Os três tipos de “bolhas” e por que são diferentes
Quando alguém diz que sua peça tem bolhas, geralmente quer dizer uma de três coisas, e misturá-las leva a buscar a solução errada.
Armadilhas de ar: bolsas de ar preso que o plástico derretido não conseguiu empurrar para fora do molde
Vazios: bolhas de vácuo que se formam dentro de seções espessas à medida que o plástico esfria e encolhe Molde de injeção de engrenagem de motor Molde de injeção de engrenagem de motor
Bolhas de umidade (espalhamento): listras prateadas ou bolhas causadas pela água no plástico antes da moldagem
Cada um parece um pouco diferente e vem de uma fonte completamente diferente. As armadilhas de ar acontecem porque o molde não consegue ventilar. Vazios acontecem devido a paredes espessas e encolhimento. Bolhas de umidade acontecem porque o material não foi seco. Descubra qual deles você tem primeiro e, em seguida, corrija a causa específica.
Armadilhas de ar: quando o molde não consegue ventilar
Quando o plástico derretido entra na cavidade do molde, ele empurra o ar para frente. Esse ar tem que ir para algum lugar. Se o molde não tiver para onde o ar escapar, o plástico o prende e você obtém uma bolha ou marca de queimadura onde o ar foi comprimido e superaquecido.
Esta é uma das causas mais comuns de bolhas e é puramente um problema de projeto do molde. Recursos técnicos da Society of Plastics Engineers apontam consistentemente a ventilação inadequada como a principal fonte de defeitos-de gás aprisionado. O ar geralmente fica preso no último local a ser preenchido, geralmente em um canto, uma costela ou na extremidade de um caminho de fluxo.
Em problemas de moldagem por injeção com armadilha de gás, o sinal -revelador é uma pequena marca de queimadura ou vazio que sempre aparece no mesmo local, tiro após tiro. Essa repetibilidade indica que é um problema de ventilação, não uma falha aleatória no processo.
Projeto de ventilação: a solução real para armadilhas de ar
A solução para os coletores de ar é a ventilação adequada, o que significa dar ao ar preso um caminho de escape que é pequeno demais para o plástico seguir. Boas práticas de moldes de injeção de projeto de ventilação incluem:
Aberturas colocadas nas últimas áreas a serem preenchidas, onde o ar é coletado
Profundidade de ventilação rasa o suficiente para permitir a saída de ar, mas não de plástico (normalmente alguns centésimos de milímetro)
Aberturas nos pinos ejetores, que funcionam como caminhos de escape de ar
Ventilação na parte inferior das costelas profundas e saliências
Canais de ventilação adequados conduzindo o ar para fora do molde
Por umMolde de injeção de engrenagem de motor, os dentes da engrenagem e a área entre o cubo e o aro são pontos comuns que necessitam de ventilação cuidadosa. Mapeamos o padrão de preenchimento durante o projeto para prever onde o ar irá parar e, em seguida, colocamos as aberturas de ventilação lá antes de o aço ser cortado. Adicionar aberturas de ventilação após o fato é possível, mas nunca tão limpo quanto projetá-las desde o início.
Por que seções grossas prendem bolhas de vácuo
Os vazios são diferentes. Eles não estão presos no ar. São bolhas de vácuo que se formam quando uma seção espessa de plástico esfria.
Aqui está o que acontece. A parte externa de uma seção espessa esfria e solidifica primeiro, formando uma película. O interior ainda está derretido. À medida que o interior esfria, ele encolhe, mas a pele sólida mantém sua forma. O interior encolhido se afasta de si mesmo e cria um vazio no centro. Quanto mais espessa a seção, pior fica.
Uma engrenagem de motor com cubo grosso é uma candidata clássica. O cubo é a parte mais grossa da engrenagem, por isso é onde se forma o vazio. ASTM D3417 e métodos de análise{3}}térmica relacionados descrevem como os plásticos cristalinos encolhem à medida que esfriam, e esse encolhimento é exatamente o que leva à formação de vazios em seções espessas.
Soluções de Espessura de Parede e Coring
A solução para vazios é evitar seções sólidas espessas em primeiro lugar. As regras de design são diretas:
Mantenha a espessura da parede o mais uniforme possível em toda a peça
Retire seções grossas para que fiquem ocas em vez de sólidas
Onde um cubo grosso for inevitável, redesenhe-o com um centro tubular e nervuras para maior resistência
Mantenha as nervuras em aproximadamente 60% da espessura da parede principal para evitar a criação de novos pontos grossos
Aqui está um cenário que vemos com frequência. Um cliente nos traz uma engrenagem com cubo sólido e grosso, porque foi assim que foi desenhada em CAD. Moldado como{2}}está, o hub sempre forma um vazio. A solução é centralizar o centro do cubo e adicionar nervuras de suporte, o que mantém a resistência enquanto torna a parede fina o suficiente para esfriar sem deixar vazio. Esta é uma mudança de design e é muito mais barato fazer na tela do que perseguir na área de moldagem ajustes de processo que nunca funcionam totalmente.
A moldagem adequada para prevenção de vazios envolve principalmente o design da parede. O processo pode ajudar nas bordas, mas você não pode processar com segurança uma peça que contém uma protuberância sólida e espessa.
Bolhas de umidade: o problema da secagem
O terceiro tipo de bolha não tem nada a ver com o molde. Alguns plásticos absorvem a umidade do ar. Se você moldá-los sem secar primeiro, a água vira vapor no barril e aparece como listras prateadas ou bolhas na superfície da peça. Esse defeito é chamado de expansão.
A solução é simples, mas muitas vezes ignorada: seque bem o material antes da moldagem, seguindo a temperatura e o tempo recomendados pelo fornecedor da resina. Materiais como náilon, PC e ABS são especialmente propensos a isso. Se suas bolhas parecerem prateadas e espalhadas pela superfície, em vez de em um local fixo, suspeite da umidade antes de culpar o mofo.
Como projetamos moldes de engrenagens sem vazios
Nossa abordagem é evitar todos os três tipos de bolhas antes da construção do molde. Durante a revisão do projeto-para{2}}a fabricação, executamos uma análise de preenchimento para prever os coletores de ar e colocar a ventilação onde o ar será coletado. Revisamos a espessura da parede e eliminamos quaisquer seções espessas que possam formar vazios. E especificamos a secagem correta para o material escolhido.
Para uma peça de precisão, como uma engrenagem de motor, esse-trabalho inicial é o que proporciona peças sólidas em todo o processo, não apenas na superfície. Um vazio que você não consegue ver é o tipo mais perigoso, porque passa na inspeção visual e falha no campo.
PERGUNTAS FREQUENTES
P: O que causa bolhas em peças moldadas por injeção?
R: Existem três causas principais. Os coletores de ar vêm de um molde que não consegue liberar o ar à frente do plástico que flui. Os vazios são bolhas de vácuo que se formam dentro de seções espessas à medida que esfriam e encolhem. Bolhas de umidade vêm da moldagem de plástico que não foi seco primeiro. Cada um tem uma solução diferente, portanto, identificar qual você possui é o primeiro passo.
P: Como evito a retenção de ar na moldagem por injeção?
R: As armadilhas de ar são evitadas pela ventilação adequada no molde. As aberturas vão para onde o ar se acumula, geralmente as últimas áreas a serem preenchidas, e são dimensionadas para permitir a saída de ar, mas não de plástico. Um bom trabalho de molde de injeção de projeto de ventilação mapeia primeiro o padrão de preenchimento e, em seguida, coloca as aberturas nos pontos de retenção antes de o molde ser cortado.
P: Por que minha peça de plástico apresenta um vazio em uma área espessa?
R: Porque seções grossas esfriam de maneira desigual. A parte externa solidifica primeiro e, à medida que o centro ainda{1}}fundido esfria e encolhe, ele se afasta e deixa um vazio oco. A solução é retirar o núcleo da seção grossa para que a parede fique uniforme. Isso é comum em peças como cubos de engrenagem, e é por isso que um molde de injeção de engrenagem de motor bem-projetado centraliza o cubo em vez de deixá-lo sólido.
P: As configurações do processo podem corrigir bolhas ou é sempre o molde?
R: Depende da causa. Bolhas de umidade são fixadas secando o material. As armadilhas de ar e os vazios são principalmente problemas de molde e design, embora a pressão de retenção e o tempo de resfriamento possam ajudar nas margens. Se você estiver executando configurações de processo extremas apenas para reduzir bolhas, o verdadeiro problema geralmente está no molde ou no design da peça.
P: Onde posso encontrar um fabricante de moldes de injeção de engrenagem de motor que evite vazios?
R: Procure um fornecedor que faça uma análise de preenchimento e revise a espessura da parede durante a fase de projeto, antes de cortar o aço. Uma fábrica que projeta seções grossas de ventilação e núcleos na frente fornecerá peças sólidas. Aquele que só aborda as bolhas depois que o primeiro teste falha já está para trás.
Comece seu projeto de molde de engrenagem sem problemas de bolha
Se você estiver adquirindo um molde de injeção de engrenagem de motor ou qualquer peça com seções espessas e requisitos de resistência funcional, o momento de evitar bolhas e vazios é durante o projeto, não após o primeiro teste. Envie-nos sua peça e executaremos um projeto gratuito-para-revisão de fabricação.
