3_variaveis_parametros

8/18/2019 3_variaveis_parametros

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PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS AULA 3 – VARIÁVEIS OPERATÓRIAS E PARÂMETROS DE PROCE

MOLDAÇÃO POR INJEÇÃO DE POLÍMEROS

TERMOPLÁSTICOS eTERMOENDURECÍVEIS


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Agenda e introduçãMoldaçãopor injeção

Termoplásticos eTermoendurecíveis

Carlos EduardoRamos Gomes

Variáveis operatórias e parâmetros de processamento: identifca

Variáveis operatórias: temperaturas

Variáveis operatórias: pressões

Variáveis operatórias: caudais/velocidades

Variáveis operatórias: cursos

Variáveis operatórias: tempos

Parâmetros de processamento: identifcação e descrição

Aspetos de afnação

Inuência das variáveis na ualidade da peça

!"erc#cios

Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e t


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Objetivos para o nível de aqde conhecimentos nestes

Moldaçãopor injeção

Termoplásticos eTermoendurecíveis

Carlos EduardoRamos Gomes

$on%ecer e distin&uir todas as variáveis operatórias e os todos osprocessamento'

!"plicar a inuência na ualidade das peças das diversas variáve

$on%ecer e relacionar aspeto de variáveis operatórias e relacionádo processo'

)a*er a relação destas componentes com aspetos de máuinas e envolvente de um processo de in+eção

Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e t


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Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

Pressões VelocidadesGeneralidades Temperaturas Cursos


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Figura * - Fluxo em fonte, efeito desejável.

Fluxo em fonte

Camada solidificada junto à p

Viscosidade reduzida no inte

Estrutura laminar;

Temperatura do aço e assumem-se como fortes infl

Relação nas propriedades da

Relação com o empeno e peças.


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Máquina de moldação por inje

Figura * - Máquina de moldação por injeção moderna.


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Componentes de uma MMI

Figura * - Máquina de moldação por inje

As variáveis operatórias sãodependentes dos componentesdas máquinas, nomeadamente,da unidade de plasticização e daunidade de fecho;

Constituintes destas unidades sãofundamentais para o controlo doprocesso;

Na aula de máquinas de MI, seráabordado todas estas temáticas,de forma aprofundada.


8/140Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

Figura * - Unidade repetitiva do poli(etileno).

Efeito das variáveis nas propriedades da



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Identificação das variáveis operatóriasparâmetros de processamento


Variáveis operatórias

Podem ser ajustadas no equipamentode transformação.Incluem:

• Temperaturas;• Pressões;• Tempos;• Cursos;• Caudais/velocidades.

Parâmetros processame

Fatores que não podem (facilmente) durante

dependem de característicdo equipamento, apesar processo.Incluem:• Geometria da peça;• Soluções construtivas do • Propriedades do material• Geometria do bico e do fu


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Variáveis operatórias eparâmetros de processamento



• Temperaturas do cilindro (temperatura defundido);

• Temperaturas do molde;• Caudal/velocidade de injeção (tempo de

injeção);• Pressão de injeção;• 2.ª pressão;• Tempo de aplicação da 2.ª pressão;• Tempo de arrefecimento;• Contra-pressão;• Velocidade de rotação do fuso;•

Curso de dosagem.

Parâmetros de proc

• Geometria da moldaçãocomprimento de fluxo);

• Sistema de alimentaçãodimensões do ataque);

• Características do sistema • Sistema de controlo da molde;

• Geometria dos elementosplasticização (fuso, bico eretorno);

• Reprodutibilidade da máqu


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Janela de processamento

Tem forte influência na estabilidade do processo;

Evitar a degradação e a rebarba;

Balanço entre matéria-prima vs viscosidade;

Forte tendência para degradar certos polímeros.

Afeta de forma decisiva a qualidade das peças(visual e dimensional);

Tem forte dependência da escolha da máquina. Figura * - Janela de p


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Podem ser ajustadas no equipamento deprocessamento.Incluem:

• Temperaturas;• Pressões;• Tempos;• Cursos;• Caudais/velocidades.

Figura * - Unid


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• Número do molde, número de injeções eciclos, nome da peça, cliente, data, nomedotoolmaker, e toda a info necessária;

• Tempo de enchimento da peça para 95 a99%;

• Peso e foto para uma peça preenchida a 95a 99%;

• Posição de transferência, pressão na

cavidade (tempo e pressão hidráulica nãosão recomendadas);

• Pressão de enchimento no bico;• Primeira fase de enchimento, e pressões;• Tempo de ciclo;• Tempo de solidificação do ataque;• Tempo e pressão de manutenção.

Características a salvar num processo de

• Tempo e valor da pressão d• Volume da injeção;• Temperatura do molde, desde controlo de temperatura

• Diagrama do fluxo de águtemperatura do fluido e pre

• Tempo de plasticização;• Tempo de abertura e fec

tempo de arrefecimento;• Temperatura de fundido medição comaccuracy;

• Dimensões e tipo de bico comprimento;

• Pressão hidráulica vs temp• Pressão integral do ataqenchimento.


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• Pressão de enchimento;

• Pressão de manutenção,ou patamares de pressão;

• Contra-pressão, oupressão de plasticização,é a pressão exercida nomomento em que seplasticiza o material.

• Temperaturas do cilindro:tipicamente perfil detemperaturas;

• Temperatura do molde,

das zonas moldantes, buchae cavidade.

Temperaturas, Pressões-

Tabela * - Variáveis operatórias dependentes da temperatura e pressão.



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• Tempo de aplicação daP(manutenção);

• Tempo de injeção:temponecessário ao preenchimentoda cavidade;

• Tempo de arrefecimento:tempo necessário para opolímero fundido atinja atemperatura de extração.

Tempos.• Velocidade de injeção tipicamente perfil develocidades, lenta-rápida-lenta;

• Velocidade deholding ou perfil de velocidades;

• Velocidade de rotação do fuso.

Velocidades


Tabela * - Variáveis operatórias dependentes da temperatura e pressão.

• Curso de dosagede plasticização do no fuso;

• Força de fecho: éexercida pela máqumanter o molde fech

• Almofada: é quantmaterial que fica enentre o bico da máqinjetor principal do m

Outras0


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Pressões VelocidadesGeneralidades CursosTemperaturas

Importância da temperatura

P õ Vl iddG lidd C


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TEMPERATURA DE FUNDIDO

P õ Vl iddG lidd CT t


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Temperaturas tipicamente perfil de temé encontrado com recomendação do fabmaior na zona de medizona de alimentação, nafinação de uma máquinde injeção é sempre a mudada, evita-se semtemperatura de moldeterminada de modomomento de ensaio ao m

Temperatura de fundido


Figura * - Temperatura influenciado pelas resistências.

Pressões VelocidadesGeneralidades CursosT t


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Esta determina: A viscosidade, quanto maior atemperatura menor a viscosidade e maioré a facilidade de escoamento no molde;

O comprimento de fluxo, se for elevado atemperatura deve acompanhar estadistância;

Uma temperatura elevada leva a outrosproblemas, como, queimados,degradação do material por elevadatemperatura, formação mais acentuadade chupados/vazios e elevado tempo dearrefecimento que leva ao encarecer dapeça.



Figura * - Gráfico que relaciona a temperaPC,in CAMPUS.



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Propriedades do produti. Dimensões (contra

cristalinidade);ii. Estabilidade dimen

orientação, orientaçãiii. Propriedades mecâ

soldadura, orientcasca/núcleo);

iv. Aspeto superficial óticas (morfologiasuperficial, degradaç

v. Massa fundida camada superior, co

Temperatura de fundido – fatores determ




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Matéria-prima (tipo de polímero):

i. Temperaturas de transição de fase(Tg e Tm);

ii.Viscosidade;iii.Temperatura de degradação;iv.Cristalinidade (contração eacabamento superficial).

.Características do produto e do molde: i. Comprimento de fluxo; ii.Espessura da peça; iii.Tipo de molde; iv.Geometria do sistema de

alimentação.



Figura * - Relação entre a Tg



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Produtividade:i. Tempo de (solidificação do ataq

ii.Consumo de energiaresistências e com

máquinas a trabalhaiii.Durabilidade dos (manutenção dos eq

iv.Tempo de ciclo (cust



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Explicar a temperatura e a sua

influência no processamento,explicar porque razão existe tantadiscrepância entre diferentes polímeros;

Na zonas mais adiante, existe anecessidade de se aumentar a

temperatura para manter o polímerofundido;

Na zona de alimentação existe anecessidade de se diminuir atemperatura, fusão dá-se pormovimento mecânico.

Tabela * - Temperaturas de fundido p



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Influência da temperatura de fundido no tempo de re


Quanto maior a temperatura,

menor a viscosidade;

Quanto maior o tempo deresidência, maior o índice defluidez (diretamente relacionadocom a viscosidade);

A relação entre a temperatura decilindro e o IF é muito evidente;

A temperatura afeta de formadecisiva a viscosidade e logo, oíndice de fluidez. Figura * - Relação entre o tempo de residência e



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Nos polímeros semi-cristalinos tem grandeinfluência na formação de cristalinidade dapeça que, por sua vez, terá repercussões naspropriedades mecânicas da peça e do seucomportamento ao esforço mecânico, mais àfrente vamos explorar estes conceitos;

Geralmente o mais significativo é o controloda cor do fundido, isto para a temperatura.Outros parâmetros para controlar é a taxa defluidez e a pressão de enchimento.


Pressões VelocidadesGeeadades CursosTemperaturas

Figura * - Controlo da tem



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Depende também do nível de orientação molecular,a peça com uma grande velocidade existe umaorientação das moléculas em relação ao esforçomecânico aplicado, que é maior se existir uma grandetaxa de corte imposta ao material, o que podeprovocar tensões internas e residuais, o que pode

encurtar o tempo de vida útil da peça, nomeadamenteoriginarenvironment stress cracking.

Esta temperatura de injeção tem grande influênciano consumo energético, e na durabilidade doscomponentes.


p

Figura * - Controlo da tem



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Vai também influenciar a coesão dasweld lines, que quanto maior a tempgrau de entrelaçamento molecular o que melhora a coesão dasweld lines:

Pode também tornar mais efetiva a aplicação da segunda pressão pois o atempo não solidificado;

A temperatura de injeção é a primeira variável a alterar-se quando se prviscosidade, aumentar a coesão das linhas de soldadura, facilitar o processatem menos importância na contração, empeno, mas tem um efeito decisivo muda-se primeiro a temperatura de injeção do que a temperatura do molde.


p



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Tempo de residência

Tempo em que o materialexposto a temperaturtransferidas pelas colocadas no cilindro;

Forte dependência:•

Tipo de polímero;• Tempo de ciclo arrefecimento);

• Uniformidade de temperaxial;

• Variáveis operatórias (co

velocidade de rotação do

Figura * - Tempo de residência.

p



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Tempo de residência: implicação p

Zona ótima de uso dofuso (3 a 4 D)

Capacidade damáquina muitopequena (5 a 6D)

Capacidade da máquinamuito elevada para a

peça em questão (1 a 2D)



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Temperatura do molde, das zonasmoldantes, bucha e cavidade.

Segue-se a recomendação do fabricantedo material.Tem como condicionantes:

o a reprodução da cavidade do molde na peça(elevada temperatura de molde);

o eliminação de tensões residuais (quantomaior a temperatura menor as tensõesresiduais);

o necessidade de termos temperaturas baixaspara minimizar o tempo de arrefecimento elogo minimizar o tempo de ciclo.

Temperatura do molde

Figura * - Transferência de calo



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A temperatura que semolde, é a temperaturacircula nas linhas mmolde, na chapa das cchapa das buchas, bzonas moldantes (buch

O polímero quando es200 ºC), é pressionaparedes frias do molde choque térmico entresuperfícies é muito gtensões residuais nas p


O aspeto visual de uma peça, é muitodeterminado pela temperatura de molde!



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É bastante comum, usar-se acabamento alto brilho para pvisuais, isto cria a necessidade de usar-se altas T(moldaltas T(fundido). Mas que baixa a produtividade do process


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O material plástico arrefecerá dentro do molde. Esta temperatura cono processo de cristalização, que vai influenciar as propriedades mpeça, bem como a deformação da peça, a resistência ao impacto e elasticidade (aula de microestrutura);

O arrefecimento é feito, geralmente, com água (< 80 ºC). A extraçã

feita apósuma completa solidificação da peça, caso contrverificar-se osseguintes defeitos:empenos(contração não uniformcontrações anormais(má escolha da espessura da peça);

Altas temperaturas de molde levam a grande contração do matermenor orientação molecular.




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Depende também a sensibilidade a gradientes térmicos do mtemperatura de distorção;

A temperatura de molde tem forte influência no tempo de ciclo (equaçde arrefecimento teórico – equação de wubken – vamos aprofundar esà frente). Para um aumento de 10 ºC estende-se o tempo de arrefecimeConsumo energético aumenta também com o incremento da temperamoldante;

O processo de contração pode durar até 30 dias. 95% da contração se com a peça dentro do molde; 99% da contração total num período(aula de contração).




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Tem forte influência na estabilidade dimensional, pois vai processo de contração e cristalização da peça (em polímeros seme o nível de tensões internas e residuais impostas e também iforma determinante a espessura da camada denominada de casc

orientada) como vamos explorar mais à frente.




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Forte dependêncda Tm;

A espessura assegura a cristauma T mais baixa

A partir de umanão existe crisfica, bastante est

Figura * - Relação da T(molde) com a cristalinidade.



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A rugosidade depende doacabamento da cavidade;

Temperatura altas,permitem uma reproduçãomelhor da cavidade;

Pode-se assistir a umaalteração da rugosidade,com a variação datemperatura do molde.

Figura * - Relação da T(molde) com



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A fluidez é afetada pe

Esta relação é evidência do que a T

A espessura da peça

condicionante da polímero;

Deve-se assegurar apara permitir o completo da cavidad



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Altas T(molde) levam a grandecontração do polímero;

Cada grau de material tem asua contração em específico;

O molde e as suas geometrias,impedem a contração livre dopolímero fundido.


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Temperaturas VelocidadesGeneralidades CursosPressões


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Pressão de enchimento

As diversas fases do ciclo de injeçãosão:1 – Injeção: neste momento acontece um aumentoda pressão na cavidade quando se dá a injeçãodo polímero no interior da cavidade; 2 – Compactação: em comparação com a faseanterior a pressão cresce mas o tempo em que

isto acontece é menor;3 – Pressurização: com o passar do tempo apressão mantêm-se para contrariar as marcas dechupado e a contração volumétrica da peça;4 – Arrefecimento: com o ataque solidificadoacontece um baixar da pressão de injeção até umvalor nulo.

Figura * - Evolução da pres



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Pressão necessária paraatingir uma determinadavelocidade de injeção;

É determinada por:o A) Viscosidade (temperaturas);o B) Caudal de injeção;o C) Comprimento de fluxo;o D) Espessura da peça;o E) Dimensões e geometria doataque;

o F) Volume das moldações;o G) Área projetada da peça.

Quandificuench(visc

será ench



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É determinada por:o A) Viscosidade (temperaturas);o B) Caudal de injeção;

o C) Comprimento de fluxo;o D) Espessura da peça;o E) Dimensões e geometria doataque;


Exiestrede injquanvarin



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o F) Volume das moldações;o G) Área projetada da peça. Figura * - Relação entre o comprimento de fluxo e a



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Figura * - Espessura da peça



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É determinada por:o A) Viscosidade (temperaturas);o B) Caudal de injeção;o

C) Comprimento de fluxo;o D) Espessura da peça;o E) Dimensões e geometria doataque;

o F) Volume das moldações;o G) Área projetada da peça. Figura * - A geometria do ataque é e

determinar uma pressão de



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O volume das moldinfluenciar o curso dea escolha da máquimaior o volume das

maior terá de ser a penchimento, pois mcomprimento de flux



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CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

Pressão de manutenção

Pressão aplicada nomomento de compactação dapeça, chamada de segundapressão, pressão demanutenção, pós-pressão, 2.ªpressão ou no Brasilchamada de recalque;

Tem como finalidadecontrariar a contração dopolímero e evitar o refluxo dematerial para o interior docilindro.

Figura * - Ciclo de injeção: fase de pre



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Esta pressão determina:o Acabamento superficial;o Estabilidade dimensional(contração do material);

o Empenos e distorção deforma;

o Solidificação do ataque ecompactação da peça;

o Reprodutibilidade doprocesso.

Desde o momencomutação, até à sodo ataque, esta p

comprime o materiacontra as paredes daquanto maior a com

melhor o nível de repcavidade, sempre emcom as temperaturas

polímero fundi



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O polímero quando arreestruturas mais compacocupam um espaço menopolímeros arrefecem todassão reduzidas. Para con

contração, a pressão de mvital. A estabilidade didepende da contração doque faz a P(manutenção)para a estabilidade dime

peças.



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Os empenos são talvprincipais e mais difíceiultrapassar. Encontram fcontração diferencial ao lSe a P(manutenção) d

contração, vai, indiretameo empeno nas peças. Quavalor, menor a propen

empeno, embora esta relaque contraria mais o



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Quando se aumenta a P(maltera-se a forma com

solidificação do ataque. A s

ataque é importante para para a aplicação da prmanutenção



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o Reprodutibilidade do processo.

Quanto mais estável forP(manutenção) mais estápeças, ciclo após ciclotécnicas ou visuais, adeterminante a P(manuassume. Cada máqui

P(manutenção) máxima pforma como se faz a comupressão de enchimen

manutenção também é



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Contra-pressãoEsta pressão determina:o O nível de homogeneidade do fundidonum processo de plasticização;o O nível de mistura que terão opolímero e os aditivos;

o A temperatura de fundido (dissipaçãoviscosa);

o A taxa de corte imposta ao material.

Definição: pressão exercida nomomento de plasticização de maismaterial para um novo ciclo,pressão exercida pelo fuso no

momento de recuo.

Figura * - Unidade de plasticização



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Contra-pressão

Esta pressão determina:o O nível de homogeneidade dofundido num processo de plasticização;o O nível de mistura que terão o

polímero e os aditivos;o A temperatura de fundido(dissipação viscosa);


Quanto maior ahomogêneo será otem implicaçãoqualidade do fun

peças. Em polímecomo o policarbaumentar-se e



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Contra-pressão

Esta pressão determina:o O nível de homogeneidade dofundido num processo deplasticização;

o O nível de mistura que terão o



Quando se adicionpolímero base, na mcasos uma coloraçincrementar a CP pamistura. A adição d

mais importante naque na MI. Quando sreforços do tipo fibr

deve aumenta



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Contra-pressão





A temperatura dfortemente determquanto maior a

viscosa, ou o esfoimposto ao materi

temperatura de fuhomogêneo será ao composto e



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CarlosEduardoRamosGomes Processodemoldaçãoporinjeção termoplásticosetermoendur

Contra-pressão





Quanto maior a Ctaxa de corte impo

Isto pode levadegradação do pcomo a outros de

estreitamento dprocessamento, omomento de injeçã

PressõesGeneralidades CursosTemperaturas Velocidades


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Velocidade de rotação do fus

Esta velocidade determina:o Grau de homogeneidade do fundido;

o Viscosidade do fundido;o Ausência de degradação do sistemapolimérico.

Definição: velocidade de rotação dofuso, no momento de plasticizaçãodo ciclo. Medido em rotações por

minuto. RPM.Figura * - Ciclo de injeção: fase de



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Esta velocidade determina:o Grau de homogeneidade do fundido;o Viscosidade do fundido;o Ausência de degradação do sistema

polimérico.

A velocidade de rmelhora a distribuiquer à uniformidadede fundido. Peque

provocam grandesprocessamento



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Esta velocidade determina:o Grau de homogeneidade do fundido;o Viscosidade do fundido;o Ausência de degradação do sistema

polimérico.

Quanto maior a velocido fuso, maior o esfocomo os polímeros sãestas variações, m

viscosidade do fundsempre a relação entrea pressão no momento



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Esta velocidade determina:o Grau de homogeneidade do fundido;o Viscosidade do fundido;o

Ausência de degradação do sistema polimérico.

A degradação por excorte, pode alterar propropriedades do mat

de alterar a estabili

PressõesGeneralidades VelocidadesTemperaturas Cursos


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Curso de dosagem

Esta velocidade determina e édeterminada:

o Volume das moldações;o Grau de uniformidade datemperatura de fundido;

o Escolha da máquina de injeção(preço das peças);

o Temperatura de injeção;o Tempo de injeção.

Definição: quantidaque é plasticizada ciclo;

É controlado com

régua que está cunidade de plastmáquina.

C d d



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Curso de dosagem

Figura * - Unidade de plasticização: curso de dosagem.

C d d



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Curso de dosagem





Quanto maior o volume dmaior terá de ser sempdosagem, é a quantida

das peças, do sistema dda almofad



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Curso de dosagem





Quanto maior o cursomenor a uniform

temperatura do fundique requerem granddosagem, deve comp

um incremento de tecom um aumento de o

como a N ou



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Curso de dosagem





O curso de dosagem dea injetar e também do máquina deve acom

capacidade da área e dpeças, quanto maiodosagem, maior te

capacidade da máquinamaior será o custo



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Curso de dosagem





Quanto maior o cursomaior terá de ser a temfundido, isto para man

homogeneidade da maPrincipalmente na formtambém em termo



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Curso de dosagem





Quanto maior o cursomaior terá de ser o tempois a quantidade de mno espaço vazio é maior

o tempo de injeção é deum dos elementos que mais facilidade

T d f i t



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Tempo de arrefecimento

O tempo de arrefecimento(juntamente com a Tmolde)são os aspetos maisimportantes para um ciclo deinjeção:

o Temperatura do molde;o Temperatura de injeção;o Espessura da peça;o Material polimérico;o Preço das peças;o Projeto de ferramenta.

Definição: é o itempo que decorcontacto do polímcom as paredes do

momento em quabre. Pode assumipoucos segundosminutos.


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Tempodearrefecimento



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T d f i t



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O tempo de arrefecimento(juntamente com a Tmolde) sãoos aspetos mais importantespara um ciclo de injeção:

o Temperatura do molde;o Temperatura de injeção;o Espessura da peça;o Material polimérico;o Preço das peças;o Projeto de ferramenta;o Estrutura molecular da peça(propriedades e contração).

Quanto maior a tempfundido, maior tempo separa o material atingir ade extração, sem sofrerforma. Esta é mesmo u

direta, quando se ctemperatura de fundidinevitavelmente influênci

arrefeciment

TempodearrefecimentoPressões VelocidadesGeneralidades CursosTemperaturas


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Bayblend (ABS+PC)da Bayer;

A temperatura defundido não tem uma‘força’ tão grande comoa Tmolde, o que pode

ser bom ou mau,dependendo do que sepretende fazer comutare ultrapassar umeventual defeito.




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Este pode ser consideraspeto mais importadeterminação do te

arrefecimento. Pequenos

na espessura, leva aincrementos no tearrefecimento. O slide se

em detalhe esta r

TempodearrefecimentoPressões VelocidadesGeneralidades CursosTemperaturas


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O tipo de polímero tem fono tempo de arrefecimensemi-cristalinos (nylon, a

PI, PEEK) tem um tarrefecimento bastante mdo que polímeros amorfPVC, SAN, PS). A formaestrutura regular consomdo que a formação de

aleatórias.




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O preço das peçasdeterminado pelo tempotempo de ciclo dependenuma medida de 50% darrefecimento. É fácil cpequenos incrementos arrefecimento leva a

aumentos no tempo de cpreço das peç




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O projeto da ferramenta peça depende muito docontrolo da temperaturQuando se faz um cuidada ferramenta e se tem condicionantes que de

sistema de arrefecimentoleva a grandes pouparrefecimento e a procesquer do ponto de vista sobretudo da qualidade


Pressões VelocidadesGeneralidades

CursosTemperaturas


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O tempo de arrefecimenttempo que o polímero fiàs temperaturas do m

contacto com o molde, fana peça estruturas mcomplexas, estruturasdeterminam e podem

qualidade dimensionalsuas propriedades m

Tempodeinjeção



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Tempo de injeção

O tempo de injeção mede ossegundos que o polímerodemora a entrar na cavidadevazia do molde:

o Caudal de injeção;o Volume das moldações;o Temperaturas de injeção;o Projeto de peça;o Projeto de ferramenta.

Definição: tempo que demora a preencher a cado molde. É sobretudo indireto, mas é um exceleda estabilidade do promonitorizar-se de uma fo

eficaz este tempo deVariações neste tempopodem ser indicador de

peças.



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Tempo de injeção



O caudal de injeção é omais facilmente comutainjeção. Quando se aumde injeção (se tudo o resconstante) o tempo em qpreenche a cavidadereduzido. Se variarmos

podemos assistir a variaçde injeção.

T d ij ã



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Tempo de injeção



O volume das moldaçõetempo necessário paracavidade vazia do molde.o volume das moldações

colocar mais material ncavidade e isto faz incremde injeção.

Tempodeinjeção



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Tempo de injeção



As temperaturas de injindiretamente o tempo

Variações nas temperatufazem variar a viscosi

composto, o pode facilitao enchimento do

Tempodeinjeção



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Tempo de injeção



Considerações de peespessura, comprimento do ataque à peça, podemtempo de injeção. Norma

um cuidadoso estudo CAde enchimento da

Tempodeinjeção



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Tempo de injeção



Funcionalidades que dprojeto de ferramenta, ainda que de uma formtempo de injeção. Asp

geometria e as dimensõpodem fazer variar degritante o tempo de

Aspetos de

afinação

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomendExercíciosParâmetros de

processamento

Parâmetros de processamen


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Geometria da moldação: espessura ecomprimento de fluxo (flow path ratio);

Sistema de alimentação: dimensões,geometria e tipo de ataque; Características do canal quente; Sistema de controlo da temperaturado molde: é da maior importância osistema de controlo da temperatura poistem muita influência no arrefecimento da

peça, que vai influenciar o empeno e acontração e as propriedades mecânicas dapeça; Geometria do sistema deplasticização da máquina: tipo da válvulade não-retorno, características da válvula.

A geometria da moldaçãoforma gritante os ajustes fazer num determinado espessura e o comprimesão aspetos importantes técnico neste área, é co

catalogar de um m


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Aspetos de

afinação

Influência na

qualidade

Bibliogra


processamento



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Sistema de alimentação: dimensões,geometria e local de ataque; Características do canal quente; Sistema de controlo da temperaturado molde: é da maior importância osistema de controlo da temperatura poistem muita influência no arrefecimento da

peça, que vai influenciar o empeno e acontração e as propriedades mecânicas dapeça; Geometria do sistema deplasticização da máquina: tipo da válvulade não-retorno, características da válvula.

O sistema de controlo doo tipo de bico a usar no são dois dos aspetos mapara se definir este pa

processamento. De referalgumas peças são possum sistema de canal quen


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Aspetos de

afinação

Influência na

qualidade

Bibliogra


processamento



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Sistema de alimentação: dimensões,geometria e local de ataque; Características do canal quente; Sistema de controlo da temperaturado molde: é da maior importância osistema de controlo da temperatura poistem muita influência no arrefecimento

da peça, que vai influenciar o empeno ea contração e as propriedadesmecânicas da peça; Geometria do sistema de

plasticização da máquina: tipo da válvulade não-retorno, características da válvula.

O sistema de plasticizaçãovital para a estabilidade Uma manutenção cuidunidade de plasticizaçãregulação do fundido

propriedades é vital para

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend

ExercíciosAspetos de

afinação



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Quando se aumenta a temperaturencher a cavidade, facilitado pe

viscosidade, e melhora o aspemoldação, sendo a temperatura dresponsável por este parâmsuperficial (mais tempo para aplic

Podia pensar-se que se dtemperatura de injeção, diminuíamas na realidade isso não acontmuito acentuado, não tem g

noutras variáveis de processameviscosidade;

Quando se aumenta a temperaaumenta-se o tempo de ciclo, pretirar mais calor da moldação pexcesso pelo aumento da temperaFigura * - Unidade de plasticização: curso de dosagem.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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Figura * - Resistências de aquecimento num cilindro.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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Se tivermos degradação excessiva do

material por atrito interno, deve-se fazer oseguinte:o Diminuir a N;o Aumentar o ciclo;o Diminuir a contra-pressão;o Aumentar a temperatura na zona de alimentação.

Quando se tem cursos de dosagem altos, deve-seaumentar a temperatura na zona de alimentação;

Deve-se fazer com que o material seja fundido pelarotação do fuso, colocando as temperaturas docilindro no valor mais baixo possível.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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Na definição da temperatura de

fundido, deve ter-se em conta, osseguintes aspetos:o Consumo energético;o As resistências de aquecimento devem serindependentes entre si;

o Num determinado processo, deve-se,regular, documentar e monitorizar as

temperaturas do processo;o Deve evitar-se erros de aferição detemperatura, entre a temperatura real e atemperatura medida;

o Para se evitar variações e erros, deve usar-se controlos proporcionais.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação


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Figura * - Relação entre a pressão na cavidade e o tempo de ciclo. [in Malloy]

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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Pressão de enchimento ou filling pressure:é a pressão mínima necessário paraencher aproximadamente 98% da peça. Segueuma evolução de conjugação com avelocidade, quando se aumenta uma diminui-se na outra, pois o fluxo é facilitado peloaumento da velocidade, existe um alinhamento

molecular que facilita o escoamento e diminui-se assim a pressão, isto para caudaispequenos, para caudais elevados um aumentode uma variável leva ao incremento da outra.

The filling processimposes a high level ofand thermal stress on thchief parameters affstress are the nozzlegeometry, wall thicknemolded part, filling ra

compound temperaturewall temperature.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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O local junto à zona 1, perto do o primeiro pico de pressão, depresposta na posição 2, e finalmenA pressão varia com a localizaçãsão encontradas junto do ataque ede pressão é feita no final do enpode ser considerado como fundaentender fenómenos como holding, e contração do mater

cavidade;

A pressão de injeção ótimapossível, para evitar tensões residdistorção de forma e desgaste do e

Figura * - Evolução da queda de pressão ao longo dafilling da peça. [in Warpage and Shrinkage Handbook]

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

Bibliogra

recomend


afinação



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Pressão de manutenção, segunda pressão, pós-pressão ou pressão de recalquholding pressure (termo inglês): é a pressão exercida para compensar a contração material e também impedir que o material flua novamente para o interior do cilindro e exe

final da pressão de injeção e o tempo até o ataque solidificar. É como pintar uma parede,se a parede (pressão de enchimento), e depois aplica-se a segunda demão para ret(segunda pressão), e dar assim estabilidade dimensional à peça.

Figura * - Determinação do tempo de aplicação da segundapressão. [in Shrinkage and Warpage Handbook]

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade

BibliograrecomendExercícios

Aspetos de

afinação



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Para se ajustar o tempo de manutenção,recorre-se à construção de uma curva querelacione os pesos das peças injetadas com otempo de aplicação da segunda pressão. Destaforma, começa-se a injetar com um tempo igual azero, isto é, sem pressão de manutenção.Começa-se a fazer o gráfico quando se tem aprimeira peça injetada completa, ainda que nãocompactada. Aumenta-se progressivamente otempo de manutenção, anotando os valores e opeso da peça, até que estabilize. Este resultadopode ser verificado com um corte transversal napeça para se verificar a ausência de porosidades.

Parâmetros de

processamento

Influência na

qualidade


Aspetos de

afinação

Contra-pressão


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Contra-pressão ou pressão de plasticização: é a pressão exercida no modo parafuso no fase de plasticização do material. Esta deve ser um bhomogeneidade do material fundido e a degradação térmica imposta por elecorte. Deve ser maior quando se pretende uma melhor mistura de aditivosmuito elevada de modo a evitar-se a degradação do material por elevadimposta.

Quanto maior a pressão de plasticização, maior é o incremento de temperatumaterial fundido. Tem de ser conjugada com a velocidade de injeção e com ainjeção já que quando se aumenta a contra-pressão está a aumentar-se a fundido e por sua vez a facilitar o escoamento o que significa que, com o caestudado diminuir a velocidade de injeção.

p

Parâmetros deprocessamento

Influência naqualidade


Aspetos de

afinação

Velocidade de injeção


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Velocidade de injeção: esta deve ser escolhida sendo sempre a maior possível, para de ciclo, dentro sempre de certos limites, cada caso é um caso, a finalidade despecificações são sempre o aspeto mais importante para se escolher um caudal de injeça degradação do material por elevada taxa de corte, e a dissipação viscosa que podeproporcional à viscosidade e ao quadrado da velocidade de injeção;

Deve seguir um perfil, de velocidades, de lenta-rápida-lenta, para evitar o efeito de jagarantir uma minimização do tempo de ciclo com uma velocidade alta e evitar rebarvelocidades altas na última etapa. Com a utilização de um perfil de velocidades cons

melhor o enchimento da peça, reduzir defeitos visuais e aumentar a coesão das linhas de A velocidade deve ser sempre conjugada com a pressão, uma diminui e outra aualinhamento molecular que permite uma melhor fluidez do material facilitando a injeção, dpressão, para caudais altos se a velocidade aumenta a pressão aumenta na mesma propo




Aspetos de

afinação

Velocidade de injeção


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• Altos comprimentos defluxo;• Uma uniformidade dearrefecimento;• Mais tempo pararearranjo molecular;• Não atingir a temperaturade não fluxo.

ALTAS

• Evitar degradação domaterial com ataquesmuito pequenos;• Degradação do material eperda de cor, por mauprojeto de peça;• Evitar queimados.

BAIXAS

• Evitar o edevido posicionameataque;• Evitarexcessivas n

espessura d• Fazer o mespessura velocidade d• Evitar reba

GR




Aspetos de

afinação

Velocidade de in


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A pressão de injeção é fortemente

pela espessura da peça, quando sedeterminada espessura de peça, ainjeção não varia muito para um invelocidade de injeção.




Aspetos de

afinação

Velocidade de injeção vs press


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A figura ao lado mostra que sede injeção for demasiado lencomeça a solidificar demasiadpressão necessária para enchaumenta bastante;

Quando se tem uma taxa de inataque vai solidificar mais ráppode ser preenchida com a pac

Figura * - Pressão e caudal em função da thickness da peça.[in Shrinkage and Warpage Hanbook]




Aspetos deafinação



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Assim para se manter o binário baixo, deve ter-se azona dealimentação a uma temperatura tão elevada quanto ascondições de fluxo o permitam [deve ter-se cuidado para nãofundir prematuramente o material quando sai da tremonha]; A redução da contra-pressão na parte final do processo deplasticização permite um melhor ajuste da válvula de não-retorno[menos esforço imposto neste componente] e, consequentemente,um processo mais reprodutível ; Normalmente, este valor é uma velocidade elevada (superior a50% da velocidade máxima da máquina) - velocidade defilling; Existe um paradoxo, para caudais baixos a pressão diminuipara pressões altas o caudal aumenta em muito.







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A pressão de injeção secundário essencial para velocidade de injeção desejada

É boa prática evitar picos de

É boa prática limitar aenchimento, deve colocar-se aacima do valor referência.





Velocidades


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Velocidade de holding: ou patamares de velocidades (v

decrescer), sendo mais lenta do que na etapa inicial. É a velocidadmomento de aplicação da segunda pressão;

Velocidade de rotação do fuso: deve ser um balanço entre a dmaterial e uma boa homogeneização do material. Quanto mais material, maior terá de ser a rotação do fuso, por exemplo, a rotaçsubstancialmente maior para um PC do que para uma PA; velocidadpermitem obter uma temperatura mais homogénea do fundido, deveverificar se a temperatura é estabilizada axial e radialmente.







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A degradação do polímerodeterminado valor pode cproblemas no processamento;

A perda de propriedades estreitamento da janela de pro

o aparecimento de defeitos visconsiderados como aspetos controlo da velocidade de rotaç





Curso de dosagem


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Curso de doquantidade de matplasticiza num moldação. É o valopara encher a(s) c

sistema de alimpermitir fazer-se um

Curso de dosagem:quando se alteraalguma variável, nomeadamente, quando sealtera a almofada, devemos verificar o cursode dosagem da máquina, e verificar se aseleção da máquina para trabalhar o molde éa mais correta, cursos de dosagem pequenos

ou muito elevados podem ser bastanteprejudiciais para a estabilidade do processo epara a qualidade das peças.





Força de fecho


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Força de fecho: é definida como a força necessária para manter o molde fechfases de injeção e de pressurização, deve ser sempre a mínima possível para ecomo falta de enchimento e queimados (aprisionamento de gases). É dmultiplicação da pressão pelas áreas projetadas da peça e do sistema de alimentno molde. Normalmente os injetores tendem a usar uma força de fecho muitotambém danificar as placas do molde, no caso de moldes pequenos (peças cprojetada). Para cada 1,0 cm 2̂ de área projetada (área da(s) peça(s) + jito) dev

0,5 a 0,8 toneladas de força de fecho, com o intuito de evitar rebarbas na peça ingrades reforçados com fibra de vidro, deve-se considerar 0,6 a 0,9 toneladas depara cada 1,0 cm̂ 2 de área projetada, naturalmente dependendo da peça e da da sua geometria;





Força de fecho inadequada


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Força de fecho inadequada: se os moldes a trabalhar forem pequenos em re

de aperto da máquina (pode ser uma peça com pouca espessura, grandeenchimento em termos de geometria ou o material plástico possuir granenquanto fluido como por exemplo um PC ou um material para aplicações espelevar à flexão das placas da máquina além do ponto de cedência do aço (depmas pode andar na ordem de 800 MPa ou mais, nos plásticos, para o PC an50 MPa), pode dar-se o caso de colocar uma força de fecho maior devidoplacas estarem deformadas, para evitar rebarbas e acontecer novamente de fle

o que pode levar ao aparecimento de rebarba no centro das peças. Prevejoproblemático para moldes de uma cavidade pois a pressão será gerada maioritsentido central, cuidado com as tensões residuais que se podem gerar na peter deformação de forma da peça.






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Influência das temperaturas de molde e de fundido

M i ã d


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Muita atenção nos cantos daspeças, estes podem apresentar

um stress cracking muitopronunciado, como pode ser vistona figura ao lado. Os cantos sãofrequentemente as últimas zonasa encher.

De referir que se deve fazer aligação com o projeto daferramenta;

Figura * - Influência da temperatura qualidade visual da peça





Explicaçãodográfico:quantomaioramelttemperature

Influência da temperatura de fundido na resistência a


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Explicação do gráfico: quanto maior a melt temperaturemaior o histórico térmico imposto ao material e maior apossibilidade de quebra molecular, reduzindo a

resistência ao impacto. Pode também afetar a molded-instress imposta ao material e a sua orientação reduzindotambém a resistência IZOD, fica com um comportamentomais frágil. A energia que o material absorve paraquebrar é diretamente proporcional ao comportamento domaterial, nomeadamente no alongamento, paraaplicações onde o material está sujeito a esforçosconstantes como articulações integrais em PP, isto podeassumir uma elevada importância;

Ver as diferenças entre os vários tipos de testesexistentes de impacto, Charpy A, B ou C ou IZOD, teminfluência na casca do material e no grau de cristalinidadeque o material adquire. Figura * - Efeito da temperatura

IZOD [5





A temperatura de injeção é muito importante natbilidd d ié t

Influência da temperatura de fundido na resistência a


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estabilidade do processo, pois é a que tem menosinfluência noutras variáveis de processamento a

não ser na diminuição da viscosidade [umaumento de 10ºC no PC diminui em 60% a suaviscosidade], quando se pretende aumentar acoesão das linhas de soldadura, diminuir aviscosidade, facilitar o fluxo, sobe-se um pouco atemperatura de injeção;

Na realidade esta segue o estabelecido pelofabricante, quando mais viscoso for o material

mais tem de se subir a temperatura de injeção, ésempre estabelecido um perfil de temperaturas,que vai aumentando ao longo do comprimento docilindro;

Um aumento da temperatura de injeção diminui onível de tensões internas.

Figura * - Efeito da temperatura IZOD [5


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Explicação do gráfico: quanto maior a temperatura de

Influência da temperatura de fundido na HD


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fundido menores a tensões residuais, levando a umamaior resistência da peça para que possa ser

removida a uma maior temperatura sem sofrerdistorção de forma. Também existe lugar a umadiminuição da viscosidade que leva a uma menortensão permitindo remover a peça a uma maiortemperatura.

Prevejo que esta diminuição da HDT seja muitopequeno, e que tenha pouco impacto no tempo dearrefecimento, devemos sempre testar comdispositivos adequados a HDT e para materiais quetenham baixas propriedades mecânicas em conjuntocom altas temperaturas de processamento, leva aaltos tempos de arrefecimento e de ciclo. Se tivermosuma espessura muito grande, acentua bastante oefeito deste gráfico. Figura * - Efeito da temperatura





Explicação do gráfico: quand

Influência da 2.ª pressão no tempo de arrefecim


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nível da packing temos residuais impostas ao mater

atingir peças conformes asdevemos ter um incrementarrefecimento de modo a alivtensões residuais. Quando seou o tempo de holding, podimensionalmente instáveis, daumentar-se o tempo de conf

(cooling time). Para além distomassa (aumento da densidadetempo de arrefecimento, emboseja muitíssimo ligeiro este fatdensidade.Figura * - Efeito da holding no tempo de arrefecimento [5].





Explicação do gráfico: quanto maior a packing

Influência do tempo de aplicação da holding na co


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ç g q p gtime, mais material é colocado no interior daimpressão, isto não diminui a contração mas sim

tem alterações nas dimensões das peças, o queneste caso o autor entende como contração,pois o que faz diminuir a contração é o nível daholding e as temperaturas de ferramenta e defundido. Muito cuidado para não incutirdemasiadas tensões residuais, patamar deholding deve ser adotado para aliviar tensões

residuais impostas no material. As diferençasentre semi-cristalinos e amorfos devem tambémser assinaladas, amorfos diminui bastante acontração, dimensionalmente mais estáveis.

Figura * - Efeito do tempo de aplicaçã





Explicaçãodográfico:aforça

Influência da espessura da peça na força de fe


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Figura * - Efeito da espessura da peça e do comprimento de fluxona força de fecho da máquina. [5]

Explicação do gráfico: a forçada área projetada (quase se

da pressão necessária paraimpressão com um termopláso caminho para preencher a força de fecho, quanto menoa pressão imposta consequentemente menor a espessura tem uma enorescoamento, fazendo dimnecessária para o enchimentoforma muito acentuada comoIsto impede a formação de fla





Controlo process


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p





Controlo doprocesso


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p





Controlo do processo


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Almofada:éaquantidadedematerialentreobicodeinjeçãoeoinjet

Almofada


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Almofada: é a quantidade de material entre o bico de injeção e o injetmolde. Deve ser aproximadamente 10% do curso de dosagem, ou 5

material. Se não se fizer almofada pode existir falta de enchimento na puma sobrecompactação do material, ou as pressões de enchpressurização podem estar trocadas, estas podem ser uma das caincorreta almofada. Deve ser verificado sempre o seu valor paestabilidade do processo.

No processo de injeção as primeiras variáveis operatórias a comim são,almofada, controla-se as pressões, velocidades e temptempo de ciclo, que controla o preço da peça, e monitoriza-se assiarrefecimento, de injeção e de ciclo. Ou seja,almofadaetempo de






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De modo a obter-se propriedades semelhantes da peça,

processo estável, reprodutível e semelhante em várias máquinmolde trabalhar em várias máquinas, a temperatura de fundidestritamente controlada e assim reproduzida de forma consta

leitura da temperatura deve ser o mais eata possível para noa erros!

1.Na MI existem vários aspetos que determinam o processo e que devariáveisdeentradanoprocessodeMI



Bibliograrecomend

Influência naqualidade Exercícios

Exercícios


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variáveis de entrada no processo de MI.a) Distinga entre variáveis operatórias e parâmetros de processamento.

b) Enumere as diferentes categorias das variáveis operatórias e classifiquc) Aponte quais são os parâmetros de processamento que conhece no pr

2. Classifique como verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações, corconsiderar falsas:a) A temperatura de fundido, pode ser considerada como a temperatura a

está dentro do cilindro. ____b) A temperatura de fundido não tem influência nenhuma na viscosida

fundido. ____c) A pressão de injeção pode ser considerado como a resistência que o m

a encher a cavidade vazia do molde. ____


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ExercíciosInfluência naqualidadeBibliograrecomend

Exercícios


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3. Indique a relação entre a qualidade visual de umatemperatura da ferramenta. Indique valores típicos de tede molde para materiais plásticos, como, o PP, nylon e PC

4. Enquanto técnico de injeção de polímeros, explique coum processo, através das seguintes variáveis:

a) Temperatura de fundido;b) Temperatura de molde;c) Caudal de injeção.

5. A temperatura de molde pode ser definida como uma das variáve



ExercíciosInfluência naqualidadeBibliograrecomend

Exercícios


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mais importantes na definição de um processo de moldação por

3_variaveis_parametros

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