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Comprensión de la dureza del TPU: Análisis detallado de 95A vs. 98A
Al elegir materiales para diversas aplicaciones, la dureza del poliuretano termoplástico (TPU) desempeña un papel crucial para determinar su rendimiento e idoneidad. Dos grados comunes que suelen surgir en debates son el TPU 95A y el TPU 98A. En ambos casos, la "A" se refiere a la dureza Shore A, una escala utilizada para medir la suavidad o firmeza de materiales flexibles como el caucho y los elastómeros. Cuanto mayor sea el número, más duro será el material; por lo tanto, aunque ambos grados pertenecen a la misma familia de polímeros, sus propiedades pueden diferir significativamente.
Comenzando con el TPU 95A, este grado ofrece un excelente equilibrio entre flexibilidad y durabilidad. Es conocido por su extraordinaria elasticidad, combinada con una notable resistencia al desgaste. Esto lo hace especialmente popular en industrias donde la amortiguación es esencial, pero se requiere cierto nivel de soporte, como en suelas de zapatos o ropa de protección.
Por otro lado, el TPU 98A ofrece mayor rigidez sin sacrificar una flexibilidad excesiva. Como cabría esperar de su mayor dureza, este material se comporta más como plástico que como caucho en comparación directa con su contraparte más blanda. Su robustez le permite destacar en aplicaciones de alta carga, como componentes automotrices o industriales, donde la durabilidad es crucial.
Curiosamente, cada grado se ha forjado un nicho en función de sus características únicas:
TPU 95A: Se utiliza a menudo en calzado deportivo por sus propiedades de absorción de impactos, a la vez que proporciona la integridad estructural necesaria para actividades que implican movimiento.
TPU 98A: Se utiliza comúnmente para artículos que requieren mayor resistencia a la abrasión, pero no necesariamente una flexibilidad extrema, como mangos de herramientas o ciertos dispositivos médicos.
En la práctica, si se diseña algo que requiere la elasticidad adecuada sin comprometer la estabilidad bajo presión, el TPU 95A probablemente sea la opción ideal. Por el contrario, para proyectos que requieren estructuras más rígidas capaces de soportar cargas más pesadas a lo largo del tiempo, el TPU 98A, más duradero, sería más adecuado.
En última instancia, la decisión entre TPU 95A y TPU 98A debe tener en cuenta los requisitos específicos de la aplicación y los resultados de rendimiento deseados, desde los niveles de comodidad requeridos durante el uso hasta la resiliencia esperada a largo plazo.
¿Cuáles son las precauciones para el moldeo por inyección de TPU?
La mejor máquina de moldeo por inyección de TPU es una máquina de inyección de tornillo. La longitud general de un tornillo de tres etapas y una sola rosca permite producir una masa fundida plastificada uniforme y de buena calidad. Se pueden utilizar tornillos más largos si se requiere una alta capacidad de plastificación (rendimiento).
TPU
Los tornillos con zona de compresión corta no son adecuados debido a las elevadas fuerzas de cizallamiento. La plastificación de TPU requiere mucha energía y el tornillo requiere un accionamiento de alto par. Un par insuficiente puede provocar fluctuaciones en la velocidad del tornillo y una plastificación desequilibrada. Dentro de ciertos límites, si la temperatura del tornillo es alta, se pueden obtener buenos resultados, incluso si el material corre el riesgo de sobrecalentarse. Los canales de la boquilla y la cabeza del tornillo están diseñados para no tener espacio muerto, de modo que el material pueda inyectarse sin daños térmicos. Se hace hincapié en el control preciso de la temperatura del cuerpo del tornillo y del sistema de calentamiento por bola de tracción. Asegúrese de que el plástico se caliente uniformemente en el tornillo. Tenga en cuenta que el material disuelto en el canal puede calentarse o enfriarse localmente. El TPU fundido no es corrosivo ni abrasivo. Por lo tanto, el tornillo no requiere acero de aleación especial ni galvanoplastia mejorada.
Ajustes de temperatura del tornillo y del molde
El TPU debe procesarse a una temperatura de fusión de entre 190 °C y 220 °C. Algunos grados duros alcanzan temperaturas de fusión de hasta 240 °C. Los rangos de temperatura de fusión del TPU para grados específicos se detallan en las fichas técnicas de los productos correspondientes.
Molde
La temperatura del molde influye principalmente en la calidad de la superficie y el comportamiento de desmoldeo. También influye cuando la estructura se contrae y la tensión interna es baja. La temperatura normal de moldeo es de 220°C a 240°C. Sin embargo, si el TPU reforzado se rellena con algunos tipos de TPU reforzado y fibras de vidrio, la temperatura del molde debe aumentarse a 260°C para garantizar una mejor calidad de la superficie. El enfriamiento de objetos de paredes gruesas reduce el tiempo del ciclo en aproximadamente 5 segundos. La velocidad de plastificación no debe superar los 0,3 m/s. Las mediciones deben estar entre 1 D y 4 D. Visualice la velocidad con diferentes diámetros de husillo. La experiencia práctica sugiere utilizar entre el 30 % y el 75 % de la capacidad del husillo. Si la capacidad del husillo es muy baja en comparación con el tamaño de la inyección, la masa fundida permanecerá demasiado tiempo en la unidad de plastificación, lo que provocará daños térmicos en la masa fundida.
Presión de inyección, presión de mantenimiento, presión uniforme, velocidad de inyección
Para un procesamiento óptimo, es fundamental controlar constantemente la presión y la velocidad de inyección. Para controlar la inyección, mantenga la presión entre 100 y 1200 bar. La homogeneización requiere una presión isobárica, que normalmente se establece entre el 1 % y el 2,5 % de la presión de inyección. La velocidad de inyección se basa principalmente en el espesor de la pared. Normalmente, los moldes para proyectos de paredes gruesas deben llenarse lentamente, mientras que los de paredes delgadas deben llenarse rápidamente. Se requiere un espesor de pared y un diseño razonables, pero no se puede ignorar la importancia del escape. Si el escape es deficiente, la fusión a alta velocidad y alta presión producirá un efecto de motor de combustión interna en la cavidad del molde, lo que provocará la combustión del producto, su amarilleo e incluso su falla.
Tiempo de ciclo
El tiempo de ciclo depende de la forma del objeto, el espesor de la pared, el enfriamiento del molde y el propio material.