Tecnología de moldes

Moldeo por inyección de plástico TPU

• 2021-08-13

Plástico TPU (poliuretano termoplástico)moldeo por inyecciónEl proceso tiene muchos métodos, incluyendomolde de inyeccióning, moldeo por soplado, moldeo por compresión, moldeo por extrusión, etc., entre los cuales el moldeo por inyección es el más utilizado. Utilice el proceso de moldeo por inyección para moldear TPU en la forma requerida.Moldeo por inyección tpupiezas, que se dividen en tres etapas: preplastificación, inyección y expulsión. La máquina de inyección se divide en tipo de émbolo y tipo de tornillo. Se recomienda la máquina de inyección tipo tornillo porque proporciona velocidad, plastificación y fusión uniformes.

1. Diseño de máquina de inyección.

El cilindro de la máquina de inyección está revestido conaleación de cobre y aluminio, y el tornillo está cromado para evitar el desgaste. La relación longitud-diámetro del tornillo L/D = 16 ~ 20 es mejor, al menos 15; la relación de compresión es 2,5/1 ~ 3,0/1. La longitud de la sección de alimentación es de 0,5 L, la sección de compresión es de 0,3 L y la sección de medición es de 0,2 L. El anillo de retención se instalará cerca de la parte superior del tornillo para evitar el reflujo y mantener la presión máxima.

El TPU debe procesarse con una boquilla de flujo automático, la salida es un cono invertido, el diámetro de la boquilla es superior a 4 mm, menos de 0,68 mm de la entrada del collar del canal principal y la boquilla debe estar equipada con una correa calefactora controlable para evitar solidificación de materiales.

Desde un punto de vista económico, el volumen de inyección debería ser del 40% al 80% de la cantidad cuantitativa. La velocidad del tornillo es de 20-50 R/min.

2. Diseño de moldes

El diseño del molde debe prestar atención a los siguientes puntos:

(1) contracción de piezas moldeadas de TPU

La contracción se ve afectada por la dureza de las materias primas, el espesor, la forma, la temperatura de moldeo, la temperatura del molde y otras condiciones de moldeo. Generalmente, el rango de contracción es de 0,005 a 0,020 cm/cm. Por ejemplo, una pieza de prueba rectangular de 100 × 10 × 2 mm se contrae en la dirección longitudinal de la compuerta y en la dirección del flujo, y la dureza de 75A es 2-3 veces mayor que la de 60d. El efecto de la dureza y el espesor del TPU sobre la contracción se muestra en la Figura 1. Se puede observar que cuando la dureza del TPU está entre 78a y 90a, la contracción disminuye con el aumento del espesor; cuando la dureza está entre 95A y 74d, la contracción aumenta ligeramente con el aumento del espesor.

(2) Pozo de corredor y ranura fría

El canal principal es una sección del canal que conecta la boquilla del inyector al canal de derivación o cavidad en el molde. El diámetro debe ampliarse hacia el interior, con un ángulo superior a 2O, para facilitar la eliminación de las vegetaciones del canal de flujo. El canal de derivación es el canal que conecta el canal principal y cada cavidad en el molde de ranuras múltiples, y su disposición en el molde debe ser simétrica y equidistante. El canal de flujo puede ser circular, semicircular y rectangular, con un diámetro de 6-9 mm. La superficie del canal debe pulirse al igual que la cavidad para reducir la resistencia al flujo y proporcionar una velocidad de llenado más rápida.

Un pozo frío es un lugar vacío (corredor extra extendido) al final del corredor principal, que se utiliza para atrapar el material frío producido entre las dos inyecciones al final de la boquilla, de manera de evitar que el corredor o compuerta de desvío bloqueo por material frío. Cuando el material frío se mezcla en la cavidad del molde, es fácil que se produzca tensión interna en el producto. El diámetro del orificio del material frío es de 8 a 10 mm y el tamaño es de aproximadamente 6 mm de largo.

(3) puerta y ventilación

La compuerta es el corredor que conecta el canal de flujo principal o el canal de derivación y la cavidad. Su área de sección transversal suele ser más pequeña que el paso del corredor, que es la parte más pequeña del sistema de corredores, y su longitud debe ser corta. La forma de la puerta es rectangular o circular y el tamaño aumenta con el grosor del producto. El espesor del producto es inferior a 4 mm, con un diámetro de 1 mm; el espesor de la puerta es de 4-8 mm, con un diámetro de 1,4 mm; el espesor de la puerta es de más de 8 mm, con un diámetro de 2,0-2,7 mm. La posición de la puerta generalmente se selecciona en la parte más gruesa del producto, lo que no afecta la apariencia ni el uso, y está en ángulo recto con el molde, para evitar la contracción y evitar el patrón en espiral.

La ranura de escape o ventilación es una especie de salida de aire tipo ranura abierta en el molde, que se utiliza para evitar que el material fundido entre en el molde y se involucre en el gas y para descargar el gas de la cavidad del molde. De lo contrario, los productos tendrán orificios de aire, mala fusión, llenado insuficiente o trampa de aire, e incluso quemarán los productos debido a las altas temperaturas causadas por la compresión del aire, lo que provocará tensión interna en los productos. El puerto de escape se puede configurar al final del flujo de fusión en la cavidad del molde o en la línea de separación delmolde de plastico, que es una ranura de vertido de 0,15 mm de profundidad y 6 mm de ancho.

Es necesario controlar la temperatura del molde de la manera más uniforme posible para evitar deformaciones y torsiones de las piezas. A continuación se muestran algunos productos de moldeo por inyección de plástico TPU que fabricamos antes. Si tiene algún requisito para productos moldeados de TPU o TPE, bienvenido a contactarnos.

3 condiciones de moldeo

La condición de moldeo más importante deTPU (Poliuretano termoplástico)Es la temperatura, presión y tiempo que afectan el flujo y enfriamiento de la plastificación. Estos parámetros afectarán la apariencia y el rendimiento de las piezas de TPU. Unas buenas condiciones de procesamiento deberían permitir obtener piezas incluso de color blanco a beige.

(1) Temperatura

La temperatura a controlar en el proceso de moldeo de TPU incluye la temperatura del cilindro, la temperatura de la boquilla y la temperatura del molde. Las dos primeras temperaturas afectan principalmente la plastificación y el flujo del TPU, y la segunda afecta el flujo y el enfriamiento de la pieza de moldeo de TPU.

• Temperatura del barril– la selección de la temperatura del cilindro está relacionada con la dureza del material TPU. La temperatura de fusión del TPU con alta dureza es alta y la temperatura más alta al final del cilindro también es alta. El rango de temperatura del cilindro utilizado para procesar TPU es de 177 ~ 232 ℃. La distribución de temperatura del barril es generalmente desde un lado (extremo trasero) de la tolva hasta la boquilla (extremo frontal), aumentando gradualmente, para hacer que la temperatura del TPU aumente de manera constante y lograr el propósito de una plastificación uniforme.

• Temperatura de la boquilla– la temperatura de la boquilla suele ser ligeramente inferior a la temperatura máxima del cañón para evitar la posible salivación del material fundido en el paso directo de la boquilla. Si se utiliza la boquilla autoblocante para evitar la salivación, la temperatura de la boquilla también se puede controlar dentro del rango de temperatura máximo del cañón.

• Temperatura del molde– la temperatura del molde tiene una gran influencia en el rendimiento interno y la calidad aparente de los productos de TPU. Depende de la cristalinidad del TPU y del tamaño de los productos. La temperatura del molde generalmente se controla mediante un medio de enfriamiento a temperatura constante, como el agua. El TPU tiene alta dureza, alta cristalinidad y alta temperatura de molde. Por ejemplo, Texin, dureza 480A, temperatura del molde 20-30 ℃; dureza 591A, temperatura del molde 30-50 ℃; dureza 355d, temperatura del molde 40-65 ℃. La temperatura del molde de los productos de TPU es generalmente de 10 a 60 ℃. La temperatura del molde es baja, el material fundido se congela demasiado pronto y se produce una aerodinámica, lo que no favorece el crecimiento de esferulitas, por lo que la cristalinidad de los productos es baja y se producirá un proceso de cristalización tardío, lo que provocará una contracción posterior y cambios en el rendimiento. de productos.

• Presión – laEl proceso de inyección es presión, incluida la presión de plastificación (contrapresión) y la presión de inyección. Cuando el tornillo retrocede, la presión en la parte superior de la masa fundida es la contrapresión, que está regulada por la válvula de desbordamiento. Aumentar la contrapresión aumentará la temperatura de la masa fundida, reducirá la velocidad de plastificación, hará que la temperatura de la masa fundida sea uniforme y la mezcla de color sea uniforme y descargará el gas de la masa fundida, pero extenderá el ciclo de moldeo. La contrapresión del TPU suele ser de 0, 3 ~ 4MPa. La presión de inyección es la presión ejercida sobre el TPU por la parte superior del tornillo. Su función es superar la resistencia al flujo de TPU desde el cilindro a la cavidad, llenar el molde con material fundido y compactar el material fundido. La resistencia al flujo y la tasa de llenado del TPU están estrechamente relacionadas con la viscosidad de la masa fundida, mientras que la viscosidad de la masa fundida está directamente relacionada con la dureza y la temperatura de la masa fundida del TPU, es decir, la viscosidad de la masa fundida no solo está determinada por la temperatura y la presión, sino también por la dureza del TPU. y tasa de deformación. Cuanto mayor es la velocidad de corte, menor es la viscosidad; cuanto mayor es la dureza del TPU, mayor es la viscosidad. Relación entre viscosidad y velocidad de corte de resina con diferente dureza (240 ℃). A la misma velocidad de corte, la viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, pero a una velocidad de corte alta, la viscosidad no se ve tan afectada por la temperatura como a una velocidad de corte baja. La presión de inyección de TPU es generalmente de 20 ~ 110 MPa. La presión de mantenimiento es aproximadamente la mitad de la presión de inyección y la contrapresión debe ser 1. Por debajo de 4 MPa para que el TPU se plastifique uniformemente.

• Tiempo de ciclo– el tiempo de ciclo necesario para completar un proceso de inyección se denomina tiempo de ciclo de moldeo. El tiempo del ciclo incluye el tiempo de llenado, tiempo de retención, tiempo de enfriamiento y otros tiempos (apertura, desmolde, cierre, etc.), lo que afecta directamente la productividad laboral y la utilización del equipo. El ciclo de formación del TPU suele estar determinado por la dureza, el espesor y la configuración. El ciclo de alta dureza del TPU es corto, el ciclo grueso de la pieza de plástico es largo, el ciclo complejo de configuración de la pieza de plástico es largo y el ciclo de formación también está relacionado con la temperatura del molde. El ciclo de moldeo de TPU generalmente es de entre 20 y 60 segundos.

• Velocidad de inyección– la velocidad de inyección depende principalmente de la configuración de los productos de TPU. Los productos con un extremo grueso necesitan una velocidad de inyección más baja, mientras que los productos con un extremo delgado necesitan una velocidad de inyección más rápida.

• Velocidad del tornillo– El procesamiento de productos de moldeo de TPU generalmente requiere una velocidad de corte baja, por lo que es apropiada una velocidad de tornillo más baja. La velocidad del tornillo de TPU es generalmente de 20-80 r/min, por lo que se prefiere que sea de 20-40 r/min.

(4) Tratamiento de parada

ComoTPU (Poliuretano termoplástico)puede degradarse con el tiempo prolongado a altas temperaturas; se debe usar PS, PE, plástico de acrilato o ABS para la limpieza después del apagado; si el apagado dura más de 1 hora, se debe apagar la calefacción.

(5) Postratamiento de productos

Debido a la plastificación desigual del TPU en el cilindro o las diferentes velocidades de enfriamiento en la cavidad de la matriz, a menudo produce una cristalización, orientación y contracción desiguales, lo que conduce a la existencia de tensión interna en los productos, que es más prominente en los de paredes gruesas. productos o productos con inserciones metálicas. Las propiedades mecánicas de los productos con tensión interna a menudo se reducen y la superficie de los productos se agrieta o incluso se deforma y agrieta. La forma de solucionar estos problemas en la producción es recocer los productos. La temperatura de recocido depende de la dureza de los productos de TPU. Los productos con alta dureza tienen temperaturas de recocido más altas y temperaturas de dureza más bajas. Temperaturas demasiado altas pueden provocar deformaciones o deformaciones en los productos, y temperaturas demasiado bajas no pueden eliminar la tensión interna. El TPU debe recocerse a baja temperatura durante un tiempo prolongado y los productos con menor dureza se pueden colocar a temperatura ambiente durante varias semanas para lograr el mejor rendimiento. La dureza se puede recocer a 80 ℃ × 20 h bajo la costa A85 y a 100 ℃ × 20 h por encima de A85. El recocido se puede realizar en el horno de aire caliente, preste atención a la posición para no sobrecalentar localmente ni deformar los productos.

El recocido no sólo puede eliminar la tensión interna sino también mejorar las propiedades mecánicas. Debido a que el TPU es una forma de dos fases, la mezcla de fases se produce durante el trabajo en caliente del TPU. cuando elProductos formados por tpuSe enfría rápidamente, debido a su alta viscosidad y lenta separación de fases, debe tener tiempo suficiente para separarse y formar una microárea, para obtener el mejor rendimiento.

(6) Moldeo por inyección con incrustaciones

Para satisfacer las necesidades de montaje y resistencia del servicio,Pieza moldeada tpuEs necesario incrustarlos con inserciones de metal. El inserto de metal se coloca primero en una posición predeterminada en el molde y luego se inyecta en un producto completo. Debido a la gran diferencia de propiedades térmicas y contracción entre el inserto metálico y el TPU, los productos de TPU con inserto no están unidos firmemente. La solución es precalentar el inserto de metal porque la diferencia de temperatura de la masa fundida se reduce después del precalentamiento, de modo que la masa fundida alrededor del inserto se puede enfriar lentamente y la contracción es relativamente uniforme durante el proceso de inyección, y una cierta cantidad de efecto de alimentación de material caliente. puede ocurrir para evitar una tensión interna excesiva alrededor del inserto. El TPU es fácil de incrustar y la forma de la incrustación no está limitada. Solo después de desengrasar la incrustación, se calienta a 200-230 ℃ durante 1. La resistencia al pelado puede alcanzar 6-9 kg / 25 mm en 5-2 minutos. Para obtener una unión más fuerte, el inserto puede recubrirse con adhesivo, luego calentarse a 120 ℃ y luego inyectarse. Además, cabe señalar que el TPU utilizado no debe contener lubricantes.

(7) Reciclaje de materiales reciclados.

En el proceso de procesamiento de TPU, se pueden reciclar desechos como el canal de flujo principal, el canal de derivación y los productos no calificados. Según los resultados experimentales, el material 100% reciclado se puede utilizar completamente sin agregar material nuevo y las propiedades mecánicas no se reducen seriamente. Sin embargo, para mantener las propiedades físicas y mecánicas y las condiciones de inyección en el mejor nivel, se recomienda que la proporción de material reciclado sea del 25 % al 30 %. Cabe señalar que el tipo y las especificaciones de los materiales reciclados y los materiales nuevos deben ser los mismos. No se deben utilizar materiales reciclados contaminados o recocidos. Los materiales reciclados no deben almacenarse por mucho tiempo. Es mejor granularlos y secarlos inmediatamente. Generalmente, se debe reducir la viscosidad de la masa fundida de los materiales reciclados y se deben ajustar las condiciones de formación.

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