Por que as peças moldadas acabam no tamanho errado
O plástico não se comporta como o metal. Quando o plástico derretido preenche um molde e esfria, ele encolhe. Se o molde foi cortado no tamanho exato que você deseja que a peça tenha, a peça sempre sai muito pequena. Essa é a primeira e maior razão pela qual as peças perdem suas dimensões.
Mas o encolhimento não é o único culpado. As principais fontes de desvio dimensional são:
Encolhimento do material que não foi devidamente compensado no molde
Resfriamento irregular que causa empenamento
Espessura da parede que varia ao longo da peça
Localização do portão empurrando o material de maneira desigual
Parâmetros de processo saindo da janela comprovada
O padrão de referência para medir o quanto um material encolhe é ASTM D955. A moldagem por injeção com boa precisão dimensional começa conhecendo o comportamento de encolhimento do seu material e projetando o molde em torno dele, sem esperar consertá-lo mais tarde.
Encolhimento de material: o maior culpado
Todo plástico encolhe à medida que esfria, mas nem todos encolhem na mesma proporção. Este é o número mais importante para acertar.
As faixas típicas de contração do molde são mais ou menos assim:
ABS: cerca de 0,4 a 0,7 por cento
Polipropileno (PP): cerca de 1,0 a 2,5 por cento
Policarbonato (PC): cerca de 0,5 a 0,7 por cento
Nylon (PA): cerca de 0,8 a 2,0 por cento
Um molde de injeção de carcaça de mouse geralmente é moldado em ABS ou em uma mistura de ABS, em parte porque seu encolhimento é baixo e previsível, o que torna-caixas de encaixe mais fáceis de segurar. Veja como a compensação por redução funciona na prática:
Identifique o material e a classe exatos que você usará na produção
Procure a taxa de contração publicada e refine-a com base na geometria da peça
Corte a cavidade do molde um pouco maior que a peça final pela quantidade de encolhimento
Verifique na primeira tentativa e-ajuste o aço, se necessário
A armadilha em que muitos compradores caem é a troca de material após a construção do molde. Se você projetar o molde para ABS e depois mudar para um material-com maior encolhimento para economizar custos, suas peças ficarão subdimensionadas e não haverá solução fácil. Trave o material antes de cortar o molde.
Como o projeto de resfriamento de molde controla as dimensões
Aqui está algo que a maioria das pessoas não percebe: o resfriamento uniforme de uma peça tem um efeito enorme em seu tamanho e formato finais.
Se um lado da peça esfriar mais rápido que o outro, a peça empenará. Ele se curva em direção ao lado-de resfriamento mais lento, como uma tira de metal aquecida de maneira desigual. Em uma parte plana, como a base de uma concha de mouse, mesmo uma pequena deformação se transforma em um problema de ajuste quando você tenta encaixá-la na metade superior.
Um bom design de resfriamento corrige isso:
Colocar canais de resfriamento uniformemente ao redor da cavidade
Manter a distância do canal da superfície da cavidade consistente
Usando resfriamento conformal (canais que seguem o formato da peça) para geometrias complicadas
Equilibrar o resfriamento entre os lados do núcleo e da cavidade
Em nosso trabalho de design de molde de mouse, tratamos o layout de resfriamento como uma ferramenta dimensional, não apenas uma ferramenta de{0}tempo de ciclo. O resfriamento uniforme significa peças mais planas e peças mais planas montadas corretamente.
Uniformidade da espessura da parede
As peças plásticas desejam espessura de parede uniforme. Quando a parede fica mais espessa em uma área, essa área retém o calor por mais tempo, encolhe mais e puxa consigo a geometria circundante.
A casca do mouse é uma peça-de parede fina, geralmente algo em torno de 1,5 a 2,5 mm, e manter essa parede consistente é uma das chaves para manter as dimensões. Onde você não pode evitar uma seção espessa, como a saliência de um parafuso, a solução é retirá-la para que a parede fique uniforme, em vez de deixar um pedaço sólido de plástico.
Aqui está um cenário que vemos com frequência. Um comprador nos traz um design de concha de mouse com parafusos sólidos e nervuras de reforço grossas. O primeiro instinto é moldá-lo conforme desenhado. Mas essas seções grossas encolheriam mais do que as paredes finas ao seu redor, deixando marcas de afundamento e deformações na superfície cosmética. A solução está no design: escave as saliências, afine as nervuras em cerca de 60% da espessura da parede e a peça mantém sua forma. Este tipo de revisão não custa nada na fase de projeto e evita uma correção do molde posteriormente.
Projeto do portão e seu efeito na precisão
A porta é onde o plástico derretido entra na cavidade. Sua localização afeta o modo como o plástico flui, como ele é embalado e, em última análise, como ficam as dimensões da peça.
Uma comporta mal posicionada causa empacotamento irregular, o que significa que algumas áreas da peça recebem mais pressão do material do que outras. O resultado é a variação dimensional em toda a peça. Para uma parte simétrica como a casca de um mouse, uma porta centralmente balanceada ou um layout de múltiplas-portas devidamente balanceado mantém o empacotamento uniforme.
O tipo de portão também é importante. Cada uma das opções comuns tem vantagens-de precisão e aparência, e a escolha certa depende de onde você pode ocultar a marca de entrada na peça acabada.
Parâmetros de processo que afetam as dimensões
Depois que o molde é construído corretamente, o processo de moldagem é a alavanca final. Os parâmetros que mais movimentam as dimensões são:
Pressão de retenção: mais pressão acumula mais material, tornando as peças um pouco maiores
Temperatura de fusão: afeta como o material flui e encolhe
Tempo de resfriamento: muito curto e a peça continua encolhendo após a ejeção
Velocidade de injeção: afeta o empacotamento e o estresse interno
O princípio importante é que o processo deve-ajustar as dimensões e não resgatar um molde que foi projetado incorretamente. Se você estiver executando o processo em configurações extremas apenas para atingir o tamanho, o verdadeiro problema geralmente está no molde. Um bom controle de contração do molde de injeção é incorporado na fase de projeto.
Como mantemos tolerâncias rígidas
Nossa abordagem à precisão dimensional é antecipada-. Antes de cortar qualquer aço, executamos uma revisão de projeto-para-fabricação que sinaliza seções espessas, paredes irregulares e riscos de tolerância. Modelamos o encolhimento para o seu material específico, projetamos um resfriamento uniforme e equilibramos a passagem.
Após a primeira tentativa, verificamos com um relatório CMM completo e ajustamos o aço, se necessário. Como o aço sempre pode ser removido, mas nunca adicionado de volta, cortamos cavidades do lado seguro e refinamos, em vez de adivinhar e ter esperança.
Para uma caixa de precisão como a de um mouse, esse processo disciplinado é o que separa as peças que se encaixam perfeitamente das peças que lutam contra você em cada montagem.
Perguntas frequentes
P: Por que minhas peças moldadas por injeção têm o tamanho errado?
R: O motivo mais comum é o encolhimento que não foi compensado adequadamente quando o molde foi projetado. O plástico encolhe à medida que esfria, então a cavidade do molde deve ser cortada um pouco maior que a peça final. Outras causas incluem resfriamento irregular, espessura de parede inconsistente e configurações de processo fora da faixa.
P: Quanto as peças de plástico encolhem após a moldagem?
R: Depende do material. O ABS encolhe cerca de 0,4 a 0,7 por cento, enquanto o polipropileno pode encolher 1,0 a 2,5 por cento. É por isso que bloquear o material antes da construção do molde é tão importante. ASTM D955 é a referência padrão para medição de retração.
P: O projeto do molde pode eliminar totalmente o desvio dimensional?
R: Isso pode chegar muito perto. Um bom design de molde de casca de mouse com compensação de encolhimento adequada, resfriamento uniforme e paredes uniformes remove a maioria dos desvios. O processo de moldagem-ajusta o resto. Nenhum processo pode resgatar totalmente um molde mal projetado, e é por isso que a fase de projeto é onde a precisão é conquistada.
P: Que tolerância a moldagem por injeção pode alcançar?
R: A moldagem por injeção padrão mantém tolerâncias referenciadas na estrutura ISO 294, e tolerâncias mais rígidas são possíveis com ferramentas de precisão e controle rígido do processo. A chave é identificar quais dimensões são realmente críticas para que o esforço e o custo sejam direcionados para onde são importantes.
P: Onde posso encontrar um fabricante de molde de injeção de precisão para mouse?
R: Procure um fornecedor que execute uma revisão de projeto-para{1}}fabricação antes de cortar aço, modele a contração para seu material específico e verifique as peças com relatórios CMM. Uma fábrica que detecta riscos dimensionais na fase de projeto economizará muito mais do que uma que simplesmente cita o preço mais baixo do ferramental.
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