¿Qué es el TPE (elastómero termoplástico)?

Me equivoqué en mi primer trabajo de TPE en 2009. El cliente quería un agarre suave en la carcasa de un taladro inalámbrico. Ejecutamos Santoprene 101-64 sobre un sustrato de nailon relleno de vidrio. Las piezas se veían bien al salir de la prensa. Tres semanas después, llamó el cliente. El TPE se estaba despegando en láminas.

Resultó que la temperatura de la herramienta era demasiado fría. La piel de nailon se congeló antes de que el TPE la golpeara. Sin formación de enlaces. Se desecharon 8.000 piezas.

TPE no es caucho. Esta distinción importa. El caucho se vulcaniza. Una vez que cura el EPDM o la silicona, las cadenas moleculares se reticulan permanentemente. No puedes volver a fundirlo. El TPE tiene enlaces cruzados físicos en lugar de químicos. Los bloques duros de la cadena de polímero actúan como puntos de anclaje temporales. El calor rompe esas anclas. Se enfría, se reforman. Puede moler corredores de TPE y volver a colocarlos en la tolva. Pruébalo con LSR.

El moldeo en dos-inyección con TPE significa que se inyectan dos materiales diferentes en secuencia. El primer disparo suele ser un sustrato rígido. PC, ABS, PP, nailon. La segunda oportunidad es el sobremolde de TPE. El truco es lograr que se mantengan.

Teknor Apex publica tablas de unión para sus grados Monprene. Kraiburg también lo hace con su línea Thermolast K. Guardo copias impresas en mi oficina porque las versiones en línea cambian y a veces los datos antiguos eran más útiles. Las tablas muestran qué grados de TPE se adhieren a qué sustratos sin imprimación ni adhesivo. PP a TPE-S funciona. ABS a TPE-S no funciona. Necesitas TPE-U para ABS.

La temperatura de fusión del Santoprene oscila entre 380 y 420 según el grado. He visto a muchachos subirlo a 450 tratando de lograr un mejor flujo en paredes delgadas. Mala idea. El material se degrada. Aparecen motas negras y la dureza Shore disminuye.

El espesor de la pared es donde los nuevos ingenieros se equivocan. Diseñan paredes de 0,020 porque eso es lo que hacen con las piezas de PC. TPE no fluye como la PC. Necesita un mínimo de 0,050 para cualquier cosa estructural. Me he salido con la mía con 0,035 en longitudes de flujo cortas, pero es arriesgado.

El proceso de dos-disparos requiere que el sustrato aún esté caliente cuando el TPE lo golpea. Las prensas de plato giratorio manejan esto bien. El sustrato dispara en la estación uno, la platina gira 180 grados, el TPE dispara en la estación dos. El ciclo total puede durar 35 segundos para un agarre de tamaño mediano-. Algunos chicos usan robots de transferencia entre dos prensas de un solo-disparo. Funciona bien pero el sustrato se enfría durante la transferencia. Se compensa haciendo que el TPE se caliente más o calentando la cavidad del sustrato.

La selección de dureza Shore depende de lo que hace la pieza. 40A se siente como el borrador de un lápiz. 70A se siente como la suela de un zapato. 90A se siente casi rígida. La mayoría de las empuñaduras de mano aterrizan entre 50A y 70A. Las pieles de los apoyabrazos de los automóviles funcionan más suaves, tal vez 45A.

La resistencia química es la otra consideración. Los grados de TPE estirénicos como Kraiburg Thermolast K se hinchan en gasolina y líquido de frenos. Para automóviles bajo-capó, necesita TPE-V como Santoprene o TPE-U como Desmopan. La diferencia de costos es real. El estirénico cuesta unos 2,50 dólares por libra. TPE-V cuesta entre 4 y 6 dólares. TPE-Puedes alcanzar los $8 para grados de especialidad.

Dejé de cotizar trabajos con un volumen anual inferior a 25 000 para TPE de dos-inyecciones. El coste de utillaje no se amortiza. Un molde de dos-disparos cuesta entre 80 000 y 150 000 dólares, dependiendo de la cavitación y la complejidad. Por debajo de 25.000 piezas, es mejor usar molduras insertadas o cinta de agarre post-aplicada.

El porcentaje de remolido importa. Los bonos Virgin TPE son mejores que los triturados. La mayoría de las especificaciones de materiales permiten entre un 15 y un 20 por ciento de triturado en la mezcla. Empújelo al 30 por ciento y la fuerza de unión disminuirá. Probé esto en Dynaflex G2703 hace unos años. Con un 25 por ciento de triturado, la resistencia al pelado cayó de 12 pli a 8 pli. Las piezas aún cumplían con las especificaciones, pero apenas.

Los encargados de los dispositivos médicos tienen sus propias preocupaciones. La USP Clase VI ahora es algo que está en juego. Pruebas de citotoxicidad, estudios de extraíbles, trazabilidad de lotes. GLS Thermoplastic Elastomers tiene una cartera médica completa con el paquete de documentación. La línea Teknor Apex Medalist es la otra opción. Los plazos de entrega para los grados médicos son más largos. Planifique de 6 a 8 semanas.

El vestigio de la puerta en TPE es feo. El material se enrolla cuando se abre el molde. Te sale una pequeña protuberancia que hay que recortar. Coloque su puerta donde nadie la vea o planifique un desbarbado secundario. Las puertas con lengüetas funcionan mejor que las puertas con pasadores para controlar la altura de los vestigios.

El TPE de dos-disparos es una tecnología madura en este momento. Los proveedores de materiales han descubierto las formulaciones. Los fabricantes de máquinas tienen el proceso marcado. La mayoría de las fallas que veo provienen de ingenieros de diseño que especifican la combinación de materiales incorrecta o de ingenieros de herramientas que se equivocan en la ubicación de la puerta. Lea las tablas de unión. Ejecute el DoE en la temperatura de la herramienta. El resto se soluciona solo.