Was ist TPE (Thermoplastisches Elastomer)?

Bei meinem ersten TPE-Auftrag habe ich 2009 einen Fehler gemacht. Der Kunde wollte einen weichen Griff am Gehäuse eines Akku-Bohrschraubers. Wir ließen Santoprene 101-64 über einem glasfaserverstärkten Nylonsubstrat laufen. Die Teile sahen gut aus, als sie aus der Presse kamen. Drei Wochen später rief der Kunde an. Das TPE blätterte in Streifen ab.

Es stellte sich heraus, dass die Werkzeugtemperatur zu niedrig war. Die Nylonhaut erstarrte, bevor das TPE darauf traf. Keine Bindungsbildung. 8.000 Teile verschrottet.

TPE ist kein Gummi. Diese Unterscheidung ist wichtig. Gummi vulkanisiert. Sobald Sie EPDM oder Silikon aushärten, vernetzen sich die Molekülketten dauerhaft. Man kann es nicht wieder einschmelzen. TPE verfügt über physikalische statt chemischer Vernetzungen. Die harten Blöcke in der Polymerkette wirken wie temporäre Ankerpunkte. Hitze zerbricht diese Anker. Kühlen Sie es ab, sie reformieren sich. Sie können TPE-Läufer nachschleifen und wieder in den Trichter legen. Versuchen Sie das mit LSR.

Zwei-{0}}Spritzguss mit TPE bedeutet, dass Sie zwei verschiedene Materialien nacheinander einspritzen. Der erste Schuss ist normalerweise ein starres Substrat. PC, ABS, PP, Nylon. Der zweite Schuss ist die TPE-Umspritzung. Der Trick besteht darin, sie festzuhalten.

Teknor Apex veröffentlicht Bindungstabellen für seine Monprene-Typen. So auch Kraiburg mit seiner Thermolast K-Linie. Ich bewahre gedruckte Exemplare in meinem Büro auf, da sich die Online-Versionen ändern und manchmal die alten Daten nützlicher waren. Die Diagramme zeigen, welche TPE-Typen ohne Primer oder Kleber auf welchen Untergründen haften. PP zu TPE-S funktioniert. ABS zu TPE-S funktioniert nicht. Sie benötigen TPE-U für ABS.

Die Schmelztemperatur von Santoprene liegt je nach Sorte zwischen 380 und 420 °C. Ich habe Leute gesehen, die es auf 450 hochdrehten und versuchten, bei dünnen Wänden einen besseren Durchfluss zu erreichen. Schlechte Idee. Das Material zersetzt sich. Es entstehen schwarze Flecken und die Shore-Härte schwankt.

Bei der Wandstärke machen neue Ingenieure Fehler. Sie entwerfen 0,020-Wände, weil sie das bei PC-Teilen tun. TPE fließt nicht wie PC. Sie benötigen mindestens 0,050 für alles Strukturelle. Bei kurzen Durchflusslängen bin ich mit 0,035 durchgekommen, aber das ist riskant.

Der Zwei-{0}}Schuss-Prozess erfordert, dass das Substrat noch warm ist, wenn das TPE darauf trifft. Rotationsplattenpressen meistern dies gut. Substrat schießt an Station eins, Walze dreht sich um 180 Grad, TPE schießt an Station zwei. Gesamtzyklus etwa 35 Sekunden für einen mittelgroßen Griff. Manche Leute nutzen Transferroboter zwischen zwei Einzelpressen. Funktioniert gut, aber das Substrat kühlt während der Übertragung ab. Sie kompensieren dies, indem Sie das TPE heißer laufen lassen oder den Substrathohlraum erwärmen.

Die Auswahl der Shore-Härte hängt davon ab, was das Teil tut.. 40A fühlt sich an wie ein Radiergummi.. 70A fühlt sich an wie eine Schuhsohle.. 90A fühlt sich fast steif an. Bei den meisten Handgriffen liegt der Strom zwischen 50 A und 70 A. Die Bezüge der Autoarmlehnen sind weicher, vielleicht 45A.

Der andere Gesichtspunkt ist die chemische Beständigkeit. Styrol-TPE-Typen wie Kraiburg Thermolast K quellen in Benzin und Bremsflüssigkeit auf. Für Unter-Automobile benötigen Sie TPE-V wie Santoprene oder TPE-U wie Desmopan. Der Kostenunterschied ist real. Styrol kostet vielleicht 2,50 $ pro Pfund. TPE-V beträgt 4 bis 6 $. TPE-Für Spezialqualitäten können Sie 8 $ erreichen.

Ich habe aufgehört, Aufträge mit einem Jahresvolumen von weniger als 25.000 Stück für Two-Shot TPE anzubieten. Die Werkzeugkosten amortisieren sich nicht. Eine Zwei-Schuss-Form kostet je nach Kavitation und Komplexität 80.000 bis 150.000 US-Dollar. Unter 25.000 Stück ist es besser, wenn Sie ein Einlegeteil oder nachträglich angebrachtes Griptape verwenden.

Der Anteil des Nachmahlguts ist wichtig. Reines TPE haftet besser als Mahlgut. Die meisten Materialspezifikationen erlauben 15 bis 20 Prozent Mahlgut in der Mischung. Wenn Sie den Wert auf 30 Prozent erhöhen, sinkt die Klebkraft. Ich habe dies vor ein paar Jahren auf Dynaflex G2703 getestet. Bei 25 Prozent Mahlgut sank die Schälfestigkeit von 12 pli auf 8 pli. Die Teile erfüllten immer noch die Spezifikation, aber knapp.

Die Medizintechnik-Leute haben ihre eigenen Bedenken. USP-Klasse VI ist jetzt Tischeinsätze. Zytotoxizitätstests, Studien zu extrahierbaren Stoffen, Rückverfolgbarkeit von Chargen. GLS Thermoplastic Elastomers verfügt mit dem Dokumentationspaket über ein komplettes Medizinportfolio. Die Teknor Apex Medalist-Linie ist die andere Option. Die Lieferzeiten für medizinische Qualitäten verlängern sich. Planen Sie 6 bis 8 Wochen ein.

Gate-Überreste auf TPE sind hässlich. Beim Öffnen der Form zieht sich das Material. Es entsteht ein kleiner Noppen, der abgeschnitten werden muss. Platzieren Sie Ihr Tor dort, wo es niemand sieht, oder planen Sie eine sekundäre Entgratung ein. Tab-Gates eignen sich besser zur Kontrolle der Resthöhe als Pin-Gates.

Two-Shot TPE ist derzeit eine ausgereifte Technologie. Die Materiallieferanten haben die Formulierungen herausgefunden. Die Maschinenbauer haben den Prozess gewählt. Die meisten Fehler, die ich sehe, entstehen durch Konstrukteure, die die falsche Materialpaarung spezifizieren, oder durch Werkzeugingenieure, die die Angussposition falsch bestimmen. Lesen Sie die Klebetabellen. Führen Sie das DoE für die Werkzeugtemperatur aus. Der Rest ergibt sich von selbst.