Guia de Processamento de Moldagem por Injeção de PA

Tipos de materiais PA

PA- A poliamida, também conhecida como nylon, é um termo genérico para um grande grupo de polímeros do tipo amida. Os mais comuns são PA6, PA66 e PA1010.

Recentemente, com o desenvolvimento da indústria das TI, a utilização de um novo tipo de poliamida - PA46, que é utilizada para substituir o LCP (polímero de cristais líquidos) na produção de plug-ins para computadores, aumentou drasticamente.

Dado que a PA tem boas propriedades mecânicas, boa tenacidade, resistência ao impacto, resistência ao desgaste, autolubrificação, retardador de chama, isolamento, etc., é amplamente utilizada em muitos domínios, como o automóvel, a maquinaria, a eletrónica, a instrumentação, a indústria química, como engrenagens, polias, rolamentos, impulsores, buchas, recipientes, escovas, fechos de correr, etc.

PA6, PA66, PA46 são poliamidas alifáticas, que são polímeros lineares com grupos amida altamente polares na sua estrutura molecular, pelo que têm um elevado grau de cristalinidade.

O desempenho dos produtos de PA moldados por injeção depende da sua forma cristalina e do grau de cristalinidade.

As condições de processamento têm influência na forma cristalina e na cristalinidade, a cristalização dos produtos PA pode variar até 40% dependendo das condições de processamento, os produtos arrefecem lentamente, têm alta cristalinidade e formam formas cristalinas de maior tamanho. A absorção de água também tem um efeito na sua cristalinidade.

Além disso, o PA no processo de processamento devido ao fluxo, o cisalhamento produzirá um certo grau de orientação, resultando na anisotropia do desempenho do produto, a força ao longo da direção da orientação é melhor do que a direção da não orientação, a orientação também é propícia ao processo de cristalização, no projeto do molde para considerar este fator.

Propriedades da PA e PA modificada

Propriedades do PA: O PA é um tipo de polímero que contém um grupo amida no seu interior, que pode ser produzido pela polimerização de ácido interno e amoníaco dicíclico, ou formado pela condensação de amoníaco binário e ácido binário. Anteriormente, era frequentemente utilizado como material fibroso, tendo-se expandido gradualmente para aplicações industriais.

O plástico PA tem elevada resistência mecânica, elevada rigidez, elevada tenacidade, excelente resistência ao desgaste, boas propriedades eléctricas, as principais variedades incluem PA6, PA66, amplamente utilizado em máquinas, automóveis, electrodomésticos, aviação, metalurgia e outros domínios.

A estrutura da PA contém grupos amida, absorção de humidade, instabilidade de tamanho, pelo que a modificação dos materiais da PA é inevitável, os métodos de modificação da PA atualmente utilizados são a adição de fibra de vidro e a adição de dois métodos de aditivos.

A adição de 30% de fibra de vidro ao plástico PA pode melhorar efetivamente as propriedades mecânicas, a resistência térmica e a resistência ao envelhecimento dos produtos de PA moldados por injeção; em especial, a resistência à fadiga pode aumentar para 2.5 vezes a do material sem fibra de vidro.

Com a adição de fibra de vidro em PA, as condições do processo de produção também precisam de ser alteradas, tais como aumentar a pressão de injeção e a velocidade de injeção, para aumentar a temperatura do barril e do molde, e a temperatura do barril deve ser aumentada em 10-40 graus Celsius, tanto quanto possível.

Nylon 6 Tm é 220-230 ℃, Nylon 66 é 260-270 ℃, o próprio Nylon tem base de absorção de água, por isso tem absorção de água, deve ser seco antes de formar, a temperatura é muito alta para secar, então o grão de nylon é descolorido.

Desempenho de processamento da moldagem por injeção de PA

Existem muitas variedades de PA, tais como PA6, PA66, PA610, PA1010, etc. Têm algumas diferenças de desempenho, mas o desempenho básico é o mesmo, as suas principais propriedades de processamento de moldagem são as seguintes.

1. O PA apresenta forte higroscopicidade e deve ser pré-aquecido e seco antes da moldagem por injeção; deve evitar-se a reabsorção de humidade após o pré-aquecimento e a secagem, e o teor de humidade após a secagem não deve exceder 0.3%.

2. PA é um plástico cristalino, alto ponto de fusão, baixa estabilidade térmica ao derreter, se a temperatura do material exceder 300 ℃, o tempo de retenção a esta temperatura excede 90min, é fácil produzir decomposição. É fácil absorver a umidade, precisa ser seco, o teor de água não deve exceder 0,3%. 3.

3. PA é baixa, excelente fluidez, fácil de encher o molde, mas também fácil de transbordar o material e o fenómeno de “salivação”, com a injeção da máquina de injeção de parafuso deve ser um bocal de auto-bloqueio, e deve ser aquecido, a cabeça do parafuso deve ser com um anel não reverso.

4. A forma e o tamanho do sistema de alimentação do molde de injeção de PA são semelhantes aos do processamento de PS, mas aumentar a secção transversal do canal e da entrada pode melhorar os fenómenos de contração e rechupe.

5. A gama de retração de moldagem da PA é grande e a taxa de retração também é grande e a direccionalidade é óbvia, pelo que é fácil ocorrer retração, mossa e deformação, pelo que são necessárias condições de moldagem estáveis.

6. A espessura da parede de plástico PA deve ser tão uniforme quanto possível, o grau de material de libertação deve ser ligeiramente maior, especialmente para peças de plástico de paredes espessas e profundas de tipo elevado deve ter um valor elevado.

7. A orientação das ligações moleculares do PA é menos sensível à taxa de cisalhamento durante a moldagem, pelo que a pressão de moldagem tem menos influência no desempenho das peças de plástico.

8. Devido à elevada contração da PA, para obter peças plásticas de alta precisão, além do controlo rigoroso das condições do processo de moldagem por injeção, o ideal é basear o projeto do molde em testes.

9. O PA tem um ponto de fusão obviamente elevado e estreito, pelo que precisa de ser moldado a uma temperatura mais elevada.

10. O coeficiente de difusão de calor do PA é maior do que o do PS, fácil de dissipar o calor, a parede do jito é fácil de gerar uma camada de casca mais espessa, por esta razão, a secção transversal do canal principal deve ser ligeiramente maior do que a do PS.

11. Ao injetar PA fundido, para evitar que o PA fundido solidifique rapidamente na cavidade, deve ser utilizada uma velocidade de injeção mais elevada.

12. A gama de temperaturas de fusão do PA é estreita, pelo que o canal principal utilizado para moldar o PA deve ser espesso e curto, caso contrário é fácil provocar a solidificação.

13. O PA tem uma boa fluidez e é fácil de transbordar. É adequado para utilizar um bocal autoblocante e deve ser aquecido.

14. A temperatura do molde é selecionada de acordo com a espessura da parede da parte plástica na faixa de 20-90 graus, a pressão de injeção é selecionada de acordo com o tipo de máquina de moldagem por injeção, a temperatura do material, a forma e o tamanho da parte plástica, o sistema de vazamento de molde, e o ciclo de moldagem por injeção é selecionado de acordo com a espessura da parede da parte plástica.

Quando a viscosidade da resina é pequena, o tempo de injeção e arrefecimento deve ser longo, e o óleo branco deve ser utilizado como agente de libertação do molde.

Condições de moldagem por injeção PA

Temperatura do barril

A temperatura do barril tem uma grande influência na taxa de contração das peças de plástico, a temperatura elevada conduzirá a uma grande taxa de contração; pelo contrário, a taxa de contração será pequena.

A temperatura do tambor deve ser determinada de acordo com o ponto de fusão do plástico. A temperatura do barril da máquina de moldagem por injeção do parafuso é 10 ~ 30 °C mais alta do que o ponto de fusão do plástico, enquanto a temperatura do barril da máquina de moldagem por injeção do êmbolo é 30 ~ 50 °C mais alta do que o ponto de fusão. A temperatura do bico é geralmente 10 ~ 20 °C mais baixa do que a frente do barril.

Temperatura do molde

80 ℃ é recomendado. A temperatura do molde afetará a cristalinidade, e a cristalinidade afetará as propriedades físicas do produto. Para peças de plástico de paredes finas, se uma temperatura de molde inferior a 40C for usada, a cristalinidade da peça de plástico mudará com o tempo, e o recozimento é necessário para manter a estabilidade geométrica da peça de plástico.

A temperatura do molde deve ser determinada de acordo com a espessura da peça de plástico e os requisitos de desempenho, geralmente controlada a 40~100C.

Quando a temperatura do molde é elevada, a dureza da peça de plástico é grande e a resistência ao desgaste é boa; quando a temperatura do molde é baixa, o alongamento é grande e a transparência e a tenacidade são boas, mas quando a temperatura do molde é demasiado baixa, a taxa de arrefecimento da peça de plástico será desigual aos defeitos, em geral, o fator mais importante para decidir a temperatura do molde é a espessura da parede do produto.

Tratamento de secagem

Se o material for selado antes do processamento, não é necessário secar. No entanto, se o recipiente de armazenamento for aberto, recomenda-se a secagem em ar quente a 85C. Se a humidade for superior a 0,2%, também é necessária a secagem a vácuo a 105C durante 12 horas.

Temperatura de fusão

260~290C. 275~280C para produtos aditivos para vidro. A temperatura de fusão deve ser evitada acima de 300C.

Pressão de injeção

Normalmente a 750~1250bar, dependendo do material e da conceção do produto.

Velocidade de injeção

Alta velocidade (deve ser um pouco mais baixa para material reforçado).

Canal de escoamento e comporta

Uma vez que o tempo de solidificação do PA66 é muito curto, a localização da porta é muito importante. A abertura da porta não deve ser inferior a 0,5*t (em que t é a espessura da peça de plástico).

Se utilizar um canal quente, o tamanho do portão deve ser mais pequeno do que com um canal convencional, porque o canal quente pode ajudar a impedir que o material solidifique prematuramente.

Se forem utilizadas comportas submersas, o diâmetro mínimo da comporta deve ser de 0,75 mm, para evitar defeitos como bolhas de ar e queimaduras.

Velocidade do parafuso

A velocidade média é adequada. Uma velocidade demasiado rápida irá degradar o plástico devido ao corte excessivo, resultando na descoloração e degradação do desempenho do produto, uma velocidade demasiado lenta irá afetar a qualidade da fusão e também afetar a eficiência da produção devido ao longo tempo de fusão.

Pressão de retorno

Com o objetivo de garantir a qualidade dos produtos, quanto mais baixa for a contrapressão, melhor, pois uma contrapressão elevada fará com que a massa fundida cisalhe demasiado e se degrade por sobreaquecimento.

Vantagens e desvantagens dos materiais PA

Vantagens

1. Elevada resistência mecânica, boa tenacidade, com elevada resistência à tração e à compressão. A resistência à tração é próxima da resistência ao escoamento, mais do dobro da do ABS.

2. Excelente resistência à fadiga, as peças podem ainda manter a resistência mecânica original após flexão repetida. Corrimãos de escadas rolantes comuns, jantes de plástico de rodas de bicicletas novas e outras ocasiões em que o efeito da fadiga cíclica é muito óbvio são frequentemente utilizados PA.

3. Superfície lisa, pequeno coeficiente de atrito, resistente ao desgaste. É auto-lubrificante quando utilizado como componentes mecânicos móveis, tem baixo ruído e pode ser utilizado sem lubrificante quando o atrito não é demasiado elevado.

4. Resistência à corrosão, muito resistente a álcalis e à maioria dos líquidos salinos, mas também resistente a ácidos fracos, óleos, gasolina e outros solventes, os compostos aromáticos são inertes, podem ser utilizados como materiais de embalagem para lubrificantes, combustíveis, etc.

Desvantagens

1. Fácil de absorver água. A absorção de água afetará o tamanho e a precisão das peças em certa medida, especialmente o espessamento de peças de paredes finas têm um impacto maior; a absorção de água também reduzirá grandemente a resistência mecânica do plástico. Na seleção de materiais, deve levar em conta a utilização do ambiente e de outros componentes com o impacto da precisão.

2. Pouca resistência à luz. No ambiente de alta temperatura a longo prazo será a oxidação com o oxigênio no ar, a cor ficará marrom no início, seguido pela superfície quebrada e rachada.

3. Os requisitos da tecnologia de moldagem por injeção são mais rigorosos: a presença de vestígios de umidade causará grandes danos à qualidade da moldagem; devido à expansão térmica da estabilidade dimensional do produto é difícil de controlar;

A existência de cantos afiados no produto conduzirá à concentração de tensões e reduzirá a resistência mecânica; a espessura da parede, se for irregular, conduzirá à distorção e à deformação das peças; as peças após o processamento do equipamento requerem uma elevada precisão.

4. Absorve água, álcool e incha, não é resistente a ácidos e oxidantes fortes, não pode ser utilizado como material resistente a ácidos.

Campos de aplicação do material PA

Aplicação: amplamente utilizado em máquinas, instrumentação, peças de automóveis, elétrica e eletrônica, ferrovia, eletrodomésticos, comunicação, máquinas de fiação, esportes e artigos de lazer, tubos de óleo, tanques de óleo e alguns produtos de engenharia de precisão.

Aparelhos electrónicos: conectores, carretéis, temporizadores, disjuntores de cobertura, suportes de shell do interruptor

Automóvel: ventilador de refrigeração, maçaneta da porta, tampa do tanque de combustível, grade de admissão de ar, tampa do tanque de água, suporte da lâmpada

Peças industriais: cadeira, quadro de bicicleta, base de skate, ônibus têxtil, pedal, slide

Resumo

Este blog apresenta os tipos, propriedades e processo de moldagem por injeção de plásticos de engenharia PA, a seleção de equipamentos, modelagem de produtos e considerações de design de moldes na produção real, bem como a solução de defeitos comuns.

Na seleção real de material PA e fabricação de produtos de moldagem por injeção, recomenda-se escolher uma fábrica de molde de injeção experiente e fornecedor de produtos de moldagem por injeção para recomendar um material PA adequado em termos de uso do produto e requisitos funcionais, aparência e outros aspectos para garantir a implementação suave do projeto.

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