Qualidade para sua peça, produtividade no seu processo

Guia de processamento
Qualidade para sua peça, produtividade
no seu processo
2 SABIC Innovative Plastics
SABIC Innovative Plastics 3
Guia de Processamento
I. Considerações gerais
O portifólio de plásticos de engenharia da SABIC
Innovative Plastics oferece uma ampla combinação
de propriedades características para cada mercado
em que atua, como por exemplo, automobilístico,
eletro-eletrônico, telecomunicações, industrial,
embalagens, eletrodomésticos, entre outros
Contando com tecnologia e experiência global,
a SABIC Innovative Plastics assegura a seus
clientes o mais completo suporte tecnológico no
desenvolvimento de novos produtos, além de um
abrangente e permanente serviço de assistência
técnica.
Este guia possibilita ao usuário uma consulta rápida
aos principais pontos que devem ser considerados
quando se estiver processando alguns dos plásticos
de engenharia da SABIC Innovative Plastics.
O guia está dividido em três capítulos - o primeiro
trata de considerações gerais do processo de injeção,
o segundo sobre as condições de injeção indicadas
para cada família de produtos e o terceiro sobre os
principais problemas que podem ocorrer durante o
processo de injeção.
4 SABIC Innovative Plastics
Indice
1.
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3.
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
5.
Máquina injetora
Moldes
Tipos de aço
Controle de temperatura do molde
Buchas de injeção e canais de distribuição
Sistemas de canais quentes (câmara quente)
Pontos de entrada de injeção
Saídas de gases
Secagem
Condições de processamento
Limpeza do cilindro
Temperatura do cilindro
Pressão de injeção - Pressão de recalque
Velocidade de injeção
Temperatura do molde
Variação da contração x parâmetros de injeção
Reciclagem
Condições típicas de moldagem por injeção
Guia de problemas e soluções
SABIC Innovative Plastics 5
1. Máquina injetora
1. Máquina injetora
Os plásticos de engenharia da SABIC Innovative
Plastics podem ser processados em máquinas injetoras
convencionais, desde que sejam respeitadas algumas
condições básicas
- A máquina injetora deve possuir no mínimo 3 zonas
de aquecimento, com controle de temperaturas
independentes;
- O peso do produto injetado (galho+peça) deve estar
entre 40 a 80% da capacidade do canhão;
- Para cada 1,0 cm2 de área projetada (área da(s)
peça(s) + galho) deve-se determinar 0,5 a 0,8 ton de
força de fechamento, com o intuito de evitar rebarbas
na peça injetada. Para os grades reforçados com fibra
de vidro, deve-se considerar 0,6 a 0,9 ton de força de
fechamento para cada 1,0 cm2 de área projetada;
- O bico da máquina injetora deve ser o mais curto
possível. Para materiais não reforçados, o diâmetro
mínimo do orifício deve ser de 5 mm e para materiais
reforçados com fibra de vidro, o diâmetro do orifício
deve ser de 8 mm. O diâmetro interno do bico deve
ser maior que 15 mm e o comprimento máximo deste
orifício deve ser de 5 mm, conforme a figura abaixo.
5 mm (máx.)
5 mm (máx.)
15 mm (mín.)
5 mm (mínimo)
Figura 1 - Pico de inyección
Anel
Míni. 5 mm de vão
Corpo
R=2 mm
45°
Figura 2 – Válvula de não retorno
- As roscas e os cilindros das máquinas injetoras
podem ser construídos com diversos tipos de
metais, ligas e tratamentos superficiais. Algumas
combinações para a construção de cilindros e roscas
podem oferecer proteção ou durabilidade maior
que outras. Geralmente os cilindros são construídos
com uma liga Níquel-Cobalto-Cromo, e as roscas são
construídas em aço inoxidável 17-4 PH por exemplo,
e revestidas com algum material para aumentar a
dureza, Colmony 56 por exemplo. Na figura 3 temos
o esquema de uma rosca de uso geral
Figura 3
Esquema de uma rosca de uso geral para termoplásticos
Transição
(50%)
Homogeneização
(25%)
Alimentação
(25%)
No desenho, notamos as três regiões em que se divide
a rosca
a) alimentação - geralmente é curta, aproximadamente
5 filetes, tem por finalidade transportar grânulos
sólidos para a próxima região, o diâmetro do
seu núcleo permanence constante e o ângulo de
inclinação dos filetes é de aproximadamente 15
- 20°C
b) compressão (ou transição) - é a maior parte da
rosca, geralmente 11 filetes, é a zona onde se
inicia a plastificação devido ao aumento constante
do diâmetro do seu núcleo, que fará comprimir e
cisalhar o material plástico, nesta região, o material
já está praticamente todo fundido
c) homogeneização - região final da rosca, geralmente
com 4 filetes, com profundidade rasa e diâmetro
do núcleo constante, nesta zona a plastificação
é completada e o material atinge a sua máxima
homogeneidade
Além disso, geometricamente a rosca tem outras duas
características
- Bicos com misturadores estáticos ou valvulados
não devem ser usados, pois geralmente possuem
zonas mortas e áreas de alta perda de pressão que
podem causar a degradação do material
- a ponta da rosca deve possuir válvula de não
retorno tipo anel (figura 2). As do tipo bola não
são recomendadas pois podem causar excessivo
cisalhamento do material e conseqüente
degradação. A válvula dever ter desempenho de no
mínimo 80% do fluxo gerado na região de dosagem
da rosca. O anel deverá ter um curso livre de pelo
menos 5,0 mm para roscas de pequeno diâmetro
(63,5 mm ou menor). Roscas com maior diâmetro
necessitam de curso do anel bem maior, a fim de
compensar o maior fluxo de material por área
6 SABIC Innovative Plastics
a) relação comprimento/diâmetro (L/D) - para
materiais de engenharia esta relação deve ser de
18 - 24:1, deve-se salientar que quanto maior esta
relação, maior será o tempo de trabalho mecânico
que o material irá sofrer, bem como maior será o
tempo de residência sob a ação do calor
b) taxa de compressão - é a relação entre os
volumes de um passo da região de alimentação e
outro da região de homogeneização (na prática
é usada a altura dos filetes destas regiões, com
erro insignificante), para materiais de engenharia
a taxa de compressão varia de 1,5 – 3,0 :1,
deve-se ter em mente que quanto maior a taxa
de compressão, maior será o trabalho mecânico
sofrido pelo material, consequentemente mais calor
será gerado devido ao atrito maior entre o material
e as paredes da rosca e do cilindro
- Tempo de residência - o tempo de residência
refere-se ao tempo que o material passa do funil ao
cilindro da máquina injetora até o momento em que
é injetado no molde. Para a maioria dos materiais
plásticos o tempo de residência recomendado está
entre 3 e 8 minutos, mas o tempo máximo permitido
depende das características de cada material (cor,
tipo de resina, aditivos,etc.). Para se estimar este
tempo, pode-se usar a seguinte fórmula
Barril (g)
Tempo de Residência (min)
Ciclo (s)
x
=
60
Carga (g)
2. Moldes
Normalmente os termoplásticos de engenharia
são processados em condições mais severas que
os termoplásticos de uso geral, portanto deve-se
tomar alguns cuidados na construção dos moldes,
a fim de se obter ferramentas mais duráveis.
Para evitar a obtenção de peças tensionadas e/ou
empenadas, os moldes devem trabalhar aquecidos
(geralmente entre 50 e 150°C). Com isso deve-se
tomar alguns cuidados durante o projeto do molde,
principalmente em relação a partes móveis, castelos
e postiços, onde pode ocorrer o travamento quando
estiver em uso.
H-13
RC 50--52
P-20
RC 45-50
D-2
RC 57-59
RC 62-64
2.1. Tipos de aços
Deve-se tomar cuidado com a dilatação das partes
do molde na temperatura de trabalho (80 - 120°C)
para que este não “trave” quando estiver em uso.
Caso haja necessidade de uma ótima troca térmica
na cavidade pode ser utilizado aço cobre-berílio.
Deve-se tomar cuidado para que os moldes com
cavidades muito grandes não sejam feitos com aços
de dureza muito elevada para que não ocorram
trincas.
Geralmente, moldes para injeção podem ser
construídos com aços cuja dureza Rockwell C varia de
36-40. No entanto, para moldes que irão demandar
longo tempo de vida e utilização constante, são
recomendados aqueles cuja dureza Rockwell C varie
de 48-60.
Segue abaixo uma tabela com os principais tipos de
aços recomendados para a fabricação de moldes.
Altamente
tenaz
Baixa
dureza
Baixa dureza
e rigidez
Baxia
resistência à
corrosão
Alta dureza e
resistência à
abrasão
Quebradiço e difícil
de ser polido
Extremamente
duro e resistente
à abrasão
Dificuldade e alto
preço de usinagem
M-2
Recomendado para
qualquer material
SABIC Innovative
Plastics sem Fibra de
Vidro (dureza 48-52
Rockwell C)
Recomendado na
utilização de
Materiais SABIC
Innovative Plastics
Fibra de Vidro
SABIC Innovative Plastics 7
2. Moldes
2.3. Bucha de injeção e canais de distribuição
O dimensionamento correto das buchas de injeção
e dos canais de distribuição é fundamental para a
obtenção de peças de boa qualidade. Para projetálos corretamente, seguem as recomendações
Bucha de Injeção
- Deve possuir uma certa conicidade (de 2º a 6°)
para facilitar a extração
- no final da bucha deve haver um poço frio para
armazenar a frente de material que se resfria ao
atravessá-lo. A profundidade e o diâmetro do poço
frio deve ser igual ao diâmetro máximo da bucha
de injeção
- para alguns materiais de engenharia sensíveis à
degradação por cisalhamento, policarbonato por
exemplo, a bucha não deve possuir cantos “vivos”;
estes devem possuir raio entre 0,8-0,2 mm
A figura 5 ilustra a sugestão para o dimensionamento
da bucha de injeção.
Figura 5 – Bucha de injeção
A
40mm
B
E
C
2.2. Controle de temperatura do molde
O controle de temperatura do molde é crítico
na otimização do ciclo de injeção e manutenção
das tolerâncias dimensionais da peça. Controles
separados de temperatura para cada parte do
molde é preferível.
Aconselha-se manter menor que 7°C a diferença de
temperatura entre o macho e a fêmea de moldes
grandes e menor que 5°C em moldes pequenos.
Os sistemas de refrigeração devem possuir canais
de no mínimo 12 mm de diâmetro, separados 4 a
5 cm um do outro e 15 mm afastado da cavidade,
conforme a figura 4A. Quando o projeto da peça
permite, é interessante a incorporação de um canal
com controle de temperatura independente ao
redor das extremidades da peça. Dessa forma, é
possível trabalhar com temperaturas mais elevadas
nesta região da peça, diminuindo as tensões
residuais geralmente formadas na periferia das
peças moldadas.
Estes canais podem ser feitos de aço ou cobre-berílio,
que possui condutividade térmica seis vezes maior
que a do aço, permitindo assim, grandes trocas
de calor. Uma distribuição de canais em forma de
“looping” não é recomendada, pois a diferença de
temperatura entre a entrada e a saída do líquido
refrigerante será muito grande. É recomendada
a distribuição por vários canais independentes,
conforme figura 4B.
D
Dimensionamento (mm)
D=12mm
15mm
40-50mm
Figura 4A - Canais de refrigeração
A
B
C
D
E
Com FV
8.0
10.0
10.0
10.0
9.0
Sem FV
6.0
8.0
8.0
8.0
7.0
Os termoplásticos de engenharia podem, também,
ser processados com buchas quentes com sistema
de aquecimento externo. De acordo com o sistema
de canais por onde o material fundido irá passar, a
bucha quente sera a porção mais crítica. Um controle
preciso de temperatura deverá existir na parte final
da bucha. Os aquecedores deverão estar localizados
ao longo da bucha e colocados de modo a prover
uma quantidade necessária de calor para o interior
da bucha. O termopar para indicação e controle de
temperatura deverá estar localizado o mais próximo
possível da parte final da bucha. Veja figura abaixo Figura 6 – Bucha quente de injeção
Figura 4B - Canal de refrigeração recomendado
50 mm
diam.
4 - 5 mm
min. 8 mm
2 mm
R
2,5 mm
7° - 9°
Ventilação
Distribuição proporcional
Das resistências
8 SABIC Innovative Plastics
Ventilação
Canais de Distribuição
- Canais semicirculares (também conhecidos como
“meia cana”) não são recomendados devido a
perda de carga
- canais de seções circulares são os mais
recomendados, pois transportam maior volume de
material fundido
- em casos onde a usinagem das duas placas do molde
seja difícil, pode-se optar pelo canal trapezoidal,
que não é tão eficiente quanto o anterior, porém
aceitável - a figura 7A ilustra os diversos tipos de
canais de distribuição e a eficiência
- os canais de distribuição devem possuir o menor
comprimento possível e com poços frios nas
extremidades, com diâmetro e profundidade iguais
ao diâmetro do canal e, de um modo geral, não
deverão ter um diâmetro inferior a 6 mm, sendo
que o canal de distribuição primário deverá ter
sempre um diâmetro maior que o secundário, e
assim sucessivamente.
- Estes canais de distribuição podem ser dimensionados
de acordo com a figura 7B.
Canais de distribuição
Canais de distribuição
Figura 7A
Ótimo
Bom
Ruim
Canais de distribuição
Figura 7B
Relação de comprimento/diâmetro de canais de distribuição
Diâmetro do canal
Comprimento do canal
L < 75 mm
6 mm
75 mm < L < 150 mm
8 mm
L > 150 mm
10 mm
D
L
2.4 Sistemas de canais quentes (câmara quente)
Para o caso de moldagem de peças grandes ou de
um molde com múltiplas cavidades, um sistema
de canais quentes (mais conhecido como câmara
quente) pode ser utilizado. As vantagens deste
sistema são
- automatização do ciclo;
- eliminação da bucha e canais de injeção;
- eliminação da moagem dos canais,
- aumento de produtividade;
- eliminação de operações de acabamento como
corte de canais e frezamento
Embora um molde com câmara quente custe mais
caro, ele permite desenhos de paredes mais finas,
conseqüentemente peças mais econômicas, sem
constrangimento de fluxo de material.
Existem três tipos de câmara quente oferecidos no
mercado - internamente aquecido, externamente
aquecido e por isolamento. Para materiais de
engenharia é mais recomendado o tipo com
aquecimento externo e com controle individual das
zonas de aquecimento. Este tipo permite um controle
muito mais preciso da temperatura, o que minimiza
a possibilidade de degradação do material. O tipo
internamente aquecido, em virtude do controle
de temperatura menos eficiente, pode causar a
degradação do material devido a um tempo de
residência maior deste em áreas mortas do sistema.
O sistema isolado é bem menos usado devido à
menor eficiência e controle do aquecimento.
No sistema de canais quentes, algumas considerações
devem ser levadas em conta
- A distribuição dos canais não deve possuir
obstruções para a massa fundida
- O diâmetro mínimo requerido para o canal é 12,7
mm (peças maiores exigem canais maiores)
- Cantos em 90° devem ser arredondados com raio
de 2 mm
- O termopar deve ser localizado próximo ao canal
- O bloco do sistema de canal quente deve ser
isolado do molde propriamente dito de modo a
evitar perda de calor
- A temperatura do material fundido dentro do
sistema deve ser a mesma mantida no cilindro
O bico usado num sistema de canal quente deve
ser curto e reto, o aquecimento pode ser feito por
cinta ou cartucho. Para materiais de engenharia é
mais recomendado o aquecimento por cinta; no
caso de cartucho, este poderá causar degradação
do material devido ao contato mais íntimo do
material fundido com aresistência do cartucho.
A cinta de aquecimento permite uma melhor
distribuição do calor ao longo do bico. Bicos com
comprimento maior que 150 mm devem possuir
duas cintas de aquecimento com controles de
temperatura independentes. O diâmetro interno
mínimo do bico deve ser 2,5 mm, podendo
ser maior dependendo do tamanho da peça.
No caso de molde com sistema de canal quente e
múltiplos pontos de entrada, cada bico deverá ter
um controle de temperatura e um termopar.
SABIC Innovative Plastics 9
2. Moldes
Figura 8 – Sistema de canal e bico quente
- Para evitar aprisionamento de gases, o fluxo do
material a partir do ponto de entrada deve ser
dirigido para a saída de gases
- Para minimizar o jateamento, espirrados e
enevoamento, a entrada deverá estar localizada em
ângulo reto com o canal e deve obrigatoriamente
existir um poço frio ao lado do canal
Veja figura 9
- A seguir, são relacionados os vários tipos de pontos de entrada de
injeção usados
6.0
Figura 9
2.0
40.0
2.0
6.0
16.0
7.0
7.0
7.0
9.5
10.0
5.0
5.0
7.0
7.0
5.0
8.5
1.0 a 1.5mm
20.0
5.0
Menor possivel
Canal tipo S
1.0
0.5 a 1.0 (max)
7.0
7.0
7.0
5.0
7.0
Tipo martelo
7.0
7.0
7.0
2.5 Pontos de entrada de injeção
Existem diversos tipos de entradas que podem
ser utilizadas no projeto de um molde para os
termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative
Plastics. Porém, é sempre bom levar em consideração
algumas regras importantes nesta fase de projeto
- devido a contração anisotrópica de alguns materiais
(como por exemplo, os tipos reforçados com fibra
de vidro), a escolha do ponto de injeção deve ser
feita antes do início da usinagem da cavidade do
molde, a fim de prever a correta contração de
moldagem
- a entrada de injeção deve estar localizada em um
local de pouca solicitação da peça, pois esta será
sempre uma área de alta concentração de tensões
residuais
- o local da entrada de injeção deve ser projetado
de tal forma que as linhas de emenda resultantes
sejam mínimas e estejam localizadas também em
áreas pouco solicitadas
- a entrada de injeção deve estar posicionada de
forma que a peça seja preenchida da parte mais
espessa para a menos espessa
- deve-se garantir sempre um bom acabamento na
transição entre o canal de distribuição e a entrada
de injeção
- peças grandes que requerem vários pontos de
injeção devem possuir canais de distribuição
que possibilitem a inclusão de pontos de injeção
próximos uns aos outros. Isto irá minimizar o
resfriamento da resina durante o preenchimento
da cavidade, proporcionando linhas de emenda
mais resistentes
- os tipos reforçados com fibra de vidro ou carregados
com carga mineral requerem entradas 25% maiores
que os tipos de uso geral
Menor possivel
0.5
1.3
Canal diafragma
Bico
6.0
90°
Sensor
Temperatura
2.0
2.0
7.0
5.0
5.0
7.0
10.0
5.0
7.0
8.5
Canal tipo C
5.0
7.0
Linha de
água
Resistência
Sensor Temperatura
(posicionando entre as
duas resistências)
Resistência
11.5
16.0
40.0
2.0
Entrada capilar
5.0
7.0
Peça
D
1.0 a 1.5mm
Entrada lateral
1.5 D
Dimensionamento de poço frio
10 SABIC Innovative Plastics
7.0
2.6 Saída de gases
Por trabalhar com temperaturas relativamente
elevadas, os termoplásticos de engenharia da SABIC
Innovative Plastics geram uma certa quantidade de
gases, principalmente se estiver sendo usado um
“grade” anti-chama. Saídas de gases apropriadas
previnem o aprisionamento dos gases que
normalmente resultam em marcas de queima no
final do fluxo da resina. Este problema se torna
mais crítico em peças com paredes finas, as quais
normalmente requerem alta velocidade de injeção.
Outro problema normalmente causado por saídas
de gases inadequadas é o aumento na dificuldade
de preenchimento da cavidade pelo material
fundido, causando falhas nas peças moldadas. As
saídas de gases devem estar localizadas no final do
fluxo e em locais onde ocorram linhas de emenda.
Em casos onde os gases são aprisionados em locais
impróprios, onde uma saída de gás não pode ser
construída, pode-se aproveitar pinos extratores e
postiços. A figura 10 mostra detalhes de saída de
gases para os termoplásticos de engenharia da
SABIC Innovative Plastics.
Figura 10A
1,5 - 2,3 mm
6,4mm
0,4 - 0,8 mm
0,04 - 0,07 mm
Linha de
partição
2,5 - 5,0mm
Saída de gases pontual
Figura 10B
5.0
0,03
A
Figura 10C
Vista de "A"
Pino extractor
Saída de gases
Saída de gas continua
Saída de gases
0.06
Pino extractor
7.0
2.0
0.3
Saída de gases no pino extractor
SABIC Innovative Plastics 11
3. Secagem
3. Secagem
A maioria dos termoplásticos absorvem a umidade
da atmosfera, que na temperatura normal de
processamento, pode provocar degradação da resina
polimérica, resultando em perdas de propriedades
físicas e prejudicando o acabamento superficial
da peça moldada. A degradação polimérica citada
acima é mais conhecida como hidrólise e resulta no
rompimento da cadeia polimérica devido à reação
química com a molécula de água e ocorre nos
materiais que apresentam baixa resistência à hidrólise.
Tal reação é estimulada pela energia provinda das
mantas elétricas da injetora (calor). Para se obter peças
de boa qualidade, as resinas Valox*, Lexan*, Noryl*,
Noryl GTX, Noryl PPX, Ultem*, Cycolac*, Cycoloy*,
Xenoy*, Xylex* e Geloy* devem ser submetidas a um
processo de secagem prévia ao processo de injeção.
Tal operação pode ser realizada em três tipos de
aparelhos:
Estufas de ar circulante: é composta por um forno
com várias bandejas, as quais são dispostas umas
sobre as outras de modo que o ar quente circule e
seque o material depositado dentro das bandejas.
Este equipamento é ideal para secar materiais que
não são muito sensíveis à hidrólise e quando se deseja
secar pequenas quantidades de material. Devido a
sua regular capacidade de secar os grânulos, estes
devem ser distribuídos uniformemente na bandeja,
e não devem ultrapassar 3.0 cm de altura para não
comprometer o material que está no fundo. A distância
entre as bandejas deve ser no mínimo de 5.0 cm a fim
de garantir a livre circulação do ar quente. Por utilizar
ar quente com umidade ambiental, a capacidade de
retirar umidade dos grânulos não é alta, não sendo
recomendada para materiais com baixa resistência à
hidrólise como o Valox, Lexan, Xenoy e Cycoloy.
Secador de ar forçado: este equipamento é composto
por um compartimento onde é colocado o material e
por um aquecedor elétrico que eleva a temperatura
do ar. O ar ambiente é aquecido e insuflado na parte
inferior do compartimento, entrando em contato com
os grânulos e retirando a umidade dos mesmos. Como
no caso anterior, este equipamento aquece o ar
nas condições de umidade ambiental, não possuindo
portanto, alta capacidade de retirar a umidade contida
nos grânulos. São indicados somente secagem de
materiais com boa resistência à hidrólise, como por
exemplo o Noryl.
Desumidificadores: basicamente este equipamento
é composto por um silo onde o material a ser seco é
armazenado com células desumidificadoras que retiram
a umidade do ar e um aquecedor que é responsável
pelo aquecimento do ar já seco que irá circular pelos
grânulos da resina e retirar a umidade da mesma. A
grande diferença entre este equipamento e os citados
acima é que o desumidificador retira a umidade do
ar antes que o mesmo seja aquecido e insuflado no
silo, ou seja, o ar quente que entra em contato com a
resina está seco, possuindo, portanto, melhor eficiência
na secagem. É ideal para a secagem de resinas com
baixa resistência à hidrólise e em casos onde há a
necessidade de secar grandes volumes de materiais,
pois funcionam em operações contínuas. Sempre que o
nível de material no funil da máquina cai abaixo de um
determinado limite , automaticamente é transportado
o material do silo para o funil da máquina.
12 SABIC Innovative Plastics
Devido a esta característica, deve-se prever a
capacidade do silo de modo a se obter tempo de
residência entre 3 a 4 horas, dependendo do material
a ser seco. Por exemplo, se uma injetora consome
100kg de Valox por hora (tempo de secagem:4
horas), a capacidade do silo do desumidificador deve
ser de 400 kg. O ponto de orvalho recomendado
para a secagem é de no mínimo -25ºC.
Abaixo, na figura 11, podemos observar o
funcionamento desse equipamento com mais
detalhes.
circulador
de ar
Trocador
de calor
filtro
entrada
do silo
válvula
aquecedor
redesumi
dificador
circulador
de ar
silo
desumidificador
filtro
válvula
Termopar*
aquecedor
filtro
* lacalização dos monitores de temperatura,
ponto de orvalho e fluxo de ar
Figura 11 - Esquema de um
típico desumidificador
Esquema de um típico deshumidificador
A criticidade da operação de secagem está diretamente
relacionada à higroscopicidade e a resistência à
hidrólise da resina. Por exemplo, o Noryl* além de
possuir a menor absorção de água dentre todos os
plásticos de engenharia, também possui alta resistência
à hidrólise, portanto sua secagem se faz necessária
quando se necessita bom acabamento superficial das
peças injetadas, pois não há prejuízo das propriedades
mecânicas do material. Quando esta operação é
necessária, pode ser efetuada em estufa de ar circulante.
As resinas Valox, Lexan, Cycoloy Xenoy, Ultem* e Noryl
GTX não têm a mesma característica do Noryl, sendo
necessário maiores tempos e temperaturas de secagem,
bem como a utilização de desumidificadores.
Com o intuito de evitar a reabsorção de umidade, o
funil da injetora deve permanecer fechado e aquecido.
Se não houver a disponibilidade de um funil aquecido,
deve-se enchê-lo com material suficiente para apenas
15 min de produção.
Veja na tabela de processamento a temperatura e
tempo de secagem para as famílias de materiais da
SABIC Innovative Plastics. Tempo ou temperatura acima
do recomendado podem provocar degradação da resina
e os mesmos parâmetros, abaixo do recomendado, não
serão suficientes para eliminar a umidade dos grânulos.
4. Condições de processamento
Devido à alta viscosidade da maioria dos termoplásticos
de engenharia, eles arrastam qualquer depósito
de plástico deixado por injeções anteriores. Se o
cilindro/rosca da injetora não estiver completamente
limpo, poderão surgir problemas como delaminação,
degradação da resina, pontos pretos e manchas no
moldado. Para limpar a máquina, PS, PEAD ou PMMA.
Deve-se evitar os seguintes materiais: Nylon, PP, PEBD,
ABS e PVC por degradarem em altas temperaturas ou
reagirem com outras resinas, podendo causar inclusive
(no caso do POM) explosões no canhão. A temperatura de
purga deve ser a mesma utilizada para o processamento
da resina em questão. Após a limpeza da máquina, com
os materiais citados anteriormente, deve-se retirar do
cilindro o material de limpeza, utilizando o material
que será injetado.Pode-se utilizar material 100% moído.
As primeiras peças moldadas devem ser separadas,
pois geralmente são contaminadas com excesso de
desmoldante, óleo e material de limpeza do cilindro.
4.2 Temperatura do cilindro
Ver tabela de processamento. Cada resina em particular
possui um perfil médio de temperatura característico,
o qual pode apresentar variações em função do tempo
de residência do material no cilindro, complexidade da
peça e projeto do molde. Quando se dispõe de condições
normais de injeção, ou seja, tempo de residência entre
5 e 8 minutos, peso do injetado entre 40 e 80% da
capacidade da máquina, molde e rosca bem projetados,
utiliza-se perfis de temperatura ascendentes. Em casos
críticos onde o peso do moldado se aproxima de 40%
da capacidade de injeção ou o tempo de residência é
muito alto, deve-se trabalhar no limite mínimo do perfil
de temperatura a fim de se evitar degradação térmica
do material.
4.3 Pressão de injeção/Pressão de recalque
A pressão de injeção é a pressão necessária para promover
o preenchimento plástico fundido. A intensidade
da pressão de injeção depende de alguns fatores:
- tipo de material: quanto maior a viscosidade do material,
mais difícil se torna o preenchimento da cavidade,
portanto a pressão necessária para fazer o material fluir e
preencher a cavidade será maior. No caso de materiais com
fibra de vidro, deve-se procurar trabalhar com pressão de
injeção baixa para manter a integridade da fibra de vidro;
- complexidade da peça: curvas, ressaltos, nervuras
e paredes finas dificultam o fluxo do material dentro
da cavidade, além de causar resfriamento precoce
do material, causando aumento da viscosidade e
portanto dificultando o fluxo do material. Devido
a estes obstáculos o nível de pressão da injeção
deve ser maior que em peças menos complexas;
- temperatura do molde: quanto maior a temperatura do
molde, menor será a perda de temperatura do material
durante o preenchimento da cavidade, diminuindo assim
o aumento da viscosidade do material. Dessa forma, é
possível utilizar pressão de injeção menor quando se
utiliza temperaturas apropriadas no molde.
- canais de injeção e pontos de entrada: canais de
injeção e distribuição, e pontos de injeção estrangulados
dificultam a passagem do material fundido, necessitando
maior pressão de injeção para preencher a cavidade. De
uma forma geral, a pressão de injeção ideal para uma
certa peça pode ser determinada iniciando a injeção
com pressão baixa e ir aumentando até se obter peças
de boa qualidade.
A pressão de recalque começa a atuar quando a peça
já está completa. Sua função é manter o material
compactado até que se torne sólido novamente,
evitando que ocorra chupagem na peça. A intensidade
da pressão e o tempo de atuação dependem de
alguns fatores como: - temperatura do molde: moldes
excessivamente quentes retardam a solidificação do
material e aumentam a contração de moldagem do
material, necessitando tempo de atuação e intensidade
maior da pressão de recalque; - projeto da peça:
paredes grossas dificultam o resfriamento do material,
portanto a pressão de recalque deve ser regulada para
que atue até que o material esteja solidificado.
Para os materiais da SABIC Innovative Plastics a pressão
de recalque pode variar de 30 a 80% da pressão de
injeção. O tempo de recalque pode ser determinado
através do “diagrama do peso da peça em função do
tempo de recalque”, evitando-se assim trabalhar com
tempos altos que prolongam desnecessariamente o
ciclo de injeção.
O peso da peça não deve exceder 30,19 g com qualquer pressão
de recalque.
Peso da peça moldada (g)
4.1 Limpeza do cilindro
30.20
Neste caso, 7s são
suficientes para que
se obtenha a melhor
qualidade da peça.
30.18
30.16
30.14
30.12
30.10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tempo de recalque (s)
É fácil determinar o tempo de recalque na prática, durante a
injeção. Vários tempos de recalque diferentes são ajustados com
1-2 s de diferença, dependendo da resolução desejada, e as peças
resultantes são pesadas em um laboratório, após a remoção do
canal. Os pesos são, então, plotados com relação aos tempos de
recalque. O ponto ótimo de recalque estará na região onde não
houver mais nenhuma mudança no peso.
Determinação experimental do tempo adequado de recalque
4.4 Velocidade de injeção
A velocidade de injeção pode ser traduzida como o
tempo de preenchimento da cavidade do molde pelo
material fundido. Portanto, quanto maior a velocidade
de injeção menor será o tempo de preenchimento da
cavidade. Para se processar os materiais de engenharia
da SABIC Innovative Plastics é recomendada a
utilização de velocidade de injeção média-rápida,
pois dessa forma pode-se evitar o congelamento
prematuro do material e conseqüentemente falha
da peça. No início da produção deve-se proceder
como no caso da pressão de injeção, ou seja, iniciar
o processo com velocidade lenta a fim de evitar o
surgimento de rebarbas ou danos no molde e elevá-la
conforme a necessidade da peça.
SABIC Innovative Plastics 13
4. Condições de processamento / 5. Reciclagem
4.5 Contrapressão/Rotação da rosca
5. Reciclagem
A contrapressão é a pressão que se opõe ao retorno da
rosca durante a dosagem do material. Quanto maior,
maior é a dificuldade do retorno da rosca, aumentando
o cisalhamento no material. Tal fator é conveniente
apenas quando se deseja melhorar a homogeneização de
masterbatch, por exemplo. Com relação aos materiais da
SABIC Innovative Plastics, quanto menor o cisalhamento,
melhor será a manutenção das propriedades do material.
Recomenda-se portanto, utilizar baixa contrapressão
(máx. 5 kg f/cm2), o suficiente para garantir que
o material a ser injetado esteja isento de bolhas.
Os termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative
Plastics podem ser reciclados, no entanto é necessário
seguir algumas recomendações: - a secagem do moído
deve ser feita de acordo com a tabela de processamento.
Note que cada material tem uma condição diferente e
neste caso, recomenda-se o acréscimo de uma hora a mais
no tempo de secagem; - no caso da moldagem por injeção,
o material moído pode ser misturado em uma proporção
de até 25% com o material virgem sem perdas expressivas
de propriedades**; - as peças e galhos a serem moídos
devem estar isentos de contaminações como óleo, graxa,
silicone e poeira; - as peneiras dos moinhos devem possuir
orifícios maiores que 8mm para evitar a formação de pó
e conseqüente degradação durante o processamento.
Mesmo assim, na ocorrência do material moído com
tamanho inferior a 8 mm ou pó, faz-se necessário o
peneiramento do mesmo.Normalmente a obtenção de
pequenas partículas de material durante a moagem
ocorre devido a falta de afiamento das facas do moinho.
Quanto maior o RPM da rosca, maior será a homogeneização
do material e mais rápida será a etapa de dosagem do
material, refletindo em ciclos menores de moldagem.
Porém o maior atrito gerado no material é prejudicial,
podendo causar degradação do termoplástico. Para
conciliar ciclo de moldagem, homogeneização e conservar
as propriedades do material, recomenda-se 40 a 80 RPM.
4.6 Temperatura do molde
As resinas de engenharia da SABIC Innovative Plastics
requerem que o molde seja aquecido. O bom controle
da temperatura na ferramenta é determinante sobre
aspectos como acabamento da peça, tensões internas,
contração e estabilidade dimensional. Para se obter
controle de temperatura eficiente no molde é necessário
que os canais de aquecimento sejam projetados de
forma a distribuir uniformemente o calor por todo o
molde. A uniformidade da temperatura no molde é
crucial para materiais cristalinos como o Valox*, Noryl
GTX* e Xenoy* porque dela depende a uniformidade
da cristalização do material e portanto a estabilidade
dimensional do moldado. Veja os valores recomendados
para a temperatura no molde na tabela de processamento.
4.7 Variação da contração do moldado x Parâmetros
de injeção
Os fatores que influenciam a contração são: pressão
na cavidade e pós-contração. A pressão na cavidade é
dependente da temperatura do molde, da massa, da
velocidade de injeção, pressão de injeção, tempo e pressão
de recalque e, mais importante, dimensões de entrada e
canais (perda de pressão). Os parâmetros principais são:
pressão de injeção e recalque, e tempo de recalque. A
pós-contração depende da temperatura da peça ao deixar
o molde. Esta temperatura novamente se relaciona a
temperatura da massa, molde e tempo de resfriamento.
Peças moldadas, por exemplo com Noryl GTX, podem mostrar
alteração dimensional resultante da umidade do ar devido
a natureza higroscópica da poliamida presente na resina.
14 SABIC Innovative Plastics
A quantidade de moído depende do tipo de aplicação
e é recomendado testes nas peças para validação.
II. Condições de injeção
II. Condições típicas de moldagem por injeção
Consulte a tabela de processamento abaixo com as
condições de injeção dos principais termoplásticos de
engenharia da SABIC Innovative Plastics.
Lexan EXL*
Xylex*
Uso
geral
Anti
chama
Cycolac*
Reforçados
Uso
geral
Anti
chama
Não
reforçado
Reforçados
Uso
geral
Uso
geral
Uso
geral
Resistência
térmica
Tempo de secagem
3a4
3a4
3a4
3a4
3a4
3a4
3a4
3a4
3a4
3a6
3a4
Temperatura de secagem (ºC)
80-100
80 -90
110
100 -110
75-80
120
120
120
65 -95
80 -90
90 -105
Funil (°C)
60-80
60 -80
80
60 -80
60 -80
60 - 100
60 -100
60 -80
60
60 -80
60 -80
Zona traseira (°C)
190-210
170 -180
220 -240
250 -290
215
-255
260 - 295
290 -310
270 -295
240
- 250
205
- 215
245 -255
205 -235
195 -205
230 -255
255 -290
215
-265
280 - 305
300 -320
280 -305
240
- 265
215
- 230
240 -260
215 -255
200 -215
230 -255
260 -300
230
-275
290 - 315
310 -330
295 -315
245
- 275
220
- 240
250 -265
205 -275
200 -220
230 -260
275 -300
235
-275
290 - 310
305 -325
290 -310
250
- 275
225
- 245
240 -265
205 -275
200 -220
220 -270
275 -300
235
-275
290 - 320
310 -330
290 -320
245
- 275
240
- 270
255 -275
Molde (°C)
50 -80
50 -70
0 -80
80 -100
50 -80
70 - 95
80 -120
70-95
45 - 75
50
- 65
55 -70
Taxa de compressão
2,0
-2,5/1
2,0
-2,5/1
2,0 -2,5/1
2,2 -2,5/1
2,2 2,5/1
2,2
- 2,5/1
2,2 -2,5/1
2,2 -2,5/1
2,2
-2,5/1
2,1
-2,3/1
2,1 -2,3/1
20 -24/1
20 -24/1
20 -24/1
20 -24/1
20
-24/1
20 - 24/1
20 -24/1
20 -24/1
20
-24/1
20/1
20/1
Zona intermediária (°C)
Zona frontal (°C)
Bico (°C)
Massa (°C)
L/D
Cycoloy*
Noryl*
Não reforçados
Lexan*
Noryl GTX*
Reforçados
Noryl PPX*
Não reforçados
Reforçados
Não reforçados
Reforçados
2a4
Tempo de secagem
2a4
2a4
3a4
3a4
2a4
Temperatura de secagem (ºC)
100 -120
110 -120
100 -110
100 -110
60 -65
65 - 75
Funil (°C)
60 -80
60 -80
60 -100
60 -100
60 -100
60 - 100
Zona traseira (°C)
250 -300
260 -290
255 -295
265 -305
225 -275
245 - 290
Zona intermediária (°C)
265 -305
280 -310
260 -295
270 -305
240 -280
250 - 290
Zona frontal (°C)
270 -310
280 -310
265 -295
280 -305
250 -290
255 - 295
Bico (°C)
280 -310
270 -300
270 -295
280 -305
260 -290
260 - 300
Massa (°C)
280 -310
270 -300
270 -295
280 -305
260 -290
260 - 300
Molde (°C)
75 -105
70 -120
65 -95
75 -120
30 -50
40 - 65
Taxa de compressão
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 - 2,5/1
L/D
20 -24/1
20 -24/1
20 -22/1
20 -22/1
20 -24/1
20 - 24/1
Valox*
Não reforçados
Xenoy*
Reforçados
Não reforçados
Reforçados
Geloy*
Ultem*
Não reforçados
Reforçados
Blendas
Tempo de secagem
3a4
3a4
3a6
3a4
4a6
4a6
4a6
Temperatura de secagem (ºC)
120
120
120
120
150
150
135
Funil (°C)
60 - 100
60 - 100
60 - 100
60 -100
100 -150
100 -150
100 -150
Zona traseira (°C)
225 - 240
230 -250
225 -245
260 -280
330 -400
330 -400
340 -360
Zona intermediária (°C)
230 - 245
240 -255
230 -245
265 -290
340 -400
340 -400
345 -365
Zona frontal (°C)
235 - 250
245 -260
230 -250
270 -295
345 -400
345 -400
350 -370
Bico (°C)
240 - 250
250 -265
240 -260
270 -290
345 -400
345 -400
351 -370
Massa (°C)
240 - 260
250 -265
240 -260
270 -295
350 -400
350 -400
352 -370
Molde (°C)
50 - 80
70 -100
65 -90
65 -95
135 -165
135 -165
135 -165
Taxa de compressão
2,5 - 3,5/1
2,5 -3,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
2,0 -2,5/1
L/D
18 - 24/1
18 -24/1
20 -25/1
20 -25/1
18 -24/1
18 -24/1
18 -24/1
SABIC Innovative Plastics 15
III.Guia de problemas e soluções
No guia a seguir encontram-se alguns dos problemas
mais comuns que podem ocorrer durante a injeção
de uma peça em plástico.É bom salientar que se
trata apenas de um indicativo e que devemos
levar em consideração vários outros fatores
como design,condições da injetora,condições do
molde,etc.
Problema
O que é
Causa Possível
Possível eliminação
Manchas de queima
Marcas de material queimado
Degradação térmica do fundido
Checar a temperatura da massa e tempo de
residência no cilindro
Delaminação
Separação de camadas
Contaminação ou uso de
polímeros incompatíveis
Checar se há contaminantes ou outros
Casca de laranja
Aspecto irregular da superfície
Pressão muito baixa na cavidade
Aumentar pressão de injeção e/ou de recalque
e/ou velocidade de injeção
Rebarbas
Excesso de material na linha de
fechamento da peça
Pressão de injeção muito alta
e/ou anel anti-retorno danificado
Diminuir pressão de injeção e checar anel
anti-retorno
Queima (gás preso)
Oxidação por ar preso na cavidade
e que não pode escapar
Velocidade de injeção alta e/ou
falta de saída de gases
16 SABIC Innovative Plastics
Criar ou melhorar as saídas de gases e/ou
injetar mais devagar
Esguichamento
Aspecto irregular do fluxo de
material na peça
muito pequenas e/ou
pobre design da peça
Adequar velocidade de injeção e/ou rever
entradas/design da peça
Peça falhada
Peça incompleta
Pressão de injeção baixa
e/ou temperatura do
molde baixa e/ou dosagem
inadequada
Checar pressões,temperatura do molde e curso
de dosagem
Rechupe
Marca aparente na superfície da
peça
Espessura da peça muito
grande e/ou pressão
de injeção/recalque
insuficientes
Alterar entradas,aumentar espessuras e regular
pressões de injeção/recalque
Manchas prateadas
Marca prateada (geralmente no
sentido do fluxo)
Umidade ou degradação
Checar condições de estufagem e/ou
temperaturas e/ou desenho da entrada
Linhas de emenda
Anéis concêntricos próximos ao
ponto de injeçåo
Pontos de injeção restritos
ou velocidade de injeção
elevada
Reduzir a velocidade de injeção (usar perfil)
e checar dimensões dos canais e entradas de
injeção
Linhas de emenda
Encontro de duas frentes de fluxo
Material frio e/ou design
pobre da peça e/ou molde
frio
Checar design da peça e regular temperatura
do cilindro e do molde
SABIC Innovative Plastics 17
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lote amostrado. Não está autorizada a utilização dos
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informações encontram-se atualizadas até a data
em que foi autorizada a impressão deste catálogo. A
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modificar ou cancelar a fabricação de seus produtos
a qualquer tempo, independente de algum aviso ou
comunicação sem incorrer em responsabilidade de
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licença para o uso de qualquer patente da SABIC
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