defeitos de moldagem por injeção e solução de problemas

Defeitos de moldagem por injeção estão sempre acontecendo com os fabricantes de moldes; é como se fosse seu trabalho diário. O processo de moldagem por injeção é um processo de manufatura crítico, utilizado para fabricar peças plásticas com precisão e em altas taxas. No entanto, podem ocorrer imperfeições que prejudicam a aparência e comprometem a funcionalidade do resultado. No entanto, este artigo enfoca os princípios da moldagem por injeção, explica os defeitos gerais e de superfície, avalia suas possíveis causas e oferece soluções e recomendações para melhorar os resultados da moldagem por injeção.

O que é moldagem por injeção?

Moldagem por injeção um processo que ajuda a fabricar peças injetando material fundido em um molde e embalando a peça sob pressão. O material se contrai originalmente e se torna rígido com o formato do molde após o resfriamento. É amplamente utilizado na fabricação de produtos automotivos, bens de consumo e dispositivos médicos devido às vantagens oferecidas pela técnica de fabricação de componentes complexos e de precisão a um custo menor.

Os principais componentes do processo de moldagem por injeção incluem:

1. Materiais de moldagem por injeção

Os materiais usados na moldagem por injeção são cuidadosamente selecionados com base nos requisitos do produto final. Os materiais mais comumente usados são os termoplásticos devido à sua versatilidade e capacidade de derreter e solidificar repetidamente sem degradação significativa. Os principais termoplásticos incluem:

• Polipropileno (PP): Conhecido por sua flexibilidade, resistência química e propriedades de leveza, o PP é amplamente utilizado em automóveis, embalagens e artigos domésticos.
• Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS): O ABS oferece excelente resistência ao impacto, rigidez e um acabamento de superfície liso, o que o torna ideal para produtos eletrônicos de consumo, interiores de automóveis e brinquedos.
• Polietileno (PE): O PE é valorizado por sua dureza, resistência à umidade e baixo custo, o que o torna a escolha preferida para recipientes de alimentos, tubulações e componentes industriais.

Each material has unique characteristics, and the choice depends on the product’s mechanical, thermal, and chemical requirements. Only a few injection molding materials are listed above; you can visit the materiais de moldagem por injeção para saber mais sobre outros tipos de materiais plásticos.

2. Molde de injeção de plástico

O molde de injeção plástica é uma ferramenta usinada com precisão, projetada para dar o formato desejado à peça plástica. Ela consiste em:

• Cavidade: Dá forma ao exterior da peça plástica.
• Núcleo: Forma as características internas, nervuras, saliências, etc.
• Base do molde: O banco de moldes é usado para conter a cavidade, o núcleo, os controles deslizantes, os elevadores, os ejetores, os sistemas de guia, a espuma e muitos outros componentes.

The mold’s design is tailored to the product’s geometry, incorporating elements like cooling channels, ejector systems, and gates to ensure efficient production. Proper mold design ensures dimensional accuracy and minimizes defects such as warping or sink marks.

3. Máquina de moldagem por injeção

A máquina de moldagem por injeção é usada para fixar o molde de injeção de plástico, que desempenha um papel fundamental no processo de moldagem por injeção, consistindo em:

• Unidade de injeção: Derrete e injeta plástico derretido na cavidade do molde sob alta pressão.
• Unidade de fixação: Mantém as metades do molde unidas durante a injeção e as abre para a ejeção da peça.
• Sistema de controle: Regula parâmetros como temperatura, pressão e velocidade de injeção para garantir a qualidade consistente das peças.

Juntos, esses componentes formam a espinha dorsal do processo de moldagem por injeção, permitindo a produção eficiente de peças de precisão para vários setores.

Defeitos comuns de moldagem por injeção

Vários defeitos comuns de moldagem por injeção são típicos de um determinado processo de fabricação e podem determinar a qualidade, a aparência e a usabilidade das peças moldadas. Esses problemas têm origem em problemas de material, controle inadequado da máquina e/ou configuração do molde. Abaixo estão explicações detalhadas sobre os defeitos comuns de moldagem por injeção e a solução de problemas:

1. Tiro curtodefeito de moldagem

Os defeitos de moldagem por injeção curta surgem quando o plástico fundido não consegue fluir de forma ideal na cavidade do molde, resultando na produção de peças mais curtas. O baixo suprimento de material, a baixa pressão de injeção ou os canais estreitos que obstruem o fluxo de plástico no molde estão associados a esse defeito.

A solução típica de solução de problemas envolve o aumento da pressão de injeção, a inspeção das aberturas do molde ou a remoção de quaisquer obstruções no sistema de fluxo.

2. Marcas de pia defeitos de moldagem

As marcas de afundamento em peças de moldagem por injeção são, em geral, pequenas depressões côncavas na superfície, frequentemente observadas em locais com paredes mais espessas. Vários fatores podem causar esse fenômeno. Eles podem incluir taxas diferenciais de resfriamento, baixa força de empacotamento ou espessura imensa do material.

Solução de problemas: Os fabricantes podem reduzir as marcas de afundamento por meio do controle do tempo de resfriamento, da pressão de embalagem e da criação de moldes com a mesma espessura de parede. Isso reduz a ocorrência de marcas de afundamento, que são causadas por resfriamento e encolhimento ruins.

3. Flash defeitos de moldagem

Os problemas de flash em peças de moldagem por injeção se manifestam como camadas finas e indesejadas de plástico que se formam ao lado da linha de partição ou de qualquer outra abertura no molde. Os altos níveis de pressão de injeção, o posicionamento incorreto do molde, o encaixe inadequado do molde ou o desgaste das peças do molde geralmente causam esse problema.

A solução de problemas envolve a redução da pressão de injeção, o posicionamento ou o alinhamento correto das metades do molde e a substituição de quaisquer componentes desgastados do molde, conforme necessário.

4. Deformação defeitos na moldagem por injeção

Quando o artigo é produzido, ele acaba tendo uma forma diferente da exigida, o que é chamado de empenamento. Esse defeito geralmente é causado por tratamento térmico, têmpera, encolhimento do metal ou variações na espessura da parede. Os fabricantes podem, então, ficar à vontade para diminuir a taxa de resfriamento desses componentes, modificar o molde para tornar as paredes o mais resistentes e uniformes possível e selecionar materiais que encolham em uma taxa mais lenta.

5. Linhas de solda defeitos de moldagem

As linhas de solda são limites ou margens de duas peças de união em que as duas camadas de plástico fundido não se unem bem. Geralmente, isso se deve à baixa temperatura de fusão, à baixa velocidade de injeção e ao posicionamento incorreto da porta no molde. As soluções para o problema descrito incluem o aumento da temperatura de fusão e da velocidade de injeção, o reposicionamento das portas e um melhor projeto de fluxo do molde.

6. Marcas de queimadura defeitos de moldagem

As marcas de carbonização são manchas pretas ou marrons na superfície externa da peça. Elas são resultado de ar ou gases presos no molde, que se superaquece devido à falta de ventilação suficiente ou à velocidade excessiva de injeção. Por meio de ventilação aprimorada do molde, baixas taxas de injeção e verificação de bloqueios no molde, é possível eliminar as marcas de queimadura.

7. Vazios defeitos de moldagem

Vazios são pequenas bolsas de ar limpas e fechadas presas na peça final moldada. Geralmente são ocasionados por baixa pressão de empacotamento, resfriamento rápido ou encolhimento da peça. Quanto aos vazios, os fabricantes podem aumentar a pressão de empacotamento e a temperatura de resfriamento e verificar se o material preenche a cavidade do molde de maneira uniforme.

8. Jato de água defeitos de moldagem

O jateamento é um defeito na linha de solda em que um padrão em forma de serpente da peça é produzido devido ao resfriamento parcial do plástico fundido à medida que ele é injetado em alta velocidade. Isso é resultado da alta velocidade de injeção ou das baixas temperaturas de fusão. As técnicas de atenuação incluem a redução da velocidade de injeção, o aumento da temperatura de fusão e a criação de melhores portas com fluxo suave.

9. Bolhas defeitos na moldagem por injeção

As bolhas são áreas na peça moldada em que o ar ou o gás fica preso e geralmente têm aparência clara ou turva. Essas bolhas surgem devido à secagem inadequada do material, ao excesso de umidade ou a substâncias inflamáveis no conteúdo do material. As medidas variam desde a secagem adequada de todos os materiais antes do processamento até uma melhor ventilação da cavidade do molde.

10. Marcas de flash dentro dos furos

É criado um flash que ocorre dentro de orifícios ou na estrutura interna da peça na forma de camadas finas de excesso de material polimérico. Esse defeito é mais frequentemente encontrado com alta pressão de injeção e/ou moldes muito desgastados. Prevenção: Introdução de medidas de redução de pressão nos sistemas de injeção e limpeza contínua das superfícies do molde e garantia do alinhamento correto do molde.

Defeitos de superfície de moldagem por injeção

Embora os defeitos observados na superfície de uma peça moldada por injeção estejam associados principalmente à aparência, eles também têm implicações funcionais. Os problemas mais comuns incluem:

1. Linhas de fluxo

A falta de continuidade nas transições de espessura da parede ou as baixas temperaturas de fusão causam características como listras ou padrões na superfície das saliências descontínuas. A melhor abordagem para erradicar as linhas de fluxo é obter ou alcançar a melhor consistência de projeto e controlar as temperaturas de fusão de forma eficiente. Outro fator é aprimorar o projeto do molde, o que reduz as etapas graduais da espessura da parede. Portanto, isso pode ajudar a resolver o problema.

2. Raias prateadas

Esses padrões ou linhas metálicas visíveis no tecido são formados por umidade ou devido à alta temperatura durante o processamento. É aconselhável garantir que a resina esteja seca antes da moldagem e também monitorar de perto a temperatura para eliminar a formação de estrias por componentes voláteis. Também é necessário monitorar as condições dos materiais armazenados para manter a resina no nível de qualidade adequado.

3. Formação de bolhas

Os catalisadores ou a umidade e os gases presos criam bolhas na superfície, muitas vezes como resultado das altas temperaturas do molde. Para se livrar desse defeito, é necessário secar as matérias-primas ao máximo e regular adequadamente o tratamento térmico do molde. No molde, os gases presos também são minimizados por sistemas de ventilação adequados.

4. Casca de laranja

Esse tipo de acabamento ou rugosidade da superfície é frequentemente atribuído à inadequação do resfriamento ou à falta de homogeneidade dos materiais. O encolhimento igual também pode ser alcançado com a ajuda de condições de resfriamento uniformes, proporcionando assim a continuidade das superfícies sem aspereza. Além disso, a regularidade da viscosidade do material também aumenta a porcentagem de rugosidade da superfície de forma eficiente.

5. Delaminação da superfície

As camadas que começam a se desprender da superfície são resultados de contaminação ou interação ruim com o substrato. Para obter uma boa adesão da resina, é importante limpar a resina antes do processamento e aplicar a quantidade certa de pressão durante a moldagem. É obrigatório controlar a disponibilidade de materiais estranhos na linha de produção.

6. Variação de brilho

Taxas de resfriamento variáveis ou distribuição desigual de material levam à formação de brilhos irregulares e desiguais no chassi. Uma condição de processamento estável e uniforme é usada para resolver esse problema. O aprimoramento do projeto de moldes com melhor capacidade de gerenciamento térmico também pode melhorar a consistência dos níveis de brilho.

Causas e solução de problemas de defeitos de moldagem por injeção

É muito importante chegar à causa raiz do problema para saber como resolvê-lo. Veja abaixo as causas comuns e as respectivas medidas de solução de problemas para 8 defeitos:

Defeito	Causas comuns	Dicas de solução de problemas
Fotos curtas	Baixa pressão de injeção, caminhos de fluxo restritos	Aumente a pressão, garanta a ventilação adequada e verifique o fluxo de material.
Marcas de pia	Resfriamento irregular, paredes grossas	Otimize os canais de resfriamento, reduza a espessura da parede e aumente a pressão de empacotamento.
Flash	Alta pressão, desalinhamento do molde	Reduzir a pressão de injeção, inspecionar e reparar o molde e realinhar as metades do molde.
Deformação	Resfriamento irregular, encolhimento inconsistente	Use uma espessura de parede uniforme, ajuste o tempo de resfriamento e garanta a consistência da temperatura do molde.
Linhas de solda	Baixa temperatura de fusão, má colocação da porta	Aumente a temperatura de fusão, reposicione os portões e aprimore o design do caminho do fluxo.
Marcas de queimadura	Armadilhas de ar, velocidade excessiva	Melhore a ventilação, reduza a velocidade de injeção e inspecione o molde quanto a obstruções.
Vazios	Embalagem inadequada, resfriamento excessivo	Aumente a pressão da gaxeta, otimize as configurações de resfriamento e reduza a resistência do fluxo.
Jateamento	Alta velocidade, baixa temperatura de fusão	Reduzir a velocidade de injeção, aumentar a temperatura de fusão e suavizar o design da porta.

Estratégias de prevenção para defeitos de moldagem por injeção

Há várias estratégias de prevenção, conforme descrito abaixo, que ajudariam a eliminar ou reduzir os defeitos de moldagem por injeção.

1. Preparação do material

• Isso remove a umidade dos materiais para evitar que ocorram problemas como a formação de ourives ou bolhas.
• O material que deve ser usado para fabricar a resina deve ser da mais alta qualidade e não ter contaminantes.

2. Projeto do molde

Lembre-se individualmente da espessura da parede para evitar a distorção da placa e a formação de marcas de afundamento.

• A ventilação adequada deve ser incluída para evitar marcas de queimadura, bem como armadilhas de ar.
• Suavize o fluxo através dos portões ou coloque-os de forma que todos tenham o mesmo número de pessoas do seu lado.

3. Otimização dos parâmetros do processo

• Registre a temperatura, a pressão e o tempo de resfriamento do derretimento para investigar a frequência com que ele deve ser medido.
• Reduzir os consequentes defeitos de fluxo por meio do controle da velocidade de injeção e da pressão de empacotamento.

4. Manutenção de equipamentos

• Verifique frequentemente se há danos nos moldes e nas máquinas.
• Certifique-se de substituir as peças danificadas o mais cedo possível para manter o alinhamento correto e a variação mínima.

5. Treinamento e conhecimento especializado

• Ele também deve preparar os operadores de trem para identificar possíveis problemas durante o processo de produção.
• É necessário exigir uma abordagem mais ativa para o gerenciamento da qualidade.

6. Testes e prototipagem

• Garantir testes de segurança em moldes e processos durante o projeto de produtos e uma verificação de projeto.
• No entanto, com a aplicação do software de simulação, é possível descobrir ou determinar alguns dos problemas que provavelmente serão encontrados ao realizar a produção real.

Conclusão

Em conclusão, moldagem por injeção é uma ferramenta poderosa para identificar seus pontos fortes e fracos. Muitos deles são defeitos, como, por exemplo, tiros curtos, empenamento e manchas na superfície, que podem ter um impacto direto na qualidade do produto e aumentar os custos de fabricação. Ao lidar com problemas de molde, é importante conhecer a causa raiz. Depois disso, a aplicação de métodos adequados de solução de problemas e o foco na minimização da ocorrência levarão à produção de peças com zero defeito. O foco deve ser, de fato, a melhoria e o uso de sistemas de gerenciamento de qualidade bem desenvolvidos para preservar um alto nível de produção.

Perguntas frequentes

1. Quais defeitos de moldagem por injeção são observados com mais frequência?

Tiros curtos, marcas de afundamento, empenamento, linhas de solda, marcas de queimadura, flashes, vazios e jatos são defeitos de moldagem por injeção amplamente identificados.

2. Que medidas existem para evitar marcas de afundamento na moldagem por injeção?

Para reduzir as marcas de afundamento, obter espessura de parede igual, minimizar o período de resfriamento, d, e aumentar a pressão de empacotamento durante a moldagem.

3. Qual é a causa das linhas de solda em peças moldadas?

As linhas de solda ocorrem quando duas frentes de fluxo do plástico fundido não se unem perfeitamente devido à baixa temperatura de fusão ou a um projeto de fluxo inadequado.

4. É possível que a umidade retida na resina resulte em defeitos?

Sim, a umidade pode causar defeitos, como o que comumente conhecemos como estrias prateadas e bolhas. Portanto, é necessário secar a resina antes da moldagem para evitar esses problemas.

5. Como o projeto do molde contribui para a redução de defeitos?

O projeto do molde é crucial. Fatores como espessura igual das paredes, sistemas de ventilação corretos e posicionamento dos portões reduzem as chances de ocorrência de coisas como deformações, linhas de fulgor e marcas de queimadura.