Ketahui materi Anda:TPE vs. TPU

Ketika perancang dan insinyur produk menginginkan bagian memiliki sifat tertentu seperti penyerapan goncangan atau kekuatan benturan tinggi, mereka sering kali beralih ke polimer yang terbuat dari elastomer termoplastik.

Elastomer termoplastik adalah kelas polimer yang memiliki sifat termoplastik dan elastomer, yang berarti mereka tahan panas dan tahan lama, tetapi tetap fleksibel. Karena elastomer termoplastik dapat dicairkan dan dibentuk kembali tanpa mengurangi sifat kimia atau mekanik material, skrap bahkan dapat digunakan kembali sebagai pengganti sebagian untuk plastik murni. Suku cadang yang terbuat dari bahan ini dapat diproduksi menggunakan berbagai proses, termasuk ekstrusi, pencetakan injeksi, dan pencetakan tiup.

TPE (elastomer termoplastik) dan TPU (poliuretan termoplastik) adalah salah satu kategori paling populer dari elastomer termoplastik - dan sementara banyak yang menggunakan istilah ini secara bergantian, mereka memiliki beberapa perbedaan utama. Sebagai permulaan, TPE adalah kategori yang mencakup berbagai macam elastomer termoplastik sementara TPU hanya mengacu pada subset yang lebih kecil. TPU juga lebih baru untuk industri manufaktur daripada TPE.

Berikut ini rincian lengkap perbedaan utama antara istilah TPE dan TPU, dan aspek apa yang harus dipertimbangkan saat membuat pemilihan material.

Ikhtisar TPE

TPE, juga dikenal sebagai karet termoplastik, menggabungkan tampilan dan nuansa karet standar dengan kemudahan penggunaan plastik. Kategori besar ini mencakup berbagai polimer termasuk TPU, kopoliester termoplastik (TCP), dan poliamina termoplastik (TPA). Bahan ini dikenal karena elastisitasnya, kemampuan prosesnya, kemampuan daur ulangnya, suhu lelehnya yang tinggi, dan ketahanannya terhadap pelapukan.

Spesifikasi mekanik untuk setiap jenis TPE akan bervariasi menurut merek. Misalnya, spesifikasi mekanis untuk elastomer termoplastik K2702 dari Produk Elastomer Kent meliputi:

• Kekerasan Shore A :29A
• Tegang saat putus :1100 psi (7,6 MPa)
• Pemanjangan :950%
• Modulus 300% :175 psi (1,2 MPa)
• Modulus 500% :330 psi (2,3 MPa)
• Suhu pengoperasian :-40 hingga 195°F (-40 hingga 91°C)

TPE adalah polimer pilihan untuk aplikasi apa pun yang harus lembut saat disentuh dan memiliki sifat elastis atau non-slip yang baik. Mereka juga ideal untuk aplikasi di mana bagian harus sesuai dengan bagian pendamping. Penggunaan komersial umum untuk TPE termasuk pegangan pegangan pensil, pegangan untuk tongkat hoki, mainan, dan sepatu bot ski. Dalam industri medis, TPE dapat ditemukan di bagian resusitasi, konektor, dan corong. Dalam industri otomotif, TPE digunakan dalam segel tahan cuaca, alas lantai, bagian interior dan eksterior, penutup kantung udara, dan bumper.

TPE menawarkan banyak keunggulan dibandingkan plastik yang sebanding, termasuk bahan karet konvensional. TPE lebih cepat diproses dan memiliki waktu fabrikasi yang lebih pendek daripada karet, yang mengurangi biaya akhir dari bagian yang sudah jadi. Siklus pencetakan yang lebih pendek juga meningkatkan efisiensi energi. Dibandingkan dengan TPU secara keseluruhan, TPE bisa lebih elastis.

TPE memang memiliki beberapa batasan yang harus diingat oleh tim produk. Misalnya, TPE telah diketahui meleleh pada suhu yang sangat tinggi dan hanya boleh digunakan untuk suku cadang yang penggunaannya akan tunduk pada suhu dalam kisaran suhu yang ditentukan pabrikan. TPE umumnya berkinerja lebih buruk di bawah beban berat dan memiliki ketahanan kimia dan suhu yang lebih sedikit daripada karet termoset tradisional. Selain itu, sebagian besar bahan TPE harus dikeringkan sebelum diproses, jadi desainer harus berhati-hati untuk tidak melupakan langkah penting ini.

Ikhtisar TPU

Poliuretan termoplastik (TPU) adalah bagian dari elastomer termoplastik serbaguna yang kuat yang dikenal karena daya tahan, fleksibilitas, dan kesesuaiannya untuk berbagai aplikasi berkinerja tinggi. Seperti TPE lainnya, bahan ini memiliki sifat termoplastik dan karet konvensional, tetapi TPU menawarkan kapasitas menahan beban yang unggul, perpanjangan putus yang tinggi, dan kekuatan tarik yang sangat baik. TPU juga tahan terhadap bahan kimia, minyak, gemuk, dan pelarut umum lainnya.

Spesifikasi mekanis untuk TPU akan bervariasi. Spesifikasi mekanis untuk Ultrafuse TPU 85A meliputi:

• Kekerasan Shore A :90A
• Kepadatan (dicetak dan dikondisikan) :1082 kg/m3
• Suhu transisi kaca :-44 °C
• Ketahanan abrasi :82 mm3
• Kekuatan tarik (pada perpanjangan 100%, arah XY, dikondisikan) :8,7 MPa
• Tegang saat putus (pada arah XY, dikondisikan) :34 MPa
• Modulus elastisitas (pada arah XY, dikondisikan) :20MPa

TPU dapat ditemukan di berbagai bidang industri, mulai dari otomotif, pertanian, hingga tekstil. Kombinasi unik bahan dari goresan dan ketahanan abrasi menjadikannya bahan yang sangat baik untuk pembuatan suku cadang interior otomotif seperti kenop roda gigi, panel instrumen, atau suku cadang konsol. Fleksibilitas dan kemudahan bernapas membuatnya sangat cocok untuk pakaian olahraga dan sepatu atletik. Beberapa insinyur juga telah mengembangkan TPU khusus untuk memenuhi permintaan yang meningkat akan polimer berperforma tinggi dengan set kompresi rendah, ketahanan abrasi, dan ketahanan oli untuk seal dan gasket.

Dibandingkan dengan polivinil klorida (PVC), TPU lebih ringan, lebih elastis, dan lebih tahan abrasi. Dimungkinkan juga untuk mewarnai dan memproses TPU. Masuk akal untuk memilih TPU daripada PVC dari sudut pandang lingkungan karena bahan ini dapat didaur ulang dan sering digunakan untuk menurunkan emisi karbon. Juga, TPU melampaui sebagian besar TPE lain dalam beberapa cara utama. TPU umumnya lebih keras, lebih tahan lama, dan lebih tahan susut daripada kebanyakan TPE — ditambah lebih mudah untuk mencetak dan umumnya menjanjikan hasil yang lebih akurat.

Di sisi lain, bagaimanapun, TPU lebih mahal daripada plastik yang sebanding dan beberapa kelas TPU memiliki umur simpan yang relatif singkat. Seperti TPE lainnya, TPU harus dikeringkan sebelum diproses. Selain itu, TPU umumnya memiliki rentang kekerasan yang lebih sempit daripada elastomer termoplastik lainnya dan rentang suhu yang lebih sempit untuk pemrosesan, menciptakan batasan kemampuan manufaktur tertentu.

Memulai TPE dan TPU

TPE dan TPU adalah plastik serbaguna yang harus dimiliki semua tim produk dalam repertoar mereka. Namun, tim produk harus diperingatkan untuk tidak mencampuradukkan kedua materi tersebut. TPE, kategori besar polimer yang dapat diklasifikasikan sebagai elastomer termoplastik, lebih lembut daripada TPU dan lebih cocok untuk aplikasi yang harus lembut saat disentuh. TPU, di sisi lain, adalah bagian dari TPE yang lebih tangguh dan lebih cocok untuk aplikasi berkinerja tinggi yang membutuhkan ketahanan kimia dan abrasi yang tinggi. Tim produk harus selalu melakukan penelitian dan pemeriksaan menyeluruh untuk memastikan mereka memilih bahan yang tepat untuk proyek mereka. Untungnya, mitra manufaktur yang berpengalaman dapat membuat proses pemilihan material menjadi lebih sederhana.

Ketika perusahaan bermitra dengan Fast Radius, mereka bermitra dengan tim ahli manufaktur sesuai permintaan yang memiliki pengalaman bertahun-tahun menghidupkan produk menggunakan metode manufaktur tradisional dan aditif. Tim desainer, insinyur, dan penasihat kami dapat memandu tim produk melalui proses pemilihan material dengan mulus, dan memastikan mereka selalu membuat pilihan yang tepat — sehingga mereka dapat fokus untuk memberikan produk unggulan setiap saat. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Untuk panduan materi yang lebih mendalam, lihat artikel “Kenali Materi Anda” lainnya di pusat sumber daya Radius Cepat.