耐磨 TPU(热塑性聚氨酯弹性体)的加工成型需结合其热塑性和弹性特性,选择合适的工艺参数和设备。以下是主要加工方法、关键要点及适用场景:
一、注塑成型
原理:将熔融 TPU 通过高压注入模具型腔,冷却固化后成型。
适用产品:结构复杂的中小型零件,如鞋底、齿轮、密封件、手机保护壳等。
关键工艺参数
| 参数 | 控制要点 |
|---|---|
| 料筒温度 | - 聚醚型 TPU:180~220℃ - 聚酯型 TPU:190~230℃ - 温度过高易降解,过低导致充模困难 |
| 模具温度 | 20~60℃(低温可提高表面硬度,高温改善熔接痕) |
| 注射压力 | 50~120 MPa(复杂结构需更高压力,避免缺料) |
| 冷却时间 | 10~30 秒(厚壁件需延长,避免内部气泡) |
设备要求
注意事项
二、挤出成型
原理:加热熔融 TPU 通过机头模具挤出连续型材,冷却定型。
适用产品:管材、片材、薄膜、异型材(如密封条、电缆护套)等。
关键工艺参数
| 参数 | 控制要点 |
|---|---|
| 挤出温度 | - 聚醚型:170~210℃ - 聚酯型:180~220℃ - 机头温度略高于料筒末端 5~10℃ |
| 牵引速度 | 与挤出速度匹配(通常 1~5 m/min),过快易拉伸变形,过慢导致尺寸偏大 |
| 冷却方式 | 水冷或风冷(薄壁件用水冷,厚壁件风冷防止表面开裂) |
设备要求
应用案例
三、吹塑成型
原理:将熔融 TPU 型坯置于模具中,吹入压缩空气使其贴模成型。
适用产品:中空制品,如油壶、气囊、工业容器、汽车储液罐等。
关键工艺参数
| 参数 | 控制要点 |
|---|---|
| 型坯温度 | 190~230℃(确保延展性,避免吹破) |
| 吹胀压力 | 0.2~0.8 MPa(根据制品厚度调整,薄壁件需低压) |
| 吹胀比 | 2:1~3:1(过大易导致壁厚不均) |
| 冷却时间 | 15~40 秒(厚壁件需延长,防止收缩变形) |
设备要求
优势
四、压延成型
原理:加热塑化的 TPU 通过辊筒间隙压延成薄片,与织物、金属等基材贴合。
适用产品:复合材料,如传送带、鞋底夹层、箱包面料、汽车内饰件等。
关键工艺参数
| 参数 | 控制要点 |
|---|---|
| 辊筒温度 | 170~210℃(前辊温度高于后辊 5~10℃,确保贴合性) |
| 辊速比 | 1.1:1~1.3:1(速比越大,薄型越光滑,但内应力增加) |
| 基材张力 | 5~15 N(避免拉伸变形,确保复合层均匀) |
设备要求
应用场景
五、热成型(二次加工)
原理:将 TPU 片材 / 板材加热至软化点,通过模具冲压或真空吸附成型。
适用产品:大尺寸或异形件,如汽车保险杠内衬、运动护具、医疗护板等。
关键工艺参数
| 参数 | 控制要点 |
|---|---|
| 加热温度 | 140~180℃(低于熔融温度,保持片材形状稳定性) |
| 成型压力 | 0.1~0.5 MPa(真空成型)或 5~20 MPa(模压成型) |
| 冷却速率 | 快速冷却(如水冷)可提高生产效率,但需避免内应力开裂 |
优势
六、加工难点与解决方案
| 问题 | 原因 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 熔体破裂 | 剪切速率过高或温度不均 | 降低螺杆转速,提高料筒温度均匀性,改用大口径模具 |
| 表面气泡 | 原料含水率高或降解 | 延长干燥时间,检查温控系统,避免物料滞留过热 |
| 尺寸不稳定 | 冷却不足或牵引速度波动 | 增加冷却长度,安装在线测径仪实时调整牵引速度 |
| 熔接痕明显 | 熔体流动不畅或模具排气不良 | 提高注射压力,加大浇口尺寸,模具增加排气槽 |
七、改性与复合加工
总结
耐磨 TPU 的加工需根据产品形状、性能需求和生产规模选择工艺: