Ako vybrať TPE pre vstrekovanie: kľúčové faktory, výber materiálu a hľadiská spracovania

V mojom poslednom príspevku som si prešielčo je vlastne TPEje aprečo sa topí a tvaruje ako plastnamiesto toho, aby sa vytvrdzoval ako guma. Tá otázka odpovedá na to, čo je TPE. Neodpovedá však na to, ako vybrať správnu triedu, keď musí diel prejsť skutočnou formou, na skutočnej výrobnej linke a podľa skutočného termínu.

Výber TPE pre vstrekovanie začína úlohou dielu, nie technickým listom materiálu. Zodpovedajte tvrdosť, tok a tepelné správanie formy, cyklu a prevádzkovým podmienkam. Ak túto zhodu nastavíte správne, diel bude vyrobený konzistentne, pevne a pripravený na ďalšiu operáciu.

Tá jedna myšlienka – zodpovedajúci materiál k úlohám – stojí za každým rozhodnutím, ktoré tu nájdete. Zároveň vysvetľuje, prečo dva výrobky vyrobené z „rovnakej" triedy TPE môžu po odchode z formy fungovať tak rozdielne.

Prečo je TPE obľúbeným materiálom pre aplikácie vstrekovania?

Tuha plastová súčasť praskne pri opakovanom ohýbaní. Vytvrdená gumená súčasť vyžaduje samostatný proces vytvrdzovania a nedá sa jednoducho znova brúsiť. Ani jedna z nich nevyhovuje každému dizajnu na mojej pracovnej doske.

TPE je preferovaný pri vstrekovacom formovaní, pretože funguje na štandardnom tepelne plastickom zariadení, vynecháva krok vulkanizácie a umožňuje, aby sa mäkké TPE priamo spojilo s tvrdým plastom v jednom cykle. To skracuje čas cyklu, redukuje počet sekundárnych montážnych operácií a umožňuje vrátiť odpad späť do procesu namiesto jeho odhodenia do odpadkového koša.

Väčšina plastových závodov už vlastní vybavenie na vstrekovanie. TPE trieda, ktorá funguje na tom istom zariadení, odstraňuje potrebu samostatnej gumovej lisovacej alebo vytvrdzovacej rúry.Dvojstupňové tvárnenieUmožňuje to, aby obchodná spoločnosť v jednom cykle pripevnila mäkkú TPE rukoväť k tuhej rukoväti, namiesto následnej ručnej montáže dvoch dielov. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo tímy zodpovedné za interiér automobilov uprednostňujú TPE pri tesniacich a uchopovacích komponentoch: menej dielov, menej spojovacích prvkov a menej miest, kde by mohlo dôjsť k poruche. Aj opätovné spracovanie má svoj význam. Vodiče a odmietnuté diely môžu často opäť putovať do zásobníka, ak to umožňuje trieda materiálu a proces, čo znižuje náklady na jednotku výrobku. V spoločnosti Yudahang je to zvyčajne prvá otázka, ktorú položím zákazníkovi: potrebuje váš dizajn skutočne dve samostatné časti, alebo vám TPE umožní vytvoriť ich ako jeden celok?

Aké vlastnosti by ste mali zohľadniť pri výbere TPE granúl na vstrekovanie?

Tvrdosť sama o sebe vám takmer nič nepovie o tom, ako sa bude správať granulát TPE po vložení do vašej formy.

Pri výbere TPE granúl skontrolujte tvrdosť, rýchlosť toku pri tavení, pevnosť v ťahu a pri roztrhnutí, mieru kompresného zmenšenia a kompatibilitu spojenia s vaším podkladom. Každá z týchto vlastností súvisí s iným spôsobom poruchy, preto ak nejakú ignorujete, následne sa to väčšinou prejaví ako reklamácia na záruku, nie ako výsledok laboratórnych testov.

Tieto vlastnosti rozdeľujem do troch kategórií: pocit, tok a priľnavosť. Pocit zahŕňa tvrdosť a pružnosť, ktoré určujú, ako sa diel vyrovná v ruke alebo pod tesnením. Tok zahŕňamerná rýchlosť toku pri tavenía viskozita, ktoré rozhodujú o tom, či pelet naplní tenkú stenu alebo dlhý vstrekovací kanál bez nedostatkov. Vlastnosti obalov zahŕňajú priľnavosť, chemickú odolnosť azmrazenie kompresie, ktoré rozhodujú o tom, či diel je stále funkčný aj po mesiacoch v teréne, a nie iba priamo z formy. Takto ho zvyčajne rozoberám pre zákazníka:

Ako ovplyvňuje proces vstrekovania TPE kvalitu výrobku?

Dve predajne môžu používať rovnakú triedu TPE a napriek tomu vytvoriť dve veľmi odlišné diely.

Proces vstrekovania ovplyvňuje kvalitu produktov z TPE teplotou taveniny, rýchlosťou vstrekovania, tlakom plnenia a dobou chladenia. Ak sa pri nich urobí chyba, dokonca aj dobre zvolená trieda TPE môže byť deformovaná, poklesnutá alebo prasknúť v bráne.

Teplota taveniny, ktorá je príliš nízka, spôsobuje nedostatočné plastifikovanie materiálu; ten sa preto hneď nevyplní a na povrchu sú viditeľné prúdové čiary. Ak je teplota príliš vysoká, materiál môže dôjsť k degradácii, čo oslabí odolnosť proti roztrhnutiu práve tam, kde je to najdôležitejšie. Rýchlosť vstrekovania ovplyvňuje, ako sa fronta taveniny vyplní dutinou; príliš rýchla rýchlosť môže zachytiť vzduch a zanechať požiarové stopy v blízkosti odvetrávacích otvorov. Tlak a doba doplnenia kontrolujú vznik depresných škvŕn a rozmernú stabilitu dielu po jeho ochladení. Čas chladenia je často prvou vecou, ktorú prevádzka skracuje, aby zrýchlila cyklus; avšak diel, ktorý sa vyberie príliš skoro, môže aj po opustení formy ešte deformovať. Formu a proces považujem za súčasť rozhodovania o materiáli, nie za samostatný krok, ktorý nasleduje až potom. Aj skvelá trieda TPE pri zlom technologickom procese vám napriek tomu dodá zlé výrobky.

Aké sú bežné problémy pri vstrekovacom formovaní TPE a ako ich možno vyriešiť?

Krátke výstrelky, záblesky a vrzky sa objavia na takmer každej výrobnej linke TPE v určitom momente.

BežnéVstrekovanie TPEProblémy zahŕňajú nedostatočné naplnenie, výboje, poklesy a slabé spojenie na nálepkovaných dieloch. Väčšina z nich sa dá pripísať nezrovnaniu toku taveniny, nesprávnej teplote formy alebo substrátu, ktorý bol od začiatku vôbec netestovaný na priľnavosť.

Krátke výstrelky zvyčajne znamenajú, že rýchlosť toku taveniny je príliš nízka vzhľadom na hrúbku steny, alebo že rýchlosť a tlak vstrekovania sú nastavené príliš konzervatívne pre danú geometriu. Vytlačenie naznačuje, že forma nie je dostatočne pevne uzavretá vzhľadom na viskozitu materiálu pri tejto teplote. Zmrazenie sa spája so slabým tlakom dosýteneia alebo so stenou, ktorá je príliš hrubá na to, aby sa rovnomerne ochladila. Poruchy spojov u nadvstrekovaných dielov predstavujú najnáročnejší problém: povrchová energia substrátu, teplota formy a nevhodná chemická skupina TPE môžu všetky spôsobiť, že mäkký náter odtrhne tvrdú podkladovú vrstvu. Pri vlastnej poruche si najskôr spoločne overím materiál a proces, ešte predtým, ako obviním len jeden z nich. Väčšinu času je riešenie jednoduchšie ako celková zmena materiálu. Úprava teploty formy alebo malé zvýšenie doby dosýteneia vyrieši viac problémov, ako si ľudia myslia.

Záver

Výber toho správnehoTPEPri vstrekovacom formovaní nejde nikdy o jediné rozhodnutie. Znamená to zosúladiť vlastnosti materiálu, konštrukciu formy a nastavenia procesu s reálnou úlohou dielu – od prvého vstrekovania na výrobnej linke až po roky prevádzky v teréne.

Referencie

1. Osswald, T. A., a Turng, L.-S. (Eds.).Príručka pre vstrekovanie plastov, 3. vydanie. Vydavateľstvo Hanser, 2008.
2. Drobny, J. G.Príručka o termoplastických elastomeroch, 2. vydanie. Elsevier, 2014.
3. Holden, G., Kricheldorf, H. R. a Quirk, R. P. (Eds.).Termoplastické elastomery, 3. vydanie. Vydavateľstvo Hanser, 2004.
4. Bhowmick, A. K., a Stephens, H. L. (Eds.).Príručka o elastomeroch, 2. vydanie. CRC Press, 2000.
5. ASTM International.ASTM D395-18: Štandardné metódy skúšania vlastností kaučuku – Zmena objemu pri stlačení.
6. Rosato, D. V., a Rosato, M. G.Príručka pre vstrekovanie plastov. Springer, 2000.