Glossário e noções básicas de moldagem por injeção

Introduction: plastic injection molding is a process where plastic particles are heated until they melt and then injected into a mold cavity at high pressure and speed to make a product with the right structure, look, and size.

Quando se está a moldar, é preciso pensar em muitas coisas para garantir que o produto é bom (por exemplo, o aspeto, o tamanho, a resistência, etc.) e que se pode fabricá-lo rapidamente (por exemplo, quanto tempo demora a fabricá-lo). Este artigo vai falar sobre as palavras e as coisas que precisa de saber para fazer moldagem por injeção.

Parâmetros de moldagem por injeção

Definição: A qualidade de moldagem do produto é afetada por cinco factores: temperatura, velocidade, pressão, posição e tempo. As definições destes cinco factores são os parâmetros de moldagem.

Temperatura

Temperatura de secagem

Definição: A temperatura necessária para secar o plástico antes de o transformar em algo bom.

Função: Certifique-se de que o plástico está o mais seco possível, sem ficar demasiado seco.

Princípio: Não a queime nem a faça colar (derreter), faça-o o mais depressa possível, faça-o o mais fresco possível sem que deixe de funcionar, coisas diferentes requerem tempos e temperaturas diferentes, use o que as pessoas que as fizeram dizem.

Temperatura do material

Definição: A temperatura que define no tubo de material para garantir que a moldagem é suave.

Função: Aqueça a câmara de material da máquina de moldagem com o anel de aquecimento elétrico para fazer com que a matéria-prima passe de granular a fundida, certifique-se de que o polímero é bem derretido (cola derretida), certifique-se de que o molde é preenchido e que a moldagem é suave.

Princípio: Não faça com que o plástico se decomponha e carbonize, suba da secção de alimentação para o bocal, a temperatura do bocal deve ser um pouco mais baixa do que a temperatura da secção frontal do barril para parar a baba, e a temperatura necessária depende do material que está a utilizar.

Temperatura do molde

Definição: A temperatura da superfície do molde em que o produto toca

Função: Controlar a rapidez com que o produto arrefece no molde e o aspeto do produto.

Princípio: Pense no tipo de plástico que está a utilizar, no tamanho e na forma do produto e na forma como o molde é feito. Pense também na forma como o plástico entra no molde.

Velocidade

Velocidade de injeção

Definição: A velocidade a que o plástico fundido é injetado do bocal para a cavidade do molde a uma determinada pressão.

Função: O aumento da velocidade de injeção aumenta a pressão de enchimento. O aumento da velocidade de injeção pode aumentar o comprimento do fluxo. Isto torna a qualidade do produto uniforme. A viscosidade elevada e o caudal rápido na injeção a alta velocidade são adequados para produtos de processo longo. Fluxo suave a baixa velocidade e tamanho estável do produto.

Princípio: Para evitar o apoio do molde e o transbordo, para evitar queimaduras devido à velocidade excessiva e para garantir a qualidade do produto, tente escolher o enchimento a alta velocidade para encurtar o ciclo de moldagem.

Velocidade de fusão

Definição: A velocidade a que o parafuso se desloca quando está a derreter o plástico.

Função: Um parâmetro muito importante que afecta a capacidade de plastificação, a qualidade da plastificação e o ciclo de moldagem. Quanto maior for a velocidade, maior será a temperatura de fusão e maior será a capacidade de plastificação.

Princípio:Quando se aumenta a velocidade do parafuso, a qualidade da plastificação diminui.

Velocidade de retração

Definição: Depois de o parafuso (doseador) estar no lugar, recuará uma certa distância a uma determinada velocidade. A velocidade de recuo é a velocidade de retração.

Função: Reduzir o volume específico da massa fundida, reduzir a pressão na cavidade da massa fundida e impedir o seu escoamento.

Princípio:A regulação deve ser adaptada à velocidade do parafuso e à contrapressão.

Velocidade de abertura e fecho do molde

Definição: A velocidade a que o molde é aberto e fechado.

Função: Uma velocidade razoável de abertura e fecho do molde é essencial para garantir que a máquina e a produção funcionam sem problemas.

Princípio:Para que a máquina funcione sem problemas e com menos vibrações, a velocidade de abertura e fecho do molde deve ser definida para que o tempo de abertura e fecho do molde seja o mais curto possível, e a mudança de velocidade de abertura e fecho do molde deve ser razoável, seguindo o princípio de lento-rápido-lento.

Velocidade do ejetor para a frente e para trás

Definição: A velocidade a que o pino ejetor se move para a frente e retrai após a abertura do molde.

Função: Para garantir que a peça sai do molde sem ficar dobrada, deformada ou rachada.

Princípio:A parte da frente deve mover-se lentamente para evitar dobrar ou rachar a peça, e a parte de trás deve mover-se rapidamente, mas tem de ser suave.

Pressão

Um disparo Pressão

Definição: O parafuso empurra a matéria-prima da tremonha para o molde. 

Função: Para garantir que o molde é preenchido e que a peça sai corretamente. 

Princípio:Tem de estar dentro do limite de pressão da máquina, a curva de injeção tem de estar dentro do intervalo e a linha de pressão tem de ser suave e estável para que não haja flashes ou disparos curtos.

Pressão de injeção secundária (pressão de manutenção)

Definição: Desde o momento em que a cavidade do molde é preenchida com plástico até ao momento em que a porta é completamente arrefecida e fechada, é necessária uma pressão relativamente elevada para manter o tempo. Esta pressão é designada por pressão de retenção.

Função: Adicione mais material perto da localização da porta e evite que o plástico não endurecido na cavidade do molde flua de volta sob a pressão restante antes que a porta arrefeça e feche.

Isto evitará o encolhimento da peça, eliminará as marcas de afundamento, reduzirá as armadilhas de ar e evitará que as peças se colem ao molde ou se dobrem ou partam devido a uma pressão de injeção excessiva.

Princípio: A pressão e a velocidade de retenção são normalmente definidas para 50~60% da pressão e velocidade máximas quando o plástico preenche a cavidade do molde. A duração do tempo de retenção está relacionada com a temperatura do material.

O portão de alta temperatura tem um tempo de fecho mais longo e um tempo de retenção mais longo. A pressão de retenção está relacionada com a área projectada e a espessura da parede do produto. Os produtos espessos e de grandes dimensões requerem um tempo mais longo. A pressão de retenção está relacionada com o tamanho, a forma e a dimensão do portão.

Pressão da resina (contrapressão)

Definição: A pressão que é criada na cavidade de fusão durante o processo de plastificação do plástico.

Função: Para aumentar a gravidade específica da massa fundida, assegurar uma plastificação uniforme da massa fundida, reduzir o teor de gás na massa fundida e melhorar a qualidade da plastificação.

Princípio: Ao ajustar a pressão da resina, deve ter em conta as propriedades do material plástico. Deve também ter em conta o aspeto e as dimensões do produto.

Pressão de aperto

Definição: O sistema de fixação é o que fecha o molde para evitar que este se abra quando o plástico está a ser injetado e embalado.

Função: Para evitar que o molde se abra quando o plástico está a ser injetado e embalado, para que a peça tenha bom aspeto e para que a peça tenha o tamanho certo.

Princípio: O tamanho da tonelagem da pinça depende do tamanho da peça e do tamanho da máquina.

Em geral, quanto menor for a tonelagem da pinça, melhor. A tonelagem da pinça não deve ser superior à pressão nominal da máquina, mas deve ser suficientemente elevada para que a peça não fique com folga.

Proteção contra o bolor Pressão

Definição: Quando fabricamos moldes, normalmente utilizamos alta pressão e alta velocidade para baixa pressão e baixa velocidade antes de utilizarmos alta pressão para fixar o molde. A baixa pressão antes da fixação a alta pressão é designada por pressão de proteção do molde.

Função: Para evitar que o molde seja esmagado por objectos estranhos no molde quando se utiliza alta pressão e alta velocidade.

Princípio: Antes de definir e depurar, devemos primeiro ajustar a espessura do molde, e o valor de configuração inicial deve ser o mais baixo possível e não deve exceder 20% da força de fixação. Quando o molde não pode ser corrigido, o valor de ajuste deve ser aumentado lentamente.

Posição

Posição de abertura do molde

Definição: A posição do molde macho em relação à superfície do molde fêmea após a separação dos moldes macho e fêmea.

Função: Certifique-se de que consegue retirar facilmente o objeto do molde.

Princípio: Vá o mais rápido que puder durante o maior tempo possível. A posição máxima de abertura do molde deve basear-se no princípio da facilidade de remoção (incluindo o robot) e de não danificar a superfície do molde fêmea ao retirar. A posição máxima de abertura do molde deve ser baseada no ciclo de moldagem mais curto.

Curso de ejeção e retração

Definição: A posição extrema do ejetor a ser ejectado e retraído.

Função: O curso do ejetor é utilizado para limitar o movimento para a frente e para trás do ejetor para assegurar uma desmoldagem suave do produto e uma reposição precisa do ejetor. Para alguns moldes de reposição por mola, o curso do ejetor também serve como uma proteção de limite de ejeção.

Princípio: A distância de ejeção deve seguir o princípio de pequena para grande, e a desmoldagem deve ser suave. Para moldes com mola sem pinos de limite de ejeção, deve garantir-se que a mola não é esmagada durante a ejeção.

O pino ejetor não deve estar mais alto do que a superfície do molde macho quando está retraído. O pino ejetor do molde com uma corrediça deve ser retraído para evitar interferência mútua.

Curso de medição

Definição: Após o início da plastificação, o parafuso começa a recuar a partir da posição final de injeção sob a força do plástico fundido até atingir o interrutor de limite para recuar durante o processo de rotação. Este processo é designado por curso de dosagem.

Função:Certifique-se de que tem plástico suficiente para preencher a cavidade do molde, de modo a obter o aspeto e o tamanho que pretende para o seu produto.

Princípio : O curso de dosagem deve ser definido de acordo com o tamanho do produto e o tamanho da máquina. O curso de dosagem não deve ser demasiado grande para evitar que a injeção de plástico em excesso permaneça no tubo de material durante demasiado tempo e provoque carbonização.

O curso de dosagem não pode ser demasiado pequeno para garantir que o enchimento é suficiente e para evitar danos mecânicos no parafuso e no bocal. Deve existir uma folga de 3 a 5 mm.

Curso de injeção

Definição: O parafuso move-se para a frente e para trás durante o processo de injeção.

Função: O parafuso move-se rápida ou lentamente para controlar a forma como o plástico flui.

Princípio : A posição de dosagem é determinada pela quantidade de enchimento do produto acabado. Normalmente, 3~5mm de impulso são adicionados a este valor para determinar a configuração final. O ponto de comutação para a segunda velocidade é normalmente comutado para a câmara quente e para a posição da cabeça.

O ponto de comutação para a terceira velocidade é definido com 90% do grau de enchimento do produto moldado. O ponto de comutação de retenção de pressão é geralmente definido na posição 90% do grau de enchimento do produto acabado.

Montante da retração

Definição: Depois de o parafuso ser pré-plastificado (doseado) no local, recua uma distância em linha reta. Esta ação de recuo é designada por afrouxamento posterior, e a distância de afrouxamento é designada por quantidade de afrouxamento ou quantidade anti-atraso.

princípio: Pode ser definido de acordo com a viscosidade, densidade relativa e situação atual da matéria-prima plástica. Uma maior quantidade de libertação fará com que a massa fundida se misture com bolhas, afectando a qualidade do produto.

Função: A válvula de contrapressão aumenta o volume da massa fundida na câmara de dosagem, baixa a pressão no interior e evita que a massa fundida saia da câmara de dosagem.

A definição da quantidade de libertação deve ser adaptada à velocidade do parafuso e à contrapressão. Para matérias-primas com viscosidade mais elevada (como o PC), a quantidade de libertação pode ser ajustada.

Posição residual

Definição: Quando a injeção do parafuso estiver concluída, não se pretende empurrar para fora todo o material fundido na cabeça do parafuso. É necessário deixar algum para trás. Acaba por sobrar um pouco, que é o tampão.

Função: Evitar os acidentes provocados pelo embate da cabeça do parafuso no bico. Controlar a quantidade de plástico injectada de cada vez.

princípio: Não faça o amortecedor demasiado grande ou demasiado pequeno. Se for demasiado grande, terá demasiados restos de material, o que causará perda de pressão e degradará a matéria-prima. Se for demasiado pequeno, não obterá o efeito de amortecimento que procura. A regra geral é fazer o amortecedor de 3 a 5 mm.

Tempo

Ciclo

Definição: O tempo decorrido entre o fim da abertura do molde e o fim da abertura do molde após a injeção seguinte é arrefecido.

Função: Certificar-se de que o produto está formado e completamente arrefecido e fixado.

princípio: Tornar o ciclo o mais curto possível. O encurtamento do ciclo deve ser efectuado com a premissa de garantir a qualidade do produto.

Tempo de arrefecimento

Definição: O tempo que o produto demora a arrefecer e a endurecer sem ficar estragado depois de ser retirado do molde.

 Função: Deixar o produto endurecer. Evitar que o produto se estrague.

princípio: O tempo de arrefecimento é uma parte importante do tempo de ciclo e deve ser o mais curto possível, garantindo ao mesmo tempo a qualidade do produto. (2) O tempo de arrefecimento depende da temperatura da fusão, da temperatura do molde, da forma e da espessura do produto.

Tempo de retenção da prensa

Definição: A pressão que continua a ser aplicada após a injeção para evitar o refluxo do plástico após a injeção e a compensação do encolhimento por arrefecimento.

Função: Evitar o refluxo da massa fundida após a injeção. Compensação do encolhimento por arrefecimento.

princípio: O tempo de retenção da prensa depende da espessura do produto. O tempo de espera varia consoante a temperatura da massa fundida.

Quanto mais elevada for a temperatura, maior será o tempo necessário, enquanto que quanto mais baixa for a temperatura, menor será o tempo de espera. A fim de melhorar a eficiência da produção, o tempo de espera deve ser o mais curto possível, assegurando simultaneamente a qualidade do produto.

Tempo de injeção

Definição: O tempo necessário para que a massa fundida preencha toda a cavidade.

Função: O tempo de injeção é determinado por factores como a pressão de injeção, a velocidade de injeção e o tamanho do produto.

princípio: Tornar o tempo de injeção tão curto quanto possível, assegurando simultaneamente a moldagem do produto. O tempo de injeção é afetado por factores como a temperatura do material e a temperatura do molde.

Tempo de fusão

Definição: O tempo necessário para que o parafuso chegue ao fim do cilindro após a paragem da injeção.

Função: Certifique-se de que existe plástico derretido suficiente.

princípio: A velocidade do parafuso e a contrapressão estão inter-relacionadas. Não deixe que o plástico fundido permaneça no parafuso durante demasiado tempo, caso contrário decompor-se-á e carbonizará a alta temperatura durante muito tempo.

Tempo de secagem

Definição: O tempo necessário para secar previamente as matérias-primas utilizando equipamento de secagem.

Função: Tornar a superfície brilhante, torná-la flexível e forte, não a deixar rachar ou fazer bolhas no interior. Torná-lo fácil de moldar e rápido de moldar. As matérias-primas não devem estar molhadas nem húmidas.

princípio: O tempo de secagem varia consoante as matérias-primas. Definir corretamente o tempo de secagem. Um tempo demasiado longo reduz a eficiência da secagem e pode mesmo provocar a aglomeração das matérias-primas. Demasiado curto resultará num efeito de secagem fraco.

Como ajustar os parâmetros do processo de moldagem por injeção

Temperatura

Temperature measurement and control are super important in injection molding. It’s pretty easy to make these measurements, but most injection molding machines don’t have enough temperature sampling points or lines.

A maioria das máquinas de moldagem por injeção utiliza termopares para detetar a temperatura. Um termopar é constituído por dois fios diferentes ligados numa extremidade. Se uma extremidade estiver mais quente do que a outra, é gerado um pequeno sinal. Quanto mais quente estiver, mais forte é o sinal.

Temperatura de fusão

Os termopares são também amplamente utilizados como sensores em sistemas de controlo de temperatura. No instrumento de controlo, define-se a temperatura pretendida e o visor do sensor compara a temperatura que está a detetar com a temperatura definida.

No sistema mais simples, quando a temperatura atinge o ponto de regulação, a energia desliga-se e volta a ligar-se quando a temperatura desce. Este sistema é designado por controlo on-off porque está ligado ou desligado.

Controlo da temperatura

A temperatura de fusão é importante e a temperatura do cilindro de injeção utilizada é apenas um guia. A temperatura de fusão pode ser medida no bocal ou utilizando o método do jato de ar.

A regulação da temperatura do cilindro de injeção depende da temperatura da massa fundida, da velocidade da rosca, da contrapressão, do tamanho da injeção e do ciclo de injeção.

Se não souber com que tipo de plástico está a trabalhar, comece com a definição mais baixa. O cilindro de injeção está dividido em zonas, mas nem todas estão reguladas para a mesma temperatura.

Se estiver a executar um trabalho longo ou a funcionar a temperaturas elevadas, regule a temperatura da primeira zona para um valor mais baixo.

Isto evitará que o plástico derreta e entre em curto-circuito demasiado cedo. Antes de começar a moldar, certifique-se de que o óleo hidráulico, a tremonha mais próxima, o molde e o cilindro de injeção estão à temperatura correta.

Pressão de injeção

Esta é a pressão que faz com que o plástico se mova. Pode medi-la com um sensor no bocal ou na linha hidráulica.

Não existe um número definido. Quanto mais difícil for encher o molde, maior será a pressão de injeção. A pressão da linha de injeção e a pressão de injeção estão diretamente relacionadas.

Pressão do primeiro estágio e pressão do segundo estágio

Durante a fase de enchimento do ciclo de injeção, pode necessitar de uma pressão de injeção elevada para manter a velocidade de injeção na velocidade pretendida. Quando o molde estiver cheio, deixa de ser necessária uma pressão elevada.

No entanto, se estiver a injetar alguns termoplásticos semi-cristalinos (como o PA e o POM), a estrutura degradar-se-á se alterar subitamente a pressão, pelo que, por vezes, não é necessário utilizar a pressão da segunda fase.

Pressão de aperto

Para contrabalançar a pressão de injeção, é necessário utilizar a pressão de aperto. Não se limite a selecionar automaticamente o valor máximo disponível, mas considere a área projectada e calcule um valor adequado.

A área projectada da peça moldada por injeção é a área máxima vista a partir da direção de aplicação da força de aperto.

Para a maioria dos moldagem por injeção situações, é cerca de 2 toneladas por polegada quadrada, ou 31 meganewtons por metro quadrado. Mas esse é apenas um valor baixo e deve ser usado como uma regra geral, porque, se a peça tiver alguma profundidade, é preciso considerar a parede lateral.

Pressão de retorno

Esta é a pressão que tem de ser gerada e excedida antes de o parafuso recuar. Embora uma contrapressão elevada seja boa para a distribuição uniforme dos corantes e para a fusão dos plásticos, também torna o retorno do parafuso intermédio mais lento, reduz o comprimento das fibras contidas no plástico de enchimento e aumenta a tensão da máquina de moldagem por injeção.

Assim, quanto mais baixa for a contrapressão, melhor.

Em qualquer caso, não pode exceder a pressão de moldagem por injeção da máquina de moldagem por injeção.

Pressão do bico

A pressão do bocal é a pressão no interior do bocal. É, grosso modo, a pressão que faz o plástico fluir. Não tem um valor fixo, mas aumenta à medida que o molde se torna mais difícil de encher. A pressão do bico, a pressão da linha e a pressão de injeção estão todas relacionadas.

A pressão do bocal é cerca de 10% inferior à pressão de injeção. Numa máquina de moldagem por injeção de parafuso, a perda de pressão pode ser de cerca de 10%. Numa máquina de moldagem por injeção de pistão, a perda de pressão pode ser de 50%.

Velocidade de injeção

Trata-se da rapidez com que o molde se enche quando o parafuso é utilizado como um êmbolo. Quando se está a fotografar peças de paredes finas, é necessário fotografar rapidamente para encher o molde antes que o plástico congele e crie uma superfície mais lisa.

Utilizamos uma série de velocidades de disparo programadas durante o enchimento para evitar defeitos como pulverização ou ar preso. A injeção pode ser feita através de um sistema de controlo de circuito aberto ou fechado.

Independentemente da velocidade de injeção, deve registar a velocidade na folha de registo juntamente com o tempo. O tempo é o tempo necessário para que o molde atinja a pressão de injeção da primeira fase que definiu, o que faz parte do tempo de avanço do parafuso.

Resumo

A qualidade e a eficiência da moldagem por injeção dependem da definição óptima de parâmetros como a temperatura, a velocidade, a pressão, a posição e o tempo. O ajuste correto destes parâmetros pode garantir a qualidade e a eficiência da produção do produto e reduzir a taxa de refugo. Estes conhecimentos básicos são essenciais para a implementação bem sucedida da moldagem por injeção.

Na moldagem por injeção, garantir a qualidade e a eficiência do produto requer uma regulação precisa da temperatura, velocidade, pressão, posição e tempo.

Os moldes de injeção de plástico personalizados devem assegurar uma espessura de parede uniforme e uma linha de separação correta do molde, e utilizar o desmoldante. A otimização destes parâmetros (como a temperatura do material, a velocidade de injeção e o tempo de espera) ajuda a melhorar a qualidade do produto e a reduzir os ciclos de moldagem.

Além disso, em moldagem por injeção de plásticoO molde de injeção automático personalizado pode ser utilizado para produzir com precisão peças de plástico com a forma desejada. As metades do molde de injeção personalizado são utilizadas para otimizar a utilização do material de moldagem, melhorando assim a qualidade e a eficiência do produto.