PU pickupy alebo polyuretánová syntetická koža sú navrhnuté na základe troch základných princípov: "biomimetická textúra, kontrolovateľný výkon a funkčná expanzia." Prostredníctvom systematickej integrácie materiálovej vedy, procesného inžinierstva a štrukturálnej mechaniky dosahujú vynikajúcu použiteľnosť a navrhovateľnosť, pričom nahrádzajú prírodnú kožu. V podstate používajú umelo skonštruovaný viacvrstvový kompozitný systém na simuláciu mikroštruktúry a makroskopických charakteristík pravej kože, pričom konkrétne zlepšujú určité vlastnosti, aby vyhovovali rôznym potrebám.
Na základe základnej logiky konštrukčného návrhu, PU pickupy využívajú troj{0}}architektúru: „podpora základnej tkaniny-penový tlmiaci-povrch bionický.“ Základná textilná vrstva, ktorá pôsobí ako kostra, je typicky vyrobená z tkanej alebo pletenej látky. Prepletanie osnovných a útkových priadzí poskytuje počiatočnú pevnosť a rozmerovú stálosť. Jeho hustota a spôsob tkania priamo ovplyvňujú pevnosť v ťahu a pružnosť hotového výrobku -tkané textílie s vysokou{7}}hustotou sú vhodné pre nábytok alebo interiéry automobilov vyžadujúce pevnosť, zatiaľ čo pletené textílie sú vďaka svojej vynikajúcej elasticite vhodnejšie pre flexibilné výrobky, ako je obuv a odevy. Penová vrstva je kľúčom k textúre a pohodliu. Vyrobené z polyuretánovej živice procesom napenenia a vytvára mikroporéznu štruktúru veľkosti mikrón{10}}. Jeho pórovitosť a rovnomernosť buniek určujú mäkkosť, pružnosť a priedušnosť materiálu. Úpravou pomeru penotvorných činidiel a procesných parametrov možno simulovať „mäsitý pocit“ pravej kože a zároveň sa vyhnúť nerovnomernému výkonu prírodnej kože v dôsledku variácií rôznych častí. Povrchová úprava je jadrom biomimetického dizajnu. Použitím polyuretánovej živice ako matrice sa pridávajú farbivá, matovacie činidlá a zvýrazňovače textúry. Prostredníctvom procesov nanášania alebo prenosu papiera vytvára kožu-ako zrno, drobenú textúru alebo špeciálnu textúru. Jeho hrúbka a kontrola tvrdosti priamo ovplyvňujú vizuálny realizmus a odolnosť proti oderu.
Návrh zloženia materiálu sa riadi zásadou „regulácie{0}}cielenej na výkon“. Molekulová hmotnosť polyuretánovej živice a pomer mäkkých a tvrdých segmentov určujú základné charakteristiky poťahu: vysoký obsah mäkkých segmentov zlepšuje flexibilitu, vhodný pre zvršky obuvi, ktoré vyžadujú časté ohýbanie; vysoký obsah tvrdých segmentov zvyšuje odolnosť proti oderu, vhodný pre scenáre s vysokou frekvenciou trenia, ako sú tašky. Na rozšírenie funkčnosti môžu byť do dizajnu začlenené funkčné prísady, ako je pridanie nano-oxidu kremičitého na zlepšenie odolnosti proti poškriabaniu, zavedenie antibakteriálnych činidiel na hygienickú ochranu alebo úprava na spomaľovanie horenia, aby spĺňali požiadavky na požiarnu bezpečnosť v automobilovom a leteckom priemysle. Rozhodujúca je aj úprava rozhrania medzi základnou tkaninou a poťahom. Zlepšenie adhéznej sily medzi týmito dvoma pomocou základného náteru zabraňuje tvorbe pľuzgierov alebo prasklín spôsobených delamináciou medzivrstvy; tento dizajn priamo ovplyvňuje trvanlivosť hotového výrobku.
Návrh procesu musí dosiahnuť synergickú implementáciu štruktúry, materiálov a výkonu. Pri metódach nanášania určuje rovnomernosť a priľnavosť náteru prispôsobenie viskozity živice, rýchlosti nanášania a teploty sušenia; pri laminovacích metódach sa musí kontrolovať zložený tlak a teplota základnej tkaniny a penovej vrstvy, aby sa predišlo bublinám alebo odchýlkam hrúbky. Následné-spracovanie (ako je razenie, matovanie a razenie za horúca) upravuje povrch fyzikálnymi alebo chemickými prostriedkami, aby sa ešte viac zvýšil biomimetický efekt a dekoratívne vlastnosti. Nastavenia parametrov je potrebné prispôsobiť charakteristikám povlaku-napríklad povlaky s vysokou{5}}tvrdosťou sú vhodné na jemné razenie, zatiaľ čo mäkké povlaky vyžadujú znížený raziaci tlak, aby sa predišlo deformácii textúry.
Integrácia konceptov udržateľného dizajnu poháňa vývoj PU pickupov smerom k šetrnosti k životnému prostrediu. Vodou riediteľné polyuretánové živice môžu nahradiť systémy na báze rozpúšťadiel{1}}, čím sa znížia emisie VOC; použitie bio{2}}polyolov znižuje závislosť od ropy; a dizajn recyklovateľných základných látok a procesy s nízkou -energetickou-spotrebou optimalizujú efektívnosť využívania zdrojov z hľadiska životného-cyklu.
Stručne povedané, princíp dizajnu PU pick-upov prostredníctvom biomimetickej konštrukcie viacvrstvových štruktúr, cielenej kontroly výkonnosti zloženia materiálov a synergickej optimalizácie procesných parametrov dosahuje ciele prispôsobiteľného výkonu, rozšíriteľnej funkčnosti a environmentálnej udržateľnosti, pričom napodobňuje výhody pravej kože. To poskytuje vedeckú a flexibilnú výrobnú logiku pre priemysel syntetickej kože.
