Os materiais de poliuretano podem ser processados usando-técnicas de fundição sob pressão, embora os parâmetros do processo devam ser ajustados de acordo com o tipo específico de poliuretano (termoplástico/termofurecível). O poliuretano termoplástico (TPU) oferece maior compatibilidade de processo, enquanto o poliuretano termofixo requer um processo auxiliar de moldagem por injeção de reação. Dadas as diferenças na estrutura molecular e nos mecanismos de cura entre os dois, compreender os respectivos caminhos de processo é essencial para garantir a qualidade do produto, estabilidade dimensional e eficiência de produção.
I. Tipos compatíveis e correspondência de processos
Poliuretano Termoplástico (TPU)
O TPU é o material preferido para processos de fundição-convencionais, com uma faixa de temperatura de fusão de 160 a 220 graus. Após a moldagem, ele apresenta desempenho estável em termos de resistência ao desgaste e elasticidade, o que o torna-adequado para processamento em lote de pequenas peças de precisão e componentes-resistentes ao desgaste. Sua natureza termoplástica também significa que o material residual e os sprues podem frequentemente ser retificados e reprocessados, melhorando a utilização do material.
Ele é compatível com máquinas de fundição-de moldes termoplásticos padrão, exigindo apenas ajustes específicos em parâmetros como temperatura e pressão, sem a necessidade de equipamentos auxiliares adicionais-isso reduz significativamente a barreira para a conversão da linha de produção e o investimento em equipamentos.
Poliuretano termoendurecível (PU)
O poliuretano termoendurecível não pode ser processado diretamente usando técnicas convencionais de{{0}fundição sob pressão. Em vez disso, deve ser combinado com um processo de Moldagem por Injeção por Reação (RIM), no qual as matérias-primas de poliol e isocianato são misturadas e depois injetadas sob alta pressão em um molde fechado, onde a reação de reticulação é completada para formar a peça final dentro da cavidade do molde.
Este processo impõe maiores exigências à precisão do controle da temperatura do molde, pois é necessário evitar que as matérias-primas curem prematuramente dentro dos canais de fluxo, o que poderia levar a bloqueios, enchimento incompleto ou peças defeituosas.
Parâmetros principais do processo
Fundição sob pressão de poliuretano termoplástico-: a temperatura do barril é definida em etapas (seção traseira 170–190 graus, seção intermediária 190–210 graus, seção frontal 180–200 graus), com pressão de injeção de 80–150 MPa, temperatura do molde de 40–80 graus e tempo de resfriamento de 10–30 segundos. Esses parâmetros devem ser ajustados de acordo com o grau específico do TPU e a espessura da parede da peça acabada, já que componentes-de paredes mais finas geralmente exigem tempos de resfriamento mais curtos e controle de pressão mais preciso para evitar empenamentos.
Fundição sob pressão de reação de poliuretano termoendurecível-: a pressão de mistura da matéria-prima é de 10 a 20 MPa, a força de fixação do molde deve ser maior ou igual a 50 t/㎡, o ciclo de moldagem é de 2 a 5 minutos e o erro da proporção de mistura da matéria-prima deve ser controlado para menor ou igual a 1%. Normalmente, é necessário equipamento de medição preciso para manter essa proporção de forma consistente ao longo da produção, pois os desvios podem afetar diretamente as propriedades mecânicas e a precisão dimensional do produto final.
Limites operacionais de segurança
As operações que envolvem alta temperatura (temperaturas-de componentes fundidos sob pressão superiores a 150 graus) e alta pressão (pressão de injeção superior a 100 MPa) devem estar em conformidade com a "Segurança mecânica – Máquinas de fundição sob pressão – Requisitos de segurança" (GB/T 30078-2013), com os operadores usando equipamentos de proteção resistentes ao-calor e à pressão-. A inspeção regular dos componentes que suportam pressão e dos intertravamentos de segurança também é recomendada para evitar falhas do equipamento durante a operação.
As matérias-primas de poliuretano termoendurecíveis contêm isocianatos e os compostos voláteis resultantes são tóxicos. As operações devem ser realizadas em local fechado e ventilado, evitando contato direto com a pele ou inalação. Equipamentos de proteção individual adequados-como respiradores e luvas de proteção-devem ser usados em todos os momentos durante o manuseio e a mistura.
Os trabalhadores envolvidos nesses processos também devem receber treinamento regular sobre procedimentos de resposta a emergências, incluindo medidas de contenção de derramamentos e primeiros-socorros para exposição a isocianato, para minimizar ainda mais os riscos à saúde ocupacional associados ao processamento de poliuretano termofixo.
