Problemas de Injecao - Os DezMais

8/6/2019 Problemas de Injecao - Os DezMais

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DuPont Polmeros de Engenharia

Os 10 Mais

Problemas de Injeo


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Problemas de InjeoOs 10 mais

Por R.W ilkinson,E.A. Poppe, Karl Leidig,Karl Schirmer - Consultores Tcnicos daDuPont de Nemours International (Europa)

Traduo:Andr Bueno - Coordenador de Servios Tcnicos da DuPont do Brasil S.A.

Os dez problemas listados abaixo ocorrem com grande

frequncia quando se molda polmeros de engenharia

semi-cristalinos, como POM, PA, PBT e PET. Na srie de

art igos que segue, os autores descrevem meios simples

para identific-los e evit-los.

1. Umidade nos grnulos de mater ial

2. Sistema de alimentao muito pequeno

3. Posio inadequada do ponto de injeo

4.Tempo de recalque muito curto

5.Temperatura inadequada do fundido

6.Temperatura inadequada do molde

7.Acabamento superficial ruim

8. Problemas com cmaras quentes

9. Empenamento

10.Acmulo de resduos sobre o molde


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Como realizar a secagem

Se voc deseja obter peas de qualidade, importante seguir procedimentos de secagemcorretos. Secadores de ar quente de vriostipos no so adequados para secagem depolisteres. Para tanto, necessrio autilizao de secadores-desumidificadores.Apenas estes equipamentos podem garantiruma secagem constante e adequada,independentemente das condies climticas.Alm de manter uma temperatura correta desecagem, importante assegurar que o pontode orvalho do ar permanea abaixo de 20C. Quando operando em instalaes commltiplos containers, com diferentes nveis dealimentao e de densidade aparente, importante assegurar que haja vazo de arsuficiente para cada container.

Medindo a Quantidade de Umidade

A umidade nos grnulos pode ser medidacom sistemas disponveis comercialmente,como por exemplo, pelo sistemamanomtrico ou pelo mtodo de Karl-Fischer.Para eliminar fontes de erro, a amostra deveser pega da parte inferior do funil earmazenada em uma embalagem apropriada.Sachs especiais de PE e alumnio selveis aquente, assim como embalagens de vidro delaboratrio, que podem ser hermeticamenteseladas, so recomendadas.

PA 0,2 % 80C 2 - 4 hPBT 0,05 % 120C 3 - 4 h

PET 0,02 % 130C 3 - 4 hTEEE 0,1 % 80C - 110C 2 - 4 h

POM 0,05 % 80C 1 h

Empfehlungenmp h nEntwickelt und erstelltn k e l r st lvonoReneenKoneberg.o b r g

Temperatura de secagemdepende da dureza

Necessrio apenas se a resinaficou exposta ao ambiente

Apenas se h condensaosuperficial

Recomendaes sobre o nvel mximo de umidadenos grnulos, temperaturas e tempos de secagem

Sempre necessita de secag.(secador-desumidificador)

Sempre necessita de secag.(secador-desumidificador)

Fonte:DuPont

PA

PETPBT

POM

TEEE

escorrimento pelo bico formao de bolhas

no fundido

nenhum sintomavisvel

formao de bolhasno fundido


manchas prateadasna direo do fluxo

formao de rebarbas


pode haver pequenas

manchas

tendncia de formaode rebarbas

reduo daresistncia ao impactoe da resistncia trao

reduo daresistncia ao impactoe da resistncia trao

reduo significativada resistncia aoinpacto

pequeno acmulo deresduos sobre o molde

nenhuma

Sintomas durante

a injeo

Sistomas visveis

na pea injetada

Influncia sobre as

propriedadesmecnicas

Como reconhecer o excesso de umidade Fonte: DuPont

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,0640

60

80

100

Cont. umidade nos grnulos (%)

Resistncia

aoimpacto

Influncia do contedo de umidadenos grnulos sobre a resistncia aoimpacto de PET c/ 30% FV

Nvelmximoumidade

Fonte: DuPontMtodo Karl-Fischer Mtodo manomtrico

Captulo 1

Muitos plsticos absorvem umidade daatmosfera e, dependendo do tipo de resina, asquantidades absorvidas podem ser maioresou menores. A presena de umidade nosgrnulos, mesmo que seja apenas vapordgua condensado sobre a superfcie, podecausar srios problemas em peas moldadascom polmeros de engenharia. Muitos efeitosindesejveis podem ocorrer, incluindoproblemas de processamento, defeitos visuaisou queda nas propriedades mecnicas daspeas injetadas. Em algumas ocasies, possvel determinar a presena de umidademeramente com uma inspeo visual. Osautores prepararam este artigo para ofereceraos transformadores que utilizam uma amplagama de plsticos um guia prtico detratamento destes polmeros com tendncia aabsorver umidade.

Secagem de M ateriais Plsticos

A maioria dos polmeros de engenhariarequerem que o nvel de umidade nosgrnulos seja inferior a um determinado nvelpara poderem ser processados. A necessidadede secagem depende principalmente de quosensveis gua so as matrias-primas.Naturalmente, o contedo de umidade domaterial quando expedido, o tipo deembalagem e o perodo de estocagem sotambm importantes critrios. As poliamidas,por exemplo, geralm ente so embaladas emsacos com uma camada de alumnio, demodo que possam ser usadas diretamenteda embalagem. Entretanto, muitostransformadores de PAp referem sec-la antesda injeo, mesmo que isto no seja

necessrio, no caso do material ser utilizadodentro de uma hora.

J os polisteres, PET e PBT so muito maiscrticos quando se trata de umidade e devemser sempre desu midificados para assegurarque a resistncia ao impacto das peasmoldadas no seja afetada.

Outro ponto importante - estas resinasabsorvem umidade muito rapidamentedepois de desumidificadas. Por esta razo, ostransformadores devem ter cuidadosespeciais no manuseio de embalagensabertas, no transporte, com sistemas dealimentao automticos, assim como, comrelao ao tempo de residncia no funil. OPET, por exemplo, pode, em circunstnciasclimticas desfavorveis, absorver umidadesuficiente para ultrapassar o nvel mximoaceitvel para moldagem, que de cerca de0,02%, em aproximadamente 10 minutos. Asecagem de material modo e de grnulossaturados (ex., no caso de embalagens que

foram deixadas abertas) requerem tratamentoespecial. Nestes casos, os tempos de secagemnormalmente recomendados no sosuficientes. A poliamida completamentesaturada pode requerer um processo desecagem de mais de 12 horas. Este processo,entretanto, inevitavelmente provocaramarelamento da resina. Para minimizar, oueliminar este problema, as sugestes abaixodevem ser seguidas:

Sempre armazene canais e m aterial modoem embalagens fechadas.

Feche embalagens que foram utilizadasparcialmente.

Mantenha o funil sempre fechado.

Umidade nos grnulos de material

A

FEn t wi c ke ltv o n R e neKo

ne

be rg

En t w

i c ke

ltv o n R

e neKo

ne

be rgC C

H

G

E

B

D

C

A Medidor de

ponto de orvalho

B Aquecedor

C Vlvula controladora

de vazo

D Funil

EF

Termmetro

Peneira molecular

G Peneira molecular

H Bomba

Secador Tpico Fonte:DuPont

Embalagens p/ amostras


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Necessidade de altas presses de injeo ede longos tempos de preenchimento dacavidade so fortes indicadores de que ospontos de injeo esto muito pequenos. Istopode ser reconhecido, por exemplo, pelo fatode diferentes velocidades de injeo terempouco efeito no tempo real de preenchimento.

Um ponto de injeo muito estreito poder,tambm, causar defeitos superficiais.Cisalhamento excessivo pode resultar emseparao de aditivos como modificadores deimpacto, pigmentos e retardantes de chama.Alm disto, os pontos de injeo estreitospodem provocar esguichamento, resultandoem manchas superficiais e efeito mrmore (nocaso de materiais com carga mineral), assim

como na formao de um tipo de aurola naregio da entrada. H tambm uma tendnciamaior de acmulo de resduos sobre o molde.

Projeto do sistema

de alimentao

No projeto do sistema de alimentao, oprimeiro ponto a ser considerado aespessura da parede (t) da pea injetada (verdiagrama). O dimetro do canal de injeonunca deve ser menor que a espessura daparede da pea. Comeando do ponto de

injeo, o dimetro do canal deve seraumentado a cada diviso de fluxo, de modoa manter o cisalhamento uniforme.

Para prevenir que um ponto de materialfrio vindo do bico de injeo chegue at apea, os canais devem sempre serprolongados em cada mudana de direo, demodo a formar o que se chama comumentede poo frio. O poo frio deve ter, no mnimo,o mesmo dimetro do bico de injeo, demodo a garantir que o material frio seja

realmente retido.Quando se injeta materiais semi-cristalinos

ou polmeros reforados, a espessura mnimado ponto de injeo deve ser de 50% daespessura da pea. No caso de materiaisreforados, para minimizar o risco de quebradas fibras e tendo em mente tambm a maiorviscosidade destes compostos, a espessura doponto de injeo deve ser de at 75% daespessura da pea.

O comprimento do ponto de injeo ,tambm, um ponto muito importante a serobservado. Este deve ser de, no mximo,

1 mm, para evitar a solidificao prematurado m aterial.

Resumindo as regras bsicas: sempre considere maneiras de interceptar ospontos de material frio; faa o dimetro do canal maior que aespessura da pea; a espessura do ponto de injeo deve ser de,ao menos, 50 % da espessura da pea.

Estes princpios so vlidos apenas para osmateriais semi-cristalinos. Quando se

pretende estimar o comportamento dopreenchimento do molde, podem ser usadosdados tpicos de fluxo de cada polmero e,quando necessrio, deve-se lanar mo declculos de fluxo. H, certas aplicaes emque, por vrias razes, o desenho do ponto deinjeo no pode seguir estas recomendaes.Nestes casos deve-se buscar umbalanceamento entre qualidade e custo.

29,0

29,5

30,0

30,5

31,0

31,5

32,0

2 3 4 5 6 7 8 9

Efeito do dimetro da entrada sobre a qualidade dapea (1,5 mm) em PA 66

Tempo de recalque (s)

Pesodapeamoldada(g)

(molde trs placas)

Presso de inj.necessria

Mx. tempode recalque

atingido

Dim.entrada

Peso mximoatingido

(at 1,4 s de tempode injeo)

(a 80 MPa de pressode recalque)

Contrao

0,5 mm 30,32 g 5,0 s 170 MPa 1,7 %

1,5 mm 31,30 g 7,5 s 70 MPa 1,3 %

Fonte: DuPont

recalqueefetivo

a: estrutura comentrada = 0,5

b: estrutura comentrada = 1,5

regioaltamentecisalhada

estruturanormal

a

b

a:

b:

estruturanormal

regioaltamentecizalhada

Captulo 2

Sistema de alimentao muito pequenoAtualmente, peas plsticas so projetadas

com o auxlio de mtodos complexos comoCAD, FEAe CAE. Inquestionvelmente, estesmtodos tm auxiliado no aprimoramento daqualidade de componentes plsticos, porm,em alguns casos, no se pode dizer o mesmoquanto ao projeto dos sistemas de alimentaodos moldes.

Este artigo aborda os pontos bsicos de umprojeto adequado do sistema de alimentaopara polmeros semi-cristalinos. Esteselementos, entretanto, devem ser aplicados emcombinao com uma localizao adequadado ponto de injeo e um correto tempo derecalque. Estes assuntos sero discutidos aolongo dos prximos captulos desta srie.

As caractersticas que diferenciam as

resinas semi-cristalinas

Os materiais termoplsticos semi-cristalinossofrem uma significativa contraovolumtrica durante a transio do estadofundido para o slido (cristalino). Estacontrao, que pode ser de at 14 %,dependendo do tipo da resina, tem que sercompensada com mais material fundido. Istos pode ser feito se a seo transversal doponto de injeo for suficientemente grande

para assegurar que o material fundido possacontinuar fluindo durante a fase de recalque.

Reconhecendo os Resultados

Quando o ponto de injeo muito pequeno(ver exemplo), no possvel recalcar a peade forma efetiva durante o tempo necessrio(tempo de cristalizao). Neste caso, acontrao volumtrica no pode sercompensada adequadamente, resultando naformao de vazios e de rechupes(especialmente no caso de resinas noreforadas), assim como aspereza superficial(no caso de compostos reforados). Estesproblemas podem ser identificados facilmente

atravs do uso de microscpio adequado paratal fim. Alm disso, a estabilidade dimensionaldas peas obtidas variar consideravelmente,a contrao ser excessiva e haver tendnciade maior empenamento.

Os vazios afetaro as propriedadesmecnicas da pea, reduzindo drasticamente oalongamento na ruptura e a resistncia aoimpacto. No caso de compostos reforadoscom fibras de vidro, o ponto de injeo muitopequeno provocar a quebra das fibras, o queresultar em um enfraquecimento ainda maiorda pea.

1

t0,5 ... 1,0 t

Fonte: DuPontEntrada direta

2

D1

D

t a

Entrada p/ molde de 3 placas

D = t + 1

a 0,5 t

Fonte: DuPont

t + 0,5a

Entradas submarinas para polmeros cristalinos

a 0.5 ... 0,7 t

a = 0,5 mmmin

a = 2,5 mmmx

25 5

10

a

t + 0,5

1

a 0.5 ... 0,8 t

a = 0,8 mmmin

a = 2,5 mmmx

4

255

10

resinas reforadasresinas no reforadas

t t

Fonte: DuPont

Fonte: DuPont

Projeto de canal de injeo

Dimetros recomendadosPea delgada,grande volume,alta viscosidade

Pea espessa,pequeno volume,baixa viscosidade

T + 2T + 3

T + 4

T + 1T + 1,5

T + 2

AB

C1D C2D > A

Seesrecomendadas

10

B

A

C

t

D 1

2D


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Preencha simetricamente(evita formao de rebarbas)

Preencha frontalmente(evita empenamento)

Garanta que o materialflua longitudinalmenteem torno dos insertos

Source:DuPont

Posies de entradaFonte:DuPont

Preencha peas tubulareslongitudinalmente

Entradaprxima base

use entrada auxiliar

Posies de entradaFonte:DuPont

Aprisiona-mentode ar

Captulo 3

Posio inadequada do ponto de injeoAp osio do ponto de injeo decisiva na

formao do perfil da frente de fluxo e naeficincia da presso de recalque e, em funodisso, pela performance mecnica e de outraspropriedades da pea injetada.

Possveisconsequnciasnegativasde umaposio inadequada do ponto de injeo

As propriedades de uma peacorretamente projetada em polmero semi-cristalino podem ser prejudicadas se aposio do ponto de injeo no for a maisadequada. Isto se tornar evidente quando dapresena dos seguintes sintomas, vlidos pararesinas reforadas ou no: Linhas de emenda visveis e ar preso,causados pelo perfil da frente de fluxo.Podem influenciar o acabamento superficialda pea e, especialmente no caso de materiaisreforados com fibras de vidro, aspropriedades mecnicas. Modificaes nascondies de processo no tero influnciasobre estas consideraes. Rechu pes e vazios nas sees mais espessas

da pea - uma vez que o material cristalizamais rpido nas sees com menor espessura(ver diagrama), a seo mais espessa, querequer um tempo de recalque mais longo, nopode ser suprida com mais material fundidodurante o tempo necessrio (solidificao).Haver contrao exagerada nesta rea, quepoder provocar empenamento, mesmo nocaso de grades no reforados. Rebarbas - se o nmero de pontos de injeofor insuficiente e estes forem posicionadosincorretamente, as distncias de fluxo podemser muito grandes e as presses de injeonecessrias muito altas. Se a presso defechamento do molde no for suficiente ou seo polmero utilizado tiver baixa viscosidade ecristalizar muito lentamente, poder ocorrerformao de rebarbas. Alm do mais, a janelade processo ficar muito limitada,impossibilitando ajustes finos de processo.

Recomendaespara um

posicionamento timo do ponto de

injeo

Semp re tente alimentar a pea na regiocom a maior espessura de parede. P ontos de injeo no devem ser colocadosprximo s reas de alta concentrao detenses. Semp re que possvel, peas longas devemser alimentadas longitudinalmente, ao invs

de transversalmente ou centralmente,especialmente no caso de moldagem decompostos reforados. Para moldes de duas ou mais cavidades, aspeas devem ser arranjadas e alimentadassimetricamente em relao ao canal principal. Preferencialmente, peas axialmentesimtricas como engrenagens, discos, calotas,etc., devem ser alimentadas centralmente,usando um ponto de injeo tipo diafragma,ou por meio de entradas capilares, com ummolde de trs placas, de modo a conseguirpropriedades realmente boas durante suautilizao. Peas que possuem dobradias devem seralimentadas de modo que as linhas de

emenda no fiquem sobre as mesmas.Interrupes no fluxo prximo s dobradiasdevem ser evitadas a qualquer custo. Peas em forma de caixa (ex.: pequenascarcaas, capas de capacitores, etc.) devem seralimentadas na regio da base, de modo aevitar o aprisionamento de ar. No caso de peas tubulares, o materialfundido deve, inicialmente, preencher acircunferncia anular em uma extremidade e,ento, preencher a pea ao longo do seucomprimento. Isto ir evitar umpreenchimento assimtrico. Quand o se injeta sobre insertos, ao redor depinos, insertos fundveis ou qualquer outrotipo de inserto metlico, a resina fundidadeve ser capaz de fluir em torno do inserto deforma circular, de modo a manter odesalinhamento do inserto ao mnimo. Superfcies expostas que no podemapresentar marcas superficiais, como marcado ponto de injeo, podem ser alimentadaspela face inferior, usando um ponto de injeotipo tnel, no pino de injeo. O ponto de injeo deve ser posicionado demodo que mesmo pequenas paradas de fluxo(peas complexas, moldes de mltiplascavidades com diferentes formas, etc.)durante o preenchimento sejam evitados aomximo.

Obviamente, estas recomendaes nopodem cobrir todo o leque de aplicaes

existentes. Compromissos tero que serassumidos sempre, dependendo dacomplexidade de uma pea em particular. Asrecomendaes que discutimos devem,sempre que possvel, serem levadas emconsiderao durante a fase de planejamento.Simulaes de preenchimento da cavidadeso, inquestionavelmente, de grande ajudanestas situaes.


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pode ser detectada porosidade.O tempo efetivo de recalque pode ser

determinado durante a injeo, pesando-seum certo nmero de peas (veja a descrio).Esta a melhor maneira de determinar otempo de recalque para uma certa pea, emcondies prticas.

Uma guia para determinar o tempo timode recalque pode tambm ser obtido pelacomparao com situaes prticas (vejatabela). Estas se aplicam apenas para dadasespessuras de parede e no podem seraplicadas para condies diferentes, taiscomo temperatura, uso de nucleantes epigmentos, tempo de preenchimento domolde, etc. Para paredes mais finas, ostempos sero menores, para maioresespessuras, mais longos.

Procedimento de ajuste corret o

Para obter peas moldadas com propriedadestimas, o tempo de recalque deve serdeterminado pelo mtodo da pesagem, e otempo de resfriamento deve ser reduzido aomnimo (normalmente, ligeiramente superiorao tempo de plastificao). Isto pressupeque o ponto de injeo tenha sido projetado eposicionado corretamente (ver captulos 2 e 3desta serie). importante, tambm, manter apresso constante durante o tempo derecalque. A presso correta varia entre 60 e100 MPa, dependendo do material usado.

Determinao experimental do tempo adequado de recalque

Neste caso, 14 s sosuficientes para que seobtenha a melhorqualidade da pea

O peso da peano deve exceder25,35 g com qualquerpresso de recalque

Material: POM-H GF 20Presso rec.: 90MPaCarcaa de BombaEsp. parede: 2.5 mm

Tempo de recalque (s)

Pesodapeamoldada(g)

25.26

25.28

25.30

25.32

25.34

25.36

25.38

25.40

9 10 11 12 13 14 15 16 17

fcil determinar o tempo correto de recalque na prtica, durante a injeo.Vrios tempos de recalque diferentes so ajustados com 1-2 s de diferena,dependendo da resoluo desejada, e as peas resultantes so pesadas em umlaboratrio, aps a remoo do canal. Os pesos so, ento, plotados com relaoaos tempos de recalque. O ponto timo de recalque estar na regio onde nohouver mais nenhuma mudana no peso das peas.

Fonte: DuPont

Fase de injeo(desordenada)

Fase de recalque(ordenada)

Entrada

Cavidadedo molde

Diagrama esquemtico da mudana na

estrutura molecular durante a fase de recalque

0

10

20

30

40

50

3530252015105

Tempo de recalque (s)Alongamentonaruptura(%)

Efeito do tempo de recalquesobre o alongamento na ruptura

POM-H,mdia-viscosidade

Fonte:DuPont

Material Tempo cristalizao

POM - H

PA 66

PA 66

PA 66 GF 30

PET GF 30

PBT

PBT GF 30

3,5 - 4,5

7,5 - 8,5

3,0 - 4,0

2,5 - 3,5

3,0 - 4,0

3,5 - 4,5

2,5 - 3,5

(tenaz)

smm

smm

smm

smm

smm

smm

smm

por mm de espessura

Taxa de cristalizaopara espessura de 3 mm Fonte:DuPont

Captulo 4

Muitos transformadores, trabalhandobaseados em suas experincias de moldagemde polmeros amorfos, tendem a usar, deforma generalizada, tempos de recalquecurtos e tempos de resfriamento longos.Entretando, quando se trata de polmerossemi-cristalinos como POM (poliacetal), PA(poliamida), PBT e PET (polisteres), estapostura pode gerar efeitos indesejveis. Esteartigo aborda os pontos mais importantespara a adoo do tempo de recalque maisadequado.

O que exatamente acontece durante

a fase de recalque

Uma vez que a cavidade do molde foipreenchida, as molculas do polmero

comeam a cristalizar, isto , as cadeiasmoleculares ficam alinhadas umas em relaos outras, resultando em uma maiordensidade. Este processo se inicia na camadaexterna e termina no centro da pea (verd iagrama) . A con trao vo lumtr icaprovocada por este processo pode ser de at14 %, como no caso do POM, e tem que sercompensada com mais material fundidodurante a fase de recalque. Se o tempo derecalque for muito curto, haver formao devazios (porosidade), que podero ter umefeito adverso sobre as propriedades da pea.

Como descobrir se o tempo de

recalque est m uito curto

Peas moldadas com baixo tempo de

recalque apresentam contrao excessiva,empenamento, rechupes, vazios e, em algunscasos, enormes perdas de propriedadesmecnicas. Adicionalmente, podem ocorrerconsiderveis variaes dimensionais.Geralmente, se tenta compensar estesproblemas atravs do aumento do tempo d eresfriamento, porm, inutilmente. Com isto seobtm ciclos desnecessariamente longos.

Um modo de reconhecer os efeitos detempos de recalque muito curtos, paracompostos de moldagem no reforados,consiste em cortar a pea moldada na regiode maior espessura. A superfcie cortada epolida pode, ento, ser inspecionada em buscade vazios e de porosidade. Geralmente, umalente de aumento ou um microscpio de luzrefletida so suficientes para formar umaprimeira opinio. Um mtodo mais elaborado

consiste na preparao e anlise microscpica(com microscpio de luz transmitida) desees delgadas obtidas por meio de ummicrtomo. (veja diagrama). Com isto, mesmoos menores defeitos se tornam visveis.

No caso de compostos reforados, defeitospodem ser facilmente detectados atravs daanlise da superfcie de uma pea rompida naseo mais espessa. Se o tempo de recalque formuito curto, ser possvel observar umaestrutura espumosa na regio da quebra euma microfotografia ampliada mostrar fibrasexpostas que no esto acopladas ao p olmero.Outro mtodo consiste em tirar umamicrofotografia de uma seo polida, em que

Tempo de recalque

Tempo de resfriamento

polmeros amorfos

polmeros semi-cristalinos

polmeros semi-cristalinos

Tempo

Tempos de recalque eresfriamento.

processados como pol. amorfos

processados corretamente

Fonte:DuPont

Checagem visual de poros (POM)

Luz refletida Fotografia de uma amostraobtida por tcnica de microtomia

Fonte:DuPont

Tempo de Recalque Muito Curto


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Captulo 5

Temperatura inadequada do fundidoA utilizao da temperatura correta do

material fundido vital para a qualidade daspeas na moldagem de polmeros deengenharia semi-cristalinos. Como uma regrageral, a tolerncia variaes menor que adas resinas amorfas. Neste captulo, os autoresabordam o tema tempertura do fundidorelacionado aos m ateriais semi-cristalinos.

O que acontece quando a temperatura

do fundido est incorreta ?

A temperatura do material fundido podeestar muito alta ou muito baixa - ambas soincorretas. Alm disso, a variao detemperatura dentro da massa fundidatambm um fator a se ter em mente.Temperaturas muito altas degradam o

polmero, isto , quebram as cadeiasmoleculares. Outra consequncia pode ser adecomposio de aditivos do material, comode pigmentos, modificadores de impacto, etc.Isto provocar uma queda na resistnciamecnica da pea (como resultado da reduodas cadeias moleculares), defeitos desuperfcie (causados pelos produtosdecompostos) e odores indesejveis.

Temperaturas muito baixas impossibilitamque um nvel adequado de homogeneidadeseja atingido. Isto provoca reduo drsticada resistncia ao impacto da pea moldada e,na maioria dos casos, considerveis variaesnas propriedades fsicas.

Alm da temperatura d o material fundido, otempo de residncia do polmero na unidadede injeo tem um importante papel. Aexperincia tem demonstrado que os tempostimos de residncia esto entre 2 e 9 minutos.

Se o tempo de residncia for muito longo,poder ocorrer decomposio trmica, mesmo

quando o material fundido estiver natemperatura correta. Se o tempo de residnciafor muito curto, no haver tempo suficientepara uma homogeneizao eficiente dofundido.

Quais so os sinais de temperaturaincorreta do fundido ?

No caso do POM, o excesso de temperaturaprovocar a degradao da resina, gerandosubprodutos que formaro bolhas nofundido. Isto pode ser observado claramenteno material fundido quando o mesmo purgado. Outros sintomas podem ser oacmulo de resduos sobre o molde e aliberao de odor. As propriedades fsicas doPOM homopolmero, entretanto, so poucoafetadas por estas altas temperaturas.AP oliamida descolore em condies extremas,

principalmente se o superaquecimento ocorre

em funo de bicos de injeo muito quentes.A decomposio trmica pode ser reconhecida

em todas as poliamidas atravs da reduo naspropriedades mecnicas. No laboratrio, adecomposio trmica pode ser verificada pelamedio da viscosidade relativa da resina.PBT e PET reagem muito mais fortemente aosuperaquecimento, com perda significativa detenacidade. Falhas so d ificilmente percebidasdurante o processamento. Se nenhum mtodode controle de qualidade for aplicado durantea produo, o problema se tornar aparenteapenas no estgio de montagem, ou quando apea j estiver em uso. A descolorao empeas em polisteres indica um alto, pormno usual, grau de degradao. Na prtica,aplicam-se testes em amostras aleatrias comos quais certas propriedades relacionadas coma tenacidade podem ser medidas. Testes deviscosidade com material de peas moldadasconsomem tempo e custam caro para seremfeitos rotineiramente.

No caso de PA ou PBT no reforados, apresena de partculas no fundidas durantea purga um sinal de uma temperatura defundido muito baixa, ou utilizao de umpercentual muito grande da capacidade deinjeo da mquina.

A temperatura correta do fundido

As fichas tcnicas dos polmeros indicam afaixa de temperatura tima para cada grade.Em geral, o controle da temperatura desejadaatravs da leitura dos pirmetros no confivel porque, alm do aumento detemperatura promovido pelo calor fornecidopelas resistncias do cilindro de injeo, o

atrito gerado pelo contato do material com arosca em movimento gera calor. Aquantidad ede calor que gerada desta maneira dependeda geometria e da rotao da rosca, assimcomo da contrapresso.As recomendaes a seguir podem ajudarna obteno de medidas acuradas detemperatura: Use sondas de termmetro com dimetroinferior a 1,5 mm (resposta mais rp ida); Pr-aquea a sonda; Colete o material fundido em um recipienteisolado termicamente; Movimente a sonda enquanto estiverfazendo a medio.

Quando estiver fazendo as medies iniciaisou quando no houverem valores conhecidossobre os quais guiar-se, deve-se utilizar umperfil de temperatura de 10 a 15C acima doponto de fuso na zona de alimentao e em

torno de 5 a 10 C abaixo da temperaturadesejada no material na zona dehomogeneizao. Ajustes finos na temperaturapodem ser feitos de acordo com a temperaturamedida no fundido. No caso de longos temposde residncia e de uma utilizao de umpequeno percentual da capacidade de injeo,um perfil crescente recomendado. Paratempos de residncia curtos e de umautilizao de um grande percentual dacapacidade de injeo, um perfil constante oque d melhor resultado. As temperatura daszonas de aquecimento nunca devem serajustadas abaixo do ponto de fuso domaterial.

Material Temp. recomendadado fundido

POM - H

PA 66

PBT

PBT GF 30

Ponto de Fuso

215 5 C

290 10 C

250 10 C

250 10 C

175 C

255 C

PA 6 GF 30 270 10 C225 C

PA 66 GF 30 295 10 C255 C

PET GF 30 285 5 C255 C

PA 6 250 10 C225 C

225 C

225 C

Temperaturas de processoFonte: DuPont

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

290275260245230Resistnciaaoimpacto(%)

Temperatura da zona de alimentao (C)

Pontodefuso=255C

Temperatura da zona de alimentao

PA 66 GF 30

Fonte: DuPont

0

20

40

60

80

100

2015105Resistnciaaoimpacto(%)

Tempos de residncia p/ PA 66 c/ mod. impacto

Tempo de residnciamximo permitido

a 310 C

a 280 C

280 C

310 C

Tempo de residncia (min)

Fonte: DuPont

270 260 250 240100

80

60

40

20

50 100 150 200Utilizaodacapacidade

deinjeo(%)

Temperatura do fundido ( C)

Tempo de Ciclo (s)

Limites de temperatura do fundido p/ o PBTFonte:DuPont

Avaliao da qualidade do fundidoFonte: DuPont

Medindo a temperaturaFonte:DuPont

Boa Ruim POM

Fundido flui

de forma homognea

Partculasno fundidas

Fundido noest

homogneo

Formao de bolhasdevido degradao

seo de borra

Boa


8/12

molde. Exceto no caso de peas simples, ouso de sistemas de controle de temperaturado molde sempre questo de compromissos.Por esta razo, a lista de recomendaes aseguir deveria ser vista apenas como um guiade carter geral. O controle da temperatura da cavidadedeve ser levado em considerao na fase deprojeto da ferramenta. Quando projetando moldes de grandesdimenses para fabricar peas pequenas e debaixo peso, importante que o mesmopermita uma boa transferncia de calor. Seja generoso quando dimensionando oscanais e tubulao para passagem dos fluidosde controle de temperatura. No useacoplamentos que causem grandes restries

ao fluxo. Sempre que possvel , u se guapressurizada como o meio de controle. Use mangueiras capazes de suportar altaspresses e temperatu ras (at 8 bar e 130C). Especifique a performance do controladorde temperatura para a ferramenta. Use isolao entre as bases do molde e asplacas da mquina. Use con tro ladores de temperatu raseparados para a parte mvel e para a partefixa do molde. Use controle de temperatura separado parapartes mveis e machos, de modo que vocpossa trabalhar com diferentes temperaturas

para iniciar a injeo. Sempre conecte circuitos de controle detemperatura diferentes em srie, nunca emparalelo. Se os circuitos esto em paralelo,pequenas diferenas na resistncia ao fluxopodem causar diferenas na vazo do meiocontrolador de temperatura, de forma que asvariaes de temperatura sero maiores queno caso de empregar conexes em srie(conexes em srie trabalharoadequadamente apenas se houver menos de5 C de diferena entre a temperatura deentrada e a de sada). O uso de termmetros no equipamentopara indicar a temperatura de entrada e desada do fluido de controle de temperatura domolde recomendado.

Por razes de controle de processo,recomenda-se utilizar tambm um sensor detemperatura na ferramenta, de modo apermitir a checagem d a temperatura durantea produo.

O equilbrio trmico estabelecido naferramenta aps um certo nmero de ciclos,normalmente, um mnimo de 10. Atemperatura real de equilbrio depender demuitos fatores. A temperatura da superfciedo molde poder ser medida por termoparesdentro da ferramenta (posicionados a 2 mmda superfcie) ou, mais comumente, por umtermmetro porttil. Asu perfcie da sonda dotermmetro deve ser de leitura rpida. A

temperatura da ferramenta deve ser medidaem vrias posies, no apenas uma vez decada lado. Uma vez medidas as temperaturas,deve-se ajustar as unidades de controle paraconseguir a temperatura mais adequada nomolde. As fichas tcnicas dos materiaissempre indicam a temperatura correta daferramenta. Estas recomendaes semprerepresentam o melhor compromisso entre umbom acabamento superficial, propriedadesmecnicas, contrao e ciclo.

Transformadores de peas de preciso e depeas que devem atingir exatas especificaesticas ou de segurana, geralmente, tendem ausar temperaturas de molde mais altas(menor contrao ps-moldagem, superfciemais brilhante, propriedades mais

uniformes). Tecnicamente, peas menoscrticas, que tm que ser produzidas com omenor custo possvel, podem ser moldadascom temperaturas menores. Entretanto, ostransformadores devem estar conscientes dasconsequncias desta opo e devem testar aspeas exaustivamente, at que tenham certezade que as peas esto de acordo com asespecificaes dos clientes.

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8

3,2

3,6

12011010090807060

Contraode moldagem

Contraop s-moldagem

Recminjetado

ContraototalContrao(%)

Temperatura do molde (C)

POM homopolmero - Viscosidade Mdia(3,2 mm, 80 MPa)

Faixade temperaturarecomendada

Contrao Vs. Temp. moldeFonte: DuPont

0

0,1

0,2

0,3

0,4

1201008060Temperaturas (C)

Espessura2mm

Espessura4mm

Con

traops-moldadgem(

%)

PBT

Contrao ps-moldagemFonte: DuPont

Temp

eratur

amold

e80

C

Tem

perat

uram

olde100

C

Influncia da temperatura do molde s/ a estrutura do POM

Molde a 40 C C

Cristalizao inadequada da camada externa

Fonte: DuPont

Molde a 90Estrutura tima

Captulo 6

Temperatura inadequada do moldeQuando moldando polmeros de

engenharia semi-cristalinos como POM(poliacetal), PA (poliamida), PBT e PET(polisteres), importante garantir que atemperatura da superfcie do molde seja amais adequada para o tipo de resina. Osrequerimentos bsicos para um timoprocessamento esto no projeto daferramenta. O transformador somente poderproduzir peas boas com a utilizao decontroladores de temperatura se o projeto daferramenta for adequado. Isto exige umacooperao muito grande na fase de projetoda ferramenta para evitar problemas deproduo num estgio mais avanado.

Possveis consequnciasnegat ivas deuma tem peratura inadequada do

molde

O sintoma m ais facilmente identificvel oacabamento superficial ruim da pea injetada.

A contrao de moldagem e a contraops-moldagem de polmeros semi-cristalinosso altamente dependentes da temperaturada superfcie da cavidade do molde e daespessura de parede da pea. Portanto, umadissipao irregular de calor no molde podeprovocar diferentes contraes na mesmapea. Na prtica, isto pode dificultar amanuteno das tolerncias da pea. Nascircunstncias mais desfavorveis, acontrao pode estar alm do limite docorrigvel, tanto para resinas reforadas comopara no reforadas.

Quando as d imenses de peas quetrabalham em alta temperatura diminuemcom o tempo , em geral , a causa atemperatura da cavidade muito baixa. Istoporque, com temperaturas do molde muitobaixas, a contrao de moldagem pode sermuito pequena, porm, a contrao ps-moldagem ser substancialmente mais alta.

Se um longo tempo de start-up necessrioat que as dimenses diminuam para osvalores corretos, isto um sinal de umcontrole de temperatura inadequado naferramenta.

Uma dissipao inadequada do calor emalgumas regies da ferramenta pode causarum substancial aumento do ciclo total,

provocando o aumento do custo da pea.Temperaturas incorretas podem, algumas

vezes, ser detectadas na pea injetada atravsde tcnicas laboratoriais como anliseestrutural (por exemplo, com o POM) e DSC(por exemplo, com o PET).

Recomendaespara ajustar a

temperatura da cavidadecorretamente

As ferramentas de injeo esto setornando cada vez mais complexas e, comoresultado disto, est se tornando cada vezmais difcil criar condies apropriadas parau m c o n t r o l e e f e t i v o d a t e m p e r a t u r a d o

2802602402202001801601401201101008060

Temp. molde 50 C

Temp. molde 90 C

Temp. molde 120 C

Picos de recristalizao (temperatura do molde muito baixa)

ProcessamentotimoFluxodecalor

PET-GF 45PET-GF 45

Picos de transio

Temperatura ( C )

Curvas de DSC para diferentes temperaturas de moldeFonte: DuPont

Material

POM - H

PA 66

PBT

PBT GF 30

Temp. recomendadado molde

PA 6 GF 30

PA 66 GF 30

PET GF 30

PA 6

90 C

70 C

85 C

110 C

110 C

70 C

80 C

80 C

Temperaturas de moldeFonte: DuPont


9/12

al ruimSintomas Grades Onde e Qu and o Poss vel Causa Possvel Eli mi nao

Manchasna direodofluxo Todos

Reforados comcarga mineral

Todos,especialmenteos reforados

Todos,especialmente osno reforados

Todos

Todos,especialmente osno reforados

Todos

Todos

Reforados

cada injeo,em grandes reas

cada injeo Prximo de cantos

vivos Prximo entrada

Normalmente ocorreapenas em um lugar

Percorre toda a superfcieda pea

Em reas opostas snervuras

Em regies deacmulo de material(regies muito espessas)

Sempre no mesmo lugar(prximo de linhas deemenda e no fim dopreenchimento)

Esporadicamente,emdiferentes lugares

cada injeo Normalmente,comeando

na entrada

Intermitente - ex. 5a 15 injees sem problemas,seguidas de 1 a 2 injees comproblemas,etc.

Prximo do fim dopreenchimento

Prximo bordas Prximo nervuras

Parada instantnea da frentede fluxo durante opreenchimento

O polmero cristaliza antesque seja forado contra aparede

Fibras de vidro prximas superfcie

Ponto morto no bico ou nacmara quente.Apenas quandoo composto degrada ele sedesprende da superfcie emqueestaderidoe carregadopelo material.O ponto morto ,ento,preenchido por maismaterial novo e,assim,sucessivamente.

Jato de material formado naentrada da cavidade

Ausncia de resistnciapara suportar o fluxolaminar

Composto no fundiu eno foi homogeneizadoadequadamente

Oxidao por araprisionado na cavidadee que no pode escapar(efeito diesel)

Contrao maior emregies muito espessasdevido a impossibilidadedestas regies seremrecalcadasadequadamente

Material frio ou nohomogneo vindo do cilindroou da cmara quente

Cisalhamento excessivo Movimentao de

camadas slidasno molde

Composto mido (PA) Degradao trmica

Cheque a quantidadede umidade do composto

Cheque a secagem cheque a temperatura

do fundido (massa)

Reduza a velocidade deinjeo (use perfil de vel.)

Quebre os cantos vivos Aumente a seo da

entrada

Intercepte o material frio(use poo frio)

Possivelmente,aumente atemperatura do bico

Otimize o design.Ex:reduza as espessuras dasnervuras e uniformize asespessuras da pea

Mova a entrada paraoutro ponto

Crie, mova ou melhore assadas de gases

Injete mais lentamente

Cheque a temperatura dofundido (massa)

Aumente a contra-presso Cheque a velocidade da

rosca Possivelmente use um

cilindro maior (maior tempode residncia)

Injete mais lentamente(possivelmente,use perfil devel.) para obter fluxo laminar

Crie restrio ao fluxo nadireo da entrada

Possivelmente,mude alocalizao da entrada

Remova os pontos mortos

Aumente a velocidadede injeo

Cheque a temperatura dofundido (massa)

Cheque o ponto depassagem para recalque

Defeitos superficiais tpicos e maneiras de elimin-los

Aparncia de mrmore

Material Frio

Rechupes

Queima

Partculas no fundidas

Esguichamento

Manchas (faixas irregulares)na cor marrom

Superfcie spera

Fonte:DuPont

Captulo 7

Acabamento superficiPolmeros de engenharia semi-cristalinos

como o POM (poliacetal), PA (poliamida),PBT e PET (polisteres) so usadosprimariamente devido s suas excelentespropriedades mecnicas, trmicas, qumicase eltricas. Em muitos casos, porm,tambm se faz necessrio um timoacabamento superficial. Este artigo tem ainteno de ajudar a eliminar eventuaisdefeitos superficiais.

Localizao e definio dos defeitos

superficiais

Para resolver os problemas de defeitossuperficiais necessrio, primeiro, examinara localizao precisa do defeito e em quesituao o mesmo se torna evidente. Paraisto, recomendado observar a superfciedurante o processo de injeo. Os pontosque devem ser esclarecidos so listadosabaixo: O defeito ocorre cada injeo ouirregularmente ? O defei to ocorre sempre na mesmacavidade ? O defeito ocorre sempre no mesmo lugarda pea ? O defeito pode ser previsto atravs de umestudo de preenchimento do molde ? O defeito pode ser observado tambm nocanal de alimentao ? O que ocorre quando um novo lote dematerial usado ? O defeito ocorre apenas em uma mquinainjetora ou em outras tambm ?

Anlise das possveis causas de

defeitos superficiais

Defeitos superficiais podem ser causadospor mu itos fatores diferentes como: Resina: secagem, qualidade do composto,presena de contaminantes. Condies de injeo: temperatu ra domaterial, velocidade de injeo e ponto depassagem para recalque; Condies da unidad e de injeo: ex.:desgaste e pontos mortos; Pro je to do sistema de cmara quen te :canais, pontos mortos, etc; Projeto do molde, posio e dimenses do

ponto de injeo, poo frio, sadas de gases, etc; Aditivos; A resina base do composto de moldagem.

Concluses para evitar os defeitos

superficiais

1. Defeitos de localizao regular

Se os defeitos de superfcie ocorrem nomesmo lugar, com regularidade, h umproblema no bico de injeo ou no bico dacmara quente. A forma e o projeto do canalde injeo, entrada, ou da pea tambmpodem ser responsveis, ex.: cantos vivos,mudanas bruscas na espessura, etc. Outracausa pode estar relacionada s condies deinjeo, como o perfil de velocidade depreenchimeto ou o ponto de passagem pararecalque.

2. Defeitos de localizao irregularQuando defeitos de superfcie ocorrem

em diferentes lugares, de forma irregular,deve-se checar o composto (qualidade docomposto, presena de contaminantes).Fatores como baixa temperatura do fundido,contrapresso, velocidade da rosca e cursode dosagem podem, tambm, contribuirsignificativamente.

3. Defeitos cobrindo grandes reas

Este tipo de defeito normalmente seestende sobre toda a pea e pode serobservado tambm no canal de alimentao.Aqui deve-se checar se houve degradao domaterial. Isto pode ser feito purgando omaterial do cilindro e observando se houve,por exemplo, formao de bolhas. No caso decmaras quentes, este mtodo tambm podeser usado, porm, com limitado sucesso. Adecomposio do material pode ser devido adegradao do polmero ou de aditivos,causadas por superaquecimento ou excessivotempo de residncia. No caso de polmeroshigroscpicos, pode ocorrer, tambm,degradao hidroltica, quando o composto injetado sem a devida secagem.

Recomendaes GeraisQuando um acabamento superficial de

alto nvel for essencial em peas moldadascom polmeros de engenharia semi-

cristalinos, recomenda-se no utilizarcmara quente. Entretanto, quando se optapela utilizao de tal sistema, aconselhvelfazer uso de um canal frio entre o bico dacmara quente e a pea de modo a isolartermicamente o bico da cmara quente.

O material frio vindo d o bico de injeoou do bico da cmara quente deve serinterceptado por um poo frio para que omesmo no entre na pea.

A tabela a seguir lista vrios tipos dedefeitos superficiais e meios de elimin-los.Na prtica, entretanto, diferentes defeitossuperficiais podem aparecersimultaneamente, o que torna qualquerinvestigao das causas do problema e a suaeliminao muito mais difceis.


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bico de injeo da cmara quente. Este onico modo de prevenir que entre materialfrio na pea.

Controles separados devem ser providospara a entrada da cmara quente, para oscanais quentes e para cada bico. Destemodo , se to rna possvel equ i l ib rar atemperatu ra de cada cav idadeindependentemente, no caso da utilizaode materiais sensveis termicamente. Deve-se , sempre , u t i l izar equ ipamentos decontrole que garantam uma temperaturaconstante (ex.: PID).

Os sistemas de cmara quente devem sersuportados mecanicamente, assim como feito com o sistema de extrao. O m olde setorna menos resistente prximo aos canaise, portanto, deve ser reforado ao m ximo.Circu i tos de aquecimento separados,dispostos em torno dos bicos da cmaraquente permitem um controle mais precisodas temperaturas das cavidades.

Critrio de seleo de cmaras

quentese bicosCanais com uma seo transversal

completa e com elementos de aquecimentosimetricamente incorporados so a melhorsoluo.

Sistemas aquecidos internamente, quepermitem a circulao do polmero apenaspor uma seo anular, causam uma excessivaperda de presso e devem ser evitadossempre que possvel.

No caso de materiais sensveistermicamente como o POM, e de compostoscom retardantes de chama, deve-se evitar aomximo quaisquer restries ao fluxo.

Os bicos devem ser abertos, aquecidosexternamente e, assim como os canais, comuma seo transversal completa. Adiviso domaterial fundido em vrias frentes de fluxodeve ser evitada na regio do p onto de injeo.

No caso do processamento de materiaisabrasivos, tem se provado vantajoso utilizarpontas de bico intercambiveis. Alm disto,podero ser alcanados resultados razoveiscom o uso de pequenos torpedos.

Geralmente, desaconselhada a utilizaode bicos valvulados para o processamento depoliacetal. Se o uso de outros tipos decompostos torna necessria a utilizao de

bicos valvulados, devem ser usadascombinaes com sistemas de agulha quegarantam as menores perdas de pressopossveis.

No mercado podem ser encontradosmuitos sistemas de cmara quente queobservam as recomendaes aqui expostas eoferecem excelentes resultados.

aquecido internamente

(inadequado)

aquecido externamente

(recomendado)

Seo do fluxo dentro do bloco

resistncias

polmero

Fonte:DuPontProjeto de canais quentes

incorreto

aceitvel

correto

Ponto morto

Fonte: DuPontLay out dos bicos

incorreto(desbalanceado)

correto

correto

Fonte: DuPont

Bico recomendadoFonte:DuPont

Captulo 8

Quando se injeta polmeros de engenhariasemi-cristalinos em moldes de cmara quente,o sistema utilizado tem grande impacto sobrea funcionalidade do molde e sobre aqualidade da pea.

Com estes materiais, o controle datemperatura deve ser mais estreito que comos materiais amorfos.

Este artigo aborda os pontos maisimportantes que devem ser considerados naescolha da cmara quente mais adequada

para POM (poliacetal), PA (poliamida), PBT ePET (polisteres).

O que acontece quando utilizadoum sistema inadequado de cmara

quente ?Geralmente, um sistema inadequado de

cmara quente causa grandes perdas depresso. Para ser utilizado nestas condies,este sistema necessitar de altastemperaturas, o que poder provocar a

degradao do polmero, com todas asconsequncias j descritas no captulo 5(temperatura inadequada do fundido).

Quaisospontosmaisimportantesaserem considerados?

Todos os polmeros mencionadosan ter io rmente , demonstram uma cer tad iferena en tre a temperatu rarecomendada do fund ido e a suatemperatura de solidificao. Portanto, necessrio isolar termicamente a cmaraquente dos canais e dos bicos.

O lay-out dos bicos deve ser feito demodo que canais de injeo naturalmente

balanceados possam ser usados. Esta an ica maneira de garan t i r perdas depresso uniformes e tempos de residnciasimilares em todas as cavidades.

No caso de peas pequenas, recomenda-se a u t i l izao de en tradas ind ire tas,especialmente quando se utiliza materiaisreforados com fibras de vidro. Aquantidade de material que passa por cadabico aumenta, facilitando o controle daquan tidade de calo r t ransmit ida aocomposto. As dimenses dos bicos podemser maiores, permanecendo pequenos ospontos de injeo. Poos frios devem, dequalquer forma, ser arranjados faceando o

Isolao Trmica

Bico mx.310 C

entradamn. 260 C

molde80 C

temperaturasparaPA66

bloco290 - 310 C

espao livre

pequenas

reasde contato

Fonte: DuPontEntradas indiretas

Fonte: DuPont

Circuitos separados

espaolivre

circuitosseparados

Fonte: DuPont

Problemas com cmaras quentes


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maior uniformidad e possvel (ver captulo 6 ).Com materiais reforados com fibras de

vidro, a simetria da pea moldada toimportante quanto a uniformidade dasespessuras. Peas assimtricas alteram o fluxoe a orientao do material, causandoempenamento. No caso de peas assimtricas,portanto, necessrio balancear o fluxomediante a incorporao de uniformizadoresde fluxo (ver diagrama).

A posio do ponto de injeo tambm degrande importncia todas bifurcaes etodas linhas de unio so potenciaiscausadoras de empenamento.

Que possibilidadesesto abertas para

o t ransformador?

Assumindo que a pea, o ponto de injeo

e o molde foram corretamente projetados, otransformador pode controlar oempenamento, at um certo ponto, atravs dapresso de recalque e da temperatura domolde. O uso de vrios circuitos deaquecimento para otimizar a dissipao decalor uma prtica normal.

No caso de materiais reforados, mudanasna velocidade de injeo e/ ou na temperaturado molde podem p romover pequenas melhoras.Entretanto, se a possibilidade de empenamentono foi prevista na fase de projeto do molde e dapea, este no pode ser corrigido pormodificaes nas condies de moldagem.

O que pode ser feito quando o

empenamento ocorreu?

O passo mais importante, especialmente no

caso de materiais reforados com fibras devidro, conduzir um estudo depreenchimento do molde, (preenchendo omolde parcialmente, em vrios estgios). Peloestudo do perfil da frente de fluxo, aorientao das fibras pode ser reconstruda.Referindo-se s curvas de contrao demateriais reforados, pode-se tomar medidaspara reduzir o empenamento, como porexemplo, pela incorporao de diretores defluxo ou restries ao fluxo.

Este mtodo requer muita habilidade eexperincia prtica e, ao mesmo tempo,permite aos envolvidos aprimorarem seusconhecimentos, que podem auxiliar natomada de decises futuras. Entretanto, os

resultados ficam limitados em funo dascaractersticas dos materiais. No caso dospolmeros cristalinos, por exemplo, no possvel obter a mesma planicidade que comos polmeros amorfos. Para compensar estadiferena, pode-se usar as formulaes debaixo empenamento.

Estes materiais apresentam um bombalano entre as propriedades e oempenamento, devido a modificaesqumicas ou a combinao de diferentesreforos. O ltimo mtodo, e tambm o maiscaro, consiste em alterar o molde. Se j hexperincia com peas similares, insertoscorrigveis so a melhor soluo para peascrticas.

contrao longitudinal (%)

contraotransversal(%)

00

1,2

0,6

0,25

0,46

%

0,32

%

0,32 %

40o

namento para PBT c/ 30% FV

empenamento reduzido

com restries ao fluxo

Fonte: DuPont

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

120100806040

contrao(%)

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

4321

Contrao do PBT no reforado

espessura da pea (mm)temperatura do molde (C)

Fonte: DuPont

Captulo 9

EmpenamentoMateriais semi-cristalinos como POM

(poliacetal), PA (poliamida), PBT e PET(polisteres) tendem a empenar muito maisque os materiais amorfos. Este ponto tem queser levado em considerao j no incio doprojeto de novos moldes e de novosprodutos. Se isto no feito, fica quaseimpossvel corrigir o problema num estgiomais avanado. Este artigo trata sobre ascausas do empenamento e passos que podemser tomados para prevenir e evitar este problema.

Quais so asprincipaiscausasdoempenamento ?

A contrao relativamente alta emmateriais semi-cristalinos e influenciada

por um grande nmero de fatores. No caso demateriais no reforados, o empenamento grandemente influenciado pela espessura deparede da pea e pela temperatura dacavidade.

Grandes diferenas em espessuras deparede e temperaturas do moldeinadequadas provocaro o empenamento dapea. Caractersticas totalmente diferentes decontrao iro se tornar evidentes no caso demateriais reforados com fibra de vidro,devido a orientao das fibras. O efeito dasdiferenas de espessura sobre a contrao relativamente pequeno. Neste caso, aprincipal causa do empenamento adiferena entre a orientao longitudinal etransversal da fibra.

Essencialmente, o empenamento ocorredevido distribuio da espessura de parede,localizao do ponto de injeo, restries ao

fluxo, assim como da rigidez inerente da peainjetada.

Estas diferentes causas de empenamento,independentemente do material ser reforadocom fibra de vidro ou no, frequentementeprovocam um efeito de empenamentocontrrio na mesma pea.

Como evitar o empenamento ?Peas injetadas com materiais no

reforados devem ter espessuras uniformes.Acmulos de material devem ser evitadossempre que possvel. Entradas mltiplaspodem ser usadas para conseguir minimizara perda de presso e, desta forma, reduzir asdiferenas de contrao ao mnimo. O sistemade aquecimento do molde deve ser projetadode modo que o calor seja dissipado com a

Posio da entrada eorientao

incorreta

correta

Fonte: DuPont

Assimetria e empenamento

tend

ncia

deem

pena

mento

Fonte:DuPont

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

4321

transversalment

eorientaodaFV

paralelam

enteor

ientaod

aFV

contrao(%)

espessura da pea (mm)

Contrao do PBT c/ 30% FVFonte: DuPont

Empenamento prx. s nervuras

no reforado

reforado c/ FV

Fonte:DuPont

0,46 %

60o

Perfil da frente de fluxo e empe

tendncia de empenamento

sem restries ao fluxo


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Captulo 10

Acmulo de resduos sobre o moldeO acmulo de resduos sobre o molde pode

ocorrer com praticamente todos ostermoplsticos. Com o aumento da demandapor produtos cada vez mais elaborados,tambm aumenta a quantidade de aditivos quetm que ser incorporados, como por exemplo,modificadores, retardantes de chama, etc. Estesaditivos podem, com certa frequncia, seacumular sobre a cavidade do molde.

H muitas razes associadas ao acmulo deresduos sobre o molde. As mais comuns so: Decomposio trmica; Cisalham ento excessivo; Sadas de gases ineficientes;Na prtica, estes resduos se acumulamdevido a uma combinao de mais de um dosfatores mencionados acima, o que tornacomplexa a localizao e a soluo do

problema. Alm disto, h ainda mais umagravante normalmente, os resduos, setornam visveis somente depois de um longotempo de trabalho.

Tipos de resduos

Cada grupo de aditivos produz um tipoespecfico de resduo. Retardantes de chamapodem se decompor quando expostos altastemperaturas, formando subprodutos quepodem se acumular sobre o molde.Modificadores de impacto so afetados noapenas por temperatura excessiva mastambm por cisalhamento excessivo. Estes

modificadores podem, sob condiesdesfavorveis, separar-se do

polmero,

deixando resduos na superfcie da cavidade.Alguns pigmentos utilizados nos polmeros

de engenharia, usualmente processados altastemperaturas, podem reduzir a estabilidadetrmica do composto de moldagem,resultando em resduos que consistem depolmero degradado e pigmento decomposto.

Em partes do molde em que hsuperaquecimento (como em machos),modificadores, estabilizantes e outros aditivospodem, tambm, aderir parede do molde,deixando resduos. Nestes casos, deve-se buscarmelhorar o controle da temperatura do moldeou usar estabilizantes especiais. Atabela ao ladolista as possveis causas de acmulo de resduossobre o molde e maneiras de elimin-las.

Resduosque aparecem

repentinamenteNormalmente, resduos que aparecemrepentinamente, so provocados poralteraes nas condies de moldagem emudanas de lote de matrias-primas. Oscomentrios a seguir podem ajudar a evitareste problema.

Antes de mais nada, a temperatura dofundido deve ser medida e a aparncia dofundido checada, na tentativa de encontrarsinais de decomposio, isto , presena dematerial queima do. Tambm deve-se checar seo composto de moldagem est contaminadopor substncias estranhas e se nenhumcomposto de purga incompat vel foi usado.Alm disso, muito importante que as sadasde gases sejam checadas. O prximo passodeve ser operar a mquina com resina naturalou de cor clara. Aps aproximadamente

20min de produo, deve-se desligar a

mquina e desmontar o cilindro deinjeo (bico, adaptador e rosca). Ainspeo do material na tentativa deencontrar partculas queimadas e

comparao da cor atual com a cor originalindicaro, rapidamente, a fonte de problemas.

Esta tcnica tem, em muitas situaes,revelado fraquezas surpreendentes, mas realmente aplicvel apenas s mquinaspequenas (com rosca de at 40 mm dedimetro). A eliminao destes problemascontribuir para melhorias de qualidade

tambm quando forem processadosoutros materiais termoplsticos.Umprocedimento similar pode ser

adotado para cmaras quentes.

Cuidado com os moldesSe o acmulo de resduos no pode ser

evitado por nenhuma das medidas descritasanteriormente, tero que ser dados cuidado eateno especial aos moldes.

Foi constatado na prtica que os resduos nasuperfcie do molde podem ser removidos maisfacilmente na fase inicial do seu aparecimento.Cavidades e sadas de gases devem, portanto,ser limpas em intervalos especficos de tempo,como por exemplo, ao fim de cada turno. Umavez que o resduo forma uma camada grossa,fica extremamente d ifcil remov-lo.

Devido ao fato de que os resduos variammuito em sua composio qumica, deve-setentar encontrar, experimentalmente, osolvente mais adequado para retir-los. Almdos solventes clssicos, tm se observado que

produtos no convencionais podem resolver oproblema, como sprays para limpeza de fornoou limonadas contendo cafena. Outro truqueconsiste em usar borrachas para limpeza,como as usadas em linhas de trem.

Recomendaespara evitar o

acmulo de resduosQuando resinas sensveis trmicamente so

injetadas em moldes de cmara quente, deve-selembrar que o tempo de residncia passa a sermais longo, de modo que o risco de acmulo deresduos de produtos degradados aumenta.

Materiais sensveis ao cisalhamento devem,sempre, ser processados usando canais eentradas generosamente dimensionados.Entradas mltiplas, que reduzem oscaminhos percorridos pelo material e tambmpermitem a utilizao de menores presses deinjeo, geralmente do bons resultados.

Em termos gerais, a exausto eficiente dosgases da cavidade reduz a tendncia deacmulo de resduos sobre o molde. Portanto,sadas de gases adequadas devem serprevistas na fase de projeto do molde.Sadas de gases auto-limpantes, ou quepermitam a fcil remoo de resduos, sopreferveis. Melhorias no sistema de exaustodos gases tem sempre promovido a reduode acmulo de resduos sobre o molde.

Em alguns casos, possvel aplicar umacobertura anti-aderente sobre a superfcie dacavidade, que contribui para a reduo doacmulo de resduos. Testes devem serconduzidos para avaliar a eficincia de taiscoberturas.

Material t*

POM

PA

PET

PBT

TEEE

0,03 mm

0,02 mm

0,02 mm

0,02 mm

0,03 mm

Profundidades recomendadasNos pinos extratoresNa linha de fechamento molde

t

t

Sadas de gasesFonte: DuPont

Possveis Causas Possvel Eliminao Mea a temperatura do fundido e reduza-a para o nvel recomendado Observe se h sinais de decomposio na massa:ex.: formao de bolhas ougs Adeque a temperatura do cilindro ao tempo de residncia Assegure-se de que a cmara quente possui boa isolao trmica; cheque ocontrolador de temperatura;reduza a temperatura

Temperatura do fundido muito alta, tempode residncia muito alto

Pontos mortos no bico, prximo ao anelde bloqueio,desgaste no cilindro,pontosmortos na cmara quente

Polmero ou aditivos com estabilidadetrmica insuficiente

Confirme a presena de pontos mortos atravs da mudana de cores.Longosciclos de limpeza significam uma purga deficiente. Examine componentes duvidosos (bico,adaptador, rosca, cmara quente) erepare ou substitua-os.

Reduza o tempo de residncia por meio da utilizao de um cilindro de injeomenor.Opere com retardo de dosagem. Assegure-se que a almofadaseja a menor possvel. Mantenha mnima a descompresso para preveniroxidao pelo contato com o ar. Use produtos standard (sem reforos ou pigmentos, etc.) experimentalmente Pr-seque a resina para eliminar componentes volteis

Aumente as espessuras das paredes ou use auxiliadores de fluxo

Aumente o nmero de entradas para reduzir as distncias de fluxo altere o sistema de alimentao das cavidades;possivelmente use cmaraquente Aumente a temperatura da massa, observando os limites de tempo deresidncia/temperatura

Paredes muito delgadas ou fluxo muitolongo,resultando em alto cisalhamento

Aumente a seo transversal da entrada Redesenhe a entrada Aumente o nmero de entradas

Alto cisalhamento devido ao tamanhoreduzido da entrada

Reduza ou perfile a velocidade de injeo Aumente a temperatura da massa, observando os limites de tempo deresidncia/temperatura

Exausto dos gases ineficiente

Faa novas sadas de gases ou melhore as existentes Use sadas de gases auto-limpantes para assegurar a remoo consistente doar

Temperatura da cavidade muito alta

Mea a temperatura do molde aps a fase de start-up e reduza-a para o nveldesejado Ajuste a temperatura dos machos atravs do controlador de temperatura

Possveis causas e solues para acmulo de resduos sobre o moldeFonte:DuPont

Alto cisalhamento devido altavelocidade de injeo

Cisalhamento

excessivo

Decomposio

trmica

Problemas de Injecao - Os DezMais

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