TPU-ruiskuvaluprosessi ja muotin yksityiskohdat (osa 1)

1 Ruiskupuristus
TPU:lle sopivin käsittelymenetelmä on ruuviruiskuvalukone. Yhdellä normaalipituisella kierteellä kolmivaiheinen ruuvi voi tuottaa hyvän pehmitetyn tasaisen sulatteen. Jos tarvitaan suurta plastisointikapasiteettia (tuotantokapasiteettia), voidaan käyttää pidempää ruuvia.
Kuva 1.1 Ruiskutusruuvi TPU:n käsittelyä varten
Puristusalueen ruuvia ei voida käyttää suuren leikkausvoiman vuoksi. TPU-pehmitys vaatii suurta energiaa ja suurta vääntömomenttia ruuvilta. Riittämätön vääntömomentti johtaa ruuvin nopeuden vaihteluihin ja epätasaiseen plastisoitumiseen. Rajojen sisällä korkeampi tynnyrin lämpötila tuottaa hyviä tuloksia, vaikka se vaarantaa materiaalien ylikuumenemisen. Suuttimen ja piipun pään välinen reitti on suunniteltava siten, että siinä ei ole kuollutta kulmaa, jotta materiaali voidaan ruiskuttaa ilman lämpövaurioita. Ruuviputken ja suuttimen lämmitysjärjestelmän tarkka lämpötilan säätö on avainkysymys. Varmista, että suutin lämpenee tasaisesti koko pituudeltaan. Varo paikallista ylikuumenemista ja mahdollista sulan materiaalin kylmää polulla. Sula TPU ei ole syövyttävä eikä hankaava. Tästä syystä ruuvi ei tarvitse erityistä seosterästä tai vahvistettua pinnoitetta.
Kuva 1.2 Vaihdekahvan ruiskuvalu
2 Ruuvin säiliön ja muotin lämpötilan säätö
Ruiskutusyksikkö: TPU:ta tulee käsitellä sulamislämpötilassa 190-220 astetta C. Joidenkin kovien laatujen sulamislämpötila voi nousta 240 asteeseen. Tietyn tason TPU:n sulamislämpötila-alue löytyy tuotetietotaulukosta . Kuvassa 2.1 on esitetty ohjearvot ruuvipiippujen ja suuttimen lämmittämiselle eri Shore-kovuudella.
Kuva 2.1 Lämpötilan asetus eri kovuuden mukaan
Home: Pääasiallinen muotin lämpötilan vaikutus on pinnan laatu ja muotista irtoaminen. Se vaikuttaa myös lopullisen rakenteen kutistumiseen ja sisäiseen jännitykseen (kylmänä). Normaalin muotin lämpötilan tulee olla 20 - 40 astetta C. Joillakin parannetuilla TPU-laaduilla ja lasikuitutäytteellä TPU:n vahvistamiseksi, muotin lämpötila tulee kuitenkin nostaa 60 asteeseen parhaan pinnan laadun varmistamiseksi. Paksuseinäisten esineiden jäähdytyksessä noin 5 asteen alennus voi lyhentää kiertoaikaa.
Pehmennys: Pehmitysnopeudella kehänopeus ei saa ylittää 0,3 m/s. Annosteluiskun tulee olla välillä 1 D - 4 D. Seuraavassa kuvassa on esitetty maksiminopeus eri ruuvin halkaisijalla.
Kuva 2.2 Ruuvin nopeuden ja ruuvin halkaisijan välinen toiminnallinen suhde
Käytännön kokemus on, että on parasta käyttää 30 - 75 prosenttia ruuvin säiliöstä. Jos ruuvisäiliön kapasiteettia vastaava ruiskutustilavuus on hyvin pieni, sula pysyy pehmittimessä liian kauan. Se aiheuttaa lämpövaurioita sulalle aineelle.
Kuva 2.3 TPU-sulan hajoaminen ruuvipiippujen käsittelyssä
Ruiskutuspaine, pitopaine, vastapaine, ruiskutusnopeus
Ihanteellisen käsittelyn kannalta tärkeintä on jatkuva paineen ja ruiskutusnopeuden hallinta. Sen on kyettävä ohjaamaan ruiskutusta ja pitämään paine välillä 100–1200 bar. Homogenisoitumista varten on oltava vastapaine, joka on yleensä asetettu välille 1-2,5 prosenttia ruiskutuspaineesta. Ruiskutusnopeus perustuu pääasiassa seinämän paksuuteen. Yleensä paksuseinäisten tuotteiden muotti on täytettävä hitaasti, kun taas ohutseinäiset tuotteet on täytettävä nopeasti.
Seinämän paksuuden ja ontelotyypin lisäksi muotinpoistolla on tärkeä rooli ruiskutusnopeudessa, mikä auttaa välttämään korkeapaineisen kuuman ilman aiheuttamia ns. "palovammoja". Ruiskutuspaine/pitopaine vaikuttaa suuresti tilan vakauteen ja muotista purkamiseen.
Liian korkea ruiskupaine valun aikana, kun taas liian alhainen pitopaine aiheuttaa kolhuja. Ylikuormituksen muodostaminen ja irrottaminen on vaikeampaa. On suositeltavaa työskennellä porrastetulla paineella, toisin sanoen pienemmällä pitopaineella kuin ruiskutuspaine. Säännön mukaan 50 prosenttia ruiskutuspaineesta on sopiva. Tämä voi tuottaa tavaroita pienimmällä sisäisellä paineella.
Kuva 2 Tyypilliset 4TPU-käsittelyn vaiheet
Syklin aika
Jaksoajan määrää kohteen muoto, seinämän paksuus, muotin jäähtyminen ja itse materiaali. Seuraavassa kuvassa näkyy seinämän paksuuden vaikutus ruiskutusjaksoon. TPU voidaan jakaa kolmeen tasoon: kova, keskipitkä ja pehmeä.
Kuva 5.5 Jakson ajan sekä seinämän paksuuden ja kovuuden välinen suhde
Irrotus muotista
TPU-replikointimuotti on kuvattava yksityiskohtaisesti. Pehmeän tason TPU on hyvin outo, ja se voi tuottaa hyvin epätavallisia seinätuotteita. Tämä on otettava huomioon muotin suunnittelussa. Irrotusainetta voidaan käyttää vapauttamiseen. Silaanipohjaisilla irrokeaineilla, kuten Baysilon M:llä, on hyvä vaikutus. Silaanitonta irrotusainetta voidaan myös käyttää, mutta sitä tulee käyttää usein.
3 Jätteiden kierrätys
Jätemateriaaleista valmistetut murskatut materiaalit, portit ja pätemättömät tuotteet voidaan tehdä hiukkasiksi kierrätystä varten, jos ne ovat puhtaita ja kuivia. Ruiskupuristuksessa alle 30 prosentin murskattua materiaalia lisääminen puhtaaseen materiaaliin ei vaikuta tuotteen suorituskykyyn. Jos käsittelet murskattuja materiaaleja itse, muovatut tuotteet on testattava tarpeen mukaan, jotta voidaan määrittää, täyttävätkö ne suorituskykyvaatimukset.