Métodos de polimento comuns e princípio de funcionamento
1.1 Polimento mecânico
O polimento mecânico é feito por corte ou deformação plástica da superfície do material para remover a projeção da superfície da peça de trabalho para obter um método de polimento de superfície lisa, geralmente usando pedra de óleo, roda de lã, lixa, etc., principalmente à mão, os requisitos de qualidade de superfície de alta podem ser usados para o método de polimento de ultra-precisão.
O polimento de ultra-precisão consiste na utilização de abrasivos especiais, no fluido de polimento que contém abrasivos, pressionados na superfície da peça a ser processada, para movimentos rotativos de alta velocidade.
O uso dessa tecnologia pode alcançar uma rugosidade superficial de Ra0.008 μm, a melhor entre os diversos métodos de polimento. Moldes para lentes ópticas costumam empregar esse método. O polimento mecânico é o principal método de polimento do molde de injeção.
1.2 Polimento químico
O polimento químico é o material no meio químico para que a parte microscópica convexa da superfície seja preferencialmente dissolvida do que a parte côncava, para obter uma superfície lisa.
Este método pode polir peças de trabalho com formas complexas e pode polir muitas peças de trabalho ao mesmo tempo com elevada eficiência. A rugosidade da superfície obtida por polimento químico é geralmente Ra10 μm.
1.3 Polimento eletrolítico
O princípio básico do polimento eletrolítico é o mesmo que o polimento químico, ou seja, dissolvendo seletivamente as pequenas saliências na superfície do material para tornar a superfície lisa. Comparado com o polimento químico, pode eliminar o efeito da reação catódica, o efeito é melhor.
1.4 Polimento por ultra-sons
O polimento por ultra-sons é um método de processamento de polimento de materiais frágeis e duros através de suspensão abrasiva, utilizando a vibração ultra-sónica da secção da ferramenta.
A peça de trabalho é colocada na suspensão abrasiva e colocada no campo ultrassónico em conjunto, e o abrasivo é lixado e polido na superfície da peça de trabalho, baseando-se no efeito de oscilação das ondas ultra-sónicas.
A força macro do processamento ultrassónico é pequena e não causa deformação da peça de trabalho, mas a produção e a instalação de ferramentas são mais difíceis.
1.5 Polimento de fluidos
O polimento com fluido baseia-se no fluxo de líquido e nas partículas abrasivas que este transporta para raspar a superfície da peça de trabalho, de modo a atingir o objetivo do polimento.
A trituração por fluido é acionada por pressão hidráulica, o meio é utilizado principalmente no fluxo de baixa pressão através dos compostos especiais (substâncias semelhantes a polímeros) e misturado com abrasivos, os abrasivos podem ser utilizados em pó de carboneto de silício.
1.6 Retificação e polimento magnéticos
A retificação e o polimento magnéticos consistem em utilizar abrasivos magnéticos para formar escovas abrasivas sob a ação do campo magnético para retificar e processar a peça de trabalho.
Este método tem uma elevada eficiência de processamento, boa qualidade e é fácil de controlar as condições de processamento. Com abrasivos adequados, a rugosidade da superfície maquinada pode atingir Ra0,1 μm.
1.7 Polimento composto ultrassónico EDM
Para melhorar a rugosidade da superfície Ra1.6 μm acima da velocidade de polimento da peça de trabalho, a utilização de ultra-sons e de uma potência de impulso de corrente de pico de impulso estreito de alta frequência especial para o polimento de compostos de diamante.
A vibração ultrassónica e os impulsos elétricos de erosão atuam simultaneamente na superfície da peça para reduzir rapidamente a sua rugosidade, o que é manifestamente muito eficaz no polimento da superfície rugosa do molde de injeção após operações de torneamento, fresagem, EDM e corte por fio.
Ferramentas de polimento de moldes e especificações das categorias normalmente utilizadas
As ferramentas normalmente utilizadas para polir moldes de injeção são: lixa, pedra de óleo, roda de feltro, pasta abrasiva, lima de liga, agulha de retificação diamantada, lâmina de bambu, pedra de óleo de fibra e polidora rotativa circular.
Lixa:150#,180#,320#,400#,600#,800#,1,000#,1,200#,1,500#.
Pedra de óleo:120#,220#,400#,600#.
Roda de feltro: cilíndrica, vértebras redondas, espigão quadrado.
Pasta abrasiva: 1# (branco) 3# (amarelo) 6# (laranja) 9# (verde) 15# (azul) 25# (castanho) 35# (vermelho) 60# (roxo)
Ficheiros: quadrados, redondos, planos, triangulares e outras formas.
Agulha de diamante para afiar: geralmente haste 3/32 ou haste 1/8, com forma de onda redonda, cilíndrica, coluna longa e reta, forma vertebral longa e redonda.
Peça de bambu: várias formas para se adequar ao operador e à forma do molde e feito, o papel é pressionar a lixa, moagem na peça de trabalho, para alcançar a rugosidade da superfície necessária.
Pedra de óleo de fibra: 200# (preto) 400# (azul) 600# (branco) 800# (vermelho)
Processo de polimento
3.1 Polimento em bruto
O acabamento da superfície após fresagem fina, EDM, retificação e outros processos pode ser polido escolhendo uma máquina rotativa de polimento de superfícies com uma velocidade de 35 000 a 40 000 r/min. O polimento manual com pedra de óleo, tira pedra de óleo com querosene como lubrificante ou refrigerante. A ordem de utilização é 180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#.
3.2 Polimento de semi-acabamento
O polimento semi-fino utiliza principalmente lixa e querosene. Número da lixa por ordem: 400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#. A lixa #1 500 só é adequada para o aço endurecido (acima de 52 HRC), mas não para o aço pré-endurecido, porque pode provocar danos na superfície das peças de aço pré-endurecido e não consegue obter o efeito de polimento esperado.
3.3 Polimento fino
O polimento fino utiliza principalmente pasta de polimento de diamante. Se for utilizada uma roda de pano de polimento para polir com pó ou pasta de polimento de diamante, a sequência de polimento habitual é 9 μm (1 800#) → 6 μm (3 000#) → 3 μm (8 000#).
A pasta de lixa diamantada de 9 μm e o disco de pano de polimento podem ser utilizados para remover as abrasões deixadas pelas lixas 1 200# e 1 50 0#. De seguida, o polimento é feito com feltro pegajoso e pasta abrasiva diamantada na ordem de 1 μm (14 000#) → 1/2 μm (60 000#) → 1/4 μm (100 000#).
Ambiente de trabalho para polimento
O processo de polimento deve ser efectuado separadamente em dois locais de trabalho, ou seja, o local de processamento da retificação grosseira e o local de processamento do polimento fino devem ser separados, e deve ter-se o cuidado de limpar os grãos deixados na superfície da peça pelo processo anterior.
Em geral, após o polimento bruto, desde o acabamento com pedra a óleo até a lixa 1 200#, a peça de trabalho deve ser transferida para uma sala limpa para o polimento, garantindo que nenhuma partícula de poeira suspensa no ar adira à superfície do molde de injeção.
Os processos de polimento que requerem uma precisão de 1 μm ou mais (incluindo 1 μm) podem ser efectuados numa sala de polimento limpa. Para um polimento mais preciso, é necessário um espaço absolutamente limpo, uma vez que o pó, o fumo, a caspa e a saliva podem arruinar a superfície polida de alta precisão.
Após a conclusão do processo de polimento, a superfície da peça de trabalho deve ser bem protegida do pó. Quando o processo de polimento é interrompido, todos os abrasivos e lubrificantes devem ser cuidadosamente removidos para garantir que a superfície da peça de trabalho esteja limpa, seguida por uma camada de spray de revestimento à prova de ferrugem do molde na superfície da peça de trabalho.
Factores que afectam a capacidade de polimento da superfície
5.1 Estado da superfície da peça de trabalho
A camada superficial do material será danificada pelo calor, tensão interna ou outros factores durante o processamento mecânico, e parâmetros de corte inadequados afectarão o efeito de polimento.
A superfície após EDM é mais difícil de retificar do que a superfície após maquinagem ou tratamento térmico, pelo que o acabamento EDM deve ser utilizado antes do fim da EDM, caso contrário a superfície formará uma camada fina endurecida.
Se o calibre de acabamento EDM não for selecionado corretamente, a profundidade da camada afetada pelo calor pode atingir 0,4 mm. A camada fina endurecida é mais dura do que a dureza de base e tem de ser removida. Por conseguinte, é preferível adicionar um processo de retificação em bruto para proporcionar uma boa base para o processo de polimento.
5.2 Qualidade do aço
O aço de alta qualidade é um pré-requisito para uma boa qualidade de polimento. Várias inclusões e porosidades no aço afectam o efeito de polimento.
Para obter um bom efeito de polimento, a peça de trabalho deve ser especificada no início do processamento mecânico da rugosidade da superfície polida, quando uma peça de trabalho determina a necessidade de polimento espelhado, deve ser selecionado o desempenho de polimento de um bom aço e são tratados termicamente, caso contrário não pode alcançar o efeito desejado.
5.3 Processo de tratamento térmico
Se o tratamento térmico não for adequado, se a dureza da superfície do aço não for uniforme ou se existirem diferenças nas caraterísticas, o polimento será difícil.
5.4 Tecnologia de polimento
Uma vez que o polimento é feito principalmente à mão, as competências humanas continuam a ser a principal razão que afecta a qualidade do polimento.
Em geral, acredita-se que a tecnologia de polimento afecta a rugosidade da superfície, mas também com aço de alta qualidade e o processo de tratamento térmico correto, para obter um efeito de polimento satisfatório; por outro lado, a tecnologia de polimento não é boa, mesmo que o aço seja bom não pode fazer o efeito de espelho.
Os diferentes tipos de polimento devem ter em atenção os seguintes aspectos
6.1 Polimento com lixa de molde e retificação com pedra de óleo
(1) Para a superfície do molde de injeção de elevada dureza, só podem ser usadas ferramentas de polimento de pedra de óleo limpas e macias.
(2) Ao mudar o nível de grão na lixagem, a peça de trabalho e as mãos do operador devem ser limpas para evitar que o grão grosso passe para o nível mais fino seguinte da operação de lixagem.
(3) Em cada processo de lixagem, a lixa deve ser lixada a partir de uma direção diferente de 45 graus até que o padrão de areia do nível anterior seja eliminado e, quando o padrão de areia do nível anterior for eliminado, o tempo de lixagem deve ser prolongado em 25% antes de passar ao nível de lixagem mais fino seguinte.
(4) A mudança de direcções diferentes durante a retificação pode evitar que a peça de trabalho produza ondas e outras irregularidades altas e baixas.
6.2 Aspectos a ter em conta na retificação e polimento com diamante
O desbaste e o polimento com diamante devem ser efectuados sob uma pressão ligeira, tanto quanto possível, especialmente quando se polir peças de aço pré-endurecidas e quando se polir com pasta abrasiva fina. Ao polir com pasta de retificação 8 000#, a carga comum é de 100-200 g/cm2, mas é difícil manter a precisão desta carga.
Para facilitar este processo, pode ser feita uma pega fina e estreita numa barra de madeira, ou pode ser cortada uma parte da barra de bambu para a tornar mais flexível.
Isto ajudará a controlar a pressão de polimento para garantir que a pressão sobre a superfície do molde não é demasiado elevada. Quando se utiliza lixagem e polimento com diamante, não só a superfície de trabalho deve estar limpa, como também as mãos do trabalhador devem estar muito limpas.
6.3 O polimento de moldes de plástico deve ter em atenção os seguintes aspectos
O polimento de moldes de injeção de plástico é muito diferente do polimento superficial exigido em outros setores; rigorosamente, deveria ser chamado de processamento de superfície espelhada.
Não só tem requisitos elevados para o próprio polimento, como também tem elevados padrões de planicidade, suavidade e precisão geométrica da superfície.
Os padrões de polimento de espelhos estão divididos em 4 níveis: A0 = Ra0,008 μm, A1 = Ra0,016 μm, A3 = Ra0,032 μm, A4 = Ra0,063 μm, devido ao polimento eletrolítico, ao polimento de fluidos e a outros métodos que são difíceis de controlar com precisão a precisão geométrica das peças.
Como o polimento químico, o ultrassônico, o magnético e outros métodos não conseguem atender aos requisitos de qualidade superficial, o foco principal do processamento de precisão da superfície espelhada do molde de injeção é o polimento mecânico.
O polimento nas notas é o seguinte:
(1) Quando uma nova cavidade de molde começa a ser processada, deve primeiro verificar a superfície da peça de trabalho e limpar a superfície com querosene, para que a superfície da pedra de óleo não adira à sujidade causada pela perda da função de corte.
(2) A moagem de grãos grossos deve ser efectuada por ordem de dificuldade primeiro e depois de facilidade, especialmente alguns difíceis de estudar os becos sem saída, o fundo mais profundo a estudar primeiro e, finalmente, os lados e os grandes planos.
(3) Parte da peça de trabalho pode ter mais do que um grupo para pesquisar a luz, para primeiro pesquisar separadamente um único padrão de rugosidade ou cintilação da peça de trabalho e, em seguida, toda a peça de trabalho em conjunto para suavizar a pesquisa.
(4) Grande plano ou plano lateral da peça de trabalho, com pesquisa de pedra de óleo para remover o grão grosso e, em seguida, usar uma peça de aço plana para fazer uma inspeção translúcida, verificar se há a fivela desigual ou invertida da má situação, como a fivela invertida levará a dificuldades na libertação das peças ou as tensões das peças.
(5) Para evitar que a peça de trabalho moldada se dobre ou tenha alguma superfície laminada, é necessário proteger a situação, pode ser utilizada para colar diamante na lâmina de serra ou utilizar lixa no rebordo, um rebordo que pode obter o efeito protetor desejado.
(6) Moer o plano do molde com um puxão para a frente e para trás, arrastando o cabo da pedra de óleo o mais plano possível, não exceda 25 graus, porque a inclinação é muito grande, a força do impulso descendente superior, fácil de levar à pesquisa de muitas linhas ásperas na peça de trabalho.
(7) Se o plano da peça de trabalho com folhas de cobre ou de bambu for pressionado contra a lixa de polimento, a lixa não deve ser maior do que a área da ferramenta, caso contrário, estudará onde não deve ser estudada.
(8) Tente não usar a máquina de moagem para reparar a superfície de separação, porque a cabeça do rebolo para reparar a superfície de separação é relativamente áspera, bem como a irregularidade da altura da onda, como o uso necessário, a cabeça do rebolo deve ser colada para reparar o equilíbrio da concentricidade.
(9) O formato da ferramenta abrasiva deve ser o mais próximo possível do formato da superfície do molde de injeção, para garantir que a peça de trabalho não seja deformada pelo desbaste.
7 Como resolver os problemas comuns no polimento
7.1 Polimento excessivo
O maior problema encontrado no processo de polimento diário é o “excesso de polimento”, o que significa que quanto maior for o tempo de polimento, pior será a qualidade da superfície do molde. Existem dois fenómenos de polimento excessivo: a “casca de laranja” e o “pitting”. O sobre-polimento ocorre maioritariamente no polimento mecânico.
7.2 A peça de trabalho apresenta um motivo de “casca de laranja
A superfície rugosa irregular chama-se “casca de laranja”, a “casca de laranja” tem muitas razões, a razão mais comum é devido ao sobreaquecimento ou à carburação excessiva da superfície do molde causada pela pressão de polimento excessiva e o tempo de polimento é demasiado longo para produzir “casca de laranja” é a principal razão.
Por exemplo, o polimento do disco de polimento, o calor gerado pelo disco de polimento causará facilmente “casca de laranja”. O aço mais duro pode suportar uma pressão de polimento maior e o aço relativamente macio é suscetível de polimento excessivo. A investigação provou que o polimento ao longo do tempo será diferente devido às diferentes durezas do aço.
7.3 Eliminar as medidas de “casca de laranja” da peça de trabalho
Quando se constata que a qualidade da superfície está mal polida, muitas pessoas aumentam a pressão de polimento e prolongam o tempo de polimento, mas esta prática faz com que a qualidade da superfície piore.
Os seguintes métodos podem ser utilizados para remediar esta situação:(1) Remover a superfície defeituosa, moer o grão do que o uso anterior do número de areia ligeiramente grosso e, em seguida, moagem, força de polimento do que o anterior inferior.
(2) Aliviar as tensões a uma temperatura inferior à temperatura de têmpera de 25 °C, retificar com o grão mais fino antes de polir até obter resultados satisfatórios e, finalmente, polir com uma intensidade mais ligeira.
7.4 Razões para a formação de “pitting” na superfície da peça de trabalho
Devido a algumas impurezas não metálicas no aço, geralmente óxido duro e quebradiço, no processo de polimento da superfície do aço é puxado para fora, a formação de micro-pits ou pitting, “pitting” dos principais factores são os seguintes.
(1) A pressão de polimento é demasiado grande, o tempo de polimento é demasiado longo.
(2) A pureza do aço não é suficiente, o teor de impurezas duras é elevado.
(3) A superfície do polimento do molde está oxidada.
(4) O material de pele negra não é removido.
7.5 Medidas para eliminar a corrosão da peça de trabalho
(1) Retificar cuidadosamente a superfície com uma granulometria ligeiramente mais grossa do que a utilizada anteriormente e utilizar uma pedra de óleo macia e afiada para a fase final da retificação antes de prosseguir com o procedimento de polimento.
(2) Evitar utilizar as ferramentas de polimento mais macias quando o tamanho do grão for inferior a 1 mm.
(3) Utilizar o tempo de polimento mais curto possível e o menor esforço de polimento possível.
Conclusão
O polimento das cavidades é uma etapa muito importante da fabricação do molde, pois está relacionado à qualidade e à vida útil do molde de injeção de plástico e também determina a qualidade dos produtos.
O domínio do princípio de funcionamento e do processo de polimento, bem como a escolha de métodos de polimento razoáveis, podem melhorar a qualidade e a vida útil do molde e, em seguida, melhorar a qualidade dos produtos.
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