软质TPU的加工成型

软质 TPU（热塑性聚氨酯弹性体）的加工成型依托其热塑性特性，可采用多种塑料加工工艺实现，具体方式需根据产品形态、性能要求及生产效率选择。以下是其主要加工成型方法及特点：

一、主要加工工艺及特点

1. 注塑成型

• 原理：将熔融的 TPU 原料注入模具型腔，冷却固化后得到制品。

• 适用产品：小型精密部件（如密封圈、手机保护套、按键、鞋材配件）。

• 优势：

• 成型速度快，适合大批量生产；

• 制品尺寸精度高，表面光洁；

• 可实现复杂结构设计（如镂空、凸台）。

• 关键参数：

• 熔体温度：170-220℃（软质 TPU 熔点较低，需避免高温降解）；

• 模具温度：30-60℃（温度过低易导致内应力，过高则延长冷却时间）；

• 注射压力：50-150MPa（根据制品厚度调整，防止飞边或填充不足）。

2. 挤出成型

• 原理：TPU 颗粒经螺杆加热熔融后，通过挤出模具（口模）连续成型，冷却定型得到管材、板材、薄膜等。

• 适用产品：软管（如输液管、气动管）、薄膜（如包装膜、防水膜）、异型材（如密封条、电缆护套）。

• 优势：

• 连续生产，效率高，适合长条形或片状产品；

• 可通过调整口模实现多样化截面设计。

• 关键参数：

• 螺杆温度：分段控制（喂料段 140-160℃，熔融段 170-190℃，机头段 180-200℃）；

• 牵引速度：与挤出速度匹配，避免制品拉伸过度或松弛；

• 冷却方式：水冷（薄膜、管材）或风冷（厚壁制品），确保快速定型。

3. 吹塑成型

• 原理：将熔融的 TPU 坯料（型坯）置于模具中，通入压缩空气使其膨胀贴紧模具内壁，冷却后得到中空制品。

• 适用产品：中空容器（如运动水壶、化妆品瓶）、气囊、波纹管。

• 优势：

• 适合中空结构，壁厚均匀性较好；

• 模具成本相对较低。

• 注意事项：

• 软质 TPU 熔体强度较低，需控制型坯温度和吹气压力，避免破裂；

• 吹胀比不宜过大（通常 1.5-3 倍），防止制品过度拉伸导致性能下降。

4. 压延成型

• 原理：熔融的 TPU 通过多辊压延机碾压成厚度均匀的薄膜或片材，可进一步复合或裁切。

• 适用产品：超薄薄膜（如服装面料涂层、防水膜）、片材（如瑜伽垫基材）。

• 优势：

• 制品厚度精度高（可控制在 0.01-1mm）；

• 表面光滑，适合后续印刷或复合工艺。

• 关键要点：

• 辊筒温度：160-190℃，需均匀控制以防局部过热降解；

• 辊速匹配：避免薄膜拉伸不均或起皱。

5. 3D 打印（增材制造）

• 原理：采用 TPU 线材或粉末，通过熔融沉积（FDM）或选择性激光烧结（SLS）逐层堆积成型。

• 适用产品：复杂结构原型、个性化配件（如假肢内衬、运动鞋定制部件）。

• 优势：

• 无需模具，适合小批量、个性化生产；

• 可实现传统工艺难以完成的复杂结构。

• 挑战：

• 软质 TPU 易因温度变化收缩，需优化打印参数（如层高、温度、冷却速度）；

• 打印精度和表面光洁度低于注塑工艺。

二、加工关键注意事项

1. 原料预处理：

• 软质 TPU 吸湿性强（尤其在湿度 > 60% 环境中），加工前需干燥（80-100℃，4-6 小时），否则易产生气泡、银纹等缺陷。

2. 温度控制：

• 加工温度需严格控制在 170-220℃（具体依牌号调整），超过 230℃易发生热降解，导致制品变色、性能下降（如弹性降低、强度变差）。

3. 模具设计：

• 流道和浇口需光滑、短粗，减少熔体流动阻力（软质 TPU 熔体粘度较高）；

• 脱模斜度适当增大（1-3°），避免制品粘模或变形。

4. 后处理：

• 部分制品需进行退火处理（60-80℃，2-4 小时），消除内应力，减少后期变形；

• 避免接触强溶剂（如丙酮、甲乙酮），防止表面溶胀或开裂。

三、常见加工问题及解决

• 气泡 / 针孔：原料干燥不充分或温度过高，需加强干燥或降低加工温度；

• 制品发脆：降解导致，需降低温度或缩短熔体在机筒内的停留时间；

• 表面不光洁：模具温度过低或注射压力不足，需提高模温或增加压力；

• 尺寸不稳定：冷却速度不均，需优化冷却系统或调整牵引 / 脱模参数。

软质 TPU 的加工成型兼具塑料的便捷性和橡胶的弹性优势，通过合理选择工艺和参数，可高效生产从精密部件到大型制品的各类产品，广泛适配工业、医疗、消费等多领域需求。