Guía de procesamiento del moldeo por inyección de PA

Tipos de materiales de AF

PA- Poliamida, también conocida como nailon, es un término genérico para un gran grupo de polímeros de tipo amida. Los más comunes son PA6, PA66 y PA1010.

Recientemente, con el desarrollo de la industria informática, ha aumentado drásticamente el uso de un nuevo tipo de poliamida: la PA46, que se utiliza para sustituir al LCP (polímero de cristal líquido) en la producción de complementos informáticos.

Debido a que el PA tiene buenas propiedades mecánicas, buena tenacidad, resistencia al impacto, resistencia al desgaste, autolubricante, retardante de llama, aislante, etc., por lo que es ampliamente utilizado en muchos campos como el automóvil, maquinaria, electrónica, instrumentación, industria química, tales como engranajes, poleas, rodamientos, impulsores, bujes, contenedores, cepillos, cremalleras, etc.

PA6, PA66, PA46 son poliamidas alifáticas, que son polímeros lineales con grupos amida altamente polares en su estructura molecular, por lo que tienen un alto grado de cristalinidad.

El rendimiento de los productos de PA moldeados por inyección depende de su forma cristalina y su cristalinidad.

Las condiciones de procesado influyen en la forma cristalina y la cristalinidad, la cristalización de los productos de PA puede variar hasta 40% dependiendo de las condiciones de procesado, los productos se enfrían lentamente, tienen alta cristalinidad y forman formas cristalinas de mayor tamaño. La absorción de agua también influye en su cristalinidad.

Además, PA en el proceso de transformación debido al flujo, cizallamiento producirá un cierto grado de orientación, lo que resulta en el rendimiento del producto anisotropía, la fuerza a lo largo de la dirección de orientación es mejor que la dirección de la no-orientación, la orientación también es propicio para el proceso de cristalización, en el diseño del molde para considerar este factor.

Propiedades de la AF y AF modificada

Propiedades del PA: El PA es un tipo de polímero que contiene un grupo amida en su interior, que puede fabricarse mediante la polimerización de ácido interno y amoníaco dicíclico, o formarse mediante la condensación de amoníaco binario y ácido binario. Anteriormente se utilizaba a menudo como material de fibra, y después se fue extendiendo gradualmente a aplicaciones industriales.

El plástico PA tiene alta resistencia mecánica, alta rigidez, alta tenacidad, excelente resistencia al desgaste, buenas propiedades eléctricas, las principales variedades incluyen PA6, PA66, ampliamente utilizado en maquinaria, automoción, electrodomésticos, aviación, metalurgia y otros campos.

La estructura de la PA contiene grupos amida, absorción de humedad, inestabilidad de tamaño, por lo que la modificación de los materiales de PA es inevitable, los actuales métodos de modificación de PA comúnmente utilizados son añadir fibra de vidrio y añadir aditivos dos métodos.

Agregar 30% de fibra de vidrio al plástico PA puede mejorar efectivamente las propiedades mecánicas, la resistencia al calor y la resistencia al envejecimiento de los productos de moldeo por inyección de PA, especialmente la resistencia a la fatiga puede aumentar hasta 2.5 veces la de aquellos sin fibra de vidrio.

Con la adición de fibra de vidrio en la PA, también es necesario cambiar las condiciones del proceso de producción, como aumentar la presión de inyección y la velocidad de inyección, aumentar la temperatura del barril y el molde, y la temperatura del barril debe aumentarse en 10-40 grados Celsius tanto como sea posible.

Nylon 6 Tm es 220-230℃, Nylon 66 es 260-270℃, Nylon en sí tiene base absorbente de agua, por lo que tiene absorción de agua, se debe secar antes de formar, la temperatura es demasiado alta para secar, entonces el grano de nylon se decolora.

Rendimiento de procesamiento del moldeo por inyección de PA

Existen muchas variedades de PA, como PA6, PA66, PA610, PA1010, etc. Tienen algunas diferencias en el rendimiento, pero el rendimiento básico es el mismo, sus principales propiedades de procesamiento de moldeo son los siguientes.

1. El PA tiene una fuerte higroscopicidad, debe precalentarse y secarse antes del moldeo por inyección, y se debe prevenir la rehigroscopicidad después del precalentamiento y secado, y el contenido de humedad después del secado no debe exceder el 0.3%.

2. La PA es un plástico cristalino, alto punto de fusión, poca estabilidad térmica al fundirse, si la temperatura del material supera los 300 ℃, el tiempo de retención a esta temperatura supera los 90min, es fácil que se produzca descomposición. Es fácil de absorber la humedad, necesita ser secado, el contenido de agua no debe superar 0,3%. 3.

3. PA viscosidad de fusión es baja, excelente fluidez, fácil de llenar el molde, pero también es fácil de desbordamiento de material y el fenómeno de “salivación”, con la inyección de la máquina de inyección de tornillo debe ser boquilla de auto-bloqueo, y debe ser calentado, la cabeza del tornillo debe ser con un anillo no inversa.

4. La forma y tamaño del sistema de llenado del molde de inyección de PA es similar al procesamiento de PS, pero aumentar el tamaño del canal y la sección transversal de entrada puede mejorar el fenómeno de contracción y hundimiento.

5. El rango de contracción de moldeo de PA es grande y la tasa de contracción también es grande y la direccionalidad es obvia, por lo que es fácil que se produzca contracción, abolladura y deformación, por lo tanto, se requieren condiciones de moldeo estables.

6. PA espesor de la pared de plástico debe ser lo más uniforme posible, el grado de material de liberación debe ser ligeramente mayor, especialmente para las piezas de plástico de paredes gruesas y profundas de alto tipo debe tomar un valor grande.

7. La orientación del enlace molecular de la PA es menos sensible a la velocidad de cizallamiento durante el moldeo, por lo que la presión de moldeo influye menos en el rendimiento de las piezas de plástico.

8. Debido a la gran contracción del PA, para obtener piezas plásticas de alta precisión, además de controlar estrictamente las condiciones del proceso de moldeo por inyección, lo mejor es basarse en pruebas en el diseño del molde.

9. El PA tiene obviamente un punto de fusión alto y estrecho, por lo que debe moldearse a una temperatura más alta.

10. El coeficiente de difusión del calor del PA es mayor que el del PS, fácil de disipar el calor, la pared del bebedero es fácil de generar una capa de revestimiento más gruesa, por esta razón, la sección transversal del canal principal debe ser ligeramente mayor que la del PS.

11. Al inyectar masa fundida de PA, para evitar que ésta se solidifique rápidamente en la cavidad, debe utilizarse una velocidad de inyección más alta.

12. El rango de temperatura de fusión de la PA es estrecho, por lo que el canal principal utilizado para el moldeo de PA debe ser grueso y corto, de lo contrario es fácil que se produzca la solidificación.

13. El PA tiene buena fluidez y es fácil de desbordar. Es adecuado para usar boquilla autoblocante, y debe ser calentado.

14. La temperatura del molde se selecciona según el espesor de pared de la pieza plástica, dentro del intervalo de 20-90 grados; la presión de inyección se elige según el tipo de máquina de moldeo por inyección, la temperatura del material, la forma y el tamaño de la pieza y el sistema de colada del molde; y el ciclo de moldeo por inyección se determina según el espesor de pared de la pieza.

Cuando la viscosidad de la resina es pequeña, el tiempo de inyección y enfriamiento debe ser largo, y debe utilizarse aceite blanco como agente desmoldeante.

Condiciones de moldeo por inyección de PA

Temperatura del barril

La temperatura del barril tiene una gran influencia en la tasa de contracción de las piezas de plástico, una temperatura alta dará lugar a una gran tasa de contracción; por el contrario, la tasa de contracción será pequeña.

La temperatura del cilindro debe determinarse según el punto de fusión del plástico. En una máquina de moldeo por inyección de tornillo, la temperatura del cilindro es 10~30℃ superior al punto de fusión del plástico, mientras que en una máquina de moldeo por inyección de émbolo es 30~50℃ superior. La temperatura de la boquilla suele ser 10~20℃ inferior a la de la parte delantera del cilindro.

Temperatura del molde

Se recomienda 80℃. La temperatura del molde afectará a la cristalinidad, y la cristalinidad afectará a las propiedades físicas del producto. Para piezas de plástico de pared delgada, si se utiliza una temperatura de molde inferior a 40C, la cristalinidad de la pieza de plástico cambiará con el tiempo, y se requiere recocido para mantener la estabilidad geométrica de la pieza de plástico.

La temperatura del molde debe determinarse en función del grosor de la pieza de plástico y de los requisitos de rendimiento, generalmente controlada a 40~100C.

Cuando la temperatura del molde es alta, la dureza de la pieza de plástico es grande y la resistencia al desgaste es buena; cuando la temperatura del molde es baja, la elongación es grande y la transparencia y la tenacidad son buenas, pero cuando la temperatura del molde es demasiado baja, la velocidad de enfriamiento de la pieza de plástico será desigual a los defectos, en general, el factor más importante para decidir la temperatura del molde es el espesor de la pared del producto.

Tratamiento de secado

Si el material se sella antes de procesarlo, no es necesario secarlo. Sin embargo, si se abre el contenedor de almacenamiento, se recomienda secar con aire caliente a 85C. Si la humedad es superior a 0,2%, también es necesario el secado al vacío a 105C durante 12 horas.

Temperatura de fusión

260~290C. 275~280C para productos aditivos del vidrio. la temperatura de fusión debe evitarse por encima de 300C.

Presión de inyección

Normalmente a 750~1250bar, según el material y el diseño del producto.

Velocidad de inyección

Velocidad alta (debería ser un poco más baja para material reforzado).

Canal de flujo y compuerta

Dado que el tiempo de solidificación de la PA66 es muy corto, la ubicación de la compuerta es muy importante. La apertura de la compuerta no debe ser inferior a 0,5*t (donde t es el grosor de la pieza de plástico).

Si se utiliza un canal caliente, el tamaño de la compuerta debe ser menor que con un canal convencional, ya que el canal caliente puede ayudar a evitar que el material se solidifique prematuramente.

Si se utilizan compuertas sumergidas, el diámetro mínimo de la compuerta debe ser de 0,75 mm. para evitar defectos como burbujas de aire y quemaduras.

Velocidad del tornillo

La velocidad media es la adecuada. Una velocidad demasiado rápida degradará el plástico debido a un cizallamiento excesivo, lo que provocará la decoloración y la degradación del rendimiento del producto; una velocidad demasiado lenta afectará a la calidad de la masa fundida y también a la eficiencia de la producción debido a un tiempo de fusión prolongado.

Contrapresión

Bajo la premisa de garantizar la calidad de los productos, cuanto más baja sea la contrapresión mejor, una contrapresión alta hará que la masa fundida ceda demasiado y se degrade por sobrecalentamiento.

Ventajas e inconvenientes de los materiales de AF

Ventajas

1. Alta resistencia mecánica, buena tenacidad, con alta resistencia a la tracción y a la compresión. La resistencia a la tracción es cercana al límite elástico, más del doble que el ABS.

2. Excelente resistencia a la fatiga, las piezas todavía pueden mantener la resistencia mecánica original después de la flexión repetida. Pasamanos de escaleras mecánicas comunes, llantas de ruedas de plástico de bicicletas nuevas y otras ocasiones en las que el efecto de fatiga cíclica es muy obvio se utilizan a menudo PA.

3. Superficie lisa, pequeño coeficiente de fricción, resistente al desgaste. Es autolubricante cuando se utiliza como componentes mecánicos móviles, poco ruidoso, y puede utilizarse sin lubricante cuando la fricción no es demasiado elevada.

4. Resistencia a la corrosión, muy resistente a los álcalis y a la mayoría de los líquidos salinos, pero también resistente a los ácidos débiles, aceites, gasolina y otros disolventes, los compuestos aromáticos son inertes, pueden utilizarse como materiales de envasado para lubricantes, combustibles, etc.

Desventajas

1. Absorbe agua con facilidad. La absorción de agua afecta en cierta medida al tamaño y la precisión de las piezas, especialmente a las piezas de pared delgada; también reduce considerablemente la resistencia mecánica del plástico. Al seleccionar el material deben considerarse el entorno de uso y la influencia de otros componentes sobre la precisión.

2. Baja resistencia a la luz. En un entorno prolongado de alta temperatura, el material se oxida con el oxígeno del aire; primero se vuelve marrón y después la superficie se rompe y agrieta.

3. Los requisitos tecnológicos del moldeo por inyección son más estrictos: incluso trazas de humedad perjudican mucho la calidad del moldeo y la expansión térmica dificulta controlar la estabilidad dimensional del producto;

La existencia de esquinas afiladas en el producto provocará la concentración de tensiones y reducirá la resistencia mecánica; el grosor de las paredes si es desigual provocará la distorsión, y la deformación de las piezas; las piezas después del procesamiento de los equipos requieren una alta precisión.

4. Absorbe el agua, el alcohol y se hincha, no resiste los ácidos fuertes ni los oxidantes, no puede utilizarse como material resistente a los ácidos.

Campos de aplicación del material PA

Aplicación: se utiliza ampliamente en maquinaria, instrumentación, piezas de automóvil, electricidad y electrónica, ferrocarril, electrodomésticos, comunicaciones, máquinas de hilatura, artículos deportivos y de ocio, tuberías y depósitos de aceite y determinados productos de ingeniería de precisión.

Aparatos electrónicos: conectores, bobinas, temporizadores, cubiertas de disyuntores y soportes de carcasas de interruptores

Automóvil: ventilador de refrigeración, manija de puerta, tapa del depósito de combustible, rejilla de admisión de aire, tapa del radiador y portalámparas

Piezas industriales: asiento de silla, cuadro de bicicleta, base de patín, lanzadera textil, pedal y corredera

Resumen

Este blog presenta los tipos, las propiedades y el proceso de moldeo por inyección de los plásticos de ingeniería PA, la selección de equipos, el modelado del producto y las consideraciones de diseño del molde en la producción real, así como las soluciones a defectos comunes.

En la selección real del PA y la fabricación de productos por moldeo por inyección, se recomienda elegir una fábrica de moldes de inyección con experiencia y un proveedor de productos moldeados por inyección que aconsejen un PA adecuado conforme al uso, los requisitos funcionales, la apariencia y otros aspectos del producto, para garantizar la correcta ejecución del proyecto.

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