טנדרים PU, או עור סינטטי פוליאוריטן, מתוכננים סביב שלושה עקרונות ליבה: "מרקם ביומימטי, ביצועים ניתנים לשליטה והתרחבות פונקציונלית." באמצעות שילוב שיטתי של מדעי החומרים, הנדסת תהליכים ומכניקת מבנה, הם משיגים ישימות ויכולת עיצוב מעולים תוך החלפת עור טבעי. בעיקרו של דבר, הם משתמשים במערכת מרוכבת רב-שכבתית הבנויה באופן מלאכותי כדי לדמות את המיקרו-מבנה והמאפיינים המקרוסקופיים של עור אמיתי, תוך שיפור ספציפי של תכונות מסוימות כדי לענות על צרכים מגוונים.
מההיגיון העיצובי המבני הבסיסי, משאיות PU משתמשות בארכיטקטורה של שלוש-שכבות: "משטח ביוני-תמיכת בד בסיס-מוקצף". שכבת בד הבסיס, הפועלת כשלד, עשויה בדרך כלל מבד ארוג או סרוג. השזירה של חוטי עיוות וערב מספקת חוזק ראשוני ויציבות מימדית. הצפיפות ושיטת האריגה שלו משפיעים ישירות על חוזק המתיחה והגמישות של המוצר המוגמר בדים ארוגים-בצפיפות-גבוהה מתאימים לריהוט או פנים רכב הדורשים קשיחות, בעוד שבדים סרוגים, בשל האלסטיות המעולה שלהם, מתאימים יותר למוצרים גמישים כגון הנעלה והלבשה. שכבת הקצף היא המפתח למרקם ולנוחות. עשוי משרף פוליאוריטן בתהליך הקצף, הוא יוצר מבנה מיקרוני בגודל מיקרון. הנקבוביות ואחידות התא שלו קובעות את הרכות, הגמישות והנשימה של החומר. על ידי התאמת יחס חומר הקצף ופרמטרי התהליך, ניתן לדמות את "התחושה הבשרנית" של עור אמיתי, תוך הימנעות מביצועים לא אחידים של עור טבעי עקב שינויים בחלקים שונים. ציפוי פני השטח הוא הליבה של עיצוב ביומימטי. שימוש בשרף פוליאוריטן כמטריקס, מוסיפים חומרי צבע, חומרי מחט ומשפרי מרקם. באמצעות ציפוי או תהליכי העברת נייר, הוא יוצר עור-כמו גרגר, מרקם נפול או מרקם מיוחד. בקרת העובי והקשיות שלו משפיעים ישירות על הריאליזם החזותי ועמידות בפני שחיקה.
עיצוב הניסוח החומרי עוקב אחר העיקרון של "רגולציה ממוקדת-ביצועים". המשקל המולקולרי של שרף הפוליאוריתן והיחס בין מקטעים רכים לקשים קובעים את המאפיינים הבסיסיים של הציפוי: תכולת מקטע רך גבוהה משפרת את הגמישות, מתאימה לגופיות נעליים הדורשות כיפוף תכוף; תכולת פלחים קשיחים גבוהה משפרת את ההתנגדות לשחיקה, מתאים לתרחישי חיכוך בתדר גבוה- כגון שקיות. כדי להרחיב את הפונקציונליות, ניתן לשלב תוספים פונקציונליים בעיצוב, כגון הוספת ננו-סיליקה לשיפור עמידות בפני שריטות, הכנסת חומרים אנטיבקטריאליים להגנה על היגיינה, או שינוי לעיכוב בעירה כדי לעמוד בדרישות בטיחות אש בתעשיות הרכב והחלל. טיפול הממשק בין בד הבסיס לציפוי הוא גם מכריע. שיפור חוזק ההידבקות בין השניים באמצעות פריימר מונע שלפוחיות או סדקים הנגרמים על ידי דלמינציה בין השכבות; עיצוב זה משפיע ישירות על העמידות של המוצר המוגמר.
תכנון תהליך חייב להשיג יישום סינרגטי של מבנה, חומרים וביצועים. בשיטות ציפוי, ההתאמה בין צמיגות השרף, מהירות הציפוי וטמפרטורת הייבוש קובעת את האחידות וההידבקות של הציפוי; בשיטות למינציה, יש לשלוט על הלחץ והטמפרטורה המרוכבים של בד הבסיס ושכבת הקצף כדי למנוע בועות או סטיות בעובי. עיבוד שלאחר-(כגון הבלטות, גימור מט והטבעה חמה) משנה את פני השטח באמצעים פיזיים או כימיים כדי לשפר עוד יותר את האפקט הביומימטי ואת התכונות הדקורטיביות. יש להתאים את הגדרות הפרמטרים למאפייני הציפוי-לדוגמה, ציפויים בעלי קשיות-גבוהה מתאימים להטבעה עדינה, בעוד שציפויים רכים דורשים לחץ הבלטה מופחת כדי למנוע עיוות מרקם.
השילוב של תפיסות עיצוב בר קיימא מניע את האבולוציה של טנדרים PU לעבר ידידותיות לסביבה. שרפי פוליאוריטן הנישאים במים יכולים להחליף מערכות מבוססות-ממס, ולהפחית את פליטת VOC; היישום של פוליאולים מבוססי-ביו מפחית את התלות בנפט; והעיצוב של בדי בסיס הניתנים למחזור ותהליכי צריכת-אנרגיה-נמוכה מייעלים את יעילות ניצול המשאבים מנקודת מבט של-מחזור חיים.
לסיכום, עקרון התכנון של טנדרים מסוג PU, באמצעות בנייה ביו-מימטית של מבנים רב-שכבתיים, בקרת ביצועים ממוקדת של ניסוחי חומרים ואופטימיזציה סינרגטית של פרמטרי תהליך, משיג את היעדים של ביצועים הניתנים להתאמה אישית, פונקציונליות הניתנת להרחבה וקיימות סביבתית תוך חיקוי היתרונות של עור אמיתי. זה מספק היגיון ייצור מדעי וגמיש לתעשיית העור הסינטטי.
