Jak vybrat TPE pro vstřikování: klíčové faktory, výběr materiálu a ohledy při zpracování
V mé poslední příspěvku jsem si prošelco je vlastně TPEje aproč se tání a přetváří jako plastmísto toho, aby vytvrdlo jako guma. Ta otázka odpovídá na to, co je TPE. Neodpovídá však na to, jak vybrat správnou třídu, když díl musí projít skutečnou formou, na skutečné výrobní lince a podle skutečného termínu.
Výběr TPE pro vstřikování začíná u úkolu dílu, nikoli u technického listu materiálu. Přizpůsobte tvrdost, tokovost a tepelné chování formě, cyklu a provozním podmínkám. Když tento souhlas správně nastavíte, výsledný díl bude konzistentní, pevný a připravený pro další procesní stanici.
Ta jediná myšlenka – přizpůsobení materiálu úkolu – stojí za každým rozhodnutím, které níže rozeberu. Zároveň vysvětluje, proč se dva výrobky vyrobené ze „stejné" třídy TPE mohou po opuštění formy chovat tak odlišně.
Proč je TPE preferovaným materiálem pro aplikace vstřikovacího tváření?
Tuhá plastová součástka praskne při opakovaném ohýbání. Vytvrzená pryžová součástka vyžaduje samostatný proces vytvrzování a nelze ji jednoduše znovu opracovat. Ani jedna z nich nevyhovuje všem konstrukcím na mé pracovní stole.
TPE je pro vstřikování preferován, protože funguje na standardním zařízení pro termoplasty, vynechává krok vulkanizace a umožňuje, aby se měkké TPE připojilo přímo k tuhému plastu během jednoho cyklu. To zkracuje čas cyklu, snižuje nároky na sekundární montáž a umožňuje, aby odpad byl vrácen zpět do procesu místo do odpadkového koše.
Většina plastikáren již vlastní zařízení pro vstřikování. TPE typ, který je vhodný pro použití na stejném zařízení, eliminuje potřebu samostatného lisu na pryž nebo vytvrzovací pece.Dvoufázové tvářeníUmožňuje továrně v jediném cyklu připnout měkký TPE úchop k pevné rukojeti, místo aby později dva díly ručně montovaly. To je jeden z hlavních důvodů, proč se týmy pro automobilové interiéry rozhodují pro TPE u těsnění a úchopů: méně součástek, méně spojovacích prvků a méně míst, kde by mohla součástka selhat. Také opakované zpracování hraje důležitou roli. Vodiče a odmítnuté díly lze často vrátit do zásobníku, pokud to umožňuje jak typ materiálu, tak i proces, což snižuje náklady na jednotku výrobku. U společnosti Yudahang je to obvykle první otázka, kterou klientovi položím: vyžaduje váš design skutečně dvě samostatné součástky, nebo vám TPE umožní vytvořit celý díl v jednom kroji?
Jaké vlastnosti byste měli zohlednit při výběru TPE granulí pro vstřikovací tváření?
Tvrdost sama o sobě vám téměř nic neřekne o tom, jak se bude chovat granule TPE, jakmile se ocitne uvnitř vaší formy.
Při výběru TPE granulátu si nechte ověřit tvrdost, rychlost toku při tání, pevnost v tahu a na roztržení, setování při stlačení i kompatibilitu spojení s vaším podkladem. Každá z těchto vlastností odpovídá jinému typu selhání, takže jejich opomenutí se obvykle projeví později ve formě reklamace na záruku, nikoli jako laboratorní výsledek.
Tyto vlastnosti rozdělím do tří skupin: pocit, tok a přizpůsobení se. Pocit zahrnuje tvrdost a pružnost, které určují, jak se součást chová v ruce nebo pod těsněním. Tok zahrnuje…měrná rychlost tánía viskozita, které rozhodují o tom, zda pelet vyplní tenkou stěnu nebo dlouhý vtok bez nedostatečného plnění. Vlastnosti krytů zahrnují přilnavost, chemickou odolnost aset komprese, které rozhodují o tom, zda součástka stále funguje po měsících v terénu, a ne pouze přímo z formy. Zde je způsob, jakým ji obvykle rozdělím pro zákazníka:
| Majetek | Co vám to říká | Proč je to důležité |
|---|---|---|
| Tvrdost (Shore A/D) | Pocit jemnosti a přilnavosti | Odpovídá ergonomii a těsnícímu tlaku |
| Měrná rychlost taveniny | Jak snadno vyplňuje formu | Zabraňuje krátkým vstřikům a svárovým liniím. |
| Srážlivost při stlačení | Rekonvalescence po dlouhodobé zátěži | Udržuje těsnění a zátky v požadovaném stavu i po dlouhou dobu |
| Kompatibilita spojování | Přilnavost k tuhému podkladu | Rozhoduje, zda je přetlakování skutečně spolehlivé. |
Jak vlivá nástřikový proces TPE na kvalitu výrobku?
Dvě obchody mohou vyrábět stejnou třídu TPE a přesto vyjít s dvěma velmi odlišnými díly.
Proces vstřikování ovlivňuje kvalitu výrobků z TPE teplotou taveniny, rychlostí vstřikování, tlakem při doplňování a dobou chlazení. Pokud se tyto parametry stanoví špatně, může i správně vybraná třída TPE deformovat, propadávat nebo se na vstupním otvoru trhlinat.
Teplota taveniny, která je příliš nízká, zanechává materiál nedostatečně plastifikovaný, což vedou k špatnému plnění a viditelným průběhovým čaram na povrchu. Je-li příliš vysoká, může dojít k degradaci materiálu, čímž se sníží pevnost proti trhání právě tam, kde je to pro součást nejdůležitější. Rychlost vstřikování ovlivňuje, jak se čelo taveniny naplňuje dutinou; příliš vysoká rychlost může zachytit vzduch a zanechat spálené stopy v blízkosti odvzdušňovacích otvorů. Tlak a doba doplňování (packování) regulují vznik sedacích skvrn a rozměrovou stabilitu po vychladnutí součásti. Čas chlazení je často první úkon, který provoz zkracuje, aby urychlil cyklus; avšak součást vytažená příliš brzy může i přes toto zkrácení deformovat, jakmile opustí formu. Já považuji formu a proces za nedílnou součást rozhodování o materiálu, nikoli za samostatný krok, který probíhá až později. I skvělá kvalita termoplastického elastomeru použitá v nevhodném procesu vám nakonec přinese nekvalitní součást.
Jaké jsou nejčastější problémy při vstřikování TPE a jak je lze vyřešit?
Krátké stříky, záblesky a výrazné otisky se vyskytují na téměř každé výrobní lince TPE v určitém okamžiku.
BěžnéVstřikování TPEProblémy zahrnují nedostatečné naplnění, výtrysk, vpadliny a špatné spojení u přetlakových dílů. Většina z nich se dá připsat nesouladu toku taveniny, nevhodné teplotě formy nebo substrátu, který ve své době vůbec nebyl testován na přilnavost.
Krátké vstřiky obvykle znamenají, že rychlost toku taveniny je pro danou tloušťku stěny příliš nízká, nebo že rychlost a tlak vstřiku jsou nastaveny pro danou geometrii příliš konzervativně. Vytékání hran naznačuje, že forma není dostatečně pevně uzavřena s ohledem na viskozitu materiálu při dané teplotě. Vpadlé skvrny souvisí se slabým tlakem doplňování nebo s částí stěny, která je příliš silná na to, aby se rovnoměrně ochladila. Nejzáludnějším problémem jsou poruchy spojení u přesnímovaných dílů: povrchová energie substrátu, teplota formy i špatná chemická skupina TPE mohou všechny způsobit, že měkké přichycení odlepuje od tvrdého podkladu. Při vlastním odstraňování poruch nejprve prověřím jak materiál, tak proces, než bych vinil pouze jeden z nich. Většinou je řešení mnohem jednodušší než kompletní změna materiálu. Úprava teploty formy nebo drobné zvýšení doby doplňování vyřeší více problémů, než si lidé myslí.
Závěr
Výběr toho správnéhoTPEPro vstřikování to nikdy není pouze jedna jediná rozhodnutí. Jde o to, aby vlastnosti materiálu, konstrukce formy a procesní nastavení odpovídaly skutečnému určení součástky – od prvního vstřikování na výrobní lince až po mnohaletou provozní zkušenost v reálných podmínkách.
Odkazy
- Osswald, T. A., a Turng, L.-S. (Eds.).Příručka pro vstřikovací tváření, 3. vydání. Nakladatelství Hanser, 2008.
- Drobny, J. G.Příručka o termoplastických elastomerech, 2. vydání. Elsevier, 2014.
- Holden, G., Kricheldorf, H. R. a Quirk, R. P. (Eds.).Termoplastické elastomery, 3. vydání. Nakladatelství Hanser, 2004.
- Bhowmick, A. K., a Stephens, H. L. (Eds.).Příručka o elastomerech, 2. vydání. CRC Press, 2000.
- ASTM International.ASTM D395-18: Standardní metody zkoušení vlastností pryže – Setování při stlačení.
- Rosato, D. V., a Rosato, M. G.Příručka pro vstřikovací tváření. Springer, 2000.
