TPU透明手机保护套的注塑事儿
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TPU模塑成型工艺有多种方法：包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等，其中以注塑最为常用。注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件，分成预塑、注射和挤出三个阶段的不连续过程。注射机分柱塞式和螺杆式两种，推荐使用螺杆式注射机，因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。1注射机的要求注射机料筒衬以铜铝合金，螺杆镀铬防止磨损。螺杆长径比L/D=16~20为好，至少15；压缩比2.5/1~3.0/1。给料段长度0.5L，压缩段0.3L，计量段0.2L。应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方，防止反流并保持最大压力。加工TPU宜用自流喷嘴，出口为倒锥形，喷嘴口径4mm以上，小于主流道套环入口0.68mm，喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。从经济角度考虑，注射量应为额定量的40%~80%。螺杆转速20~50r/min。
2模具设计模具设计就注意以下几点：（1）模塑TPU制件的收缩率收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。通常收缩率范围为0.005~0.5px/cm。例如，100×10×2mm的长方形试片，在长度方向浇口，流动方向上收缩，硬度75A比60D大2～3倍。TPU硬度在78A～90A之间时，制件收缩率随厚度增加而下降；硬度在95A～74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。（2）流道和冷料穴主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道，直径应向内扩大，呈2°以上的角度，以便于流道赘物脱模。分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道，在塑模上的排列应呈对称和等距分布。流道可为圆形、半圆形、长方形，直径以6~9mm为宜。流道表面必须像模腔一样抛光，以减少流动阻力，并提供较快的充模速度。冷料穴是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口堵塞。冷料混入型腔，制品容易产生内应力。冷料穴直径8~10mm，深度约6mm。（3）浇口和排气口浇口是接通主流道或分流道与型腔的通道。其截面积通常小于流道，是流道系统中最小的部分，长度宜短。浇口形状为矩形或圆形，尺寸随制品厚度增中，制品厚度4mm以下，直径1mm；厚度4~8mm，直径1.4mm；厚度8mm以上，直径为2.0~2.7mm。浇口位置一般选在制品最厚的而又不影响外观和使用的地方，与模具壁成直角，以防止缩孔，避免旋纹。排气品是在模具中开设的一种槽形出气口，用以防止进入模具的熔料卷入气体，将型腔的气体排出模具。否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满，甚至因空气受压缩产生高温而将制品烧伤，制件产生内应力等。排气口可设在型腔内熔料流动的尽头或在塑模分型面上，为0.15mm深、6mm宽的浇槽。必须注意模具温度尽量控制均匀，以免制件翘曲和扭变。
3注塑条件TPU最重要的模塑条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和时间。这些参数将影响TPU制件的外观和性能。良好的加工条件应能获得均匀的白色至米色的制件。3.1.温度模塑TPU过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响TPU的塑化和流动，后一种温度影响TPU的流动和冷却。a．料筒温度：料筒温度的选择与TPU的硬度有关。硬度高的TPU熔融温度高，料筒末端的最高温度亦高。加工TPU所用料筒温度范围是177~232℃。料筒温度的分布一般是从料斗一侧（后端）至喷嘴（前端）止，逐渐升高，以使TPU温度平稳地上升达到均匀塑化的目的。b．喷嘴温度：喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。如果为杜绝流涎而采用自锁式的喷嘴，则喷嘴温度亦可控制在料筒的最高温度范围内。c．模具温度：模具温度对TPU制品内在性能和表观质量影响很大。它的高低决定于TPU的结晶性和制品的尺寸等许多因素。模具温度通常通过恒温的冷却介质如水来控制，TPU硬度高，结晶度高，模具温度亦高。例如Texin，硬度480A，模具温度20～30℃；硬度591A，模具温度30～50℃；硬度355D，模具温度40～65℃。TPU制品模具温度一般在10～60℃。模具温度低，熔料过早冻结而产生流线，并且不利于球晶的增长，使制品结晶度低，会出现后期结晶过程，从而引起制品的后收缩和性能的变化。3.2．压力注塑过程是压力包括塑化压力（背压）和注射压力。螺杆后退时，其顶部熔料所受到的压力即为背压，通过溢流阀来调节。增加背压会提高熔体温度，减低塑化速度，使熔体温度均匀，色料混合均匀，并排出熔体气体，但会延长成型周期。TPU的背压通常在0.3～4MPa。注射压力是螺杆顶部对TPU所施的压力，它的作用是克服TPU从料筒流向型腔的流动阻力，给熔料充模的速率，并对熔料压实。TPU流动阻力和充模速率与熔料粘度密切相关，而熔料粘度又与TPU硬度和熔料温度直接相关，即熔料粘度不仅决定于温度和压力，还决定于TPU硬度和形变速率。剪切速率越高粘度越低；剪切速率不变，TPU硬度越高粘度越大。在剪切速率不变的条件下，粘度随温度增加而下降，但在高剪切速率下，粘度受温度的影响不像低剪切速率那样大。TPU的注射压力一般为20~110MPa。保压压力大约为注射压力的一半，背压应在1.4MPa以下，以使TPU塑化均匀。3.3．时间完成一次注射过程所需的时间称为成型周期。成型周期包括充模时间、保压时间、冷却时间和其他时间（开模、脱模、闭模等），直接影响劳动生产率和设备利用率。TPU的成型周期通常决定于硬度、制件厚度和构型，TPU硬度高周期短，塑件厚周期长，塑件构型复杂周期长，成型周期还与模具温度有关。TPU成型周期一般在20~60s之间。3.4．注射速度注射速度主要决定于TPU制品的构型。端面厚的制品需要较低的注射速度，端面薄则注射速度较快。3.5．螺杆转速加工TPU制品通常需要低剪切速率，因而以较低的螺杆转速为宜。TPU的螺杆转速一般为20~80r/min，则优选20~40r/min。
4停机处理由于TPU高温下延长时间可能发生降解，故在关机后，应该用PS、PE、丙烯酸酯类塑料或ABS清洗；停机超过1小时，应该关闭加热。5制品后处理TPU由于在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速率不同，常会产生不均匀的结晶、取向和收缩，因此致使制品存在内应力，这在厚壁制品或带有金属嵌件的制品中更为突出。存在内应力的制品在贮存和使用中常会发生力学性能下降，表面有银纹甚至变形开裂。生产中解决这些问题的方法是对制品进行退火处理。退火温度视TPU制品的硬度而定，硬度高的制品退火温度亦较高，硬度低温度亦低；温度过高可能使制品发生翘曲或变形，过低达不到消除内应力的目的。TPU的退火宜用低温长时间，硬度较低的制品室温放置数周即可达到最佳性能。硬度在邵尔A85以下退火80℃×20h，A85以上者100℃×20h即可。退火可在热风烘箱中进行，注意放置位置不要局部过热而使制品变形。退火不仅可以消除内应力，还可提高力学性能。由于TPU是两相形态，TPU热加工期间发生相的混合，在迅速冷却时，由于TPU粘度高，相分离很慢，必须有足够的时间使其分离，形成微区，从而获得最佳性能。6镶嵌注塑为了满足装配和使用强度的需要，TPU制件内需嵌入金属嵌件。金属嵌件先放入模具内的预定位置，然后注射成一个整体的制品。有嵌件的TPU制品由于金属嵌件与TPU热性能和收缩率差别较大，导致嵌件与TPU粘接不牢。解决的办法是对金属嵌件进行预热处理，因为预热后嵌件减少了熔料的温度差，从而在注射过程中可使嵌件周围的熔料冷却较慢，收缩比较均匀，发生一定的热料补缩作用，防止嵌件周围产生过大的内应力。TPU镶嵌成型比较容易，嵌物形状不受限制，只要在嵌件脱落后，将其在200～230℃加热处理1.5～2min，剥离强度可达6～9kg/25mm。欲获得更牢的粘接，可在嵌件上涂粘合剂，然后于120℃加热，再进行注射。此外，应该注意所用的TPU不能含润滑剂。
7回收料的再利用在TPU加工过程中，主流道、分流道、不合格的制品等废料，可以回收再利用。从实验结果看，100%回收料不掺合新料，力学性能下降也不太严重，完全可以利用，但为保持物理力学性能和注射条件在最佳水平，推荐回收料比例在25%~30%为好。应该注意的是回收料与新料的品种规格最好相同，已污染的或已退火的回收料避免使用，回收料不要贮存太久，最好马上造粒，干燥使用。回收料的熔融粘度一般要下降，成型条件要进行调整。TPU产品缺陷原因与解决方法01制品有凹陷TPU制品表面的凹陷，会降低成品品质及强度，同时也会影响产品外观。凹陷的原因与使用的原料、成型技术及模具设计均有关系，如原料的缩水率、注射压力、模具的设计及冷却装置等。表一为凹陷可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法模具进料不足增加进料量熔料温度高降低熔料温度注射时间短增加注射时间注射压力低提高注射压力合模压力不足适当调高合模压力模温不当调整至适当温度浇口不对称调整模具入口大小或位置凹陷部位排气不良在凹陷部位设排气孔模具冷却时间不够延长冷却时间螺杆止逆环磨损更换制品厚薄不均增加射压
02制品有气泡在注塑成型过程中，制品有时会出现有许多气泡的制品，这会影响其强度及机械性能，对制品外观亦大打折扣。通常制品因厚薄不均，或模具有突出肋时，物料在模具中冷却速度不同，导致收缩不均，容易形成气泡，所以对模具设计须特别留意。另外原料干燥不充分，仍含有部分水份，在熔料时受热分解成气体，容易进入模腔内形成气泡。所以当制品出现气泡时，可检查下列几个因素，并做处理。表二为气泡可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法原料潮湿彻底焙干注料不足检查温度、注射压力及注射时间注射速度太快降低注射速度原料温度过高降低熔料温度背压低提高背压至适当成品断面，肋或柱过厚变更成品设计或溢口位置浇道溢口太小加大浇道及入口模具温度不平均调整模具温度至均匀螺杆后退速度过快降低螺杆后退速度03制品有裂痕裂痕是TPU制品的致命现象，通常表现为制品表面产生毛发状的裂纹。当制品有尖锐棱角时，此部位常发生不易看出的细裂纹，这对制品来说是非常危险的。生产过程中发生裂痕的主要原因如下：1. 脱模困难；2. 过度充填；3. 模具温度过低；4. 制品构造上的缺陷。要避免脱模不良所致的裂痕，模具成型空间须设有充分的脱模斜度，顶针的大小、位置、形式等要适当。顶出时，成品各部分的脱模阻力要均匀。过度充填，是因施加过大的注射压力或材料计量过多，使制品内部应力过大，脱模时造成裂痕，在此状态下，模具配件的变型量也增大，致使更难脱模，助长裂痕（甚至破裂）的发生，此时应降低注射压力，防止过度充填。浇口部位常易残留过大的内部应力，浇口附近易脆化，特别是直接浇口的部分，易因内部应力而破裂。表三为裂痕可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法注射压力过高降低注射压力、时间、速度填料过度减少原料计量熔料筒温度太低提高熔料筒温度脱模斜度不足调整脱模斜度顶出方式不当检修模具金属埋入件的关系调整或修改模具模具温度过低提高模温浇口太小或形式不当修改部分脱模角不够检修模具有脱模倒角检修模具成品不能平衡脱离检修模具脱模时模具产生真空现象开模或顶出时慢速，加进气设备
04制品翘曲、变形TPU注塑制品出现翘曲、变形的原因是冷却定型时间过短、模温过高、不匀及流道系统不对称等。因此在模具设计时要尽量避免以下各点：1. 同一塑件中厚薄相差太大；2. 存有过度锐角；3. 缓冲区过短，使厚薄转弯相差悬殊；此外，还要注意要设置合适的顶针数量和设计合理的模腔冷却流道。表四为翘曲、变形可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法制品脱模时尚未冷却延长冷却时间制品形状及厚薄不对称变更成型设计或增加加强肋条填料过多减少注射压力、速度、时间和原料剂量浇口进料不均更改浇口或增加浇口数量顶出系统不平衡调整顶出装置位置模具温度不均调整模具温度至均衡原料缓冲过度降低原料缓冲05制品有焦斑或黑纹焦斑或黑纹是指制品有黑色斑点或黑色条纹的现象，其发生的主要原因是原料的热稳定性不良，由原料的热分解所致。有效防止焦斑或黑纹发生的对策是防止熔料筒内的原料温度过高，减慢注射速度。熔料筒内壁或螺杆有伤痕或缺口，则会附着部分原料，此部分原料会因过热导致热分解。此外，止逆阀亦会因原料滞留而引起热分解。所以，使用粘度高或容易分解的原料时要特别注意防止焦斑或黑纹的发生。表五为焦斑或黑纹可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法原料温度过高降低熔料温度注射压力太高降低注射压力螺杆转速太快降低螺杆转速螺杆与料管偏心重新调校磨擦热检修机器射嘴孔过小或温度过高重新调整孔径或温度加热料管中有烧黑原料（高温淬化部分）检修或更换料管混合原料重新过滤或更换原料模具排气不当适当增加排气孔06制品有毛边毛边是TPU制品常遇到的问题。当原料在模腔内的压力太大，其所产生的分模力大过锁模力，从而迫开模具，使原料溢出形成毛边。形成毛边的原因可能有多种，如原料方面的问题，或是注塑机的问题，或是调校不当，甚至模具本身也有可能。所以，在判定毛边产生的原因时，要从易到难进行。1.检查原料是否彻底焙干、是否混入杂物、是否混合不同种类的原料、原料粘度影响；2.正确调校注塑机的压力控制系统及注射速度的调整必须配合所采用的锁模力；3.模具某些部位是否有磨损、排气孔是否阻塞、流道设计是否合理；4.注塑机模板之间的平行度是否有偏差、模板拉杆受力分布是否均匀、螺杆止逆环和熔料筒是否磨损。表六为毛边可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法原料潮湿彻底焙干原料受到污染检查原料及任何杂质，找出污染源原料粘度太高或太低检查原料粘度及注塑机的操作条件锁模力太低检查压力值及调校注射、保压压力太高检查设定值及调校注射压力转换太迟检查转换压力位置，重新调校提早转换注射速度太快或太慢检查及调校流量控制阀温度太高或太低检查电热系统及螺杆转速模板刚性不够检查锁模力及调校熔料筒、螺杆或止逆环磨损修理或更换背压阀磨损修理或更换锁模力不均匀检查拉杆受力情况模板不平行调正模具排气孔阻塞清理模具磨损检查模具使用次数及锁模力，修理或更换模具分模不配合检查模具相对位置是否偏移，重新调校模具流道不平衡检查设计及修改模具温度低及加热不均检查电热系统及修理
07制品有粘模（脱模困难）TPU在注塑成型发生制品粘模时，首先要考虑注射压力或保压压力是否过高。因为，注射压力太大会造成制品过度饱和，使原料填入其它空隙而使制品卡在模腔中造成脱模困难。其次，当熔料筒温度过高时，会使原料受热分解变质，在脱模过程中出现破碎或断裂，造成粘模。至于模具方面的问题，如进料口不平衡，使制品冷却的速率不一致，也会造成制品在脱模时发生粘模现象。表七为粘模可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法注射压力或熔料筒温度过高降低注射压力或熔料筒温度保压时间过长减少保压时间冷却不充分增加冷却循环时间模具温度过高或过低调整模温及两侧相对温度模具内有脱模倒角修理模具去除倒角模具进料口不平衡限制原料流程，尽可能接近主流道模具排气设计不良设置合理的排气孔模蕊错位调整模蕊模具表面太光滑改善模具表面脱模剂缺乏在不影响二次加工时，使用脱模剂08制品韧性降低韧性是使材料断裂所需要的能量。引起韧性降低的主要因素有：原料、回收料、温度及模具等。而制品的韧性降低，将直接影响制品强度和机械性能。表八为韧性降低可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法原料潮湿彻底焙干原料回收料掺入比例过大降低回收料掺入比例熔料温度太高或太低调整熔料温度模具浇口太小增加浇口尺寸模具浇口接合区过长减少浇口接合区长度模具温度太低提高模具温度09制品填充不足TPU制品充填不足是指熔融的材料未完全流遍成形窨的各角落之现象。充填不足的原因有成型条件设定不当、模具的设计制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型条件方面的对策是增高材料、模具温度，增大注射压力、注射速度及提高材料的流动性。模具方面可增大浇道或流道尺寸，或对浇口位置、大小、数量等进行调整修改，使熔融材料流动顺畅。再者，为了使成形空间内的气体顺利疏散，可在适当位置设置排气孔。表九为充填不足可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法供料不足增加供料量制品过早固化提高模具温度熔料筒温度太低提高熔料筒温度注射压力低提高注射压力注射速度慢增加注射速度注射时间短增加注射时间模具温度低或不均调整模具温度射嘴或漏斗阻塞拆除清理浇口位置不当调整更改流道小加大流道浇道或溢口小加大浇道或溢口螺杆止逆环磨损更换成形空间内气体未排出在适当位置增加排气孔
10制品有结合线 结合线是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的细线，通常亦称焊接线。结合线不仅影响制品的外观，同时也不利于制品的强度。结合线发生的主要原因有：1.制品形状（模具构造）所致材料的流动方式；2.熔融材料合流性不良；3.熔融材料合流处混入空气、挥发物或难熔物等。升高材料和模具温度，可使结合线的程度减至最小。同时，改变浇口的位置、数量，使结合线的位置移往他处；或在熔合部设置排气孔，迅速疏散此部位的空气及挥发物；或在熔合部附近设材料溢流池，将结合线移至溢流池，再将其切除等都是有效地消除结合线的对策。表十为结合线可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法注射压力、时间不足增加注射压力、时间注射速度太慢提高注射速度熔料温度低提高熔料筒温度背压低、螺杆转速慢提高背压、螺杆转速浇口位置不当、浇口及流道太小改变浇口位置或调整模具入口尺寸模具温度太低提高模具温度材料固化速度过快降低材料固化速度材料流动性不佳提高熔料筒温度，改善材料流动性材料有吸湿性增加排气孔，控制材料品质模具内空气排除不畅增加排气孔或检查排气孔是否堵塞原料不洁或掺有他料检查原料脱模剂剂量太多少用脱模剂或尽量不用
11制品表面光泽不良TPU制品表面失去材料本来的光泽，形成层膜或模糊状态等，皆可称为表面光泽不良。制品表面光泽不良，大都是由于模具成形表面研磨不良引起。当成形空间表面状态良好时，提高材料和模具温度可增强制品表面光泽。使用过多的难融剂或油脂性难融剂亦是表面光泽不良的原因。同时，材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染也是造成制品表面光泽不良的原因。所以，要特别注意模具和材料方面的因素。表十一为表面光泽不良可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法注射压力、速度太低适当调整模具温度太低提高模具温度模具成形空间表面有水或油脂污染擦拭干净模具成形空间表面研磨不充分模具打光不同材料或异物混入清洗料筒，过滤原料原料含有挥发物提高熔料温度原料有吸湿性控制原料预热时间，彻底焙干原料原料的剂量不足增加注射压力、速度、时间及原料剂量12制品有流痕流痕是熔融材料流动的痕迹，以浇口为中心而呈现的条纹模样。流痕是最初流入成形空间内的材料冷却过快，而与其后流入的材料间形成界线所致。为了防止流痕，可提高材料温度，改善材料流动性，调整注射速度。残留于射嘴前端的冷材料，若直接进入成形空间内，则会造成流痕。因此在浇道与流道的汇合处或流道与分流道的交接处设充分的滞料部位，可有效地防止流痕的发生。同时，也可通过增大浇口尺寸来防止流痕的发生。表十二为流痕可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法原料熔融不佳提高熔料温度、背压，加快螺杆转速原料不洁或掺有他料，干燥不足检查原料，彻底焙干模具温度太低提高模具温度浇口附近温度太低提高温度浇口太小或位置不当加大浇口或更改位置保压时间短延长保压时间注射压力或速度不当调整至适当成品断面厚薄相差太多变更成品设计
13注塑机螺杆打滑（无法进料）表十三为螺杆打滑可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法料管后段温度过高检查冷却系统，降低料管后段温度原料干燥不完全彻底焙干原料及适当加润滑剂料管及螺杆磨损修理或更换料斗进料部位故障排除进料部位故障螺杆退后速度过快降低螺杆退后速度料筒没清洗干净清洗料筒原料颗粒过大减小颗粒尺寸14注塑机螺杆无法转动表十四为螺杆无法转动可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法熔料温度低提高熔料温度背压过高降低背压螺杆润滑不足适当添加润滑剂
15注塑机注射嘴漏料表十五为注射嘴漏料可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法料管温度过高降低料管温度，尤其是射嘴段背压调整不当适当降低背压及螺杆转速主流道冷料断脱时间早延迟冷料断脱时间松退行程不够增加松退时间，更改射嘴头设计16制材料未溶尽表十六为材料未熔尽可能产生的原因及处理方法产生原因处理方法熔料温度低提高熔料温度背压过低提高背压料斗下部过冷关闭料斗下部冷却系统模塑周期短增加模塑周期材料干燥不足彻底焙干材结束了，觉得不错，请往下拉一点，不要忘了点“在看，赞”哦。内容整合于网络，如阁下觉得有侵犯您的权益，请持原版，联系小编删除。