Os defeitos na moldagem por injeção de TPE podem resultar de questões como temperatura inadequada, teor de humidade e definições da máquina. Identificar e resolver estes problemas pode melhorar a qualidade do produto e reduzir o desperdício.

As principais causas de defeitos na moldagem por injeção de TPE incluem temperaturas de processamento incorrectas, humidade no material, velocidade de injeção incorrecta e má conceção do molde. A abordagem destes factores ajuda a melhorar a qualidade das peças e a reduzir os defeitos.

Compreender as causas principais dos defeitos do TPE é fundamental para melhorar os processos de fabrico. Vamos aprofundar a forma como cada um destes factores afecta o resultado da moldagem e que soluções podem ser aplicadas para os corrigir.

O que é o material TPE?

O TPE (Elastómero Termoplástico) é um material versátil que combina as propriedades da borracha e do plástico, oferecendo flexibilidade, durabilidade e capacidade de reciclagem em várias aplicações.

Os materiais TPE são amplamente utilizados nas indústrias automóvel, médica e de bens de consumo. Proporcionam uma excelente elasticidade, resistência química e podem ser facilmente moldados. O TPE é popular pela sua capacidade de ser reciclado e processado como os termoplásticos.

O elastómero termoplástico ou TPE é um copolímero ou uma mistura de polímeros que é um elastómero termoplástico macio e não um polímero de baixo peso molecular. O TPE combina as caraterísticas ou propriedades dos termoplásticos e dos elastómeros. Por conseguinte, a utilização de elastómeros é normalmente utilizada para termoendurecíveis, enquanto a aplicação de materiais termoplásticos assegura um processo de fabrico relativamente simples.

O TPE é um novo tipo de material que possui a elevada elasticidade, o envelhecimento e as caraterísticas de resistência ao óleo da borracha vulcanizada reticulada e a operação de processamento mais fácil e a técnica de processamento múltiplo como os produtos de plástico comuns. Pode ser fabricado por moldagem por injeção, extrusão¹, moldagem por sopro²e outros, e é 100% reciclável após a trituração das arestas e dos cantos. Isto significa que o ciclo de processamento é facilitado, os casos de produção de bens dispendiosos são reduzidos e o material TPE é considerado o mais recente substituto da borracha, uma vez que mantém os benefícios ambientais e para a saúde, o toque confortável e é estético para os utilizadores, estimulando a inovação dos produtos. Por conseguinte, simboliza um novo material sintético mais próximo da humanidade e com uma qualidade superior, ao mesmo tempo que cumpre as políticas internacionais de proteção do ambiente.

Quais são os defeitos comuns da moldagem por injeção de materiais TPE e as suas soluções?

Os materiais TPE são amplamente utilizados na moldagem por injeção, mas defeitos como deformações, armadilhas de ar e disparos curtos podem afetar a qualidade. Compreender e resolver estes problemas é essencial para uma produção bem sucedida.

Os defeitos mais comuns da moldagem por injeção de TPE incluem empenos, armadilhas de ar, flash e disparos curtos. As soluções envolvem o ajuste das condições de processamento, o design do molde e as escolhas de materiais para melhorar a qualidade e a consistência das peças.

Questões materiais

Teor de humidade

• Causa:Na moldagem por injeção de TPE, o elevado teor de humidade dos materiais utilizados resulta na formação de bolhas e estrias prateadas na superfície do produto moldado. A humidade passa para o estado gasoso a altas temperaturas e não pode ser esgotada durante a moldagem por injeção, formando bolhas e estrias prateadas.

• Solução: Certifique-se de que o material utilizado está suficientemente seco para evitar problemas na moldagem por injeção. Normalmente, a temperatura de secagem dos materiais TPE deve ser definida para o intervalo de temperatura de 80-100°C, durante 2-4 horas. Além disso, os materiais devem ser armazenados numa área com baixa humidade para evitar que a humidade seja absorvida pelas estruturas. O secador adequado a recomendar quando se lida com materiais TPE altamente higroscópicos é o secador desumidificador para evitar que o nível de humidade atinja níveis perigosos.

Impurezas

• Causa: As falhas nos materiais originais, em particular a sujidade, podem provocar rugosidade na superfície e inconsistências na cor de um produto acabado. Precipitam-se como partículas ou manchas de forma irregular no material e comprometem o aspeto do produto, bem como a sua utilização.

• Solução: Procure-os em fornecedores de renome e efectue testes e análises para verificar a pureza e a qualidade dos materiais a utilizar. A filtragem e o rastreio ajudam a remover quaisquer contaminantes na água antes de esta ser utilizada. Além disso, limpe regularmente o equipamento e as tubagens para evitar a entrada de resíduos nos materiais e manter um ambiente de processamento limpo.

Questões relacionadas com o processo de moldagem por injeção

Temperatura de injeção

• Causa: O material TPE tem uma fraca resistência ao calor. As temperaturas de injeção elevadas são responsáveis pela distorção do produto e por alterações dimensionais, por outro lado, as temperaturas de injeção baixas conduzem à rugosidade da superfície e à porosidade interna. As temperaturas elevadas afectam a degradação do material a altas temperaturas, enquanto as temperaturas baixas afectam a fluidez do material para preencher a cavidade do molde.

• Solução: Escolha a temperatura de injeção adequada de acordo com as caraterísticas do material TPE e os requisitos do produto. Geralmente, a temperatura de injeção deve ser mantida entre 170-230°C. O controlo da temperatura deve utilizar sensores de temperatura e dispositivos automáticos de controlo da temperatura para obter a temperatura adequada, de modo a que todos os alimentos sejam aquecidos uniformemente e a temperatura seja estável.

Pressão de injeção

• Causa:A baixa pressão de injeção pode levar a um enchimento insuficiente, e a alta pressão de injeção pode levar a um flash e transbordamento, resultando em algumas áreas de depressão da superfície. A pressão elevada pode também afetar o molde, causando danos no mesmo e provocando desperdício de material.

• Solução: Aumentar e diminuir a pressão de injeção de acordo com a estrutura do produto e a conceção do molde para evitar disparos curtos e outros problemas relacionados. Utilizar um sistema preciso de controlo da pressão de injeção para controlar eficazmente e alcançar a estabilidade em tempo real.

Tempo de pressão de manutenção

• Causa:O tempo de pressão de retenção inadequado conduz à formação de vazios internos e também a instabilidades nas dimensões do produto, ao passo que o tempo de pressão de retenção excessivo conduz frequentemente a deformações do produto e também à sua fissuração. Em suma, se o tempo de retenção for curto, ocorre o refluxo do material, mas se o tempo de retenção for longo, a tensão interna também se torna grande.

• Solução: Por conseguinte, é possível estabelecer os tempos de pressão de retenção da seguinte forma: dependendo das caraterísticas do material TPE, bem como dos requisitos que são postos em prática relativamente aos produtos pretendidos. Normalmente, o tempo de pressão de retenção deve ser alterado consoante a espessura e a estrutura do produto, de modo a que os produtos possam ser totalmente curados e as dimensões finais possam ser mantidas.

Tempo de arrefecimento

• Causa:Um tempo de arrefecimento demasiado curto provocará deformação³ e fissuração do produto durante a desmoldagem. Um tempo de arrefecimento demasiado longo afecta a eficiência da produção. Um arrefecimento irregular provoca alterações nas tensões e deformações internas, o que, por sua vez, afecta o desempenho do produto.

• Solução: Ao arrefecer o molde, o limite de tempo deve ser razoavelmente definido de acordo com a espessura do produto e a estrutura do molde. Utilizar sistemas de arrefecimento adequados, tais como canais de água de arrefecimento e acessórios, para garantir uma distribuição uniforme do arrefecimento de todo o núcleo.

Questões de conceção do molde

Estrutura do molde

• Causa: Os defeitos da estrutura do molde podem causar problemas como o enchimento incorreto do produto e problemas durante a desmoldagem. As estruturas de processamento, em particular, aumentam ainda mais a resistência do fluxo de material, alterando assim os efeitos de enchimento.

• Solução: Para tomar decisões corretas na criação do molde, devem ser tidas em conta as caraterísticas do produto e os requisitos da moldagem por injeção, de modo a evitar irracionalidades na estrutura do molde. Nos projectos de canais, é necessário minimizar a resistência do fluxo de material, seguindo alguns aspectos de design, como a criação de padrões de enchimento uniformes. O design assistido por computador (CAD) e a engenharia assistida por computador (CAE) podem ser utilizados para a análise de simulação para uma melhor seleção do design do molde.

Temperatura do molde

• Causa: Quando a temperatura do molde é demasiado elevada, as peças podem colar-se umas às outras e assumir uma forma distorcida, enquanto que quando é demasiado baixa, a superfície da peça fundida é rugosa e pode conter vazios internos. As flutuações na temperatura do molde causam variações nas taxas de arrefecimento, influenciando assim a qualidade do produto.

• Solução: É necessário definir as temperaturas corretas do molde de acordo com as propriedades do material TPE e as caraterísticas esperadas do produto final. Normalmente, a temperatura do molde pode ser controlada entre 40 e 80 graus centígrados A regulação exacta da temperatura do molde é possível utilizando os controladores de temperatura do molde com uma boa distribuição de temperaturas.

Conceção da ventilação

• Causa: As aberturas de ventilação mal concebidas podem resultar na formação de bolhas e até de marcas de queimadura nos produtos finais. Uma exaustão insuficiente gera imperfeições nas camadas externas do material e, consequentemente, os danos superficiais negam ao produto um aspeto ou desempenho adequados.

• Solução: Quaisquer problemas com a ventilação podem ser discutidos durante o projeto do molde para evitar complicações com o fluxo de ar e para especificar a posição correta e o tipo de abertura/ventilação para uma descarga de ar adequada e eficiente. Para aumentar a eficiência da ventilação e diminuir a formação de bolhas e marcas de queimadura, devem ser utilizados dispositivos de ventilação a vácuo ou válvulas de micro ventilação.

Problemas de equipamento

Desempenho da máquina de injeção

• Causa: O desempenho da máquina de moldagem por injeção tem um grande impacto na qualidade do produto. A instabilidade da velocidade de injeção e dos níveis de pressão também causam problemas de qualidade. Se a máquina de moldagem por injeção não for adquirida recentemente, o envelhecimento e a manutenção inadequada também afectarão o desempenho da máquina de moldagem por injeção.

• Solução: Para manter uma elevada estabilidade do produto, é essencial escolher uma máquina de moldagem por injeção com desempenho estável e elevada precisão. O sistema de tubagem deve ser mantido limpo e as peças gastas devem ser substituídas o mais rapidamente possível. Todos os parâmetros da máquina de moldagem por injeção podem ser controlados e ajustados automaticamente para melhorar a produtividade e a qualidade do produto.

Instalação de moldes

• Causa: Os inconvenientes de uma instalação incorrecta do molde são os seguintes: O tamanho do produto do molde pode ser instável, O molde pode ser muito difícil de desmoldar. O paralelismo e a perpendicularidade do molde apresentam alguns desvios, o que afecta realmente a estabilidade do processo de injeção.

• Solução: Ao fixar o molde durante o processo de instalação do molde, as orientações paralelas e perpendiculares do molde devem ser corretas, com base em fixações adequadas. Assegure-se de que os processos de instalação são efectuados de forma profissional, utilizando ferramentas e equipamento de instalação para melhorar a precisão da instalação.

Manutenção de equipamentos

• Causa: Se o equipamento não for mantido regularmente, irá inevitavelmente falhar e afetar a qualidade do produto. As máquinas de moldagem por injeção e os moldes irão inevitavelmente desgastar-se e envelhecer após anos de utilização, afectando a eficiência da produção e a qualidade do produto.

• Solução: Efetuar a manutenção diária das máquinas de moldagem por injeção e dos moldes, como a limpeza do circuito de óleo, a substituição do elemento filtrante, a lubrificação das peças móveis, etc., para evitar anomalias no equipamento e evitar problemas de qualidade. Registar a manutenção do equipamento, realizar inspecções e avaliar o estado de reparação e manutenção do equipamento.

Quais são os defeitos comuns dos produtos de moldagem por injeção de TPE e as suas soluções?

A moldagem por injeção de TPE pode apresentar defeitos como disparos curtos, deformações ou acabamento superficial deficiente. A resolução destes problemas implica o ajuste dos parâmetros de moldagem e dos materiais para garantir a qualidade do produto.

Os defeitos mais comuns da moldagem por injeção de TPE incluem disparos curtos, flash e deformação. As soluções envolvem a otimização da temperatura, da pressão e do design do molde para melhorar a consistência e reduzir os defeitos, garantindo resultados de alta qualidade na produção médica, automóvel e de bens de consumo.

Bolhas de ar

Causa:

• Elevado teor de humidade nos materiais: É por isso que, ao utilizar materiais TPE na moldagem por injeção, a secagem inadequada é seguida pela entrada de ar fresco no material, que se transforma em gás a alta temperatura e cria bolhas de ar.

• Velocidade de injeção excessiva: Isto limita a velocidade a que os gases podem sair a tempo, daí a formação de bolhas de ar quando as velocidades de injeção são elevadas.

  • Má ventilação do bolor:Se o molde for mal concebido ou as aberturas de ventilação forem inadequadas ou bloqueadas, o ar não pode sair e isto resulta na formação de bolhas de ar.

Solução:

• Secagem do material: É igualmente aconselhável certificar-se sempre de que os materiais TPE são adequadamente secos antes do processo de moldagem por injeção. Em geral, a temperatura de secagem deve variar entre 80/100 C, enquanto o tempo de secagem é de 2-4 horas. Além disso, armazenar todo o material da loja num local de baixa humidade para que não seja absorvido pelo ar húmido. Se o material TPE for altamente higroscópico, recomenda-se a utilização do secador desumidificador para efeitos de secagem, uma vez que a humidade elevada é fatal para o TPE.

• Ajustar a velocidade de injeção: Abrandar o velocidade de injeção⁴ para permitir que o gás no material injetado tenha tempo suficiente para se dispersar.

• Melhorar a ventilação do bolor: Melhorar conceção do molde⁵ para incorporar mais aberturas de ventilação ou utilizar inserções de ventilação para melhorar o fluxo de ar e obter uma descarga suave.

Marcas de queimaduras

Causa:

• Alta temperatura de injeção: A temperatura de injeção excede a temperatura de decomposição térmica do material TPE, resultando em marcas de queimadura.

• Velocidade de injeção excessiva: As velocidades de injeção mais rápidas aumentam o nível de fricção e, consequentemente, produzem calor para queimar os materiais utilizados.

• Má ventilação do molde: A falta ou a obstrução das aberturas de ventilação no molde conduzem a um sobreaquecimento localizado, que cria marcas de queimadura.

Solução:

• Temperatura de injeção mais baixa: Ajustar a temperatura de injeção de acordo com as caraterísticas do material TPE. Normalmente, as temperaturas devem ser controladas entre 170-230°C.

• Reduzir a velocidade de injeção: Diminuir o ritmo a que a injeção está a ser feita para ajudar a reduzir a produção de calor de fricção.

• Melhorar a ventilação do bolor: Adicione mais aberturas de ventilação ou coloque inserções de ventilação para que o ar possa sair suavemente e evitar o aquecimento localizado.

Retração

Causa:

• Tempo de arrefecimento inadequado: O sobreaquecimento faz com que os produtos continuem a encolher mesmo depois de terem sido desmoldados devido a um arrefecimento inadequado.

• Pressão de injeção insuficiente: A falta de pressão suficiente resulta no subenchimento do molde através do encolhimento.

• Temperatura irregular do molde: Um caso de variação de temperatura dá origem a uma variação na taxa do processo de arrefecimento e, consequentemente, de contração.

Solução:

• Aumentar o tempo de arrefecimento: O tempo de arrefecimento deve ser alterado para se adaptar à espessura geral do produto, bem como à estrutura do molde.

• Ajustar a pressão de injeção: Pressionar mais vigorosamente à medida que os materiais para formar o molde o enchem adequadamente.

• Temperatura uniforme do molde: Os moldes devem funcionar a uma temperatura constante e recomenda-se a utilização de um controlador de temperatura do molde para evitar um arrefecimento desigual dos moldes.

Deformação

Causa:

• Arrefecimento irregular: Se o tempo de arrefecimento e a temperatura do molde variarem, então a geração das tensões internas varia e haverá deformação.

• Pressão de injeção irregular: A distribuição desigual da injeção de pressão leva à destruição de um fluxo consistente de material, o que conduz à deformação.

• Má conceção do molde: A falta de uma conceção adequada do molde resulta numa distribuição uniforme do material, bem como em deformações.

Solução:

• Otimizar o tempo de arrefecimento: Alterar o tempo de arrefecimento dos moldes, uma vez que isso afecta a igualdade de arrefecimento e a redução das tensões internas.

• Pressão de injeção uniforme: Para que a pressão de injeção e a produção de material sejam iguais e estáveis, é melhor implementar sistemas precisos de gestão da pressão.

• Melhorar a conceção do molde: Aumentar a distribuição correta do material no molde e minimizar a condição de empeno.

Linha de soldadura

Causas:

• Fraca fluidez do material: A natureza não escorregadia dos materiais TPE resulta em linhas de soldadura, especialmente quando o fluxo do composto é inadequado.

• Baixa temperatura de injeção: Se o material não tiver uma boa fluidez a baixas temperaturas, surgem linhas de soldadura.

• Má ventilação do molde: Uma ventilação insuficiente do molde também resulta numa fraca adesão dos materiais, uma vez que estes não se fundem totalmente, deixando para trás linhas de soldadura.

Soluções:

• Melhorar a fluidez do material: Selecionar materiais TPE com uma melhor fluidez ou modificar a formulação da mistura para aumentar a fluidez dos materiais.

• Aumentar a temperatura de injeção: Aumentar a temperatura de injeção para obter uma boa fluidez do material na câmara de injeção.

• Melhorar a ventilação do bolor: Coloque mais aberturas de ventilação ou utilize as inserções de ventilação para promover a taxa correta de libertação de ar e para eliminar linhas de soldadura.

Marcas de fluxo

Causas:

• Alta velocidade de injeção: Quando a velocidade de injeção é demasiado elevada, isto leva a um fluxo irregular do material e a marcas de fluxo.

• Temperatura de injeção irregular: As variações na temperatura de injeção podem causar um fluxo de material inconsistente, deixando marcas de fluxo.

• Superfície rugosa do molde: A rugosidade da superfície de uma forma irregular cria uma marca de fluxo durante o fluxo de material na superfície do molde.

Soluções:

• Ajustar a velocidade de injeção: Recomenda-se que a velocidade de injeção seja uniforme ao longo do processo para evitar que a velocidade de injeção flutue.

• Aquecer uniformemente o material: Também é importante aquecer o material uniformemente para que não fique exposto a uma temperatura de moldagem elevada e vice-versa.

• Melhorar a superfície do molde: Polir a superfície do molde para reduzir a rugosidade e evitar marcas de fluxo.

Superfície rugosa

Causas:

• Mistura irregular de material: Se os materiais TPE não forem bem misturados durante o processamento, a superfície do objeto resultante parece ser bastante rugosa.

• Baixa temperatura de injeção: Isto deve-se ao facto de, a baixas temperaturas de injeção, o material entrar num estado de fraca fluidez e a sua superfície ser muito rugosa.

• Superfície rugosa do molde: Uma superfície de molde lisa não é desenvolvida corretamente, o que faz com que a superfície do produto final seja rugosa.

Soluções:

• Misturar uniformemente os materiais: É importante que, durante o processamento, os materiais sejam bem misturados e distribuídos uniformemente.

• Aumentar a temperatura de injeção: Aumentar a temperatura da injeção para melhorar a fluidez do material.

• Melhorar a suavidade da superfície do molde: Acabamento de superfícies⁶O polimento da superfície do molde deve ser efectuado para diminuir a rugosidade da superfície, bem como a rugosidade do produto final.

Raias de prata

Causas:

• Elevado teor de humidade nos materiais: A humidade nos materiais TPE significa que, durante o processamento, deixa para trás estrias prateadas como resultado desta evaporação.

• Alta velocidade de injeção: Uma vez que uma velocidade de injeção elevada produzirá uma força de cisalhamento mais elevada no material, ocorrerão estrias prateadas.

• Baixa temperatura do molde: As baixas temperaturas do molde fazem com que a massa arrefeça rapidamente, o que pode dar origem a estrias prateadas.

Soluções:

• Materiais secos: Os materiais devem ser adequadamente secos para manter baixo o nível de humidade que é absorvido pela injeção.

• Ajustar a velocidade de injeção: Ajustar a velocidade de enchimento de acordo com a resina, a temperatura da resina e a temperatura do molde. Reduzir a velocidade de injeção para que haja menos força sobre o material que provoca o seu cisalhamento.

• Aumentar a temperatura do molde: O aparecimento de estrias prateadas pode ser reduzido através da adição de resina monomérica pura, do aumento da temperatura do molde, da adição de portas de injeção e do aumento da temperatura da resina para abrandar o efeito de arrefecimento no molde de areia.

Conclusão

Na moldagem por injeção de TPE, é essencial identificar as possíveis fontes de defeitos do produto e encontrar as soluções mais adequadas para alcançar a qualidade e o desempenho que o produto final deve ter. Para reduzir os defeitos, melhorar a eficiência e garantir a consistência, os fabricantes podem resolver problemas de materiais, afinar os procedimentos de moldagem por injeção, conceber moldes e manter as peças que compõem o sistema de moldagem por injeção de produtos moldados por injeção de TPE.

Novos avanços na tecnologia de transformação e um melhor controlo das normas de qualidade darão mais vitalidade à produção e à satisfação do cliente, promovendo assim a aplicação generalizada e a inovação dos materiais TPE em múltiplos domínios.