Como controlar com precisão a temperatura do molde na moldagem por injeção?

No molde de injeçãoing process, you can’t just rely on fancy injection molding machines and molds to get good product quality and process stability. Mold temperature is also an important variable that you need to control.

Quando se está a moldar por injeção, o plástico derretido no molde está constantemente a transferir calor para a superfície da cavidade, o que faz com que a temperatura do molde aumente. Se a temperatura do molde for elevada, é bom que o plástico derretido preencha a cavidade, mas também faz com que a peça de plástico demore mais tempo a arrefecer e abranda a produção; se a temperatura do molde for baixa, o plástico derretido solidifica rapidamente, o ciclo de moldagem é mais curto, mas o plástico não flui bem e a cavidade pode não ser completamente preenchida. Um sistema de controlo da temperatura do molde bem concebido pode encurtar o tempo de arrefecimento e melhorar a qualidade das peças de plástico; por outro lado, se o sistema de controlo da temperatura do molde for mal concebido, o ciclo de moldagem das peças de plástico será mais longo e as peças de plástico poderão ficar deformadas após a moldagem.

In this blog post, I’m going to talk about why you need to control the temperature of your injection molding machine, how to choose the right temperature, how to control the temperature, common problems and solutions, and so on. I hope that through this blog post, you can understand the importance of mold temperature in the injection molding process and how to control the mold temperature. Precise control can optimize the injection molding production process and reduce the company’s production and operating costs.

Ⅰ. Temperatura do molde

A temperatura do molde é a temperatura da superfície do molde que entra em contacto com a peça. A temperatura do molde depende das propriedades do plástico, do desenho e tamanho da peça, dos requisitos de desempenho e de outras condições do processo, como a temperatura de fusão, a velocidade de injeção, a pressão de injeção e o tempo de ciclo. A temperatura do molde afecta a forma como o plástico fundido se enche, solidifica e forma, a eficiência da produção e a forma e tamanho da peça de plástico.

A temperatura do molde tem um grande efeito na qualidade e eficiência da moldagem de peças de plástico. Quando o molde está mais quente, o material derretido flui melhor, o que ajuda a encher o molde e a dar um bom aspeto à peça de plástico. Mas o material demora mais tempo a arrefecer e a endurecer, pelo que é mais fácil estragar a peça quando a retira. Para os materiais que podem cristalizar, ajuda-os a cristalizar e a não mudar de tamanho quando se armazena ou utiliza a peça. Quando o molde está mais frio, é mais difícil para o material derretido encher o molde, pelo que a peça tem mais tensão no interior, parece baça e tem problemas como riscos prateados e marcas de soldadura.

Diferentes materiais requerem diferentes técnicas de processamento, e diferentes produtos têm diferentes requisitos e estruturas de superfície. Para produzir peças de plástico que cumpram os requisitos de qualidade no tempo mais eficiente possível, é necessário manter o molde a uma determinada temperatura. Quanto mais estável for a temperatura do molde, mais estáveis serão os produtos de plástico produzidos em termos de tamanho, forma, qualidade de aspeto, etc. Por conseguinte, para além dos factores de fabrico do molde, a temperatura do molde é um fator importante no controlo da qualidade das peças de plástico. O método de controlo da temperatura do molde deve ser totalmente considerado na conceção do molde.

Ⅱ. A necessidade de controlo da temperatura do molde

A temperatura do molde tem uma grande influência no encolhimento da peça moldada. Ao mesmo tempo, também afecta diretamente as propriedades mecânicas do produto moldado por injeção, e pode também causar defeitos de moldagem, tais como uma má superfície do produto. Portanto, a temperatura do molde deve ser mantida dentro da faixa especificada, e o molde deve ser A temperatura não muda com o tempo. A diferença de temperatura entre as cavidades de um molde multi-cavidades também não deve mudar. Para produtos acabados que são propensos a dobrar e deformar, a temperatura do molde é frequentemente usada para tornar a taxa de resfriamento uniforme.

1. requisitos de aparência

À medida que os clientes se tornam mais exigentes, têm requisitos cada vez mais elevados relativamente ao aspeto dos produtos. Ajustar a temperatura do molde é uma das formas eficazes de melhorar o aspeto dos produtos. Especialmente para produtos reforçados com fibra de vidro, se a temperatura do molde for baixa, as fibras flutuam facilmente na superfície. A maioria das peças de engrenagens actuais são reforçadas com fibra de vidro, e algumas até aumentam o teor de fibra até 50%.

2.Requisitos de estabilidade dimensional para produtos acabados

Para produtos de engrenagem mais precisos, além dos requisitos de aparência, eles também exigem estabilidade dimensional. Os factores que afectam a estabilidade dimensional do produto incluem principalmente: a estabilidade e a racionalidade do processo de conformação, a estabilidade da temperatura e da humidade do ambiente de produção e a uniformidade da relação do material. propriedades, o equilíbrio da temperatura e do volume da água de circulação da máquina, a precisão do controlo da temperatura da máquina da temperatura do molde, etc.

3.Propriedades físicas e mecânicas do produto acabado

Para materiais cristalinos, se utilizar uma temperatura de molde elevada, o produto irá armazenar muito calor, o processo de arrefecimento e de endurecimento será longo e a temperatura de cristalização será passada lentamente. O produto acabado terá alta cristalinidade, grande encolhimento e boas propriedades físicas e mecânicas. As matérias-primas cristalinas, como PA, PP, PE e POM, requerem um maior controlo da temperatura do molde.

O ciclo de moldagem também é afetado pela temperatura do molde. Se a temperatura do molde for elevada, o tempo de arrefecimento será mais longo para garantir o tamanho do produto acabado. Como resultado, o ciclo de moldagem será mais longo e os custos de produção aumentarão.

Para produtos acabados transparentes, a temperatura do molde tem de ser utilizada para controlar a cristalinidade. Tente usar uma temperatura de molde baixa para a moldagem para reduzir o grau de cristalização.

A utilização da temperatura do molde é útil para evitar a concentração de tensões internas. Por exemplo, ao moldar PC, ABS, PS e outros materiais, para evitar a concentração de tensões internas na peça, é normalmente necessário aumentar adequadamente a temperatura do molde, o que favorece a libertação de tensões internas na peça.

O Efeito da Temperatura do Molde no Controlo de Qualidade de Peças Moldadas por Injeção

1. efeito da temperatura do molde na aparência do produto

Quando a temperatura é mais elevada, a resina será mais fluida, o que tornará a superfície da peça mais lisa e brilhante, especialmente para a estética da superfície de peças de resina reforçada com fibra de vidro. Também melhorará a resistência e o aspeto da linha de fusão.
Quanto à superfície gravada, se a temperatura do molde for baixa, será difícil para a massa fundida preencher a raiz da textura, pelo que a superfície do produto parecerá brilhante e a textura real na superfície do molde não pode ser "transferida". Depois de aumentar a temperatura do molde e a temperatura do material, o efeito de gravação ideal pode ser obtido na superfície do produto.

2. efeito sobre a tensão interna dos produtos

A tensão interna que se forma durante a moldagem é causada principalmente pelas diferentes taxas de contração térmica durante o arrefecimento. Quando um produto é moldado, o arrefecimento começa na superfície e estende-se gradualmente para o interior. A superfície encolhe e endurece primeiro, e depois o interior encolhe gradualmente. Durante este processo, a diferença na velocidade de contração cria tensão interna.

Quando a tensão interna residual numa peça de plástico é superior ao limite elástico da resina, ou quando esta é corroída por um determinado ambiente químico, surgem fissuras na superfície da peça de plástico. A investigação sobre resinas transparentes, como o PC e o PMMA, mostra que a tensão interna residual se apresenta sob a forma de compressão na superfície e sob a forma de tensão no interior.

A tensão de compressão da superfície depende da condição de arrefecimento da superfície. Um molde frio arrefece rapidamente a resina fundida, resultando numa elevada tensão interna residual no produto moldado. A temperatura do molde é a condição mais básica para controlar a tensão interna. Uma ligeira alteração na temperatura do molde alterará significativamente a sua tensão interna residual. De um modo geral, cada produto e resina tem o seu limite mínimo de temperatura do molde para uma tensão interna aceitável. Quando se moldam paredes finas ou longas distâncias de fluxo, a temperatura do molde deve ser mais elevada do que o limite mínimo para a moldagem geral.

3. melhorar o empeno do produto

Se a conceção do sistema de arrefecimento do molde não for razoável ou se a temperatura do molde for mal controlada, a peça de plástico não arrefecerá o suficiente, provocando a sua deformação.

Para controlar a temperatura do molde, é necessário calcular a diferença de temperatura entre o molde macho e o molde fêmea, o núcleo do molde e a parede do molde, e a parede do molde e a inserção. É necessário calcular a diferença de temperatura de acordo com as caraterísticas estruturais do produto. Isto é para controlar a diferença na velocidade de contração de arrefecimento de cada parte da moldagem. Depois de a peça de plástico ser desmoldada, tende a dobrar-se na direção de tração no lado com temperatura mais elevada. Isto é para compensar a diferença na retração de orientação. Isto é para evitar que a peça de plástico se deforme e se deforme de acordo com as regras de orientação.

Para peças de plástico com uma estrutura de corpo completamente simétrica, deve manter a temperatura do molde consistente. Isto irá garantir que todas as partes da peça de plástico arrefecem uniformemente.

4. afeta o encolhimento de moldagem de produtos

Quando a temperatura do molde é baixa, as moléculas congelam mais rapidamente, o que torna mais espessa a camada congelada de fusão na cavidade do molde. Ao mesmo tempo, a baixa temperatura do molde abranda o crescimento dos cristais, o que reduz o encolhimento do produto durante a moldagem. Por outro lado, se a temperatura do molde for elevada, a massa fundida arrefece lentamente, o tempo de relaxamento é longo, a orientação é baixa e é fácil de cristalizar, pelo que a contração real do produto é maior.

5. afecta a temperatura de distorção térmica dos produtos

Para plásticos cristalinos, se moldar o produto a uma temperatura de molde mais baixa, a orientação molecular e a cristalização ficam congeladas no lugar. Quando se utiliza um ambiente de utilização a uma temperatura mais elevada ou condições de processamento secundário, as cadeias moleculares reorganizar-se-ão e o processo de cristalização, fazendo com que o produto se deforme mesmo muito abaixo da temperatura de distorção térmica (HDT) do material.

The correct approach is to use the recommended mold temperature close to its crystallization temperature for production, so that the product can be fully crystallized during the injection molding stage and avoid post-crystallization and post-shrinkage in high-temperature environments.

Ⅳ.Métodos para controlar a temperatura do molde

1. A cavidade e o núcleo do molde devem ter os seus próprios circuitos de arrefecimento. Ao projetar os circuitos de arrefecimento, tenha em conta que a cavidade e o núcleo absorvem o calor de forma diferente, pelo que a resistência térmica da estrutura do circuito será diferente. A temperatura da água (ou do óleo) à entrada da cavidade e do núcleo terá uma grande diferença de temperatura. Assim, ao conceber os circuitos de arrefecimento para a cavidade e o núcleo, é possível ajustar e controlar a temperatura separadamente.

2. Por outro lado, quando está a tentar impedir que as suas peças moldadas por injeção fiquem todas deformadas, precisa de manter a cavidade e o núcleo a temperaturas diferentes, ou a parte da frente e de trás do molde a temperaturas diferentes.

3. Do ponto de vista da eficiência da troca de calor, certifique-se de que o fluxo do meio de arrefecimento é turbulento (fluxo turbulento). Existem duas formas principais de ligar o circuito de controlo da temperatura da cavidade e do núcleo: em série e em paralelo. Num circuito paralelo, o caudal de um circuito de derivação é menor do que o do circuito de arrefecimento em série. Isto pode causar um fluxo laminar, e o caudal que entra em cada circuito não é necessariamente o mesmo.

Como resultado, a temperatura de cada cavidade do molde não pode ser consistente. Desvantagens da utilização da ligação em série: A resistência ao fluxo da água de arrefecimento (óleo) é grande, e a temperatura da água de arrefecimento (óleo) à entrada da cavidade frontal é significativamente diferente da temperatura à entrada da última cavidade. A diferença de temperatura entre a entrada e a saída da água de arrefecimento (óleo) varia consoante o caudal. Geralmente não pode exceder 5 ℃. Se o desempenho do controlador de ajuste de temperatura do molde (máquina) usado pode controlar o fluxo de água de resfriamento (óleo) dentro de 2 ° C, a diferença máxima de temperatura de cada cavidade pode ser mantida dentro da faixa de 2 ° C.

4. A distribuição do gradiente de temperatura do molde deve geralmente envolver a cavidade e assumir a forma de círculos concêntricos com o canal principal como centro. Por conseguinte, medidas como o equilíbrio do canal de fluxo, a disposição das cavidades e a disposição circular concêntrica centrada no canal de fluxo principal são necessárias para reduzir o erro de contração entre cada cavidade, expandir a gama permitida de condições de moldagem e reduzir os custos.

5. Recomenda-se a colocação de termómetros magnéticos na parte da frente e na parte de trás do molde para medir e registar frequentemente a temperatura real do molde.

6. Utilizar a produção totalmente automática, se possível. A temperatura do molde é mais exacta quando se utiliza o funcionamento totalmente automático. Com o funcionamento totalmente automático, um robot retira o produto, pelo que o tempo é consistente. Com o funcionamento semi-automático, é uma operação manual, e o operador tem um desvio no tempo de abertura e fecho da porta e na recolha das peças, o que afecta o equilíbrio térmico. Também afecta a temperatura no interior do tambor.

7. Controlar a temperatura da água para controlar a temperatura do molde. Este método é muito preciso.

8. Utilizar um sistema de canais quentes para controlar a temperatura do molde. Este método é rápido e exato.

9. Utilizar gás para aquecer o molde. Este método é muito preciso.

10. Isolar o molde. Utilize painéis de isolamento ou outros materiais para reduzir a perda de calor. A temperatura do molde também afecta o tamanho e a cristalinidade do produto, o que afecta o desempenho do produto. Ajuste a temperatura do molde conforme necessário durante a produção.

Ⅴ. Quais são os princípios para selecionar e controlar a temperatura do molde?

1. Diferentes materiais necessitam de diferentes temperaturas de moldagem.

2. São necessárias diferentes temperaturas de molde para moldes com diferentes acabamentos de superfície e estruturas, pelo que o sistema de controlo de temperatura tem de ser concebido em conformidade.

3. O molde da frente é mais quente do que o molde de trás. Normalmente, a diferença é de cerca de 2-3 graus Celsius.

4. O molde frontal precisa de estar mais quente para as linhas de faísca do que para uma superfície lisa. Quando o molde frontal precisa de passar água quente ou óleo quente, a diferença é normalmente de cerca de 40 graus Celsius.

5. Se a temperatura atual do molde não conseguir atingir a temperatura necessária, o molde tem de ser aquecido. Assim, ao projetar o molde, é necessário pensar se o calor do material pode satisfazer os requisitos de temperatura do molde.

6. O material não é apenas consumido por radiação térmica e condução de calor, mas a maior parte do calor precisa de ser retirada do molde pelo meio de transferência de calor em circulação.

7. A temperatura do molde deve ser equilibrada e não deve haver sobreaquecimento ou sobrearrefecimento local.

8. A base para a definição da temperatura do molde é que a temperatura do molde deve ser inferior à temperatura de deformação térmica do material plástico da peça.

9. Para plásticos com maior viscosidade, como PC, PSU, PPO, etc., a fim de melhorar o fluxo de fusão e as propriedades de enchimento do molde durante o enchimento e obter produtos densos, uma temperatura de molde mais alta deve ser usada. Pelo contrário, PE, PP, PA, etc. podem usar temperaturas de molde mais baixas (PA + fibra de vidro pode usar altas temperaturas de molde de 80 ~ 120 ℃).

10. Não é aconselhável utilizar uma temperatura de molde mais baixa para peças de paredes espessas para evitar bolhas de vácuo e maior tensão no interior das peças.

Ⅵ. Requisitos de diferentes materiais na temperatura do molde

Controlar a temperatura do seu moldes de moldagem por injeção é super importante para fazer boas peças de plástico. Cada tipo de plástico tem uma gama de temperaturas que funciona melhor para fazer boas peças. O objetivo é que o plástico flua bem e encha o molde. O objetivo é que a peça encolha e se deforme o menos possível quando a retirar do molde. Pretende-se que o tamanho permaneça o mesmo e que a peça seja forte e tenha um bom aspeto. Por exemplo:

A temperatura do molde de PP (polipropileno) é controlada entre 40 e 80 graus Celsius, sendo recomendados 50 graus Celsius.

A temperatura do molde de PPS (sulfureto de polifenileno) é de 120 a 180 graus Celsius.

A temperatura do molde de PE-HD (polietileno de alta densidade) situa-se entre 50 e 95 graus Celsius.

A temperatura do molde de PC (policarbonato) é de 70 a 120 graus Celsius.

A temperatura do molde de PBT (polibutileno tereftalato) é de 40 a 60 graus Celsius.

PA6 (poliamida 6 ou nylon 6) Para componentes de paredes finas ou de grande área, a temperatura do molde situa-se entre 80 e 90 graus Celsius. Para materiais reforçados com vidro, a temperatura do molde deve ser superior a 80 graus Celsius.

PA12 (Poliamida ou Nylon 12) A temperatura do molde é de 30 a 40 graus Celsius para materiais não reforçados, 80 a 90 graus Celsius para componentes de parede fina ou de grande área e 90 a 100 graus Celsius para materiais reforçados.

A temperatura do molde de ABS (copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno) situa-se entre 25 e 70 graus Celsius.

Ⅶ. Conclusão

A gestão da temperatura do molde está diretamente relacionada com a fiabilidade da qualidade das peças. Ao compreenderem a importância da temperatura do molde, utilizando as técnicas corretas, desenvolvendo estratégias de controlo cuidadosas e enfrentando os desafios de frente, os fabricantes podem libertar todo o potencial das suas operações de moldagem por injeção.

A temperatura do molde é um dos parâmetros de controlo mais básicos no processo de moldagem por injeção. É também a principal consideração no projeto do molde. O seu impacto na moldagem, no processamento secundário e na utilização final do produto não pode ser subestimado. O controlo da temperatura do molde é um processo contínuo que melhora a qualidade das peças, aumenta a eficiência e proporciona uma vantagem competitiva no mercado. indústria de moldagem por injeção. Depois de compreender os princípios do controlo da temperatura do molde, deverá ser muito mais simples lidar com o impacto da temperatura nos moldes de moldagem por injeção.