A moldagem por inje??o envolve vários factores-chave, como a temperatura, o tempo, a press?o, a velocidade e a posi??o. A temperatura, o tempo e a posi??o s?o relativamente simples, mas a velocidade de inje??o e a press?o de inje??o s?o mais complexas. A velocidade de inje??o, em particular, é um aspeto do processo de moldagem que constitui um desafio para o controlo, uma vez que carece de dados de referência normalizados, tal como outros par?metros do processo.
Hoje, vamos concentrar-nos em compreender a velocidade de inje??o, a press?o de inje??o e a sua inter-rela??o.
O que é a velocidade de inje??o?
Normalmente, a velocidade de inje??o definida refere-se à velocidade de avan?o do parafuso. No entanto, o que é crucial é a velocidade de fluxo da massa fundida dentro da cavidade do molde, que depende da área da sec??o transversal na dire??o do fluxo.
A estreita rela??o entre a velocidade de inje??o e a qualidade do produto torna-a um par?metro crítico na moldagem por inje??o. Ao definir as velocidades de enchimento perto do port?o, no corpo principal e na extremidade do fluxo, e ao ajustar as posi??es de inje??o correspondentes, podem ser fabricados produtos com bom aspeto e tens?o interna mínima.
Conceito de velocidade de inje??o em várias fases
O controlo da velocidade de inje??o consiste em dividir o curso de inje??o do parafuso em várias fases, utilizando cada fase uma velocidade de inje??o adequada.
Passos para definir velocidades de inje??o em várias fases (exemplo com três fases)
Primeiro passo: Comece por colocar V1, V2 e V3 à mesma velocidade e, em seguida, aumente gradualmente a velocidade de inje??o em incrementos de 5% a partir de cerca de 5%, observando o aspeto. Identificar aproximadamente as velocidades que produzem boas aparências perto do port?o, no corpo principal e na extremidade do fluxo. Os dados de ensaios existentes também podem ser utilizados para determinar as velocidades adequadas para cada fase.
Segundo passo: Com base numa estimativa inicial dos cursos dos parafusos (S1, S2, S3), introduza a velocidade V1 que proporciona uma boa aparência à volta do port?o para S1; para S2, introduza a velocidade V2 que proporciona uma boa aparência no corpo principal; para S3, introduza a velocidade V3 para uma boa aparência perto da extremidade do fluxo e efectue uma inje??o experimental.
Terceira etapa: Mova "S1" para a frente e para trás para encontrar a melhor posi??o para uma boa aparência perto da porta e do corpo principal; depois, ajuste "S2" para encontrar a melhor posi??o para o corpo principal e o fim do fluxo. Ajustes na posi??o de comuta??o (S3) também podem ajudar a superar defeitos de moldagem por inje??o tais como flash e má aparência na extremidade do fluxo.
Princípios da regula??o da velocidade de inje??o
1. A velocidade superficial do fluido deve ser constante.
2. Utilizar a inje??o rápida para evitar que a massa fundida congele durante a inje??o.
3. As defini??es da velocidade de inje??o devem ter em conta o enchimento rápido em áreas críticas (como os corredores) e o abrandamento no port?o.
4. Certifique-se de que a cavidade do molde é preenchida e pare imediatamente para evitar o enchimento excessivo, o flash e a tens?o residual.
5. A segmenta??o da velocidade deve ter em conta a geometria do molde, outras restri??es de fluxo e factores de instabilidade.
A defini??o correcta da velocidade requer uma compreens?o clara dos processos e materiais de moldagem por inje??o; caso contrário, será difícil controlar a qualidade do produto. Uma vez que a velocidade de fluxo da massa fundida é difícil de medir diretamente, pode ser calculada indiretamente através da medi??o da velocidade de avan?o do parafuso ou da press?o da cavidade (assegurando que a válvula de reten??o n?o tem fugas).
A influência da geometria do molde nas defini??es da velocidade de inje??o
- As sec??es de paredes finas requerem velocidades de inje??o elevadas.
- As pe?as de paredes espessas necessitam de uma curva de velocidade lenta-rápida-lenta para evitar defeitos.
- Para garantir os padr?es de qualidade do produto, a defini??o da velocidade de inje??o deve manter constante a velocidade de fluxo da frente de fus?o. A velocidade de fluxo da massa fundida é crucial, uma vez que afecta o alinhamento molecular e o estado da superfície das pe?as.
- Quando a frente de fus?o atinge uma área de sec??o transversal, deve abrandar.
- Para moldes com difus?o radial, assegurar um aumento equilibrado do fluxo de fus?o.
- As longas trajectórias de fluxo devem ser rapidamente preenchidas para reduzir o arrefecimento da frente de fus?o.
- O ajuste da velocidade de inje??o pode ajudar a eliminar os defeitos causados pelo fluxo lento na porta. Quando a massa fundida passa através do bico e do canal para chegar à porta, a superfície da frente de fus?o pode já ter arrefecido e solidificado, ou a massa fundida pode estagnar devido a um súbito estreitamento do canal até que seja criada press?o suficiente para empurrar a massa fundida através da porta, causando um pico de press?o na porta.
- A press?o elevada pode danificar o material e provocar defeitos na superfície, tais como linhas de fluxo e queimaduras na porta. Este problema pode ser resolvido abrandando a velocidade imediatamente antes do port?o para evitar o cisalhamento excessivo no port?o, aumentando depois a velocidade de inje??o para o valor original. Uma vez que é muito difícil controlar com precis?o a velocidade de inje??o na porta, é preferível reduzir a velocidade na sec??o final do canal.
Melhorar os defeitos dos produtos através da velocidade de inje??o
Flash
O controlo da velocidade no final da inje??o pode evitar ou reduzir defeitos como o flash, a queimadura e o ar preso. Abrandar a velocidade no final do enchimento pode evitar o enchimento excessivo da cavidade, evitando o flash e reduzindo a tens?o residual. O ar retido causado por uma ventila??o deficiente no final do percurso do fluxo do molde ou por problemas de enchimento também pode ser resolvido reduzindo a velocidade de ventila??o, especialmente no final da inje??o.
Tiros curtos
Velocidades demasiado baixas no port?o ou bloqueio de fluxo localizado causam disparos curtos devido à solidifica??o da massa fundida. Aumentar a velocidade de inje??o logo após a passagem do port?o ou onde existe um bloqueio de fluxo localizado pode resolver este problema. Defeitos como marcas de fluxo, marcas de queimadura no port?o e delamina??o em materiais sensíveis ao calor devem-se a um cisalhamento excessivo ao passar pelo port?o.
Marca Splay
A suavidade das pe?as depende da velocidade de inje??o; os materiais com enchimento de fibras de vidro s?o particularmente sensíveis, especialmente o nylon. A ondula??o é causada pela instabilidade do fluxo devido a varia??es de viscosidade. O tipo de defeito - ondula??o ou névoa irregular - depende do nível de instabilidade do fluxo.
Marca de jato
Para evitar a forma??o de jactos, a regula??o da velocidade de inje??o deve assegurar um enchimento rápido da zona do canal e, em seguida, uma passagem lenta através do port?o. A identifica??o deste ponto de transi??o de velocidade é fundamental. Se for demasiado cedo, o tempo de enchimento será excessivamente aumentado; se for demasiado tarde, a inércia excessiva do fluxo pode levar ao jato. Quanto mais baixa for a viscosidade da massa fundida e quanto mais alta for a temperatura do cilindro, mais pronunciada será a tendência para a forma??o de jactos. A inje??o a alta velocidade e alta press?o é necessária em pequenas comportas, sendo assim um fator significativo de defeitos de fluxo.
Marca de pia
A marca de afundamento pode ser melhorada através de uma transferência de press?o mais eficaz e de uma menor queda de press?o. A baixa temperatura do molde e a baixa velocidade de avan?o do parafuso encurtam muito o comprimento do fluxo, o que deve ser compensado por uma alta velocidade de inje??o. O fluxo a alta velocidade reduz a perda de calor e, devido ao elevado calor de cisalhamento resultante da fric??o, provoca um aumento da temperatura da fus?o, abrandando a taxa de espessamento das camadas exteriores da pe?a.
Press?o do sistema de inje??o e press?o de inje??o
A press?o de inje??o é fornecida pelo sistema hidráulico da máquina de moldagem por inje??o. A press?o do sistema actua ou é transferida para o cilindro hidráulico de inje??o e, a partir daí, através do parafuso, é transmitida para a massa fundida de inje??o. A massa fundida desloca-se ent?o do bocal para o canal principal do molde e é injectada na cavidade do molde.
Fun??es da press?o da máquina de inje??o e da press?o do sistema
Press?o da máquina de inje??o: Durante a inje??o, o plástico tem de ser sujeito a uma elevada press?o de inje??o para ultrapassar a resistência ao fluxo e preencher a cavidade do molde. O nível de press?o de inje??o afecta n?o só a qualidade e a precis?o dimensional dos produtos moldados, mas também o desempenho do plástico fundido e a estabilidade do processo de inje??o.
Press?o do sistema: A magnitude da press?o do sistema afecta diretamente a precis?o, a estabilidade e o consumo de energia do processo de moldagem por inje??o.
Diferen?as entre a press?o da máquina de inje??o e a press?o do sistema
Fun??es diferentes
A press?o de inje??o actua principalmente sobre a massa fundida injectada no molde para superar a viscosidade e a resistência ao fluxo do plástico. A press?o do sistema actua sobre o cilindro de inje??o, transformando-se em press?o de inje??o, fornecendo a energia cinética instant?nea para acionar o óleo hidráulico.
Diferentes métodos de ajustamento:
A press?o de inje??o é ajustada através de um sistema de controlo PID, enquanto a press?o do sistema é ajustada principalmente pelo circuito de controlo do sistema hidráulico e pela sua unidade de refor?o.
Tempos de resposta diferentes:
A press?o de inje??o ajusta-se rapidamente, com tempos de resposta em milissegundos, permitindo que o sistema de controlo responda prontamente aos valores de press?o actuais. Os ajustes da press?o do sistema s?o mais lentos, necessitando de tempo para pressurizar o sistema hidráulico para atingir a alta press?o desejada.
Fórmula de cálculo da press?o de inje??o
- A fórmula de cálculo da press?o de inje??o de uma máquina de moldagem por inje??o é a seguinte P = K × Q / S
- P: Press?o de inje??o, em MPa
- K: Coeficiente de press?o de inje??o, varia com os diferentes plásticos
- Q: Caudal instant?neo do material de inje??o, em g/s
- S: ?rea projectada da pe?a, em centímetros quadrados.
- Determina??o do coeficiente de press?o de inje??o K a. Propriedades do material: Diferentes materiais têm características distintas de fluxo de fus?o, exigindo, assim, diferentes valores de K para a press?o de inje??o. Na produ??o, o valor K adequado deve ser escolhido com base nas características do material. b. Processo e equipamento de inje??o: O valor K também varia consoante os diferentes processos e equipamentos de inje??o. Por conseguinte, na produ??o, o valor K adequado deve ser selecionado de acordo com o desempenho da máquina de inje??o e os requisitos do processo de inje??o.
Cálculo da press?o de inje??o (Pi) e da press?o do sistema (press?o da bomba)
Fórmula da press?o de inje??o Pi (KG/CM2): Pi = P * A / Ao
Pi: Press?o de inje??o
P: Press?o da bomba
A: ?rea efectiva do cilindro de inje??o
Ao: ?rea da sec??o transversal do parafuso
A = π * D^2 / 4; D: Di?metro; π: Pi = 3,14159
Exemplo 1: Conhecida a press?o da bomba, calcular a press?o de inje??o?
Press?o da bomba = 75 KG/CM2, área efectiva do cilindro de inje??o = 150 CM2, área da sec??o transversal do parafuso = 15,9 CM2 (di?metro 45mm).
Fórmula: 2πR2 = 3,1415 * (45mm / 2)^2 = 1589,5 mm2 Pi = 75 * 150 / 15,9 = 707 KG/CM2
Exemplo 2: Press?o de inje??o conhecida, calcular a press?o da bomba?
Press?o de inje??o necessária = 900 KG/CM2, área efectiva do cilindro de inje??o = 150 CM2, área da sec??o transversal do parafuso = 15,9 CM2 (di?metro 45)
Press?o da bomba P = Pi * Ao / A = 900 * 15,9 / 150 = 95,4 KG/CM2
Rela??o entre a press?o de inje??o e a velocidade
A rela??o entre a press?o e a velocidade de inje??o é interactiva e tem um impacto direto na moldagem por inje??o. Geralmente, à mesma velocidade de inje??o, uma press?o de inje??o mais elevada melhora a capacidade de fluxo do plástico, aumentando a precis?o dimensional e a suavidade da superfície do produto. No entanto, uma press?o de inje??o excessiva pode causar uma for?a excessiva no molde. Isto criará lacunas e aumentará a carga na máquina de inje??o, desestabilizando o processo de inje??o. Por conseguinte, na prática, a press?o e a velocidade de inje??o devem ser ajustadas com base nos requisitos de produ??o específicos e nas características do material, para se obterem resultados de moldagem óptimos.
Conclus?o
Os conhecimentos sobre a velocidade e a press?o de inje??o abordados neste artigo podem apenas arranhar a superfície. Por exemplo, enquanto aprendem sobre estes factores, os profissionais da moldagem por inje??o devem também compreender os gráficos das curvas de inje??o.
O meu nome é Lee Young. Partilho conhecimentos da Internet e de livros sobre moldagem por inje??o e moldes, combinados com experiência prática de moldagem por inje??o. Se considerar o meu conteúdo interessante ou tiver alguma dúvida, n?o hesite em contactar-me em [email protected] para discutir mais pormenores.
PT 
EN 
ES 
FR 
DE 
IT 
NL 
PL 
AR 
JA 
KO 
ZH