No processo de estudo da moldagem por injeção de produtos plásticos, a moldagem por injeção é frequentemente dividida em duas etapas: na primeira etapa, a maior parte do plástico é colocada no molde, geralmente 90% a 99,9% do volume total do produto; na segunda etapa, o produto é compactado até obter um produto com a mesma estrutura e aparência do molde. No segundo estágio, embora apenas uma quantidade relativamente pequena de plástico fundido seja preenchida na cavidade, isso é muito importante para o acabamento superficial, aparência estética e tamanho do produto. Na maioria dos casos, a segunda etapa da moldagem por injeção utiliza dois parâmetros: pressão e tempo.
Do ponto de vista da pesquisa científica em moldagem, aumentamos os dois fatores para quatro elementos: (1) o método de conversão do primeiro estágio para o segundo estágio; (2) manter a comporta lacrada (congelada) ou a comporta não lacrada durante o processamento do produto; (3) tempo de espera; (4) manter uma pressão razoável na cavidade.
Conversão
Pode-se dizer que o controle da conversão da primeira etapa para a segunda etapa é a parte mais crítica do processo de moldagem. Se um produto de alta qualidade pode ser processado muitas vezes depende disso, e muitas vezes é a razão pela qual as fábricas de processamento de plástico não conseguem produzir o mesmo produto de um equipamento para outro.
Na maioria das aplicações, o processo de conversão deve ser o mais curto possível, ou seja, qualquer que seja a pressão final do primeiro estágio, espera-se que possa mudar rapidamente para a pressão necessária para compactação e pressão de retenção no segundo estágio . Além disso, é necessário entender como a unidade de controle do equipamento realiza corretamente esse processo de conversão.
Infelizmente, não existe um padrão unificado sobre como avaliar a conclusão da conversão entre diferentes equipamentos, portanto, as empresas de moldagem por injeção precisam enfrentar quatro possibilidades:
① O equipamento de processamento está equipado com uma função de conversão para controlar a viscosidade;
② A unidade de controle do equipamento possui um valor de ajuste de viscosidade para conversão, mas só pode diminuir a velocidade da haste de prensagem durante a conversão, mas não pode controlá-la;
③ O equipamento não possui valor de ajuste de viscosidade para conversão;
④ Quando o primeiro estágio é convertido para o segundo estágio, o equipamento não pode operar normalmente e ocorre uma inclinação, queda ou oscilação gradual da viscosidade.
É necessário garantir que a conversão do primeiro para o segundo estágio seja rápida e consistente. Portanto, compreender o princípio de funcionamento da máquina injetora é fundamental para obter os resultados desejados. Para a maioria dos produtos, para o controle correto do processo, o tempo desde o final do primeiro estágio até o ponto de ajuste de pressão do segundo estágio deve ser inferior a 0,1 segundos.
Não é desejável que haja quaisquer afundamentos, picos finos e agudos, oscilações ou deslizamentos lentos no fenômeno de pressão do segundo estágio quando se muda para a pressão do segundo estágio. O afundamento pode fazer com que a frente do fluxo hesite, resultando em retenção insuficiente ou fome. Picos finos ou transições lentas para a pressão do segundo estágio encherão demais a cavidade, causando flash. A oscilação geralmente resulta em baixa estabilidade do processo. Um gráfico do monitor de pressão da pressão de injeção versus tempo pode ser usado como forma de avaliar a melhor resposta da máquina.
Não é possível processar todas as peças com a comporta selada. Para uma peça específica, um teste de vedação da comporta deve ser realizado e as peças processadas com a comporta vedada e as peças processadas sem a comporta vedada devem ser testadas para determinar qual método é o melhor. Pode ser possível que 100% das amostras de teste falhem quando a comporta estiver congelada e 100% das peças com a comporta não congelada passem, ou vice-versa. Não é possível saber o que está acontecendo simplesmente olhando as amostras ou o processo. Realizar um teste de vedação da porta e testar as amostras encontrará a resposta.
Definir o tempo de espera
Saber se o portão deve ser mantido lacrado ou aberto pode ajudar a definir a duração do segundo estágio. Se for necessário um tempo de vedação da comporta, adicione um segundo estágio ou defina um tempo de vedação da comporta mais longo para o processo, a fim de manter a resistência e a estabilidade do processo. Isto não requer necessariamente o aumento do tempo de ciclo, pois a maioria dos ambientes pode ser equilibrada reduzindo o tempo de resfriamento ou o tempo de selagem do molde. Se o desempenho da peça for bom com uma comporta não vedada, comece a resfriar a comporta na metade do tempo necessário.
Devido às variações normais de temperatura e processo, a pior situação possível é escolher o tempo correto de vedação da comporta. Porém, às vezes é necessário vedar a comporta na hora de produzir a peça, e às vezes não, o que produzirá peças inconsistentes.
Um método relacionado é: se a comporta não for vedada durante o processamento, a consistência do tempo do ciclo torna-se muito importante para produtos consistentes. Se o tempo do ciclo variar com uma porta não vedada, a peça também será diferente devido à alteração da quantidade de polímero na cavidade. Pesar a peça pode verificar isso.
Definir a pressão de retenção
Encontrar a pressão de retenção correta é fundamental para compactar a peça. A pressão correta no segundo estágio deve estar dentro e no centro da faixa de parâmetros do produto necessária para obter uma boa peça Cpk (índice de capacidade do processo). Como a pressão de retenção é definida sob as condições de teste de vedação da comporta, os valores corretos de compactação e pressão de retenção do segundo estágio devem ser encontrados por meio de experimentos para serem o centro da faixa de parâmetros de processamento da peça.
Primeiro, verifique a estabilidade do primeiro estágio e verifique se há enchimento insuficiente ou encolhimento da peça após o primeiro estágio. Processo de verificação: Aguarde o segundo estágio e reduza a pressão de retenção ao menor valor permitido pelo equipamento, tomando cuidado para não reduzir a pressão de retenção ou o tempo de retenção a zero. Se a primeira etapa for diferente do esperado, mantenha a primeira etapa inalterada. Se nenhuma ação for tomada no segundo estágio, o primeiro estágio dará errado.
Se o primeiro estágio estiver estável, comece a aumentar a pressão de retenção. Comece baixo, talvez apenas 1000-2000psi para plásticos. Verifique as peças cada vez que a pressão de retenção for aumentada; aumente a pressão de retenção em pequenos incrementos até que a qualidade das peças seja considerada o melhor estado aceitável. Produza um certo número de peças cuja qualidade necessita de testes preliminares. Rotule e guarde.
Agora continue a aumentar a pressão de retenção até que a produção apresente rebarbas inaceitáveis, ação da haste, aderência ou outros problemas que possam danificar o molde ou a peça, ou haja sinais de que o processo não pode ser operado sob as condições de alta pressão definidas. Reduzir a pressão ao valor máximo permitido pelo processo permite uma produção segura e eficiente. Além disso, processe um grupo de peças para inspeção preliminar de qualidade. Rotule e guarde. Finalmente, produza um grupo de peças no ponto médio da faixa de pressão recém-definida.
Pegue os três grupos de peças e execute uma operação de controle de qualidade. Use os dados gerados pela operação de controle de qualidade para determinar quais grupos de peças são inaceitáveis ou aceitáveis.
Existem três respostas possíveis:
(1) Todas as peças são muito grandes. Isto indica uma falha porque indica que a contração errada foi usada para calcular o tamanho da cavidade. Se estiverem fora dos limites superior e inferior da faixa de pressão, qualquer alteração no processo terá dificuldade em colocar as peças no meio da faixa exigida.
(2) Todas as peças são muito pequenas. Isso ainda não é uma boa notícia, mas pelo menos é “seguro para moldes” e pode ser ajustado para colocar as peças na faixa exigida. Alternativamente, será difícil alterar o processo para que as peças voltem ao centro da faixa exigida.
(3) Algumas peças são muito pequenas e outras muito grandes. Agora você pode usar os dados obtidos para estabelecer os limites mínimos superiores e inferiores do DOE (desenho de experimentos). Dentro da faixa aceitável de peças, use o experimento de pressão do segundo estágio para determinar o centro da faixa necessária de peças.
