Qual é a precisão da moldagem por injeção?

Normalmente, o processamento de plástico—moldagem por injeção—pode ser controlado com precisão de até 0,005 polegada, tornando-se um dos processos de fabricação mais confiáveis para produzir peças.

A moldagem por injeção envolve moldes de injeção, materiais de injeção e máquinas injetoras, todos com impacto direto sobre sua precisão.

Neste artigo, analisaremos detalhadamente o impacto na precisão da moldagem por injeção de plástico a partir destes 3 aspetos.

Factores que afectam a precisão dimensional dos produtos injectados

1. Precisão do molde de injeção

2. Taxa de contração do material plástico para moldação por injeção

3. Equipamento da máquina e processo de moldagem por injeção

Precisão do molde de injeção

Para que o processamento do molde de injeção alcance elevada precisão e reduza os erros dos produtos, é necessário não só cumprir os requisitos de precisão do processamento, mas também definir uma margem razoável durante o processo, assegurando a sua conclusão sem problemas e melhorando, tanto quanto possível, a precisão do molde de injeção.

Sobre os requisitos de precisão do processamento de moldes, incluindo precisão das dimensões usinadas do molde de injeção, perpendicularidade, coaxialidade, paralelismo etc.

a. Em geral, a precisão de usinagem do molde de injeção deve estar entre 0.005-0.02mm, enquanto a perpendicularidade deve estar entre 0.01-0.02mm, a coaxialidade entre 0.01-0.03mm e o paralelismo dos planos superior e inferior das superfícies de partição das partes móvel e fixa do molde entre 0.01-0.03mm.

b. Ao mesmo tempo, a folga entre as superfícies de separação após o fechamento do molde deve ser menor que o valor de transbordamento do plástico moldado; o paralelismo das demais superfícies de contato da placa deve ficar entre 0,01–0,02 mm; a precisão de ajuste da parte fixa do molde de injeção geralmente fica entre 0,01–0,02 mm.

c. No processamento de moldes de injeção, para a precisão das partes deslizantes geralmente se escolhe entre H7/e6, H7/f7 e H7/g6. Observe que, se insertos com superfície espelhada forem apoiados em degraus, o ajuste não pode ser apertado demais; caso contrário, ao retirar o inserto batendo uma ferramenta pela parte traseira, será fácil tocar a superfície espelhada. Sem afetar as dimensões do produto, pode-se usar um ajuste com folga bilateral de 0,01–0,02 mm.

d. Outro aspeto a ter em conta é o tratamento térmico da peça de trabalho, que exige o seu tratamento térmico antes do tamanho da preparação mais 0,25 mm de margem da máquina de moagem de um lado; e para o núcleo do molde, as inserções necessitam de maquinação CNC da peça, margem de reserva unilateral, para conhecer uma margem razoável também afectará a precisão da peça de trabalho.

Como melhorar a precisão do molde de injeção?

A precisão do molde de injeção depende principalmente da precisão dimensional da cavidade do molde, do posicionamento exato da cavidade ou da precisão da superfície de separação para cumprir os requisitos. Em geral, a tolerância dimensional de um molde de injeção de precisão deve ser mantida abaixo de 1/3 da tolerância dimensional do produto.

Maquinabilidade e rigidez, na conceção da estrutura do molde, o número de cavidades não deve ser demasiado elevado, e a placa de base, a placa de suporte, a parede da cavidade devem ser mais espessas, de modo a evitar peças a alta temperatura, alta pressão sob a ação de deformação elástica violenta.

Para a libertação do produto, o molde deve tentar ter menos cavidades, menos e mais curtos corredores e um grau de acabamento mais elevado do que os moldes normais, o que favorece a libertação do molde.

O material do molde, escolher a liga de aço com elevada resistência mecânica. Os materiais para fazer cavidades e corredores devem ser submetidos a um tratamento térmico rigoroso e escolher materiais com elevada dureza (as peças de moldagem devem atingir cerca de HRC52), boa resistência ao desgaste e forte resistência à corrosão.

Contração do molde

O plástico fundido é injetado nos moldes sob pressão extrema. Assim que o plástico fundido adquire a forma dos moldes e endurece, é extraído da máquina. A contração da moldagem refere-se à percentagem de contração, à temperatura ambiente, em relação às dimensões originais sem arrefecimento de uma peça moldada depois de esta ser retirada do molde e arrefecida até à temperatura ambiente.

Como a contração não resulta apenas da expansão e contração térmica da própria resina, mas também está relacionada com vários fatores da moldagem de plásticos, a contração da peça moldada após a moldagem deve ser chamada contração de moldagem.

Ao projetar moldes de injeção, muitas vezes é necessário determinar a taxa de contração de cada região da peça plástica com base na faixa de contração dos diversos plásticos, na espessura e no formato da peça e no tamanho, formato e distribuição da abertura de alimentação; em seguida, calcula-se o tamanho da cavidade com base na experiência.

Como considerar a taxa de retração na conceção do molde de injeção?

a. Tome a menor taxa de retração para o diâmetro exterior e a maior taxa de retração para o diâmetro interior para permitir espaço para correção após o ensaio do molde.

b. Determinar a forma, a dimensão e as condições de moldagem do sistema de vazamento após o ensaio do molde.

c. Determinar a alteração dimensional da peça moldada após o pós-processamento (nota: a medição deve ser efectuada após 24 horas de desmoldagem).

d. O molde de injeção é corrigido de acordo com o encolhimento real.

e. Quando se volta a testar o molde, as condições do processo de moldagem podem ser alteradas de forma adequada para corrigir ligeiramente o valor da contração, de modo a satisfazer os requisitos da peça de plástico.

Retração que afecta a precisão da moldagem por injeção

Existem quatro factores que afectam a retração: retração térmica, retração por mudança de fase, retração por orientação e retração por compressão.

a. A contração térmica é uma propriedade termofísica inerente ao material de moldagem e ao material do molde.

A temperatura do molde é elevada, a temperatura do produto também é elevada e a taxa de contração real aumentará, pelo que a temperatura do molde para a moldagem de precisão não deve ser demasiado elevada.

b. A retração por mudança de fase é designada por retração por mudança de fase devido à cristalização de macromoléculas no processo de orientação, que é acompanhada pela redução do volume específico.

Alta temperatura do molde, alta cristalinidade, grande encolhimento; mas, por outro lado, o aumento da cristalinidade aumentará a densidade do produto, reduzirá o coeficiente de expansão linear, a taxa de encolhimento é reduzida. Por conseguinte, a taxa de contração real é determinada pelo efeito combinado de ambos.

c. A contração por orientação deve-se ao estiramento forçado das cadeias moleculares na direção do fluxo, de modo que as macromoléculas no arrefecimento tendem a enrolar-se novamente e a recuperar, o que produzirá contração na direção da orientação.

O grau de orientação molecular está relacionado com a pressão de injeção, a velocidade de injeção, a temperatura da resina e a temperatura do molde. Mas o principal é a velocidade de injeção.

d. Retração por compressão e restauração elástica, os plásticos em geral são de natureza compressiva. Ou seja, o volume específico altera-se significativamente sob alta pressão.

Em geral, a temperatura, o aumento do volume específico dos produtos de moldagem por pressão diminuirá, a densidade aumentará, o coeficiente de expansão diminuirá, o encolhimento será significativamente reduzido.

Correspondendo à compressibilidade, o material de moldagem tem um efeito de reposição elástica, de modo que o encolhimento do produto é reduzido. Os factores que afectam o encolhimento do produto moldado estão relacionados com as condições de moldagem e as condições de funcionamento.

Princípios para a seleção de materiais de moldagem por injeção.

Elevada resistência mecânica, boa estabilidade dimensional, boa resistência à fluência e uma vasta gama de adaptação ambiental.

Existem quatro tipos de plásticos de engenharia normalmente utilizados

1. POM e reforçado com fibra de carbono (CF) ou reforçado com vidro (GF). Este material é caracterizado por uma boa resistência à fluência, resistência à fadiga, resistência às intempéries, boas propriedades dieléctricas, retardador de chama, fácil de libertar por adição de lubrificante.

2. PA e PA66 reforçado com vidro, suas caraterísticas: forte resistência ao impacto e resistência ao desgaste, boa fluidez, pode ser moldado com 0,4 mm de espessura de parede do produto.

O PA66 reforçado com fibra de vidro tem resistência ao calor (ponto de fusão de 250 ℃), sua desvantagem é que ele tem absorção de umidade, geralmente após a moldagem deve ser processado por condicionamento de umidade.

3. Poliéster reforçado com PBT, o tempo de moldagem é curto. A comparação do tempo de formação é a seguinte: PBT ≤ POM ≈ PA66 ≤ PA6.

4.PC e GFPC. caraterísticas: boa resistência ao desgaste, maior rigidez, boa estabilidade dimensional, resistência às intempéries, retardador de chama e boa processabilidade de moldagem.

Equipamento da máquina de moldagem por injeção e processo de moldagem por injeção

Os cinco elementos do processo de moldagem por injeção são pressão, fluxo, temperatura, tempo e posição; uma boa máquina reflete estes cinco elementos com maior precisão e sensibilidade.

1. Temperatura

A temperatura é o primeiro passo da moldagem por injeção, a temperatura pode ser dividida em: temperatura de secagem, temperatura do material, temperatura do molde, estes são alguns factores vitais.

A temperatura de secagem é para garantir a qualidade da moldagem e a secagem prévia do polímero para garantir que o polímero seco e húmido estão numa determinada quantidade; a temperatura do material é para garantir que a plastificação do polímero é normal, e o enchimento suave do molde, moldagem.

2. Velocidade

A velocidade divide-se em: velocidade de injeção, temperatura de fusão, velocidade de afrouxamento e recuo, velocidade de abertura e fecho do molde, velocidade de avanço e recuo do ejetor. A velocidade de injeção afecta o aumento da pressão do molde, o aumento da velocidade de injeção pode fazer aumentar o comprimento do fluxo, a uniformidade da qualidade do produto para garantir a qualidade do produto, a injeção a alta velocidade para produtos de fluxo longo, o controlo a baixa velocidade do tamanho do produto.

A velocidade de rotação afeta a capacidade de plastificação e é um parâmetro importante da qualidade do processamento. Quanto maior a velocidade, maior a temperatura do material fundido e mais intensa a plastificação.

A velocidade de abertura e fecho do molde é uma das condições importantes para garantir o funcionamento da produção da máquina.

A velocidade de avanço e recuo do ejetor destina-se a assegurar uma libertação suave do produto, não provocando a sua deformação ou fissura superior.

3. A pressão

As pressões dividem-se em: pressão de injeção, pressão de recalque, contrapressão, pressão de fechamento, pressão de proteção do molde e pressão de ejeção. No processamento de carcaças plásticas por moldagem por injeção, a pressão de injeção supera as perdas de pressão no percurso bico–canal–ponto de injeção–cavidade, garantindo o preenchimento da cavidade.

A pressão serve para reduzir a pressão de injeção das peças devido a uma pressão de injeção excessiva e levar à rutura ou flexão do molde; ser pressionado para evitar objectos estranhos no molde a alta velocidade e em estado de alta pressão e levar ao esmagamento do molde; a pressão do ejetor serve para evitar que o produto saia da superfície do molde causada por má qualidade.

4. Posição

A posição pode ser dividida em: posição de abertura do molde, curso de ejeção para trás, curso de medição, volume da perna solta, curso de injeção, volume do tampão. A posição de abertura destina-se a garantir que o molde pode ser retirado do funcionamento normal das peças; o curso de retorno de ejeção na parte da mola para repor o papel da proteção do limite superior; o curso de medição destina-se a garantir que há plástico suficiente para encher o molde para garantir a qualidade do produto.

5. Tempo

O tempo divide-se em: tempo de arrefecimento, tempo de fusão, tempo de secagem, tempo de arrefecimento, tempo de fusão, tempo de secagem, ciclo, tempo de injeção, tempo de espera.

Os produtos de pulverização de conchas de plástico necessitam de um certo período de moldagem; tempo de injeção para determinar o tamanho do produto; o tempo de retenção é para evitar o refluxo da fusão, o papel do encolhimento do arrefecimento; o tempo de arrefecimento para garantir que o produto cura, para evitar a deformação; o tempo de fusão é para garantir que a fusão é suficiente; o tempo de secagem para garantir que o produto não se torna alongado, mau e outros factores.

Resumo

Para obter moldagem por injeção de precisão, desde o início do projeto devemos considerar a estrutura do produto, a escolha da matéria-prima, a precisão do molde, o equipamento de moldagem por injeção de precisão e a experiência da fábrica de moldagem por injeção, a fim de alcançar um produto final satisfatório.

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