A moldagem por injeção de acetal oferece precisão e durabilidade, tornando-a um processo essencial para o fabrico de componentes de plástico de elevado desempenho.

A moldagem por injeção de acetal é ideal para peças de precisão, oferecendo força, resistência ao desgaste, baixa fricção e estabilidade dimensional, tornando-a popular nos sectores automóvel, de eletrónica de consumo e industrial.

Embora a moldagem por injeção de acetal apresente vantagens claras, é crucial compreender as propriedades do material e os parâmetros de processamento para obter resultados óptimos. Aprofunde-se para saber como esta técnica pode elevar as suas capacidades de fabrico.

Quais são as propriedades do material acetal?

O acetal, também conhecido como polioximetileno (POM), é um termoplástico de engenharia versátil conhecido pela sua elevada resistência, rigidez e excelente estabilidade dimensional em várias aplicações industriais.

A elevada resistência ao desgaste, a baixa fricção e a excelente resistência química do acetal tornam-no ideal para engrenagens e rolamentos. Mantém o desempenho entre -40°C e 120°C, garantindo estabilidade mecânica e durabilidade.

Propriedades físicas

• Alta cristalinidade: O acetal é um material com um elevado grau de cristalinidade, pelo que possui uma dureza e rigidez consideráveis.

• Baixa absorção de humidade: O acetal tem uma higroscopicidade muito baixa e o desempenho do material não se altera mesmo num ambiente fechado com elevada humidade.

• Alta resistência ao desgaste¹: O acetal tem uma excelente resistência ao desgaste e boas propriedades auto-lubrificantes, sendo o material muito adequado para a produção de peças que requerem uma elevada durabilidade.

• Boa estabilidade dimensional²: O acetal mantém uma boa estabilidade dimensional numa vasta gama de temperaturas.

Propriedades químicas

• Resistência química³:O acetal tem uma excelente estabilidade em relação a muitos produtos químicos, como óleos, combustíveis, álcoois e ácidos diluídos.

• Resistência às intempéries: O acetal tem uma resistência bastante elevada às intempéries, pelo que é adequado para utilização no exterior, mas a exposição prolongada aos raios UV pode reduzir o desempenho no exterior.

Propriedades mecânicas

• Alta resistência: O acetal tem uma elevada resistência à tração e ao impacto.

• Elevada rigidez: Este atributo resulta da natureza altamente cristalina do acetal, o que lhe confere uma rigidez muito elevada.

• Baixo coeficiente de atrito: As propriedades auto-lubrificantes resultam num excelente desempenho em aplicações de fricção.

Quais são as vantagens e desvantagens dos materiais de acetal?

Os materiais de acetal são amplamente utilizados em aplicações de engenharia devido à sua excecional resistência, baixa fricção e elevada estabilidade dimensional.

O acetal oferece excelentes propriedades mecânicas, desgaste reduzido e elevada resistência à humidade e aos produtos químicos, mas tem desvantagens como a expansão térmica e uma resistência limitada aos ácidos. É utilizado nas indústrias automóvel, de canalização e eletrónica.

Vantagens

• Excelentes propriedades mecânicas⁴: Os materiais acetálicos têm uma excelente resistência mecânica e dureza, como a resistência à tração, a rigidez, etc., o que os torna adequados para peças e dispositivos que exigem um elevado desempenho em termos de resistência e rigidez.

• Boa estabilidade dimensional⁵: Os produtos de acetal podem manter a sua estabilidade dimensional numa vasta gama de temperaturas, independentemente de a temperatura estar a subir ou a descer, os produtos de acetal raramente se expandem ou contraem devido a alterações de temperatura, o que é muito benéfico para peças mecânicas de precisão.

• Elevada resistência ao desgaste⁶: O acetal apresenta uma melhor resistência ao desgaste; por conseguinte, é aplicado em peças como rolamentos e engrenagens.

• Boa estabilidade química⁷:O acetal oferece resistência a muitos produtos químicos, como alguns solventes e combustíveis, tornando-o adequado para ambientes em que a estabilidade química é crítica.

• Facilidade de processamento⁸: O material acetal é fácil de processar e moldar e tem bons efeitos de moldagem por injeção e maquinagem, pelo que pode ser produzido em massa para melhorar a eficiência da produção e conferir complexidade ao produto final.

Desvantagens

• Fragilidade: O acetal pode também tornar-se ligeiramente menos resistente ou mesmo frágil a baixas temperaturas de funcionamento, afectando potencialmente o seu desempenho em condições de frio.

• Estabilidade térmica: O acetal apresenta boas propriedades na gama normal de temperaturas de funcionamento, mas a sua resistência ao calor não é tão boa como a de outros plásticos de engenharia e a sua estabilidade térmica é inferior, o que o torna inadequado para aplicações a altas temperaturas.

• Custo mais elevado: Ao utilizar o acetal, o custo da matéria-prima é relativamente mais elevado do que o de alguns dos plásticos tradicionalmente utilizados, o que pode conduzir a custos de fabrico mais elevados.

Quais são as condições de moldagem por injeção do acetal?

Compreender as condições de moldagem por injeção de acetal é fundamental para otimizar a qualidade e a eficiência dos produtos em indústrias como a automóvel e a de bens de consumo.

A moldagem por injeção de acetal necessita de uma temperatura de fusão de 190-230°C e de uma temperatura de molde de 80-120°C para um fluxo e estabilidade ideais, minimizando os defeitos. O acetal é preferido pela sua resistência e baixa fricção.

Preparação do material

Antes da moldagem por injeção, o acetal tem de ser seco. No entanto, deve notar-se que o acetal em si não é altamente higroscópico, mas se for armazenado numa área de elevada humidade, ainda absorverá uma pequena quantidade de humidade, pelo que deve ser seco. Normalmente, a temperatura de secagem é selecionada entre 80-100°C e o tempo de secagem é de 2-4 horas.

Seleção de máquinas de moldagem por injeção

A escolha da máquina de moldagem por injeção deve basear-se no tamanho e na forma do produto final. A moldagem por injeção de acetal seleciona normalmente máquinas de moldagem por injeção com diâmetros de parafuso entre 30-150mm. A taxa de compressão do parafuso deve situar-se entre 2,5:1 e 3,0:1 para garantir que o acetal é totalmente misturado e plastificado durante a fusão e a injeção.

Conceção de moldes

A conceção do molde revela-se muito importante no que diz respeito à moldagem por injeção de acetal. As principais considerações incluem:

• Temperatura do molde: As temperaturas controladas também têm influência na qualidade dos produtos finais no molde. Normalmente, deve situar-se entre 80-120°C para permitir um fluxo e arrefecimento adequados do acetal durante a moldagem.

• Conceção do portão: É desejável que o acetal fundido preencha a cavidade do molde o mais rapidamente possível.

• Sistema de ventilação: Durante a moldagem, o acetal liberta uma pequena quantidade de gás, pelo que é melhor utilizar um bom sistema de ventilação para eliminar a formação de bolhas ou espaços vazios no produto acabado.

Parâmetros do processo de moldagem por injeção

Os parâmetros do processo significam que a definição de factores específicos como parte do processo afecta diretamente a qualidade do produto. Os parâmetros mais comuns e os seus intervalos recomendados são:

• Temperatura de injeção⁹:A temperatura de fusão do acetal situa-se entre 180-220°C e a temperatura de injeção comum situa-se entre 190-210°C.

• Pressão de injeção: A pressão de injeção comum é de 70-120 MPa, com um ajuste constante em função do produto, da sua densidade e da espessura da peça.

• Velocidade de injeção: A velocidade de injeção não deve ser muito elevada e deve ser apenas suficiente para permitir que o acetal fundido flua dentro da cavidade do molde. É predominantemente escolhida uma velocidade média.

• Pressão de manutenção e tempo de arrefecimento: As pressões e o tempo de arrefecimento dependem normalmente do tamanho e da espessura do produto. O tempo de espera varia normalmente entre 10 e 30 segundos, enquanto o tempo de arrefecimento é de 20 a 60 segundos.

O que é o processo de moldagem por injeção do acetal?

O processo de moldagem por injeção do acetal é crucial para a produção de componentes de alta qualidade, dada a sua durabilidade e precisão em várias aplicações.

A moldagem por injeção de acetal é um processo de aquecimento e injeção de resina de acetal em moldes para criar peças duradouras, amplamente utilizadas nas indústrias automóvel e de bens de consumo devido às suas excelentes propriedades mecânicas.

• Montagem do molde: Certifique-se de que o molde está limpo e corretamente colocado na máquina de moldagem por injeção. Certifique-se de que as aberturas de ventilação do molde e o método de arrefecimento são corretos.

• Secagem de materiais¹⁰: No processo de utilização de materiais para produtos adequados, é necessário colocar o acetal num secador para eliminar o excesso de humidade que se encontra no acetal e tornar o nível de humidade razoável.

• Definição dos parâmetros do processo: Dependendo dos requisitos do produto, é necessário definir a temperatura de injeção, a pressão de injeção, a velocidade de injeção, o tempo de retenção e o tempo de arrefecimento.

• Pré-formagem e injeção: O sistema de aquecimento da máquina de moldagem por injeção inclui a fusão do material de polioximetileno e a sua injeção no molde para o completar. A velocidade de injeção deve ser lenta para eliminar problemas de qualidade na superfície do produto.

• Pressão de retenção e arrefecimento: Durante a fase de pressão de manutenção, deve ser aplicada a pressão necessária para garantir que o produto final cubra totalmente o desenho do produto específico. O tempo de arrefecimento depende do tamanho do produto e da espessura da parede do produto específico.

• Desmoldagem e extração: Após o arrefecimento, abrir o molde e retirar o produto acabado. Verificar a qualidade do produto. Se houver defeitos, ajuste os parâmetros do processo.

• Manuseamento de resíduos: Eliminação dos resíduos resultantes do processo de moldagem por injeção, sendo a reciclagem utilizada principalmente para reduzir o desperdício.

Quais são os problemas e soluções comuns na moldagem por injeção de acetal?

A moldagem por injeção de acetal apresenta desafios únicos, mas a sua abordagem eficaz melhora a qualidade do produto e a eficiência do fabrico.

Os problemas de moldagem por injeção de acetal, como o empeno e a contração, podem ser resolvidos através da otimização do design do molde, dos parâmetros de processamento e da secagem do material, conduzindo a uma melhor consistência das peças e a menos defeitos.

Controlo da retração

Em termos de retração, o acetal tem uma taxa de retração ligeiramente superior, variando entre 1,8-2,5%. Para garantir a melhor precisão dimensional do produto, é necessário assegurar que existe indemnização por retração¹¹ no projeto do molde e manter uma temperatura uniforme do molde. Pode ser necessário ajustar a pressão de injeção, o tempo de espera e o tempo de arrefecimento de acordo com as condições reais de produção para corrigir problemas de contração e deformação.

Deformação e empeno

O empeno e a deformação são problemas comuns em polioximetileno¹² moldagem por injeção, e são normalmente causadas por diferenças na velocidade de arrefecimento ou por grandes tensões internas. Optimize o sistema de arrefecimento na conceção do molde para garantir que todas as peças do molde são arrefecidas uniformemente. Ajuste a velocidade de injeção e a pressão de retenção para reduzir a tensão interna.

Defeitos de superfície

Alguns defeitos de superfície que podem ocorrer em produtos de acetal incluem riscas prateadas¹³bolhas e marcas de queimadura. As estrias prateadas são frequentemente causadas por humidade e devem ser secas antes da produção. Os problemas de bolhas podem ser causados por ventilação insuficiente ou por uma velocidade de injeção demasiado rápida e podem ser resolvidos verificando o sistema de ventilação ou reduzindo a velocidade de injeção conforme necessário. As marcas de queimadura são causadas por temperaturas de fusão elevadas ou tempos de residência longos da peça; ajustar a temperatura e a velocidade de injeção em conformidade.

Problemas de stress interno

O stress interno durante a moldagem pode causar fissuras e deformações no produto. Este problema pode ser atenuado diminuindo a taxa de arrefecimento através da redução da temperatura do molde e da injeção. Aumentar o tempo de espera para permitir que a massa fundida se solidifique completamente no molde e minimizar a tensão interna. tensão interna¹⁴. Otimizar a localização da porta e o seu tamanho para assegurar um fluxo uniforme da massa fundida na cavidade do molde.

Quais são as aplicações práticas do acetal?

O acetal, um termoplástico versátil, é amplamente utilizado pela sua resistência, durabilidade e excelente estabilidade dimensional em várias aplicações.

O acetal é utilizado na indústria automóvel, eletrónica e em dispositivos médicos para engrenagens, rolamentos e acessórios devido ao seu baixo atrito, elevada resistência ao desgaste, durabilidade e precisão.

Indústria automóvel

O acetal é normalmente utilizado em componentes do sistema de combustível, caixas de faróis, sistemas de fecho de portas e ajustadores de assentos em automóveis. Estes componentes requerem uma elevada força e resistência ao desgaste, pelo que o acetal é o material ideal.

• Peças do sistema de combustível: O acetal é amplamente aplicado em componentes do sistema de combustível automóvel, tais como bombas de combustível, linhas de combustível e filtros de combustível, que necessitam de estabilidade a altas temperaturas, boa resistência à corrosão e caraterísticas mecânicas superiores.

• Caixas de faróis: A aplicação de alojamentos de faróis exige uma elevada transparência, estabilidade aos raios UV e resistência às intempéries, que podem ser proporcionadas pelo acetal.

• Reguladores de assento: O acetal é utilizado em componentes mecânicos, tais como engrenagens, alavancas e corrediças em reguladores de assentos, que requerem elevada resistência, baixa fricção e resistência ao desgaste.

Eletrónica e equipamento elétrico

Na eletrónica, o acetal é utilizado em conectores, peças de comutação e caixas de sensores. A sua resistência ao calor e as suas propriedades de isolamento tornam-no importante para os produtos electrónicos.

Dispositivos médicos

O acetal tem boas biocompatibilidade¹⁵ e resistência química, pelo que o acetal pode ser utilizado para fabricar dispositivos médicos, tais como instrumentos cirúrgicos, seringas e produtos relacionados com a medicina dentária.

Electrodomésticos

O acetal é também amplamente aplicado em aparelhos domésticos e electrónicos, incluindo acessórios para máquinas de lavar roupa, aparelhos para processamento de alimentos e mesas rotativas para fornos de micro-ondas. A sua resistência e caraterísticas de utilização final são muito importantes para este sector.

Conclusão

Os plásticos acetálicos, também designados por polioximetileno (POM), são termoplásticos de engenharia semi-cristalinos com propriedades mecânicas de elevada qualidade, ideais para moldagem por injeção. Os polímeros de acetal apresentam-se em duas formas principais: acetal homopolímero e acetal copolímero. Ambos os tipos de material plástico acetal têm uma elevada tendência para serem utilizados no fabrico de produtos mecânicos devido às suas propriedades de firmeza, rigidez e menor fricção.

O acetal homopolímero auto-reforçante tem uma resistência à tração ligeiramente superior à dos copolímeros de acetal resistentes ao calor e aos produtos químicos. O processo de fabrico de resina de acetal por moldagem por injeção é moldado com precisão e cria engrenagens mecânicas altamente eficientes e outras peças de elevada precisão. Além disso, os plásticos de acetal são bastante imunes ao ataque de muitos produtos químicos, como o óxido de etileno, o que torna o material mais adequado para utilização nos mercados industriais.

Este guia abrange as propriedades do material, vantagens e desvantagens, condições de moldagem e problemas comuns na moldagem por injeção de acetal. Ao preparar corretamente os materiais, selecionando os máquinas de moldagem¹⁶Ao conceber os moldes de forma eficaz e ao controlar os parâmetros do processo, a qualidade do produto pode ser significativamente melhorada e os problemas comuns de processamento podem ser resolvidos.