Com escollir TPE per a la moldejatura per injecció: factors clau, selecció de materials i consideracions sobre el procés

En el meu darrer article, vaig explicarquè és realment el TPEés iper què es fon i es remodela com un plàsticEn comptes de curar com el cau, aquesta pregunta respon què és el TPE. Però no respon com escollir la graduació adequada quan una peça ha d'entrar en un molde real, en una línia real i amb un termini real.

Elegir TPE per a la moldejatge per injecció comença pel funció de la peça, no pel full de dades del material. Ajusteu la duresa, el flux i el comportament tèrmic al moldre, al cicle i a les condicions de servei. Si aconseguiu aquest ajust, la peça sortirà uniforme, robusta i preparada per a la pròxima estació.

Aquesta idea, d'ajustar el material a la funció, sota cada decisió que prenem a continuació. També explica per què dos productes fabricats amb la mateixa classe de TPE poden tenir un rendiment tan diferent una vegada surten del molde.

Per què el TPE és un material preferit per a aplicacions d'emmotllatge per injecció?

Una peça de plàstic rígid es trenca amb una flexió repetida. Una peça de goma curada requereix un pas de curatge separat i no es pot simplement tornar a rectificar. Cap d'elles no s'adapta a tots els dissenys que tinc sobre la taula.

El TPE és preferible per a la moldejatge per injecció ja que funciona amb equipament termoplàstic estàndard, salta l'etapa de vulcanització i permet que un TPE tou es lligui directament a un plàstic rígid en un únic cicle. Això acurta el temps del cicle, redueix l'assemblatge secundari i permet que els residus tornin al procés en comptes d'anar a la brossa.

La majoria d'instal·lacions de plàstics ja disposen d'equipaments d'emmotllatge per injecció. Un grau de TPE que funciona amb aquests mateixos equipaments elimina la necessitat d'una premsa de cautxo o d'un forn de curatge separats.Moldeig de doble tiroPermet a una botiga unir un grip suau de TPE a un mànec rígid en un únic cicle, en lloc d'assemblar dues peces a mà més tard. Aquest és un motiu fonamental pel qual els equips d'interiors automobilístics opten per el TPE en tancaments i grips: menys peces, menys elements de fixació, i menys punts on una peça pugui fallar. El reprocessament també té importància. Les canalitzacions i les peces rebutjades sovint es poden tornar a la trampa, sempre que la qualitat i el procés ho permetin, cosa que redueix el cost del material per peça. A Yudahang, aquesta sol ser la primera pregunta que faig a un client: el vostre disseny necessita realment dues peces separades, o el TPE us permet moldar-ho tot en una sola peça?

Quines propietats heu de tenir en compte quan seleccioneu pelets TPE per a la moldejatge per injecció?

La duresa per si sola no us diu gaire sobre com es comportarà una pastilla de TPE quan sigui a l'interior del vostre molde.

Quan seleccioneu grànuls de TPE, comprovieu la duresa, la taxa de fluixó en fusió, la resistència a la tracció i a la rotura, el grau de compressió i la compatibilitat d'adhesió amb el vostre substrat. Cadascuna d'aquestes propietats està associada a un mode diferent de falla; per tant, saltar-ne una sovint acaba manifestant-se més endavant en forma de reclamació de garantia, no pas en un resultat d'analisi de laboratori.

Agrupo aquestes propietats en tres categories: tacte, fluixor i ajust. El tacte engloba la duresa i l'elasticitat, que determinen com es comporta la peça en una mà o sota un tapon. La fluixor englobaíndex de fluïda d'escorregudai la viscositat, que determinen si el pelet omple una paret fina o un canal llarg sense trets curts. Els recoberts d'ajust proporcionen adhesió, resistència química iconjunt de compressió, que determinen si la peça continua funcionant després de mesos en el camp, no només fora del molde. Així és com soligui dividir-ho per a un client:

Com afecta el procés de moldeig per injecció TPE a la qualitat del producte?

Dues botigues poden utilitzar el mateix grau de TPE i, tot i així, obtenir dues peces molt diferents.

El procés de moldejat per injecció afecta la qualitat del producte TPE mitjançant la temperatura de fusió, la velocitat d'injecció, la pressió de compactació i el temps de refredament. Si es comet un error en aquests aspectes, fins i tot un grau de TPE ben triat pot deformar-se, presentar avallaments o esquerdes a la porta d'entrada.

Una temperatura de fusió massa baixa fa que el material quedi poc plastificat, per la qual cosa es farà malament i presentarà línia d'escorreguda a la superfície. Si és massa alta, el material pot degradar-se, reduint la resistència a la tracció just on la peça en necessita més. La velocitat d'injecció condiciona com la frontera de fusió omple la cavitat; si és massa ràpida, pot atrapar aire i deixar marques d'escalfament prop dels respiradors. La pressió i el temps de compressió controlen les marques d'encavallament i la estabilitat dimensional després que la peça s'ha refredat. El temps de refredament és sovint el primer aspecte que una fàbrica acurta per accelerar el temps de cicle, però una peça extreta massa aviat encara pot deformar-se quan surt del molde. Jo considero el molde i el procés com part de la decisió sobre el material, no com un pas separat que es realitza posteriorment. Un bon grau de TPE utilitzat amb un procés deficient continua donant una peça defectuosa.

Quins són els problemes més habituals en el moldeig per injecció de TPE i com es poden resoldre?

Els trets curts, el llamp i les marques d'encolat apareixen en gairebé totes les línies de producció de TPE en algun moment.

ComúMoldeig per injecció de TPEEls problemes inclouen trets curts, llum de flash, marques d'encavallament i una unió deficient en les peces sobre-moldejades. La majoria es remunten a un desajust del flux de fusió, a una temperatura inadequada del mold o a un substrat que, en primer lloc, mai s'havia provat per comprovar la seva adhesió.

Els trets curts solen indicar que la taxa de fluix del melt és massa baixa per a l'espesor de la paret, o que la velocitat i la pressió d'injecció estan ajustades de manera massa conservadora per a aquesta geometria. Els punts de flash indiquen un molde que no s'atura prou fort per a la viscositat del material a aquella temperatura. Les marques d'encavallament es deuen a una pressió de compactació insuficient o a una secció de paret massa espessa per a refredar-se de manera uniforme. Les fallades d'adherència en les peces sobremoldades són el problema més complicat: l'energia superficial del substrat, la temperatura del molde i la família química incorrecta del TPE poden fer que un grip suau es despegui d'una base dura. En la meva pròpia resolució de problemes, comprovo conjuntament el material i el procés abans de culpar només un d'ells. La majoria de vegades, la solució és més senzilla que canviar tot el material. Un ajust de la temperatura del molde o un petit increment del temps de compactació resolen més problemes dels que la gent s'espera.

Conclusió

Elegir el correcteTPEPer al moldeig per injecció, no es tracta mai d'una única decisió. Significa ajustar les propietats del material, el disseny del mold i els paràmetres de processament a la funció real de la peça, des del primer llenç a la línia fins a anys de servei en el camp.

Referències

1. Osswald, T. A., i Turng, L.-S. (Eds.).Manual de moldeig per injecció, 3a edició. Hanser Publishers, 2008.
2. Drobny, J. G.Manual d'elastòmers termoplàstics, 2a edició. Elsevier, 2014.
3. Holden, G., Kricheldorf, H. R., i Quirk, R. P. (Eds.).Elastòmers termoplàstics, 3a edició. Hanser Publishers, 2004.
4. Bhowmick, A. K., i Stephens, H. L. (Eds.).Manual d'elastòmers, 2a edició. CRC Press, 2000.
5. ASTM International.ASTM D395-18: Mètodes d'assaig estàndard per a les propietats del cau—Tornada de compressió.
6. Rosato, D. V., i Rosato, M. G.Manual de moldeig per injecció. Springer, 2000.