Guia de processamento de moldagem por injeção de PMMA

O PMMA moldagem por injeção, abreviação de polimetilmetacrilato e comumente conhecido como Plexiglas, apresenta excelente transmissão de luz: transmite mais de 92% da luz solar e até 73,5% da radiação ultravioleta.

Elevada resistência mecânica, certa resistência ao calor e ao frio, resistência à corrosão, boas propriedades isolantes, estabilidade dimensional, fácil de moldar, textura frágil, fácil de dissolver em solventes orgânicos, a dureza da superfície não é suficiente, fácil de esfregar o cabelo, pode ser utilizada para peças estruturais transparentes que requerem uma certa resistência, tais como copos de óleo, luzes, peças de instrumentos, lentes ópticas, presentes decorativos e assim por diante.

Tipos de materiais PMMA

O plexiglas pode ser dividido em quatro tipos, consoante o seu aspeto.

O plexiglas incolor e transparente é o material de plexiglas mais comum e mais utilizado.

1. Plexiglas transparente colorido: vulgarmente conhecido como placa de cor. A transmissão da luz é suave, e as caixas de luz e o artesanato feitos com este material fazem com que as pessoas se sintam confortáveis e generosas.

2. O plexiglass colorido divide-se em três tipos: colorido transparente, colorido translúcido e colorido opaco. O plexiglass magnético não é tão brilhante como o plexiglass nacarado, é frágil e parte-se facilmente, sendo adequado para fabricar mostradores, caixas, equipamento médico e materiais para modelar pessoas e animais.

Plexiglass transparente: alta transparência, adequado à moldagem por injeção de PMMA para luminárias. Lustres feitos desse material são refinados e cristalinos.

O plexiglas translúcido é semelhante ao vidro fosco, com um reflexo suave, e o artesanato feito com ele faz com que as pessoas se sintam confortáveis e generosas.

3. Plexiglas perolado: é fabricado pela adição de pó perolado ou de pó fluorescente ao plexiglas geral.

Este tipo de cor de plexiglass e brilho, o acabamento da superfície é alto, a forma externa de quente pressionado pelo molde de injeção, mesmo após moagem e polimento, ainda manter o padrão de injeção moldada, a formação de um efeito artístico único.

Pode ser utilizado para criar personagens, modelos de animais, marcas registadas, decorações e materiais promocionais e de exposição.

4. Plexiglass em relevo: dividido em transparente, translúcido, incolor, quebradiço, fácil de partir, utilizado em portas e janelas interiores e outros elementos decorativos, com as caraterísticas de forma transparente mas não transparente, normalmente utilizado em divisórias interiores ou portas e janelas que separam o interior.

Principais caraterísticas do material PMMA

O polimetacrilato de metilo, vulgarmente conhecido como Plexiglas e abreviado como PMMA, tem as vantagens de uma elevada transparência, baixo preço e fácil maquinação, sendo frequentemente utilizado como alternativa ao vidro.

O plexiglás é um importante termoplástico desenvolvido anteriormente, com transparência, estabilidade e resistência às intempéries, fácil de tingir, fácil de processar, aspeto bonito, e tem uma vasta gama de aplicações na indústria da construção.

Elevada transparência

O plexiglass é o melhor material transparente de polímero, com uma taxa de transmissão de luz de 92%, que é superior à do vidro.

A lâmpada da lâmpada solar chamada pequeno sol artificial é feita de quartzo, porque o quartzo pode transmitir completamente a luz ultravioleta. O vidro comum só pode transmitir 0,6% de luz ultravioleta, mas o plexiglass pode transmitir 73%.

Elevada resistência mecânica

A massa molecular relativa do plexiglass é de cerca de 2 milhões, que é um composto de polímero de cadeia longa, e a cadeia que forma a molécula é muito macia, portanto, a força do plexiglass é relativamente alta, e a resistência ao estiramento e ao impacto é 7-18 vezes maior do que o vidro comum.

Existe um tratamento de aquecimento e estiramento do Plexiglas, no qual os segmentos da cadeia molecular são dispostos de forma muito ordenada, de modo a que o material tenha um aumento significativo da resistência.

Com um prego neste plexiglass, mesmo que o prego penetre, o plexiglass não produz fissuras. Este tipo de plexiglass também não se parte em pedaços depois de ser perfurado por balas.

Por conseguinte, o tratamento de estiramento do Plexiglas pode ser utilizado como vidro à prova de bala, mas também como cobertura do cockpit em aviões militares.

Peso leve

A densidade do plexiglass é de 1,18g/cm3; o mesmo tamanho do material, o seu peso é apenas metade do vidro comum, metal alumínio (um metal leve) 43%.

Fácil de processar

Plexiglass não só pode ser cortado por torno, máquina de perfuração para perfuração, e pode ser ligado em várias formas de aparelhos com acetona, clorofórmio, etc, mas também pode ser processado em grande para aviões cockpit tampa, pequenas para próteses dentárias e suportes e outros produtos coloridos por sopro moldagem, injeção, extrusão e outros métodos de fabricação de moldagem plástica.

Propriedades físicas dos materiais PMMA

O polimetacrilato de metilo tem boas propriedades mecânicas globais e está na vanguarda dos plásticos de utilização geral. As resistências à tração, à flexão e à compressão são superiores às das poliolefinas, mas também superiores às do poliestireno e do cloreto de polivinilo, etc. A resistência ao impacto é mais fraca, mas também ligeiramente melhor do que a do poliestireno.

As propriedades mecânicas, como a tração, a flexão e a compressão, são mais elevadas para as chapas de polimetacrilato de metilo polimerizado (por exemplo, chapas de plexiglas para a aviação), que podem atingir o nível dos plásticos de engenharia, como a poliamida e o policarbonato.

Em geral, a resistência à tração do polimetacrilato de metilo pode atingir o nível de 50-77MPa, a resistência à flexão pode atingir 90-130MPa, o limite superior destes dados de desempenho atingiu ou mesmo excedeu alguns plásticos de engenharia.

O seu alongamento na rutura é de apenas 2%-3%, pelo que as suas propriedades mecânicas são basicamente de plástico duro e quebradiço, com sensibilidade ao entalhe, fácil de fissurar sob tensão, mas a fratura não é tão acentuada e irregular como a do poliestireno e do vidro inorgânico comum.

40 ℃ é uma temperatura de transição secundária, que é equivalente à temperatura na qual o grupo metil lateral começa a se mover, além de 40 ℃, a tenacidade e a ductilidade do material melhoram. A dureza da superfície do polimetilmetacrilato é baixa e facilmente arranhada.

A resistência do polimetacrilato de metilo está relacionada com o tempo de ação da tensão, e diminui com o aumento do tempo de ação. As propriedades mecânicas do polimetacrilato de metilo (plexiglas orientado) após a orientação à tração são significativamente melhoradas, e a sensibilidade ao entalhe também é melhorada.

A resistência ao calor do polimetacrilato de metilo não é elevada e, embora a sua temperatura de transição vítrea atinja 104°C, a temperatura máxima de utilização contínua varia entre 65°C e 95°C com diferentes condições de trabalho, a temperatura de deflexão térmica é de cerca de 96°C (1,18 MPa) e o ponto de amolecimento Vicat é de cerca de 113°C.

A resistência ao calor pode ser melhorada através da copolimerização do monómero com metacrilato de acrilato ou acrilato de glicol bis-éster.

A resistência ao frio do polimetacrilato de metilo também é fraca, com uma temperatura de fragilidade de cerca de 9,2°C.

A estabilidade térmica do polimetilmetacrilato é média, melhor do que o cloreto de polivinila e o poliformaldeído, mas menos do que a poliolefina e o poliestireno, a temperatura de decomposição térmica é ligeiramente superior a 270 ℃, sua temperatura de fluxo é de cerca de 160 ℃, portanto, ainda há uma ampla faixa de temperatura de processamento de fusão.

A condutividade térmica e a capacidade térmica específica do polimetacrilato de metilo são médias nos plásticos, 0,19W/CM.K e 1464J/Kg.K, respetivamente.

Propriedades químicas dos materiais PMMA

Resistência a reagentes químicos e a solventes

O PMMA é resistente aos ácidos inorgânicos diluídos, mas os ácidos inorgânicos concentrados podem provocar a sua erosão, é resistente aos álcalis, mas o hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio quentes podem provocar a sua lixiviação, é resistente aos sais e às gorduras, é resistente aos hidrocarbonetos alifáticos, é insolúvel em água, metanol, glicerol, etc., mas pode absorver o inchaço do álcool e provocar fissuras por tensão, não é resistente às cetonas, aos hidrocarbonetos clorados e aos hidrocarbonetos aromáticos.

O seu parâmetro de solubilidade é de cerca de 18,8 (J/CM3)1/2 e pode ser dissolvido em muitos hidrocarbonetos clorados e aromáticos, tais como dicloroetano, tricloroetileno, clorofórmio, tolueno, etc. O acetato de vinilo e a acetona também podem dissolvê-lo.

O polimetacrilato de metilo tem boa resistência a gases como o ozono e o dióxido de enxofre.

Resistência às intempéries

O polimetacrilato de metilo tem uma excelente resistência ao envelhecimento atmosférico. Os seus espécimes são submetidos a um teste de envelhecimento natural durante 4 anos, com alteração de peso, ligeira diminuição da resistência à tração e da transmissão de luz, ligeiro amarelecimento da cor, diminuição mais óbvia da resistência à risca de prata e ligeiro aumento da resistência ao impacto, e quase nenhuma alteração noutras propriedades físicas.

Inflamabilidade

O polimetacrilato de metilo é muito fácil de queimar e o índice final de oxigénio é de apenas 17,3.

Processo de moldagem por injeção de PMMA

Tratamento do plástico

O PMMA apresenta certa absorção de água, que chega a 0,3-0,4%; para moldagem por injeção, o teor deve ficar abaixo de 0,1%, normalmente 0,04%.

A presença de água faz com que a massa fundida apresente bolhas, linhas de ar, redução da transparência, etc.. Por isso deve ser seco.

A temperatura de secagem é de 80-90°C e o tempo é de 3 horas ou mais.

O material reciclado pode ser utilizado 100% em alguns casos, a quantidade real depende dos requisitos de qualidade, normalmente pode ser superior a 30%, o material reciclado deve evitar a poluição, caso contrário, afectará a transparência e a natureza do produto acabado.

Seleção da máquina de moldagem por injeção

O PMMA não tem requisitos especiais para a máquina. Devido à alta viscosidade, necessita de ranhuras de fuso mais profundas e orifício de bico maior.

Se a resistência do produto for elevada, deve ser utilizado um fuso com uma relação de aspeto maior para plastificação a baixa temperatura. Além disso, a moldagem por injeção de PMMA deve utilizar uma tremonha seca para armazenar o material.

Conceção do molde e do portão

A temperatura do molde pode ser 60 ℃ -80 ℃, o diâmetro do canal de fluxo principal deve corresponder ao cone interno, o melhor ângulo é de 5 ° a 7 °.

Se quiser injetar produtos de 4 mm ou mais, o ângulo deve ser de 7°, o diâmetro do canal de fluxo principal deve ser de 8 a 10 mm, o comprimento total do portão não deve exceder 50 mm, para produtos com espessura de parede inferior a 4 mm, o diâmetro do canal de fluxo deve ser de 6-8 mm.

Para produtos com espessura de parede superior a 4 mm, o diâmetro da calha deve ser de 8-12 mm. Para portões em forma de borda, em forma de leque e em forma de pendente, a profundidade deve ser de 0,7-0,9t (t é a espessura da parede do produto), e o diâmetro dos portões em forma de agulha deve ser de 0,8-2mm; um tamanho menor deve ser usado para baixa viscosidade.

Os orifícios de ventilação comuns têm uma profundidade de 0,05 a 0,07 mm e uma largura de 6 mm. A inclinação da desmoldagem situa-se entre 30′-1° da parte da cavidade 35′-1°30°.

Temperatura de fusão

Pode ser medido pelo método de injeção de ar: de 210℃-270℃, dependendo da informação fornecida pelo fornecedor.

Temperatura de injeção

Disponível para injeção rápida, mas para evitar tensões internas elevadas, é aconselhável utilizar a injeção em várias fases, como lento-rápido-lento, etc. Para a injeção de peças espessas, é utilizada a velocidade lenta.

Tempo de retenção

Se a temperatura for 260 ℃, o tempo de retenção não deve exceder 10 minutos no máximo, se a temperatura for 270 ℃, o tempo de retenção não deve exceder 8 minutos.

Quais são as condições do processo de moldagem por injeção de PMMA?

Desempenho do processo de moldagem do PMMA

1. PMMA contém metil lateral polar, há uma absorção de umidade mais óbvia, a taxa de absorção de umidade é geralmente 0.3%- 0.4%, então a moldagem deve ser seca antes, condições de secagem para 80 ~ 85 ℃, 4 ~ 5h.

2. A viscosidade da massa fundida de PMMA é elevada, a taxa de arrefecimento é mais rápida, as peças de plástico são fáceis de produzir tensões internas, após a moldagem para serem pós-tratadas.

3. PMMA é um material amorfo, taxa de encolhimento de moldagem por injeção e a gama de mudanças são pequenas, geralmente 0,5%-0,8%, por isso a precisão do produto é alta.

4. Devido à fraca fluidez da massa fundida de PMMA, para facilitar o enchimento da massa fundida, devem ser utilizadas comportas de grandes dimensões.

5. A massa fundida de PMMA tem caraterísticas óbvias de fluido não newtoniano, a viscosidade da massa fundida aumenta com a taxa de cisalhamento e diminui significativamente, a viscosidade da massa fundida é sensível às mudanças de temperatura.

6. A fim de reduzir a viscosidade do PMMA fundido, a pressão de moldagem e a temperatura do material podem ser aumentadas para obter uma melhor fluidez.

7. PMMA tem uma ampla gama de temperatura de processamento de moldagem por injeção, a temperatura do início do fluxo de 160 °C, a temperatura de decomposição de 270 °C.

8. Para facilitar o fluxo do PMMA fundido, a área da secção transversal da porta do molde deve ser curta e espessa, não devendo ser utilizada uma porta de secção larga e fina.

As principais condições de moldagem por injeção do PMMA

Temperatura do barril

A estabilidade térmica da moldagem por injeção de PMMA é média, e a temperatura de decomposição térmica é ligeiramente superior a 270℃. Normalmente, em uma máquina de moldagem por injeção do tipo rosca, a temperatura do cilindro é controlada entre 180~230℃, enquanto na máquina do tipo êmbolo é cerca de 20℃ superior à do tipo rosca. A temperatura do bico é cerca de 20℃ inferior à temperatura do cilindro.

Temperatura do molde

Como a taxa de resfriamento do derretimento PMMA é rápida, as peças plásticas são fáceis de produzir estresse interno, portanto, o alto e baixo controle da temperatura do molde de injeção é rigoroso, e a temperatura geral do molde de injeção é controlada a 40 ~ 80 °C.

Pressão de injeção

Como a viscosidade do PMMA fundido é elevada e a fluidez é reduzida, a pressão de moldagem por injeção deve ser alta; a pressão de injeção é geralmente controlada entre 80-120MPa e a pressão de manutenção entre 40-60MPa.

Processo de moldagem por injeção de plástico PMMA e precauções

Secagem de plástico PMMA

O PMMA tem certa absorção de água, sua taxa de absorção de água chega a 0.3-0.4%, e a moldagem por injeção de PMMA deve ocorrer abaixo de 0.1% de umidade, normalmente 0.04%.

A presença de água faz com que a massa fundida apresente bolhas, linhas de ar, diminuição da transparência, etc. Por isso, deve ser seco. A temperatura de secagem é de 80-90°C e o tempo é de 3 horas ou mais.

O material reciclado pode ser utilizado 100% em alguns casos, a quantidade real depende dos requisitos de qualidade, geralmente pode ser superior a 30%, o material reciclado para evitar a poluição, caso contrário, afectará a transparência e a natureza do produto acabado.

Seleção de máquina de moldagem por injeção de plástico PMMA

O PMMA não apresenta requisitos especiais para a máquina de moldagem por injeção. Devido à sua alta viscosidade no estado fundido, são necessários canais de rosca mais profundos e orifícios de maior diâmetro no bico de injeção.

Se os requisitos de resistência do produto forem elevados, é necessário usar uma rosca com maior relação comprimento/diâmetro para realizar a plastificação em baixa temperatura. Além disso, a moldagem por injeção de plástico PMMA deve usar um funil secador para armazenar o material.

Conceção do molde e do portão

A temperatura dos moldes de injeção pode ser de 60°C-80°C, o diâmetro do canal de fluxo principal deve corresponder ao cone interno, o melhor ângulo é de 5° a 7°, se você quiser injetar 4mm ou mais produtos, o ângulo deve ser de 7°.

O diâmetro do canal principal deve ser de 8 a 10mm, e o comprimento total do ponto de injeção não deve exceder 50mm. Para produtos de molde plástico com espessura de parede inferior a 4mm, o diâmetro do canal deve ser de 6-8mm.

O diâmetro da corrediça deve ser de 8-12 mm. A profundidade da borda, do leque e da porta pendente deve ser de 0,7 a 0,9t (t é a espessura da parede do produto), e o diâmetro da porta em forma de agulha deve ser de 0,8 a 2mm; um tamanho menor deve ser escolhido para baixa viscosidade.

Os orifícios de ventilação comuns têm uma profundidade de 0,05 e uma largura de 6 mm, com uma inclinação de libertação de 30′-1° da parte da cavidade entre 35′-1°30°.

Temperatura de fusão do plástico PMMA

Pode ser medido pelo método de injeção ao ar: de 210 °C a 270 °C, dependendo das informações fornecidas pelo fornecedor. Recue a unidade de injeção para que o bico da máquina de moldagem por injeção se afaste da bucha do canal principal e, em seguida, plastifique e injete manualmente, o que constitui a injeção ao ar.

Velocidade de injeção de plástico PMMA e tempo de espera

Adequado para produção rápida por moldagem por injeção, mas, para evitar um elevado nível de tensão interna, é aconselhável utilizar injeção em várias fases, como lenta-rápida-lenta, entre outras, e uma velocidade baixa ao injetar peças espessas.

Nota: Se a temperatura for 260 ℃, o tempo de retenção não deve exceder 10 minutos no máximo, se a temperatura for 270 ℃, o tempo de retenção não deve exceder 8 minutos.

As vantagens e desvantagens do material PMMA

O acrílico, também conhecido como PMMA ou Plexiglas, é o melhor material novo para o fabrico de louça sanitária depois da cerâmica, em comparação com os materiais cerâmicos tradicionais, o acrílico, para além do elevado brilho sem paralelo, tem as seguintes vantagens

As vantagens do material PMMA

1. Estética do plexiglás: efeito de espelho, fabrico artesanal requintado, sem rugas, sem costuras;

2. O efeito visual do plexiglas: várias cores, forte impacto visual.

3. Transmissão de luz do plexiglas: a taxa de transmissão de luz pode atingir 96%, excelente taxa de transmissão de luz, luz suave.

4. Resistência ao impacto do plexiglass: mais de 200 vezes superior à dos produtos de vidro comuns, quase sem risco de quebra;

5. A durabilidade do plexiglass: o produto tem uma proteção muito boa para a fonte de luz incorporada, prolongando a vida útil dos produtos da fonte de luz;

6. Resistência às intempéries do plexiglass: Pode manter a cor durante muito tempo, e a boa qualidade da placa pode ser utilizada durante 6-13 anos;

7. O plexiglas é resistente às chamas: não entra em combustão espontânea e é auto-extinguível;

8. Poupança de energia do plexiglass: muito boa transmissão de luz, reduz relativamente a fonte de luz, poupa eletricidade, reduz o custo de utilização;

9. Razoabilidade do plexiglas: design razoável e à prova de chuva e humidade, estrutura aberta, fácil de limpar e manter, etc.

As desvantagens do material PMMA

Devido à dificuldade de produção do acrílico e ao seu elevado custo, existem muitos substitutos de baixa qualidade e baixo custo no mercado.

Estes substitutos também são conhecidos como “acrílico”, na verdade, é a placa orgânica comum ou placa composta também conhecida como placa sanduíche.

A placa orgânica comum com material de vidro orgânico comum rachado mais a fundição de pigmento e torna-se, a dureza da superfície é baixa, fácil de desvanecer, com efeito de polimento de lixagem fina é pobre.

Os painéis compostos têm apenas uma camada muito fina de superfície acrílica, o meio é plástico ABS, a utilização da expansão e contração térmicas é fácil de delaminar.

O acrílico verdadeiro ou falso pode ser identificado a partir da secção transversal da placa pela diferença subtil de cor e pelo efeito de polimento.

Áreas de aplicação do material PMMA

O plexiglass é amplamente utilizado, não só no comércio, na indústria ligeira, na construção, na indústria química e assim por diante. E a produção de plexiglass, na decoração de publicidade, o modelo de areia é muito utilizado, tais como: sinais, outdoors, painéis de caixa de luz e painéis de letras chinesas e inglesas.

A seleção do material depende da conceção do modelo, do tipo de modelo, do tipo de plexiglas, da cor e da variedade que deve ser testada repetidamente para obter o melhor efeito. Com um bom design de modelagem, mas também depende de um processamento e produção cuidadosos, a fim de se tornar uma bela embarcação.

1. Aplicações arquitectónicas: janelas, portas e janelas insonorizadas, coberturas de luzes, cabinas telefónicas, etc.

2. Aplicação publicitária: caixa de luz, letreiro, sinalética, expositor, etc.

3. Aplicações no sector dos transportes: comboios, automóveis e outras portas e janelas de veículos, etc.

4. Aplicações médicas: incubadoras de bebés, vários instrumentos médicos cirúrgicos Produtos civis: casas de banho, artesanato, cosméticos, suportes, aquários, etc.

5. Aplicações industriais: placas e coberturas de superfícies de instrumentos, etc.

6. Aplicações de iluminação: lâmpadas fluorescentes, candelabros, candeeiros de iluminação pública, etc.

7. Aplicações domésticas: pratos de fruta, caixas de lenços de papel, pinturas artísticas em acrílico e outros produtos de uso diário doméstico.

Resumo

Este artigo apresenta os tipos de plástico de engenharia PMMA, suas propriedades e o processo personalizado de moldagem por injeção, bem como a seleção de equipamentos, a modelagem do produto, as considerações de projeto do molde na produção real e as soluções para defeitos comuns.

Na atual produção de produtos de moldagem por injeção e seleção de materiais PMMA, recomenda-se escolher um fabricante experiente de moldes de injeção e fornecedor de produtos de moldagem por injeção para recomendar um material PMMA adequado em termos de uso do produto e requisitos funcionais, aparência, etc. para garantir a implementação suave do projeto.

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