Causas e soluções de marcas de soldadura em peças moldadas por injeção

As marcas de soldadura são um fator importante que afeta a qualidade das peças de plástico. A investigação descobriu que: nas mesmas condições de processo, a resistência da área da linha de soldadura é apenas 10-92% do material original, o que afeta seriamente o uso normal de molde de injeçãoprodutos editados.

Evitar estas e outras falhas de moldagem por injeção passa por utilizar o fabricante de moldes adequado e ter um fabricante de peças com a garantia de qualidade certa para detetar estas falhas e resolver os problemas.

Por exemplo, na indústria automóvel, as peças de plástico não qualificadas conduzem diretamente ao declínio da qualidade do automóvel, pondo mesmo em perigo a segurança da vida humana. 

Por conseguinte, é de grande importância prática estudar o processo de formação de linhas de soldadura e os factores que o influenciam e encontrar formas de eliminar as linhas de soldadura. 

O mecanismo de formação das linhas de soldadura

Produtos de plástico no processo de moldagem por injeção, encontrados na fusão de plástico que enche a cavidade, como dois ou mais filamentos de fusão na primeira parte do encontro que foram arrefecidos de modo a não poderem ser completamente integrados, será na interseção do sulco, a formação de marcas de fusão.

As "linhas de soldadura" dos produtos de plástico referem-se à área tridimensional onde a estrutura morfológica e as propriedades mecânicas dos dois fios de material fundido entram em contacto um com o outro, o que é completamente diferente das outras partes.

As linhas de soldadura mais comuns em peças moldadas por injeção são de dois tipos básicos:

Uma são as marcas de junção de fusão formadas no encontro das frentes de fusão que entram na cavidade a partir de diferentes portões, chamadas marcas de junção de fusão fria, quando dois ou mais portões são usados para reduzir o fluxo de fusão e o tempo de enchimento do molde devido às características estruturais ou ao grande tamanho das peças moldadas por injeção.

Outra é quando a cavidade está equipada com núcleos e inserções, a fusão a baixa temperatura é dividida em duas vertentes ao contornar este obstáculo, e as duas vertentes de fusão reúnem-se depois de contornar o obstáculo para formar as marcas de soldadura, chamadas marcas de soldadura a quente.

Causas de marcas de soldadura em produtos de plástico

1. O plástico fundido que passa através da comporta a alta velocidade entra diretamente na cavidade, toca a superfície da cavidade e cura, sendo depois empurrado pelo plástico fundido subsequente, deixando assim marcas serpenteantes.

2. Quando o projeto do molde de injeção adota um esquema de alimentação multi-portão, as frentes de fluxo de fusão de plástico convergem umas com as outras; na área de furos e obstáculos, as frentes de fluxo de fusão também serão divididas em duas; uma espessura de parede uniforme desigual também levará a marcas de soldadura.

3. Quando se utiliza um portão lateral e não existe uma área de material estagnado ou a área de material estagnado é insuficiente, depois de o plástico passar pelo portão, produzirá facilmente marcas de pulverização.

Soluções para marcas de soldadura em produtos de plástico

1. Reduzir o número de portas.

2. Ajustar a posição do portão.

3. Adicionar poços de transbordo de material perto da peça de fusão, mover a linha de soldadura para os poços de transbordo e, em seguida, removê-la.

4. Aumentar a exaustão na área da linha de soldadura para evacuar rapidamente o ar e os voláteis nesta peça. Aumentar a temperatura do material e a temperatura do molde para melhorar a fluidez do plástico e aumentar a temperatura do material aquando da fusão.

5. Alterar a localização e o número de portões para deslocar a localização da linha de soldadura para outro local.

6. Aumentar a velocidade de injeção. 

7. Aumentar a pressão de injeção e aumentar a dimensão do sistema de vazamento.

8. Reduzir a utilização de agentes de libertação de moldes.

9. Reduzir a distância entre a porta e a zona de soldadura.

10. Ajustar a posição da porta de modo a que o plástico fundido bata no pino ou na parede depois de passar pela porta.

11. Alterar a forma do portão para um portão de sobreposição ou um portão de lug com área de estagnação suficiente na área do portão.

12. Diminuir a velocidade inicial de injeção da massa plástica fundida.

13. Aumentar a espessura da comporta/área da secção transversal de modo a que a frente de fluxo de material se forme imediatamente.

14. Aumentar a temperatura do molde para evitar a cura rápida do material.

Factores de influência das marcas de fusão e medidas para melhorar a sua eliminação 

Uma vez que as marcas de fusão têm uma influência importante na qualidade das peças de plástico, tem sido efectuada muita investigação sobre o seu mecanismo de formação e avaliação do desempenho, tendo sido propostas várias soluções. 

a. Influência da temperatura 

O aumento da temperatura pode acelerar o processo de relaxamento do polímero e reduzir o tempo de emaranhamento da cadeia molecular, o que é mais propício à fusão completa, à difusão e ao emaranhamento de moléculas na extremidade dianteira do material, melhorando assim a resistência da área da cicatriz da junta de soldadura.

Está provado que o aumento da temperatura de fusão é benéfico para reduzir a profundidade do entalhe em V na superfície das peças de plástico, e a profundidade do entalhe em V diminui de 7μm para 3μm quando a temperatura de fusão é aumentada de 220 ℃ para 250 ℃. 

Foi estudado o efeito da temperatura na capacidade de tração das marcas de fusão de produtos moldados por injeção de PA66 contendo 33% de reforço de fibra de vidro e descobriu-se que: a resistência à tração dos espécimes com e sem marcas de fusão aumentou com o aumento da temperatura de fusão.

O efeito da mudança de temperatura na resistência à tração das marcas de emenda de solda não é linear, e a resistência à tração das marcas de emenda de solda muda significativamente com o aumento da temperatura quando a temperatura é relativamente baixa (como 70 ℃); 

No entanto, esta alteração é relativamente plana quando a temperatura sobe até um determinado grau.

Foram obtidas conclusões semelhantes para as experiências com PA66 (35% reforçado com fibra de vidro), utilizando ABS. 

Usando simulações, descobriu-se que a temperatura do molde e a temperatura de fusão da máquina de moldagem por injeção não tiveram o mesmo efeito na resistência das marcas de soldadura formadas por diferentes materiais.

Utilizando uma combinação de experiências e simulações, verificou-se que, entre os parâmetros do processo de moldagem por injeção, a temperatura de fusão tinha o maior efeito na resistência das marcas de soldadura das peças de plástico ABS. 

b. Influência da pressão de injeção e da pressão de manutenção

A pressão de injeção é um fator importante no enchimento e moldagem da fusão de plástico. A sua função é superar a resistência da fusão de plástico quando esta flui no cilindro, bico, sistema de alimentação e cavidade, dar à fusão de plástico velocidade de enchimento suficiente e conseguir compactar a fusão para garantir a qualidade dos produtos moldados por injeção.

O aumento da pressão de injeção ajuda a superar a resistência do canal de fluxo e a transferir a pressão para a frente de fusão, de modo a que a fusão possa ser fundida na marca de soldadura com alta pressão e aumentar a densidade na marca de soldadura, melhorando assim a resistência da marca de soldadura.

O aumento da pressão de retenção não só fornece mais energia cinética ao movimento da cadeia molecular da massa fundida, como também promove a ligação mútua dos dois cordões de massa fundida, aumentando assim a densidade da área da marca de soldadura e a resistência da marca de soldadura. 

c. Influência da velocidade de injeção e do tempo de injeção

O aumento da velocidade de injeção e o encurtamento do tempo de injeção reduzirão o tempo de fluxo antes da convergência das frentes de fusão, reduzirão a perda de calor e aumentarão a geração de calor de cisalhamento, de modo a que a viscosidade da fusão diminua e a fluidez aumente, melhorando assim a resistência das marcas de soldadura.

A resistência das marcas de soldadura é muito sensível ao tempo de injeção e será melhorada à medida que o tempo de injeção for reduzido.

No entanto, a velocidade de injeção é demasiado elevada e é fácil produzir turbulência (rutura da massa fundida), o que afecta seriamente o desempenho das peças de plástico. 

Em geral, a linha de soldadura moldagem por injeção deve ser feita a baixa pressão e a baixa velocidade, e depois a velocidade de moldagem por injeção de plástico deve ser ajustada de acordo com a forma da peça moldada.

Na prática, para encurtar o ciclo de produção e evitar a turbulência, é mais frequentemente utilizada uma velocidade de injeção média a elevada. 

A velocidade de injeção afecta o comportamento do fluxo da massa fundida na cavidade, bem como a pressão e a temperatura da massa fundida na cavidade e o desempenho do produto.

A velocidade de injeção é grande, a fusão através do sistema de fundição do molde e a taxa de fluxo da cavidade também é grande, quanto mais forte o material é cisalhado, maior é o calor de fricção, a temperatura aumenta, a viscosidade diminui, o processo do material também é alargado, a pressão da cavidade também é aumentada, a resistência das marcas de soldadura do produto também é aumentada. 

Além disso, quando a espessura uniforme da parede das peças é demasiado diferente, o fluxo de fluido através do molde de injeção cavidade quando a resistência é diferente, a resistência na espessura da parede é pequena, o caudal é rápido, e a resistência na parede fina é grande, o caudal é lento.

Devido a esta diferença de caudal, a massa fundida de diferentes espessuras de parede, com diferentes caudais de convergência, e finalmente na convergência da formação de marcas de soldadura.