Cum alegeți TPE pentru modelarea prin injectare: factori cheie, selecția materialelor și considerații privind procesarea

În ultimul meu articol, am parcursce este de fapt TPEeste șide ce se topește și se reprofilează ca un plasticîn loc să se întărească ca cauciucul. Această întrebare ne dezvăluie ce este TPE. Cu toate acestea, nu ne spune cum să alegem gradul potrivit atunci când o piesă trebuie procesată într-un ștampil real, pe o linie de producție reală, cu un termen de livrare strict stabilit.

Alegerea TPE pentru modelarea prin injectare începe cu scopul piesei, nu cu fişa tehnică a materialului. Asiguraţi o potrivire adecvată între rigiditatea materialului, fluiditatea de curgere și comportamentul termic, în funcție de șablonul de prelucrare, ciclul de producție și condițiile de utilizare. Dacă această potrivire este corectă, piesa va ieși uniformă, rezistentă și pregătită pentru următoarea etapă a procesului.

Această idee – potrivirea materialului cu aplicarea – stă la baza fiecărei decizii pe care o facem mai jos. Ea explică, de asemenea, de ce doi produse fabricate din același grad de TPE pot presta atât de diferit după ce ies din matrice.

De ce este TPE un material preferat pentru aplicațiile de modelare prin injectare?

O piesă din plastic rigid se crăpează la îndoirea repetată. O piesă din cauciuc vopsit necesită o etapă separată de vulcanizare și nu poate fi pur și simplu rectificată. Niciuna dintre ele nu se potrivește cu orice design de pe masa mea.

TPE este preferat pentru modelarea prin injectare, deoarece funcționează pe echipamente standard pentru termoplastice, elimină pasul de vulcanizare și permite ca un TPE moale să se lipească direct de un plastic rigid într-un singur ciclu. Asta scurtează durata ciclului, reduce necesitatea asamblării secundare și permite ca rebuturile să fie reintroduse în proces, în loc să ajungă în coș.

Majoritatea uzinilor de materiale plastice dețin deja echipamente de modelare prin injectare. Un tip de TPE care funcționează pe aceeași echipament elimină necesitatea unui prese separată pentru cauciuc sau a unui cuptor de vulcanizare.Molajare cu două trageuriPermite unui magazin să ataşeze o mâneră moale din TPE de un corp rigid într-un singur ciclu, în loc să asambleze ulterior două componente manual. Acesta este un motiv major pentru care echipele de interior al automobilelor optează pentru TPE la sigiluri şi mâneri: mai puține componente, mai puține elemente de fixare, mai puține puncte susceptibile de avariere. Reprocesarea contează și ea. Obiectele de tip runner și piesele respinse pot fi adesea reintroduse în butia de alimentare, dacă calitatea materialului și procesul îl permit, ceea ce reduce costul materialului pe fiecare componentă. La Yudahang, aceasta este de obicei prima întrebare pe care o pun pentru un client: are proiectul dumneavoastră nevoie efectiv de două componente separate, sau poate TPE să vă permită să le confecționați ca o singură piesă?

Ce proprietăți ar trebui să iei în considerare la alegerea granulelor de TPE pentru modelarea prin injectare?

Doar durețea nu vă spune aproape nimic despre comportamentul unui granulat TPE odată ce este introdus în matricea dumneavoastră.

La selectarea granulelor de TPE, verificație dureza, viteza de curgere la topire, rezistența la încărcare și la ruptură, setarea la comprimare, precum și compatibilitatea de legare cu substratul dvs. Fiecare caracteristică corespunde unui anumit mod de eșec; astfel, omisiunea uneia dintre ele se manifestă în general mai târziu sub forma unei reclamații la garanție, nu ca un rezultat de laborator.

Împart aceste proprietăți în trei categorii: senzație, curgere și potrivire. Sensația cuprinde rigiditatea și elasticitatea, care determină modul în care piesa se comportă în mâna utilizatorului sau sub acțiunea unei etichete. Curgerea cuprindeviteza de curgere la topireși vâscozitate, care determină dacă granula împlinește o perete subțire sau un canal lung fără defecte de umplere. Proprietățile de legare ale acoperirilor, rezistența chimică șiset de compresie, care stabilesc dacă piesa încă funcționează după luni de utilizare în teren, nu doar imediat după preluarea din matrice. Iată cum obișnuiesc să o analizez pentru un client:

În ce măsură influențează procesul de modelare prin injectare cu TPE calitatea produsului?

Două ateliere pot utiliza același grad de TPE și totuși obține două piese foarte diferite.

Procesul de mulaj prin injectare influențează calitatea produselor din TPE prin intermediul temperaturii de topire, vitezei de injectare, presiunii de umplere și timpului de răcire. Dacă aceste parametri sunt setați greșit, chiar și un grad de TPE bine selectat poate dezvolta deformări, cedări sau crăpături la locul de intrare a materialului.

O temperatură de topire prea scăzută face ca materialul să rămână subplasticat, ceea ce duce la umplerea insuficientă și la apariția linii de curgere pe suprafața piesei. Dacă este prea ridicată, materialul poate suferi degradare, slăbind rezistența la ruptură exact acolo unde piesa are nevoie de ea cel mai mult. Viteza de injectare influențează modul în care frontul de topire umple cavitatea; o viteză prea mare poate pune aer în capcane și lăsa semne de arsuri în apropierea orificiilor de evacuare. Presiunea și timpul de compactare controlează apariția semnelor de afundare și stabilitatea dimensională după răcirea piesei. Timpul de răcire este adesea primul lucru pe care un atelier îl scurtează pentru a accelera ciclul de producție, dar o piesă extrasă prea devreme poate totuși să se deformeze odată cu ieșirea din matrice. Eu consider că matricea și procesul fac parte integrantă a deciziei privind materialul, nu un pas separat care intervine ulterior. Chiar și un granulat TPE de calitate excelentă folosit într-un proces defec­tiv va rezulta într-o piesă defectuoasă.

Care sunt cele mai frecvente probleme ale prelucrării prin injectare a TPE și cum pot fi rezolvate?

Scânteii scurte, fulgerul și semnele de afundare apar pe aproape orice linie de producție TPE la un moment dat.

ComunMolajul prin injecție TPEProblemele includ împușcături scurte, reflectoare, semne de cufundare și legătura slabă la piesele supramodele. Majoritatea se datorează unei neconcordanțe a fluxului de topire, unei temperaturi incorecte a matricei sau unui substrat care n-a fost niciodată testat pentru aderență încă de la început.

Scopurile scurte indică de obicei că viteza de curgere a topitului este prea mică față de grosimea pereților, sau că viteza și presiunea de injectare au fost setate prea conservativ pentru acea geometrie. Urmărirea cu „flash" sugerează o matrice care nu se apasă suficient de puternic pentru viscozitatea materialului la temperatura respectivă. Umergurile sunt legate de o presiune de compactare insuficientă sau de o zonă a pereților care este prea groasă pentru a se răci uniform. Eșecurile de legare la piesele suprainjectate reprezintă problema cea mai dificilă: energia de suprafață a substratului, temperatura matricei, precum și folosirea unei familii chimice greșite de TPE pot duce la desprinderea unui strat moale de pe o bază rigidă. În propria mea activitate de diagnosticare, verific materiau și proces împreună înainte de a atribui vina doar uneia dintre ele. De cele mai multe ori, soluția este mai simplă decât schimbarea completă a materialelor. O ajustare a temperaturii matricei sau o mărire ușoară a timpului de compactare rezolvă mai multe probleme decât s-ar putea crede.

Concluzie

Alegerea potrivităTPEPentru modelarea prin injectare, nu există niciodată o singură decizie. Acest lucru înseamnă asigurarea potrivirii proprietăților materialelor, a designului matriței și a parametrilor de proces cu rolul real al piesei, începând de la prima trimitere pe linie până la ani întregi de funcționare în condiții reale.

Referințe

1. Osswald, T. A., și Turng, L.-S. (Ediții).Manualul de prelucrare prin injectare, a III-a ediție. Hanser Publishers, 2008.
2. Drobny, J. G.Manualul privind elastomerii termoplastice, a II-a ediție. Elsevier, 2014.
3. Holden, G., Kricheldorf, H. R., și Quirk, R. P. (Coord.).Elastomere termoplastice, a III-a ediție. Hanser Publishers, 2004.
4. Bhowmick, A. K., și Stephens, H. L. (Ediții).Manualul despre elastomere, a II-a ediție. CRC Press, 2000.
5. ASTM International.ASTM D395-18: Metode de testare standard pentru proprietățile cauciucului — Deformarea la compresie.
6. Rosato, D. V., și Rosato, M. G.Manualul de prelucrare prin injectare. Springer, 2000.