No processo de moldagem por injeção, o “warping” é sem dúvida uma dor de cabeça para os fabricantes. Esse problema pode levar a formas irregulares, como dobramento, torção ou arqueamento de peças e, em casos graves, pode enfraquecer o desempenho estrutural das peças. A ocorrência deste problema está muitas vezes intimamente relacionada a vários fatores durante o processo de moldagem por injeção.
A seguir, exploraremos como evitar de forma inteligente o fenômeno de empenamento na moldagem por injeção de plástico.
O que é uma deformação?
Empenamento refere-se ao desvio do formato das peças plásticas em relação ao formato da cavidade do molde. Depois que as peças são ejetadas do molde, existem diferenças de tamanho, formato e design. A superfície local pode apresentar torções, empenamentos, superfícies onduladas e desvios angulares.
Como são formados os defeitos de empenamento?
A formação de empenamento se deve principalmente ao encolhimento irregular dos materiais plásticos durante o resfriamento dentro do molde.
Depois que o plástico fundido é injetado no molde, à medida que a temperatura diminui, o plástico passa gradualmente do estado fundido para o estado sólido. Porém, devido à distribuição desigual da temperatura nas diferentes partes do molde, a taxa de resfriamento do plástico varia em diferentes regiões, resultando na geração de tensões internas. Essas tensões internas não são adequadamente liberadas e equilibradas durante o processo de resfriamento, levando à deformação por empenamento da peça plástica após a desmoldagem.
Causa e soluções para empenamento em moldagem por injeção
Existem muitas razões para o empenamento de peças moldadas por injeção, como espessura de parede irregular, pressão de injeção excessiva, tempo de empacotamento excessivamente longo, temperatura excessiva do molde e tempo de resfriamento insuficiente, entre outros. Portanto, confiar apenas em ajustes no processo de moldagem tem eficácia limitada.
Abaixo, BOYI analisará brevemente os fatores que afetam o empenamento das peças plásticas e fornecerá as soluções correspondentes.
Resfriamento irregular
O sistema de resfriamento do molde não é razoável ou é insuficiente, levando a diferenças significativas de temperatura entre as diferentes partes da peça plástica durante o processo de resfriamento, resultando em encolhimento irregular. Essa contração diferencial gera momentos fletores, causando empenamento da peça plástica.
Solução
Considere alterar o caminho da água de resfriamento, a posição dos canais de resfriamento ou adicionar sprues de resfriamento, especialmente considerando alternativas ao resfriamento a água. Alternativamente, vários métodos de resfriamento, como resfriamento com água circulante, resfriamento com óleo térmico, etc., podem ser empregados para atender aos requisitos de resfriamento de diferentes produtos.
Projeto de portão irracional
A seleção inadequada da posição, tamanho e tipo da porta do molde de injeção pode afetar a fluidez do plástico dentro do molde.
A velocidade de fluxo reduzida significa que o fluxo da resina dentro do molde se torna menos suave, resultando em perda significativa de pressão do ponto de entrada até o ponto de enchimento final.
Esta perda de pressão sujeita as moléculas plásticas à pressão física, levando a uma distribuição desigual de tensões dentro do molde. Se essas tensões não puderem ser adequadamente equilibradas durante o processo de liberação após a injeção, isso poderá resultar em empenamento da peça plástica.
Solução
Projete portões de tamanhos apropriados. Os tamanhos das portas devem ser determinados com base em fatores como formato, tamanho, espessura da parede e tipo de material plástico usado para o produto. Para produtos grandes ou complexos, um projeto de múltiplas portas pode ser empregado para melhorar a fluidez do plástico e a eficiência de enchimento.
Baixa temperatura do bico
Se a temperatura do bico for muito baixa, a resina (plástico fundido) que passa pelo bico poderá esfriar prematuramente, reduzindo sua fluidez e dificultando o preenchimento completo de todos os cantos e detalhes intrincados do molde. Isto pode resultar num encolhimento desigual do plástico dentro do molde, levando a tensões internas e subsequente empenamento durante o processo de resfriamento.
Solução
Aumente a temperatura do bico adequadamente para garantir que a resina mantenha fluidez e temperatura suficientes ao passar pelo bico. Geralmente, os operadores podem definir a temperatura da zona do bico para ser 6°C superior à temperatura da zona anterior.
Baixa temperatura do barril
Quando a temperatura do barril está muito baixa, a temperatura de fusão é baixa. Quando forçado a moldar em altas velocidades, ocorre uma tensão de cisalhamento residual significativa, sem tempo suficiente para liberar a tensão, tornando-a propensa a empenamento.
Solução
Aumente a temperatura do material para reduzir o empenamento. A configuração da temperatura do material deve ser aumentada gradualmente, com cada zona sendo aumentada em 6°C. Se necessário, às vezes defina a temperatura do material do bico e da zona anterior para ser igual à da zona intermediária.
Espessura de parede irregular
A espessura irregular da parede leva a um resfriamento mais lento em seções mais espessas e a um resfriamento mais rápido em seções mais finas, resultando na formação de tensão. Quando a peça é removida do molde, a tensão irregular causa contração e expansão diferenciais em diferentes áreas, levando ao empenamento.
Solução
Durante a fase de projeto, devem ser feitos esforços para garantir uma espessura uniforme da parede da peça e evitar diferenças significativas de espessura. Além disso, para projetos de cantos, eles devem ser tão suaves quanto possível para reduzir a concentração de tensões.
Materiais Cristalinos
A deformação dos plásticos cristalinos decorre principalmente de mudanças no seu grau de cristalinidade. O resfriamento rápido leva a uma diminuição na cristalinidade e a uma redução na contração da moldagem, enquanto o resfriamento lento aumenta a cristalinidade e aumenta a contração da moldagem.
Geralmente, a probabilidade de empenamento é maior em resinas cristalinas (como resinas de polioximetileno, náilon, polipropileno, polietileno e PET) em comparação com resinas não cristalinas (como resina PMMA, polietileno, poliestireno, resina ABS e resina AS).
Solução
Para corrigir a deformação dos plásticos cristalinos, uma diferença de temperatura pode ser definida no molde para induzir tensão no lado deformado para equilibrar a tensão. Esta diferença de temperatura deve ser de pelo menos 20°C e deve ser garantida uma distribuição uniforme.
Ao projetar peças moldadas e moldes com plásticos cristalinos, devem ser tomadas medidas antecipadas para evitar empenamentos. Caso contrário, mesmo com condições de moldagem otimizadas, será difícil corrigir completamente o empenamento.
Pressão ou Tempo de Injeção Inadequados
Pressão de injeção ou tempo de embalagem insuficientes podem resultar em enchimento e compactação insuficientes do plástico no molde, causando empenamento durante o processo de resfriamento.
Solução
Aumente adequadamente a pressão de injeção para garantir que o plástico possa fluir totalmente em todas as partes do molde, alcançando o enchimento completo. Além disso, aumente o tempo de embalagem.
Como evitar empenamento em peças plásticas?
O empenamento é um problema comum, mas significativo, na moldagem por injeção de plástico, que pode resultar de vários fatores, como controle inadequado de temperatura, seleção inadequada de material ou defeitos no projeto de ferramentas. Para mitigar e evitar deformações de forma eficaz, precisamos abordar vários aspectos.
Prevenção precoce
Durante a fase de projeto, a comunicação estreita com os fabricantes é essencial para garantir que a seleção de materiais, ferramental de molde o projeto, os processos e as configurações da máquina são minuciosamente considerados e testados para evitar empenamentos. Medidas preventivas precoces podem reduzir significativamente o custo e o tempo de reparos posteriores.
Design e teste de protótipo
Durante a fase de projeto do protótipo, os engenheiros precisam garantir que os materiais selecionados, o projeto das ferramentas, os processos e as configurações da máquina funcionem juntos para evitar empenamentos. Ao testar e validar diferentes opções de design, podemos identificar potenciais riscos de empenamento e tomar medidas proativas para ajustá-los e otimizá-los.
Escolha parceiros experientes
Selecionar um fabricante experiente é crucial para evitar empenamentos na moldagem por injeção de plástico. Como o empenamento pode ser causado por vários motivos, precisamos de uma equipe com vasta experiência e conhecimento para ajudar a identificar e resolver problemas. Ao fazer parceria com essa equipe, podemos garantir a qualidade e a confiabilidade do produto, ao mesmo tempo que reduzimos os riscos de produção.
At MENINO, estamos empenhados em fornecer alta qualidade serviços de moldagem por injeção de plástico aos nossos clientes. Nossa equipe possui ampla experiência no setor e conhecimento profissional, capaz de oferecer soluções completas, desde o desenvolvimento de moldes até a produção e garantia de qualidade. Se você procura um parceiro confiável para fabricar produtos finais de alta qualidade, sinta-se à vontade para contate-nos. Nos dedicamos a atendê-lo e garantir a qualidade e eficiência de sua produção.
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Quais são os defeitos da moldagem por injeção?
A moldagem por injeção é um método comum de processamento de plástico. Além dos defeitos de empenamento mencionados acima, existem também outros possíveis defeitos que podem ocorrer durante o processo de produção. Esses defeitos incluem linhas de fluxo, marcas de pia, linhas de solda, jateamento, vazios de vácuo, tiros curtos, e assim por diante. Portanto, uma série de medidas precisam ser tomadas no processo de moldagem por injeção para prevenir e solucionar esses problemas.
Alternativamente, você pode aprender mais sobre medidas preventivas para defeitos de moldagem por injeção lendo nosso artigo: 15 tipos comuns de defeitos, causas e soluções em moldagem por injeção
Conclusão
O empenamento é um problema complexo que requer um manuseio meticuloso no processo de moldagem por injeção de plástico. Pode ser efetivamente mitigado e evitado controlando com precisão as temperaturas, selecionando materiais plásticos apropriados, projetando moldes/ferramentas de forma racional e colaborando estreitamente com fabricantes experientes.
Perguntas frequentes
O empenamento na moldagem por injeção é atribuído principalmente à disparidade na restrição do molde, particularmente através da espessura da peça moldada. Este desequilíbrio na contração, que ocorre entre as dimensões do plano e da espessura, manifesta-se frequentemente como empenamento, especialmente perceptível nos cantos das peças onde a espessura pode exceder a espessura de parede pretendida.
A temperatura do molde, a temperatura de fusão, os tempos de retenção/resfriamento, a taxa de injeção e as pressões de retenção/injeção contribuem para o empenamento na moldagem por injeção. A tensão de cisalhamento máxima no componente também é um fator significativo.
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Este artigo foi escrito por engenheiros da equipe da BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen é engenheiro e especialista técnico com 20 anos de experiência em prototipagem rápida e fabricação de peças metálicas e plásticas.
