TPU-Elastomer

TPU (thermoplastisches Polyurethan) ist ein vielseitiger Werkstoff, da es Flexibilität, Langlebigkeit sowie Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit bietet

Fertigung mit TPU

TPU-Teile können mit verschiedenen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Das ideale Fertigungsverfahren hängt von der benötigten Stückzahl, der Geometrie und den gewünschten Eigenschaften Ihres Teils ab. Zu den gängigen Verfahren gehören:

Spritzguss

Dies ist die clevere Lösung, wenn Sie Ihr TPU-Teil in Serienmengen benötigen und dabei eines der beiden zuvor genannten Pearlthane-Harze (Pearlthane 11T85, Pearlthane 11T95P) verwenden.

3D-Druck

Der Einsatz des 3D-Drucks bietet die Möglichkeit, Teile als Prototypen herzustellen, ohne Kosten für den Werkzeugbau aufwenden zu müssen. Sobald Sie ein Teil haben, das Ihren Anforderungen an Form, Passgenauigkeit und Funktion entspricht, können Sie zur Serienfertigung übergehen, die häufig im Spritzgussverfahren erfolgt. Der 3D-Druck eignet sich auch für die Kleinserienfertigung.

Vor- und Nachteile von TPU

Vorteile von TPU

Abriebfestigkeit: Dank ihrer Elastizität können sich TPU-Teile unter Belastung verformen und anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren, anstatt abzureiben.
Biokompatibilität: TPU kann für medizinische Produkte wie Katheter, medizinische Schläuche, Wearables und Wundauflagen verwendet werden. Beachten Sie, dass nicht alle TPU-Formulierungen biokompatibel sind.
Chemische Beständigkeit: Die Molekülstruktur von TPUs umfasst pseudovernetzte Polymerketten, die die chemische Beständigkeit verbessern. Diese Beständigkeit erstreckt sich auf Säuren, Laugen und andere aggressive Chemikalien.
Elastizität: Als Blockcopolymer wechselt TPU zwischen harten und weichen Segmenten. Die harten Segmente sorgen für Steifigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit, während die weichen Segmente aus langen, flexiblen Ketten bestehen, die sich bei Krafteinwirkung leicht entrollen und dehnen können. Diese Struktur ermöglicht es TPU zudem, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, sobald die Kraft nachlässt.
Weicher Griff: Alle drei von uns angebotenen TPU-Varianten fühlen sich aufgrund der zuvor erwähnten „weichen Segmente“ weich an.

Nachteile von TPU

Schwierigkeiten bei der Oberflächenbehandlung: Die Oberfläche muss durch Reinigen und leichtes Abschleifen vorbereitet werden, um eine gute Haftung zu gewährleisten. Lacke auf Lösungsmittelbasis haften möglicherweise nicht gut. Was die Haltbarkeit der Beschichtung angeht, kann sich die Flexibilität nachteilig auswirken, wenn die Beschichtung starr ist. Im schlimmsten Fall kann es sogar zu Rissen und Abblättern kommen.
Mangelnde Steifigkeit: Grundsätzlich besteht das Problem darin, dass es schwierig ist, mit TPU bei bestimmten Geometrien eine strukturelle Integrität zu erreichen. Wie bei jedem Bauteil ist das Design entscheidend, einschließlich gleichmäßiger Wandstärken, der Verwendung von Verrundungen und mehr. Beim Spritzgießen ist zu beachten, dass mangelnde Steifigkeit zu Problemen beim Auswerfen Ihrer Teile führen kann.
Druckgenauigkeit/Qualität: Während viele TPU wegen seiner Flexibilität wählen, kann genau diese Eigenschaft im Vergleich zu anderen Materialien zu einer geringeren Druckgenauigkeit führen, einschließlich Verformungen und Problemen mit der Maßhaltigkeit.
Anfällig für Feuchtigkeitsaufnahme: Die chemische Struktur ist hier der Hauptgrund. Die Polymerketten von TPU weisen Zwischenräume auf, durch die Feuchtigkeit eindringen kann, und die Urethanbindungen neigen dazu, hygroskopisch zu sein und Wasser an der Oberfläche anzuziehen.

Anwendungsbereiche von ABS

Dank seiner ausgewogenen Kombination aus Flexibilität, Langlebigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Tragekomfort ist TPU eine vielseitige Wahl für Industrie-, Medizin- und Konsumgüter. Es schließt die Lücke zwischen harten Kunststoffen und weichen Kautschuken und ermöglicht so sowohl funktionale als auch ergonomische Designs.

Industrie	Anwendungen	Warum TPU geeignet ist
Automobilindustrie	Flexible Kupplungen, Dichtungen, Hydraulik- und Kraftstoffschläuche, Kabelschutzschläuche, Schläuche für Flüssigkeits- und Luftsysteme	Hohe Elastizität für dichte Abdichtungen, Abrieb- und Verschleißfestigkeit, Öl-, Fett- und Chemikalienbeständigkeit, Flexibilität und Knickfestigkeit
Medizin	Katheter, flexible Verbindungsstücke, Schläuche in medizinischer Qualität, Dichtungen in Pumpen, Spritzen und Ventilen	Biokompatibilität (medizinische Qualitäten), Hydrolyse- und Sterilisationsbeständigkeit, transparente Qualitäten für Durchflusskontrolle, gleichbleibende Leistungsfähigkeit bei Kontakt mit Flüssigkeiten
Verbraucher / Wearables	Sportarmbänder, Fitness-Tracker, Smartwatch-Armbänder, Schuhsohlen und Zwischensohlen, umspritzte Griffe für Werkzeuge und Ausrüstung	Angenehm auf der Haut, schweiß- und abriebfest, energieabsorbierend und elastisch, rutschfeste Oberfläche mit weicher Haptik
Industrie	Pneumatikschläuche, Leitungen für den Flüssigkeitstransport, Dichtungen in Pumpen und Ventilen, Kabelschutzschläuche zum Schutz von Geräten	Hohe Reißfestigkeit, langfristige Beständigkeit unter mechanischer Beanspruchung, chemische Beständigkeit, flexibel und dennoch robust unter rauen Bedingungen

Vergleich von Materialien, die TPU ähneln

Es gibt mehrere Werkstoffe, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anwendungsbereiche TPU ähneln. Diese Werkstoffe werden häufig aufgrund ihrer elastomeren Eigenschaften eingesetzt, weisen jedoch jeweils ganz eigene Merkmale auf:

Material	Flexibilität	Haltbarkeit	Temperaturbereich	Chemische Beständigkeit	Anwendungen	Vorteile	Nachteile
COPE	Mäßig bis hoch	Hervorragende Zugfestigkeit	Mäßig bis gut (-40 °C bis 120 °C)	Gut bis hervorragend	Automobilteile, elektrische/elektronische Anwendungen	Hohe Elastizität, hervorragende mechanische Eigenschaften	Vergleichsweise weniger flexibel als TPU
Flüssigsilikonkautschuk	Sehr hoch	Ausgezeichnet	Breiter Bereich (-50 °C bis 250 °C)	Ausgezeichnet	Medizinprodukte, Babyartikel	Stabilität über einen weiten Temperaturbereich	Höhere Kosten, aufwendigere Verarbeitung
PEBA	Hoch	Hohe Strapazierfähigkeit	Breiter Bereich (-40 °C bis 140 °C)	Gut	Sportartikel, Medizinprodukte, Konsumgüter	Hervorragende Flexibilität und Schlagfestigkeit	Teurer als TPU, TPO
SBC	Hoch	Mäßig	Mäßig	Begrenzt	Verpackungen, Körperpflegeprodukte, Spielzeug	Weiche Haptik	Nur für Anwendungen mit geringer Belastung geeignet
Silikon	Sehr hoch	Ausgezeichnet	Breiter Bereich (-60 °C bis 180 °C)	Ausgezeichnet	Medizinprodukte, Küchenutensilien, Elektronik	Hitze- und Kältebeständigkeit, Flexibilität	Höhere Kosten, geringere Zugfestigkeit
TPO	Mäßig	Mäßig, neigt mit der Zeit zum Zerfall	Mäßig (-40 °C bis 70 °C)	Mäßig bis gut	Automobilindustrie, Dachdeckung, Türverkleidungen	Kostengünstig und langlebig	Untergrenze der Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit
TPU	Hoch	Hervorragend, abriebfest	Mäßig (-40 °C bis 80 °C)	Gut	Automobilindustrie, Schuhindustrie, Sportartikel	Abrieb- und Reißfestigkeit, Flexibilität	Im Vergleich zu Silikon begrenzter Temperaturbereich
TPV	Mäßig bis hoch	Gut, mit verbesserter chemischer Beständigkeit	Breiter Bereich (-60 °C bis 135 °C)	Gut bis ausgezeichnet	Dichtungen für die Automobilindustrie, Dichtungsringe, Bauwesen	Vereint Elastizität mit Hitzebeständigkeit	In der Regel teurer als TPO

Das Wichtigste in Kürze

COPE bietet eine hervorragende Zugfestigkeit und mechanische Eigenschaften und eignet sich für Anwendungen in der Automobil- und Elektronikindustrie
PEBA zeichnet sich durch seine hervorragende Flexibilität und Schlagzähigkeit aus und wird häufig in Sport- und Medizinprodukten eingesetzt
SBC ist für seine weiche Haptik bekannt und wird typischerweise in Anwendungen mit geringer Beanspruchung wie Spielzeug und Körperpflegeprodukten verwendet
TPO ist kostengünstig und langlebig, weist jedoch im Vergleich zu anderen Materialien eine geringere Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit auf
TPU ist bekannt für seine hervorragende Flexibilität und Abriebfestigkeit, wodurch es sich für langlebige Anwendungen eignet
TPV bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Elastizität und Hitzebeständigkeit und eignet sich daher für Anwendungen in der Automobilindustrie
Echtes Silikon und Flüssigsilikonkautschuk sind ideal für Produkte, die extreme Temperaturstabilität erfordern, und werden in der Medizin- und Kochindustrie in großem Umfang eingesetzt