Литье уретана под давлением

Руководство по литью уретана под давлением

Уретан — это тип полимера, используемый в прототипировании, производстве автомобилей, прочных колес и компонентов конвейерных лент, что делает литье уретана под давлением весьма ценным. 

Литье уретана под давлением отличается от литья уретана, при котором вместо прочной металлической формы используется недорогая силиконовая форма.

В этом руководстве подробно рассматривается процесс литья уретана под давлением и его преимущества, а в конце дается небольшой совет, который поможет вам решить, когда можно использовать литье уретана под давлением. 

Что такое уретановый материал?

Полиуретан — это класс полимеров, которые могут быть гибкими, как пена, или жесткими, как прочный пластик. Свойства уретана можно изменять путем добавления катализаторов, что делает его широко используемым во многих отраслях промышленности. 

Уретан долговечен и может противостоять износу и химическому воздействию лучше, чем стандартные пластики и резина. В зависимости от типа уретана он может изгибаться и сгибаться без трещин. 

Уретан изготавливается в результате химической реакции между диизоцианатами и полиолами (сахарный спирт) под воздействием тепла или УФ-излучения для некоторых конкретных полиуретановых покрытий. 

Существует два различных типа уретана: термопластичный полиуретан и термореактивный полиуретан.

литье под давлением Машины требуют нагрева уретана, для этого используется термопластичный уретан (ТПУ). 

Название: Детали из уретанового материала

Что такое литье уретана под давлением?

Литье уретана под давлением — это крупносерийный производственный процесс, при котором ТПУ или полиуретан впрыскивается в форму под давлением, а затем охлаждается и затвердевает, придавая форму детали. 

Литье полиуретана под давлением (реакционное литье под давлением)

Литье полиуретана под давлением осуществляется путем смешивания полиола и изоцианата в жидких формах для получения полиуретана (ПУ) и впрыскивания их в форму.

ТПУ Литье под давлением

Для литья под давлением ТПУ используются традиционный литьевой цилиндр и шнек для впрыска ТПУ в форму и создания геометрии детали. 

Процесс литья полиуретана под давлением: пошаговое руководство

Реакционное формование Процесс ПУ. Источник: Прямая наука

Для литья полиуретана под давлением используются поршни, насосы и резервуары для хранения, что делает процесс немного более сложным и длительным по сравнению с литьем под давлением и формованием под давлением. 

Шаг 1: Хранение смолы

Первый этап процесса включает хранение полиола в резервуаре для хранения, а изоцианата в отдельном резервуаре. Трубы из резервуара подают полимер в форму и циркулируют его обратно в резервуар для хранения по отдельным линиям.

Шаг 2: Впрыск

Перед впрыском полиуретана двухкомпонентная смола смешивается в смесительной головке, и небольшой поршень отводится назад, чтобы обеспечить поток смешанной смолы (ПУ) в форму. Литье полиуретана под давлением требует высокого давления, чтобы гарантировать правильное смешивание смолы. 

Шаг 3: лечение

Для литья под давлением ПУ не требуется специальная инструментальная сталь или высокопрочная сталь для полости формы. В этом процессе обычно используются алюминиевые формы, поскольку полимеры не нужно нагревать до высоких температур перед впрыском. 

Время отверждения зависит от плотности заполнения и размера детали. Производство полиуретана — это экзотермический процесс (выделение тепла), который смешивается и впрыскивается в форму. Он также способствует отверждению детали, повышая температуру формы. 

Толщина стенок является основным фактором повышения температуры: тонкостенные детали повышают температуру на 25 °C, а более крупные детали и крупногабаритные отливки могут повышать температуру свыше 100 °C.

Перед отверждением также наносится смазка, чтобы предотвратить прилипание полиуретана к основанию формы. 

Шаг 4: Выброс

После затвердевания форма охлаждается, и готовая деталь извлекается из формы с помощью выталкивателей. 

Шаг 5: Покрытие

Большинство формованных деталей проходят процесс постобработки. Простого слоя краски часто бывает достаточно, чтобы улучшить эстетику и придать блеск. 

Полиуретан против термопластичного полиуретана (ТПУ) Литье под давлением

ТПУ литье под давлением

Инжекционное формование ТПУ использует гранулы ТПУ, загруженные в нагретый цилиндр. Он использует традиционный шнек и цилиндр для перемещения гранул вперед вблизи формы, расплавляя гранулы до однородной консистенции. 

Вы также можете добавлять любые цвета и штампы во время этого смешивания и нагрева. Для литья под давлением TPU требуются прецизионные формы, изготовленные из алюминия или закаленной стали. 

пресс-формы дорого, и все сложные детали, конструкции и сердечники должны быть включены на этом этапе. Винт также выполняет функцию инжектора, создавая давление и впрыскивая расплавленный ТПУ под давлением 1500 бар и оставаясь в положении, чтобы создавать давление и избегать усадки. 

После затвердевания деталь из ТПУ выталкивается, а с внешней поверхности срезаются все заусенцы и заусенцы. 

Для литья полиуретана под давлением используется машина RIM с двумя резервуарами и пресс-формой, которая отличается от установки для литья ТПУ под давлением с использованием гранул и нагреваемого цилиндра. 

Ключевые отличия

• При литье полиуретана используется жидкий полиуретан, который формируется непосредственно перед литьем под давлением, тогда как при литье ТПУ под давлением используются термопластичные гранулы.
• Литье полиуретана под давлением осуществляется при более низком давлении, около 20–150 бар, по сравнению с литьем ТПУ под давлением, при котором может потребоваться до 1500 бар. 
• Полиуретановая смола — это термореактивный пластик, который нельзя переплавить и использовать повторно, а ТПУ — это термопластичный материал, который можно повторно нагревать и перерабатывать. 
• Для полиуретана требуется совершенно иная конструкция резервуара для хранения жидкого полимера, а для литья пластика ТПУ под давлением используются цилиндр и шнек. 

Основные области применения литья под давлением уретана

Применение литья полиуретана под давлением

Литье под давлением ПУ позволяет производить термореактивные детали с более простыми формами и часто с более низкими затратами на оснастку. Области применения литья под давлением уретана включают:

• Автомобильные наружные детали, такие как передние бамперы и панели приборов. Уретан, используемый в этих приложениях, требует катализатора и специального отверждения, чтобы придать ему мягкое пенное воздействие и позволяет экономически эффективно использовать мягкие пластиковые детали в автомобилях. 
• Медицинское применение литья под давлением уретана включает изготовление жестких и легких корпусов для аппаратов МРТ для снижения уровня шума. 
• Изоляция
• Во многих защитных шлемах, велосипедных шлемах и спортивных шлемах используются гибкие формованные уретановые прокладки, которым можно легко придать индивидуальную форму. 

Применение литья под давлением ТПУ

Литье под давлением ТПУ быстрее и точнее и производит твердый термопластик. Области применения литья под давлением ТПУ включают:

• TPU обладает эластичностью, гибкостью и долговечностью. Он также водонепроницаем, и эти механические свойства делают его идеальным для подошв обуви. 
• Многие чехлы для телефонов изготавливаются из ТПУ.
• TPU играет очень специфическую роль в узлах двигателя. Прокладки часто изготавливаются из TPU и обеспечивают хорошее фиксированное уплотнение. 
• Колеса сделаны из литого под давлением ТПУ. В частности, ролики конвейерной ленты 

Распространенные проблемы при литье уретана под давлением и способы их преодоления

Часть ТПУ

Литье уретана под давлением сопряжено с теми же дефектами и проблемами, что и литье любого другого сырья под давлением. 

Реакционная способность при смешивании

Соотношение смешивания полиола и изоцианата требует тщательного выпуска в последующем смесителе. Непостоянное соотношение может привести к плохому отверждению или суспензии полимера в твердом веществе. Форму также необходимо предварительно нагреть для поддержки отверждения. 

Плотность заполнения

Относительно сложно контролировать плотность пены после того, как смола впрыскивается в форму. Изменение параметров давления, вспенивающего агента и температура может изменять плотность, изменяя прочность детали. 

Контроль влажности во время литья под давлением

Влага во время затвердевания может привести к образованию пор и захваченных газов, что ставит под угрозу целостность детали. Гранулы ТПУ предварительно нагреваются для удаления влаги и высушиваются. 

усадка

Важно применять давление после инъекции TPU, поскольку он имеет тенденцию к усадке или деформации при переходе. Этого можно добиться путем «выдержки».

Вязкость

Вязкость любого материала меняется с температурой. Если TPU не имеет однородной вязкости и температуры, это может привести к слоистому течению, когда часть его слишком жидкая, а другая течет гладко. 

Это может привести к образованию заусенцев и неполному заполнению. Вы можете исправить это, поддерживая единую температуру около входа в форму в цилиндре и используя гранулы одинакового размера. Многих дефектов можно избежать, выбрав правильный материал. Вы можете узнать больше о лучший материал для литья под давлением здесь. 

Высокое качество Литье под давлением

В Boda мы обслужили сотни клиентов, поставив тысячи высококачественных литьевых деталей. Наши литьевые материалы включают: 

• Литье АБС под давлением
• PEEK
• ПЭТ (PET) 
• ПНД (HDPE),
• ТПУ
• нейлон
• полиэтилен

FAQ

Можно ли лить уретан под давлением?

Полиуретан можно подвергать литью под давлением для производства прочных, крупногабаритных компонентов, которые являются легкими и жесткими. Полиуретановые компоненты широко используются в автомобильной промышленности. 

Каков процесс инжекции уретана?

Литье полиуретана под давлением может осуществляться методом реакционного литья под давлением, при котором жидкий полиол и изоцианат впрыскиваются в прецизионно обработанную форму. 

Являются ли ТПУ и полиуретан одним и тем же материалом при литье под давлением?

ТПУ — это термопластик, который можно переплавлять и повторно использовать в литье под давлением, но полиуретан (ПУ), в частности смола, — это термореактивный материал, который нельзя изменить после производства. 

Каковы преимущества литья под давлением термопластичного полиуретана (ТПУ)?

Литье под давлением ТПУ имеет жесткие допуски на геометрию, более высокую скорость цикла, универсальность в применении и экономическую эффективность при крупносерийном производстве.

В каких отраслях промышленности обычно применяется литье уретана под давлением?

Литье под давлением уретана в основном используется в автомобильной промышленности и изготовлении форм для обуви. Уретан также используется в качестве изолятора, но обычно его распыляют, а не формуют. 

Какие факторы следует учитывать при выборе материала для литья под давлением?

При выборе материала для литья под давлением следует учитывать стоимость пресс-формы и реакцию материала с материалом формы, предварительную обработку, такую ​​как предварительный нагрев для удаления влаги, а также механические свойства материала. 

Каковы наиболее распространенные дефекты при литье уретана под давлением?

К наиболее распространенным дефектам литья уретана под давлением относятся утяжины, пузыри, заусенцы, коробление, усадка и неравномерное отверждение.