TPU挤出成型工艺及常见缺陷解决办法
TPU 挤出成型加工工艺主要包括以下步骤：
原料准备：
干燥处理：TPU 是一种吸湿性很强的树脂，吸湿的 TPU 会对加工造成很大的不良影响，如导致制品表面出现气泡、银纹等缺陷。因此，在挤出成型前，必须对 TPU 原料进行干燥处理。一般来说，根据材料的硬度，干燥温度控制在 80 - 110℃，干燥时间约为 1 - 3 小时。若使用色粉或色母染色，必须与 TPU 本色粒子充分混合后，一起进行干燥。
筛选原料：去除原料中的杂质和异物，确保原料的纯净度，以免影响挤出制品的质量。
设备调试：
选择挤出机：根据 TPU 的特性和挤出制品的要求，选择合适的挤出机。挤出机的螺杆直径、长径比、压缩比等参数要与 TPU 材料相匹配。一般来说，TPU 挤出成型加工用的螺杆的螺距与直径等长，浅的螺纹深度效果较佳，螺杆及料管的间隙约为 0.1 - 0.2mm，L/D（长径比）在 25 - 30 左右为宜，较为适宜的压缩比为 CR = 2 - 33。
设置温度：挤出机一般从出料筒到模头分为多段加热区域，需要设置不同的温度。温度的设置要根据 TPU 的种类、硬度、挤出机的型号等因素进行调整。通常，温度范围在 160 - 230℃之间，从进料段到计量段温度逐渐升高，以保证 TPU 能够充分塑化；从计量段到模头温度逐渐降低，以防止 TPU 过热分解。
调整螺杆转速：TPU 对剪切力敏感，螺杆转速过高易导致材料裂解，转速过低则会使熔体在机筒内停留时间过长而发生降解。一般来说，螺杆转速在 20 - 50rpm 较为合适。
挤出成型：
加料：将干燥好的 TPU 原料加入挤出机的料斗中，注意加料要均匀、连续，避免出现断料或加料过多的情况。
塑化：原料在挤出机的机筒内，在加热和螺杆的剪切作用下，逐渐熔融塑化，形成均匀的熔体。
挤出：熔体通过挤出机的模头挤出，形成连续的挤出物。模头的形状和尺寸要根据挤出制品的要求进行选择，如挤出管材需要使用圆形模头，挤出板材需要使用扁平模头。
冷却定型：挤出物离开模头后，需要进行冷却定型，以保持其形状和尺寸。冷却方式可以采用水冷、风冷或其他冷却介质，冷却速度要适中，过快或过慢都会影响制品的质量。
后处理：
牵引：使用牵引装置将冷却定型后的挤出物牵引出来，保持挤出物的连续运动，同时可以控制挤出物的速度和张力。
切割：根据需要，将挤出物切割成一定的长度或形状。
检验：对挤出制品进行质量检验，包括外观、尺寸、物理性能等方面的检测，确保制品符合质量标准。
包装储存：将合格的挤出制品进行包装，储存于干燥、通风的环境中，避免阳光直射和潮湿。
TPU 挤出成型的常见缺陷及解决方法 表面质量问题 表面粗糙 缺陷表现：挤出制品的表面不光滑，出现麻点、橘皮状或磨砂质感。 产生原因： 原料干燥不充分，含有水分，在挤出过程中水分蒸发形成气泡，导致表面粗糙。 挤出温度设置不合理，温度过低会使 TPU 塑化不完全，过高则可能导致材料分解产生杂质。 模头表面不光滑，有划痕或污垢，影响挤出物的表面质量。 解决方法： 确保原料充分干燥，按照推荐的干燥温度和时间进行处理。 调整挤出温度，根据 TPU 的型号和挤出机的特性，优化各加热段的温度设置。 定期清理和抛光模头，保持模头表面的光洁度。 表面气泡 缺陷表现：挤出制品的表面有明显的气泡或空洞。 产生原因： 原料吸湿，在挤出过程中水分变成水蒸气，形成气泡。 螺杆转速过快，导致熔体中卷入空气。 挤出机的排气不良，空气无法有效排出。 解决方法： 对原料进行彻底干燥，使用除湿设备或在干燥环境中储存原料。 适当降低螺杆转速，减少空气卷入。 检查并清理挤出机的排气口，确保排气通畅，也可以考虑增加排气装置。 尺寸精度问题 尺寸偏差 缺陷表现：挤出制品的实际尺寸与设计尺寸不符，出现偏大或偏小的情况。 产生原因： 挤出速度不稳定，可能是由于螺杆转速波动、加料不均匀或牵引速度不稳定导致。 温度控制不当，温度变化影响 TPU 的熔体粘度，进而影响挤出物的尺寸。 模头尺寸设计不准确或磨损，导致挤出物的形状和尺寸不符合要求。 解决方法： 检查并稳定螺杆转速、保证加料均匀和牵引速度稳定。可以安装精密的调速装置和自动加料系统。 控制挤出温度，安装高精度的温度传感器和控制器。 重新设计或更换模头，确保模头尺寸准确，并定期检查模头的磨损情况。 尺寸不均匀 缺陷表现：挤出制品沿长度方向或横截面尺寸不一致。 产生原因： 物料在挤出机内流动不均匀，可能是由于螺杆结构不合理或机筒内有堵塞。 冷却不均匀，导致不同部位收缩不一致。 牵引张力不均匀，使挤出物在拉伸过程中出现尺寸差异。 解决方法： 优化螺杆结构，检查机筒内部是否有异物堵塞，保证物料均匀流动。 改善冷却系统，确保冷却介质均匀分布，例如调整水冷装置的喷头位置或风冷装置的风量。 检查牵引装置，调整张力控制系统，使牵引张力均匀分布。 内部质量问题 内部空洞或孔隙 缺陷表现：在挤出制品的内部存在空洞或孔隙结构，通过剖切或无损检测可以发现。 产生原因： 原料中含有挥发性杂质，在挤出过程中挥发形成空洞。 熔体在挤出机内停留时间过长，发生降解或分解，产生气体形成空洞。 挤出压力不足，无法使熔体紧密结合，产生孔隙。 解决方法： 对原料进行筛选，去除含有挥发性杂质的原料。 调整螺杆转速和挤出温度，控制熔体在机筒内的停留时间。 增加挤出压力，检查挤出机的压力控制系统，确保压力稳定且足够。 分层或脱层 缺陷表现：挤出制品在内部或与其他材料复合时出现分层现象。 产生原因： 不同层材料之间的相容性差，没有良好的粘结。 挤出过程中熔体的温度和压力不均匀，导致层间结合力不足。 材料本身的质量问题，例如添加剂分布不均匀。 解决方法： 选择相容性好的材料进行复合，或者添加相容剂来改善粘结。 优化挤出温度和压力的控制，保证熔体的均匀性。 检查原料质量，确保添加剂均匀分布，可以通过充分混合原料来解决。