incluindo a pressão de plastificação (contrapressão) e a pressão de injeção. Quando o parafuso recua, a pressão no topo do fundido é a contrapressão, que é regulada pela válvula de transbordamento. Aumentar a contrapressão aumentará a temperatura de fusão, reduzirá a velocidade de plastificação, tornará a temperatura de fusão uniforme e a mistura de cores uniforme e descarregará o gás de fusão, mas estenderá o ciclo de moldagem. A contrapressão do TPU é geralmente de 0,3 ~ 4MPa. A pressão de injeção é a pressão exercida no TPU pela parte superior do parafuso. Sua função é superar a resistência ao fluxo do TPU do cilindro para a cavidade, preencher o molde com material fundido e compactar o material fundido. A resistência ao fluxo e a taxa de enchimento do TPU estão intimamente relacionadas à viscosidade do fundido, enquanto a viscosidade do fundido está diretamente relacionada à dureza do TPU e à temperatura do fundido, ou seja, a viscosidade do fundido não é determinada apenas pela temperatura e pressão, mas também pela dureza do TPU. e taxa de deformação. Quanto maior for a taxa de cisalhamento, menor será a viscosidade; quanto maior for a dureza do TPU, maior será a viscosidade. Relação entre viscosidade e taxa de cisalhamento de resina com diferentes durezas (240℃). Na mesma taxa de cisalhamento, a viscosidade diminui com o aumento da temperatura, mas em altas taxas de cisalhamento, a viscosidade não é tão afetada pela temperatura quanto em baixas taxas de cisalhamento. A pressão de injeção do TPU é geralmente de 20 ~ 110MPa. A pressão de retenção é cerca de metade da pressão de injeção e a contrapressão deve ser 1. Abaixo de 4 MPa para tornar o TPU plastificado uniformemente.

• Tempo de ciclo– o tempo de ciclo necessário para completar um processo de injeção é chamado de tempo de ciclo de moldagem. O tempo de ciclo inclui tempo de enchimento, tempo de espera, tempo de resfriamento e outros tempos (abertura, desmoldagem, fechamento, etc.), o que afeta diretamente a produtividade da mão de obra e a utilização dos equipamentos. O ciclo de formação do TPU é geralmente determinado pela dureza, espessura e configuração. O ciclo de alta dureza do TPU é curto, o ciclo espesso da peça plástica é longo, o ciclo complexo de configuração da peça plástica é longo e o ciclo de formação também está relacionado à temperatura do molde. O ciclo de moldagem do TPU é geralmente entre 20-60s.

• Velocidade de injeção– a velocidade de injeção depende principalmente da configuração dos produtos TPU. Produtos com face final espessa precisam de velocidade de injeção mais baixa, enquanto produtos com face final fina precisam de velocidade de injeção mais rápida.

• Velocidade do parafuso– O processamento de produtos de moldagem de TPU geralmente requer uma baixa taxa de cisalhamento, portanto, uma velocidade de rosca mais baixa é apropriada. A velocidade da rosca do TPU é geralmente de 20 a 80 r/min, portanto é preferível que seja de 20 a 40 r/min.

(4) Tratamento de desligamento

ComoTPU (poliuretano termoplástico)pode degradar por muito tempo sob alta temperatura, PS, PE, plástico acrilato ou ABS devem ser usados ​​para limpeza após o desligamento; se o desligamento durar mais de 1 hora, o aquecimento deverá ser desligado.

(5) Pós-tratamento de produtos

Devido à plastificação desigual do TPU no barril ou às diferentes taxas de resfriamento na cavidade da matriz, muitas vezes produz cristalização, orientação e contração irregulares, o que leva à existência de tensões internas nos produtos, que são mais proeminentes em paredes espessas. produtos ou produtos com inserções metálicas. As propriedades mecânicas dos produtos com tensão interna são frequentemente reduzidas e a superfície dos produtos fica rachada ou mesmo deformada e rachada. A forma de resolver esses problemas na produção é recozer os produtos. A temperatura de recozimento depende da dureza dos produtos TPU. Produtos com alta dureza apresentam temperaturas de recozimento mais altas e temperaturas de dureza mais baixas. Temperaturas muito altas podem causar empenamento ou deformação dos produtos, e temperaturas muito baixas não podem eliminar o estresse interno. O TPU deve ser recozido em baixa temperatura por um longo período, e os produtos com menor dureza podem ser colocados em temperatura ambiente por várias semanas para obter o melhor desempenho. A dureza pode ser recozida 80 ℃× 20h sob a costa A85 e 100 ℃× 20h acima de A85. O recozimento pode ser realizado em forno de ar quente, preste atenção para que a posição não superaqueça e deforme localmente os produtos.

O recozimento pode não apenas eliminar o estresse interno, mas também melhorar as propriedades mecânicas. Como o TPU é uma forma bifásica, a mistura de fases ocorre durante o trabalho a quente do TPU. Quando oProduto de moldagem TPUé resfriado rapidamente, devido à sua alta viscosidade e lenta separação de fases, deve ter tempo suficiente para se separar e formar uma microárea, de modo a obter o melhor desempenho.

(6) Moldagem por injeção embutida

A fim de atender às necessidades de montagem e resistência de serviço,Peças de moldagem TPUprecisa ser incorporado com inserções de metal. A inserção metálica é primeiro colocada em uma posição pré-determinada no molde e depois injetada em um produto completo. Devido à grande diferença de propriedades térmicas e encolhimento entre a inserção metálica e o TPU, os produtos de TPU com inserção não estão firmemente ligados. A solução é pré-aquecer a pastilha de metal porque a diferença de temperatura do fundido é reduzida após o pré-aquecimento, de modo que o fundido ao redor da pastilha possa ser resfriado lentamente e o encolhimento seja relativamente uniforme durante o processo de injeção, e uma certa quantidade de efeito de alimentação de material quente pode ocorrer para evitar tensão interna excessiva ao redor da pastilha. O TPU é fácil de embutir e o formato do embutimento não é limitado. Somente depois que o embutimento é desengordurado, ele é aquecido a 200-230 ℃ por 1. A resistência ao descascamento pode atingir 6-9kg / 25mm em 5-2min. Para obter uma ligação mais forte, o inserto pode ser revestido com adesivo, depois aquecido a 120 ℃ e depois injetado. Além disso, deve-se ressaltar que o TPU utilizado não deve conter lubrificantes.

(7) Reciclagem de materiais reciclados

No processo de processamento do TPU, resíduos como canal de fluxo principal, canal de derivação e produtos não qualificados podem ser reciclados. De acordo com os resultados experimentais, o material 100% reciclado pode ser totalmente utilizado sem adição de novo material, e as propriedades mecânicas não são seriamente reduzidas. Porém, para manter as propriedades físicas e mecânicas e as condições de injeção no melhor nível, recomenda-se que a proporção de material reciclado seja de 25% a 30%. Deve-se notar que o tipo e a especificação dos materiais reciclados e dos materiais novos devem ser os mesmos. Os materiais reciclados poluídos ou recozidos não devem ser usados. Os materiais reciclados não devem ser armazenados por muito tempo. É melhor granular e secar imediatamente. Geralmente, a viscosidade de fusão dos materiais reciclados deve ser reduzida e as condições de formação devem ser ajustadas.

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