TPU注塑成型工艺
12页1、TPU 注塑成型工艺TPU的硬度通常是用国际认可的邵氏硬度来表示,一般情况下 100 度以下都用A 表示,比如 80A,90A,95A,98A 等,100 度以上都用 D 表示,比如: 50D,60D,64D, 71D,74D等。TPU 模塑成型工艺有多种方法:包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等,其中以注塑最为常用。注塑的功能是将TPU 加工成所要求的制件,分成预塑、注射和机出三个阶段的不连续过程。 注射击机分柱塞式和螺杆式两种, 推荐使用螺杆式注射机,因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。1、 注射机的设计注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬防止磨损。螺杆长径比L/D=1620为好,至少 15;压缩比 2.5/13.0/1。给料段长度 0.5L ,压缩段 0.3L ,计量段 0.2L 。应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方,防止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,小于主流道套环入口 0.68mm ,喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%80% 。螺杆转速 2050r/min。2 、 模具设计模具设计
2、就注意以下几点:( 1)模塑 TPU 制件的收缩率收缩受原料的硬度、 制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。通常收缩率范围为 0.0050.020cm/cm 。例如, 100102mm的长方形试片,在长度方向浇口,流动方向上收缩,硬度75A 比 60D 大 23 倍。TPU 硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1。可见 TPU 硬度在 78A 90A 之间时,制件收缩率随厚度增加而下降;硬度在95A 74D 时制件收缩率随厚度增加而略有增加。( 2)流道和冷料穴主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,呈 2o 以上的角度,以便于流道赘物脱模。分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道,在塑模上的排列应呈对称和等距分布。流道可为圆形、半圆形、长方形,直径以 69mm 为宜。流道表面必须像模腔一样抛光,以减少流动阻力,并提供较快的充模速度。冷料穴是设在主流道末端的一个空穴, 用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口堵塞。冷料混入型腔,制品容易产生内应力。冷料穴直径 810mm ,深度约 6mm 。( 3)浇口和排气口浇口是接通
3、主流道或分流道与型腔的通道。 其截面积通常小于流道, 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 48mm ,直径 1.4mm;厚度 8mm 以上,直径为 2.02.7mm 。浇口位置一般选在制品最厚的而又不影响外观和使用的地方,与模具壁成直角,以防止缩孔,避免旋纹。排气品是在模具中开设的一种槽形出气口,用以防止进入模具的熔料卷入气体,将型腔的气体排出模具。否则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尽头或在塑模分型面上,为 0.15mm 深、 6mm 宽的浇槽。必须注意模具温度尽量控制均匀,以免制件翘曲和扭变。3 模塑条件TPU 最重要的模塑条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和时间。这些参数将影响 TPU 制件的外观和性能。良好的加工条件应能获得均匀的白色至米色的制件。(1) 温度模塑 TPU 过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响 TPU 的塑化和流动,后一种温度影响TPU 的流动和冷却。
4、a料筒温度料筒温度的选择与TPU 的硬度有关。硬度高的TPU 熔融温度高,料筒末端的最高温度亦高。加工TPU 所用料筒温度范围是177232 。料筒温度的分布一般是从料斗一侧(后端)至喷嘴(前端)止,逐渐升高,以使 TPU 温度平稳地上升达到均匀塑化的目的。b喷嘴温度 喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度, 以防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。 如果为杜绝流涎而采用自锁式的喷嘴, 则喷嘴温度亦可控制在料筒的最高温度范围内。c模具温度 模具温度对 TPU 制品内在性能和表观质量影响很大。它的高低决定于 TPU 的结晶性和制品的尺寸等许多因素。模具温度通常通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。例如 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长,使制品结晶度低,会出现后期结晶过程,从而引起制品的后收缩和性能的变化。b压力注塑过程是压力包括塑化压力(背压)和注射压力。螺
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