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TPU注塑成型工艺
TPU模塑成型工艺有多种方法:包含有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等,此中
以注塑最为常用。注塑的功能就是将TPU加工成所要求的制件,分红预塑、注射
与机出三个阶段的不连续过程。注射击机分柱塞式与螺杆式两种,介绍使用螺杆
式注射机,因为它有供给均匀的速度、塑化与熔融。
1、注射机的设计
注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬防范磨损。螺杆长径比L/D=16~20为好,至
少15;压缩比2、5/1~3、0/1。,,。应将止逆环装在凑近螺杆顶端的地方,防范反流并保持最大压力。
加工TPU宜用自流喷嘴,出口为倒锥形,喷嘴口径4mm以上,小于主流道套环进口
,喷嘴应装有可控加热带以防范资料凝结。
从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%~80%。螺杆转速20~50r/min。
2、模具设计
模具设计就注意以下几点:
(1)模塑TPU制件的缩短率
缩短受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度与模具温度等模塑条件的影响。平常缩短率范围为0、005~。比方,100×10×2mm的长方形试片,在
长度方向浇口,流动方向上缩短,硬度75A比60D大2~3倍。TPU硬度、制作
厚度对缩短率的影响见图1。可见TPU硬度在78A~90A之间时,制件缩短率随
厚度增加而降落;硬度在95A~74D时制件缩短率随厚度增加而略有增加。
流道与冷料穴
主流道就是模具中连结注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,
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呈2o以上的角度,以便于流道赘物脱模。分流道就是多槽模中连结主流道与各个
型腔的通道,在塑模上的摆列应呈对称与等距分布。流道可为圆形、半圆形、长
方形,直径以6~9mm为宜。流道表面一定像模腔相同抛光,以减少流动阻力,并提
供较快的充模速度。
冷料穴就是设在主流道尾端的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生
的冷料,从而防范分流道或浇口拥堵。冷料混入型腔,制品简单产生内应力。冷料
穴直径8~10mm,深度约6mm。
浇口与排气口
浇口就是接通主流道或分流道与型腔的通道。其截面积平常小于流道,就是流道系统中最小的部分,长度宜短。浇口形状为矩形或圆形,尺寸随制品厚度增中,制品厚度4mm以下,直径1mm;厚度4~8mm,;厚度8mm以上,直径为2、
0~。浇口地址一般选在制品最厚的而又不影响外观与使用的地方,与模具
壁成直角,以防范缩孔,防范旋纹。
排气品就是在模具中开设的一种槽形出气口,用以防范进入模具的熔料卷入气体,
将型腔的气体排出模具。不然将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满,甚至
因空气受压缩产生高温而将制品烧伤,制件产生内应力等。排气口可设在型腔内
熔料流动的终点或在塑模分型面上,、6mm宽的浇槽。
一定注意模具温度尽量控制均匀,免得制件翘曲与扭变。
模塑条件
TPU最重要的模塑条件就是影响塑化流动与冷却的温度、压力与时间。这些参
数将影响TPU制件的外观与性能。优秀的加工条件应能获取均匀的白色至米色
的制件。
温度
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模塑TPU过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度与模具温度。前两种温度
主要影响TPU的塑化与流动,后一种温度影响TPU的流动与冷却。
。硬度高的TPU熔融温度高,料
筒尾端的最高温度亦高。加工TPU所用料筒温度范围就是177~232℃。料筒温
度的分布一般就是从料斗一侧(后端)至喷嘴(前端)止,逐渐高升,以使TPU温度平
稳地上升达到均匀塑化的目的。
,以防范熔料在直通式喷嘴可
能发生的流涎现象。假如为根绝流涎而采纳自锁式的喷嘴,则喷嘴温度亦可控制
在料筒的最高温度范围内。
。它的高低决定
于TPU的结晶性与制品的尺寸等很多要素。模具温度平常经过恒温的冷却介质
如水来控制,TPU硬度高,结晶度高,模具温度亦高。比方Texin,硬度480A,模具温度20~30℃;硬度591A,模具温度30~50℃;硬度355D,模具温度40~65℃。
TPU制品模具温度一般在10~60℃。模具温度低,熔料过早冻结而产生流线,并
且不利于球晶的增加,使制品结晶度低,会出现后期结晶过程,从而引起制品的后
缩短与性能的变化。
注塑过程就是压力包含塑化压力(背压)与注射压力。螺杆退后时,其顶部熔料所受
到的压力即为背压,经过溢流阀来调理。增加背压会提升熔体温度,减低塑化速度,
使熔体温度均匀,色料混淆均匀,并排出熔体气体,但会延伸成型周期。TPU的背压
平常在0。3~4MPa。
注射压力就是螺杆顶部对TPU所施的压力,它的作用就是战胜TPU从料筒流向
型腔的流动阻力,给熔料充模的速率,并对熔料压实。TPU流动阻力与充模速率与
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熔料粘度亲近有关,而熔料粘度又与TPU硬度与熔料温度直接有关,即熔料粘度
不但决定于温度与压力,还决定于TPU硬度与形变速率。剪切速率越高粘度越低;
剪切速率不变,TPU硬度越高粘度越大。
在剪切速率不变的条件下,粘度随温度增加而降落,但在高剪切速率下,粘度受温
度的影响不像低剪切速率那样大。TPU的注射压力一般为20~110MPa。保压压
力大概为注射压力的一半,背压应在1。4MPa以下,以使TPU塑化均匀。
达成一次注射过程所需的时间称为成型周期。成型周期包含充模时间、保压时间、冷却时间与其她时间(开模、脱模、闭模等),直接影响劳动生产率与设施利用率。
TPU的成型周期平常决定于硬度、制件厚度与构型,TPU硬度高周期短,塑件厚周
期长,塑件构型复杂周期长,成型周期还与模具温度有关。TPU成型周期一般在
20~60s之间。
注射速度主要决定于TPU制品的构型。端面厚的制品需要较低的注射速度,端面
薄则注射速度较快。
加工TPU制品平常需要低剪切速率,因此以较低的螺杆转速为宜。TPU的螺杆转
速一般为20~80r/min,则精选20~40r/min。
停机办理
因为TPU高温下延伸时间可能发生降解,故在关机后,应该用PS、PE、丙烯酸酯
类塑料或ABS冲洗;停机超出1小时,应该封闭加热。
制品后办理
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TPU因为在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速率不一样,常会产生不均匀的结
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晶、取向与缩短,所以以致制品存在内应力,这在厚壁制品或带有金属嵌件的制品
中更加突出。存在内应力的制品在储存与使用中常会发生力学性能降落,表面有
银纹甚至变形开裂。生产中解决这些问题的方法就是对制品进行退火办理。退火
温度视TPU制品的硬度而定,硬度高的制品退火温度亦较高,硬度低温度亦低;温
度过高可能使制品发生翘曲或变形,过低达不到除去内应力的目的。TPU的退火
宜用低温长时间,硬度较低的制品室温搁置数周即可达到最正确性能。硬度在邵尔
A85以下退火80℃×20h,A85以上者100℃×20h即可。退火可在热风烘箱中进
行,注意搁置地址不要局部过热而使制品变形。
退火不但能够除去内应力,还可提升力学性能。因为TPU就是两相形态,TPU热
加工时期发生相的混淆,在快速冷却时,因为TPU粘度高,相分别很慢,一定有足够
的时间使其分别,形成微区,从而获取最正确性能。
镶嵌注塑
为了满足装置与使用强度的需要,TPU制件内需嵌入金属嵌件。金属嵌件先放入
模具内的预约地址,而后注射成一个整体的制品。有嵌件的TPU制品因为金属嵌
件与TPU热性能与缩短率差异较大,以致嵌件与TPU粘接不牢。解决的方法就
是对金属嵌件进行预热办理,因为预热后嵌件减少了熔料的温度差,从而在注射过
程中可使嵌件四周的熔料冷却较慢,缩短比较均匀,发生必定的热料补缩作用,防
止嵌件四周产生过大的内应力。TPU镶嵌成型比较简单,嵌物形状不受限制,只需
在嵌件脱脂后,将其在200~230℃加热办理1。5~2min,剥离强度可达6~
9kg/25mm。欲获取更牢的粘接,可在嵌件上涂粘合剂,而后于120℃加热,再行注
射。其余,应该注意所用的TPU不可以含润滑剂。
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回收料的再利用
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在TPU加工过程中,主流道、分流道、不合格的制品等废料,能够回收再利用。从
实验结果瞧,100%回收料不掺合新料,力学性能降落也不太严重,完好能够利用,但
为保持物理力学性能与注射条件在最正确水平,介绍回收料比率在25%~30%为好。
应该注意的就是回收料与新料的品种规格最好相同,已污染的或已退火的回收料
防范使用,回收料不要储存太久,最好立刻造粒,干燥使用。回收料的熔融粘度一般
要降落,成型条件要进行调整。
注射缺点原由及办理
缺点
产生原由
解决方法
缺点
产生原由
解决方法
气泡
背压低
增加背压
毛边
资料过热
降低料筒温度
资料湿润完全干燥注射压力太高降低注射压力
螺杆转速太高降低螺杆转速模具紧固压力低提升紧固压力
资料过热降低料筒温度
制品
粘模注射压力太高降低注射压力
注射速度过快降低注射速度保压时间太长减少保压时间
焦斑注射压力太高降低注射压力冷却不充分增加冷却时间或
循环时间
注射速度太快降低注射速度模温太高或太低调整模温
资料过热降低料筒温度注射时间太长降低注射时间
模具排气不妥增加排气口模具表面镀铬或高改变模具表面
韧性
降低资料湿润完全干燥度抛光
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回收料比率太大
降低回收料比率
熔融温度过高
降低熔料温度
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熔融温度太高或太低
调整熔融温度
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注料
量不
足给料不足调整给料
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浇口太小增加浇口尺寸过早凝结浇口接合区太长降低浇口接合区长度
提升模具温度
料筒温度太低
提升料筒温
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度
模具温度太低提升熔融温度注射压力太低增加注射压力
麻孔
气泡
或缩
皱纹注射压力太低增加注射压力注射时间短增加注射时间
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资料过热降低料筒温度喷嘴孔、流道或浇口,尺寸不足调整喷
嘴、流道与浇口尺寸
模具温度太低提升模具温度
给料不足调整给料翘曲注射压力太低增加注射压力
浇口定位不妥调整浇口地址资料过热降低料筒温度
制品
凹陷注射速度快降低注射速度模具温度太高降低模具温度
注射时间短增加注射时间树脂缓冲过分降低树脂缓冲
背压过高降低背压接合
线注射压力、时间不足增加注射压力、时间
注射压力低提升注射压力熔料温度低提升料筒温度
合模压力不足提升合模压力浇口尺寸小、地址不妥增加浇口尺
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寸,改变地址
熔料温度高降低料筒温度表面
线纹熔料温度太高降低料筒温度
凹陷部位排气不良凹陷部位设排气口注射速度快降低注射速度
螺杆
打滑料斗进料部位故障除去进料部位阻碍浇口尺寸过小加大
浇口尺寸
料筒后部温度过高降低该处温度资料干燥不足完全干燥资料
螺杆退后速度过快降低退后速度螺杆
没法
转动熔料温度低提升料筒温度
料筒没有冲洗净用其她树脂冲洗料筒背压过高降低背压
资料干燥不充分再行干燥资料资料欠润滑增加合适润滑剂
资料颗粒过大降低颗粒尺寸资料
未熔
尽熔料温度低提升料筒温度
喷嘴
流料熔料温度过高降低料筒温度背压过低增加背压
喷嘴温度过高降低喷嘴温度料斗下部过冷封闭料斗下部冷却系
统
背压过大降低背压成型周期很短增加成型周期
主流道冷料断脱时间早延缓冷料断脱时间资料干燥不足完全干
燥资料
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注:特别对不起,没有编写完好,如需详尽资料请与,和蔼农民联系、
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