热塑性聚氨酯（TPU）最适宜的加工手段莫过于注塑成型。TPU注塑成型时，干燥预热后的TPU粒料从注塑机料斗输送进加热的料筒，呈熔融状态时，经螺杆（或柱塞）的推进作用及料筒前端的喷嘴注射进入温度相对较低的闭合模具中，充满模腔，并在受压下冷却固化，脱模后获得与模型型腔相同TPU产品。

螺 杆

TPU注塑用通常长度的单螺纹，三段螺杆能很好地塑化均匀的熔融物。如果需要高的塑化能力（生产量），可以使用较长的螺杆 (图1.1)。

图1.1加工TPU的注塑螺杆

短压缩区螺杆由于高剪切力而不适用。TPU 塑化需要高的能量，要求螺杆有高的扭矩驱动。扭矩不足会导致螺杆转速的波动和塑化的不均匀。在限度之内，较高的螺筒温度会产生良好结果，尽管会冒材料过热的危险。

射嘴和螺筒头的通路应设计成没有死角，而使材料能够射入而不致受到热破坏。螺筒和射嘴的加热系统的精确温度控制是要点。注意确保射嘴在整个长度都均匀受热。谨防在通路上熔料局部过热和可能受冷。熔融的 TPU 是既无腐蚀性也无磨损型，基于这些理由，螺杆不需任何特殊合金钢或加强镀层。

螺筒和模具的温度设定

2.1 注射单元

TPU 应在 190 到 220°C 之间的熔融温度下加工。对于一些硬的级别熔融温度可能会提高到 240°C 。图 2.1所示为不同邵氏硬度下对螺筒和射嘴加热设定的指导值。

图2.1不同硬度的温度设定

2.2 模具

模具温度的主要影响在于表面质量和脱模行为，也影响最终结构的收缩和内应力（受冷时）。正常模具温度应用20-40℃。但用一些改良的TPU级别和使用玻璃丝填充加强TPU，模具温度应提高到60℃以确保最佳的表面质量。对于厚壁物品冷却，降低大约5℃能减少循环周期时间。

2.3 塑化

对于塑化速度应选择圆周速率不超过0.3m/s。计量行程应在1D和4D之间。下图所示为不同螺杆直径下最大速度。

图2.2螺杆速度和螺杆直径的函数关系

实际经验是利用螺筒 30%-75%的能力是最佳的。如果螺筒能力对应注射量非常低，则熔融物在塑化单元停留太长的时间，会导致熔融物热损坏。

图2.3TPU熔融物在螺筒加工中的分解

2.4 注射压力，保持压力，背压力，注射速度

对于理想的加工，要点是对压力和注射速度的不间断的控制。其应能控制注射和保持压力在100到1200bar范围内。为了均化必须有背压力，通常设定在注射压力的1%到2.5%之间。注射速度主要基于壁厚。通常对于厚壁物品的模具需要慢的填充，而薄壁物品需要快的填充。对于注射速度除了壁厚和模穴类型，模具排气扮演重要角色，其有助于避免高压热空气导致的所谓“烧痕”。注射压力/保持压力施加较大的影响是在于空间稳定性和脱模性。

成型时的过高的注射压力，同时过低地保持压力产生凹痕。成型超载脱模更困难。用错列的压力工作是可取的，即用比注射压力较低的保持压力。按规则，注射压力的50%的保持压力是适当的。这样能够用最小的内部压力生产出物品。

图2.4 TPU加工的典型循环步骤

2.5 循环时间

决定循环时间的是物品的形状、壁厚、模具的冷却和材料本身。下图所示为壁厚对注射循环周期的影响，把 TPU量化为三个级别：硬的、中等的、软的。

图2.5循环时间对壁厚和硬度关系

工艺调整要点

1、加工温度的控制对产品的最终尺寸、外形及变形具有至关重要的影响。加工温度要随TPU的牌号、模具设计的具体情况而定。总的趋势是要想获得小的缩水率需要提高加工温度。 

2、慢速与较长时间的保压会导致分子定向，虽然可能获得较小的产品尺寸，但产品变形较大并且横向与纵向收缩差异大。大的保压压力还会导致胶体在模内过压缩，当产品脱模后尺寸比模腔的尺寸还要大的现象。 

3、注塑速度、压力转换的位置要设置准确，位置设置不准确会增加原因分析的难度，不利于快速而准确地进行工艺调整。 

4、注塑机机型的选择要合适。小尺寸的注塑产品要尽可能地地选择机型小的注塑机，以便增大注塑行程、便于进行位置控制合理地进行注塑速度、压力的转换。如手机配件尺寸比较小，如用注塑机比较大有时螺杆只前进1mm产品就已满胶，根本就无法进行位置控制。 

5、当TPU含水率超过0.2%时不但影响产品外观而且机械性能明显变坏，注塑出的产品弹性差、强度低。因此在注塑前应在80℃/110℃的温度下干燥2/3小时。 

6、注塑机料筒的清理要干净，极少的其它原料的混入都会导致产品的机械强度的降低。用ABS、PMMA、PE清洗过的料筒最好在注塑前用TPU水口料再清洗一次，用TPU水口料清除料筒中的残余物料。料斗清理时要特别注意料斗与注塑机机座连接部分少量残留其它性质的原料的清理，这部分是绝大多数技术工作者生产中所容易忽略的地方。