TPU 사출 성형 공정 및 금형 세부 정보(1부)

1 사출 성형
TPU에 가장 적합한 가공 방법은 스크류 사출 성형기입니다. 정상 길이의 단일 스레드로 3단계 스크류는 우수한 가소화 균일 용융물을 생성할 수 있습니다. 높은 가소화 용량(생산 능력)이 필요한 경우 더 긴 나사를 사용할 수 있습니다.
그림 1.1 TPU 가공용 사출 나사
압축 영역의 나사는 높은 전단력으로 인해 적용할 수 없습니다. TPU 가소화에는 나사의 높은 에너지와 높은 토크 구동이 필요합니다. 토크가 부족하면 스크류 속도가 변동하고 가소화가 고르지 않게 됩니다. 한도 내에서 배럴 온도가 높을수록 좋은 결과를 얻을 수 있지만 재료가 과열될 위험이 있습니다. 노즐과 배럴 헤드 사이의 경로는 열 손상 없이 재료를 주입할 수 있도록 사각이 없도록 설계해야 합니다. 스크류 배럴과 노즐의 가열 시스템의 정확한 온도 제어가 핵심입니다. 노즐이 전체 길이에 걸쳐 고르게 가열되도록 주의하십시오. 국부 과열 및 경로 상의 용융된 재료의 차가움에 주의하십시오. 녹은 TPU는 부식성도 마모성도 아닙니다. 이러한 이유로 나사는 특수 합금강이나 강화 코팅이 필요하지 않습니다.
그림 1.2 시프트 핸들의 사출 성형
2 스크류 배럴 및 다이의 온도 설정
주입 장치: TPU는 섭씨 190~220도 사이의 용융 온도에서 처리되어야 합니다. 일부 경질 등급의 경우 용융 온도가 섭씨 240도까지 올라갈 수 있습니다. 특정 레벨 TPU의 용융 온도 범위는 관련 제품 정보 표에서 확인할 수 있습니다. . 그림 2.1은 다양한 쇼어 경도에서 스크류 배럴과 노즐을 가열하기 위한 가이드 값을 보여줍니다.
그림 2.1 다양한 경도에 대한 온도 설정
금형: 금형 온도의 주요 영향은 표면 품질과 탈형 거동입니다. 또한 최종 구조의 수축 및 내부 응력(추울 때)에 영향을 미칩니다. 일반 금형 온도는 20 - 40°C입니다. 그러나 일부 개선된 TPU 등급과 TPU를 강화하기 위한 유리 섬유 충전재를 사용하면 최상의 표면 품질을 보장하기 위해 금형 온도를 60°C로 올려야 합니다. 두꺼운 벽 제품의 냉각을 위해 약 5℃ 감소하면 주기 시간을 줄일 수 있습니다.
가소화: 가소화 속도의 경우 원주 속도는 0.3m/s를 초과하지 않아야 합니다. 미터링 스트로크는 1D와 4D 사이여야 합니다. 다음 그림은 서로 다른 나사 직경에서 최대 속도를 보여줍니다.
그림 2.2 스크류 속도와 스크류 직경 사이의 기능적 관계
실제 경험에 따르면 스크류 배럴의 30 - 75퍼센트 용량을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 스크류 배럴 용량에 해당하는 주입량이 매우 적으면 용융물이 가소화 장치에 너무 오래 머문다. 용융물의 열손상을 일으킵니다.
그림 2.3 스크류 배럴 공정에서 TPU 용융물의 분해
사출압력, 보압, 배압, 사출속도
이상적인 가공을 위해서는 압력과 사출 속도를 지속적으로 제어하는 ​​것이 관건입니다. 주입을 제어하고 압력을 100~1200bar 범위 내에서 유지할 수 있어야 합니다. 균질화를 위해서는 일반적으로 사출 압력의 1 ~ 2.5% 사이로 설정되는 배압이 있어야 합니다. 사출 속도는 주로 벽 두께에 따라 달라집니다. 일반적으로 벽이 두꺼운 제품의 금형은 천천히 채워야 하는 반면 벽이 얇은 제품은 빠르게 채워야 합니다.
벽 두께 및 캐비티 유형 외에도 금형 배기는 사출 속도에서 중요한 역할을 하며, 이는 고압 열풍으로 인한 소위 "화상 자국"을 방지하는 데 도움이 됩니다. 사출 압력/유지 압력은 공간 안정성과 탈형에 큰 영향을 미칩니다.
성형 중 사출 압력이 너무 높고 유지 압력이 너무 낮으면 찌그러짐이 발생합니다. 과부하 및 탈형을 형성하는 것이 더 어렵습니다. 엇갈린 압력, 즉 사출 압력보다 낮은 보압으로 작업하는 것이 좋습니다. 규칙에 따르면 사출 압력의 50%가 적당합니다. 이것은 최소한의 내부 압력으로 제품을 생산할 수 있습니다.
그림 2 4TPU 처리의 일반적인 주기 단계
주기 시간
주기 시간은 물체의 모양, 벽 두께, 금형 냉각 및 재료 자체에 의해 결정됩니다. 다음 그림은 벽 두께가 사출 주기에 미치는 영향을 보여줍니다. TPU는 하드, 미디엄, 소프트의 세 가지 레벨로 나눌 수 있습니다.
그림 5.5 사이클 시간과 벽 두께 및 경도 간의 관계
탈형
TPU 복제 금형에 대해 자세히 설명해야 합니다. 소프트 레벨 TPU는 매우 이상하며 매우 특이한 벽 항목을 생성할 수 있습니다. 이는 금형 설계 시 고려되어야 합니다. 이형제는 이형제를 사용할 수 있습니다. Baysilon M과 같은 실란계 이형제는 효과가 좋습니다. 실란이 없는 이형제도 사용할 수 있지만 자주 사용해야 합니다.
3 폐기물 재활용
폐기물, 게이트 및 부적격 제품으로 만든 파쇄된 재료는 깨끗하고 건조하면 재활용을 위해 입자로 만들 수 있습니다. 사출 성형의 경우 순수한 재료에 분쇄된 재료를 30% 미만으로 추가해도 제품 성능에 영향을 미치지 않습니다. 파쇄된 재료를 직접 처리하는 경우 성형품이 성능 요구 사항을 충족하는지 여부를 확인하기 위해 요구되는 대로 성형품을 테스트해야 합니다.