Causas de defeitos em moldes de injeção

Na produção de moldagem por injeção, os defeitos do produto não apenas reduzem diretamente a taxa de rendimento (a taxa média de defeitos da indústria devido a esses problemas pode variar de 5% a 15%), mas também aumentam os custos de retrabalho e desperdício. Suas causas exigem uma investigação abrangente de 360 ​​graus, abrangendo “molde, processamento, material e máquina”. Entre eles, o molde – que atua como “suporte de formação” para o plástico fundido – desempenha um papel fundamental na determinação da ocorrência de defeitos, dependendo da racionalidade do projeto e do status de manutenção diária. Abaixo está uma análise aprofundada dos defeitos de moldagem por injeção de alta frequência de uma perspectiva relacionada ao molde, juntamente com as principais soluções:

Defeitos de fissuras (incluindo fissuras durante a desmoldagem e fissuras induzidas por tensão durante o uso) estão entre os problemas mais propensos a reclamações na produção, sendo as causas relacionadas ao molde particularmente críticas: sistemas de ejeção desequilibrados (por exemplo, número insuficiente de pinos ejetores, área de seção transversal excessivamente pequena ou distribuição desigual levando à concentração de tensão localizada), ângulos de inclinação menores que 1° (evitando a separação suave da cavidade), acabamento superficial da cavidade inferior do que Ra 0,8 (aumentando a resistência ao atrito), ou cantos vivos na estrutura do molde (falta de transições arredondadas, resultando em um fator de concentração de tensões de 3 a 5 vezes). Quando combinado com pressão de injeção excessiva durante o processamento (excedendo o limite de escoamento do material) ou umidade excessiva do material (por exemplo, PA66 com teor de umidade > 0,2% é propenso à hidrólise e redução de resistência), o risco de rachaduras aumenta significativamente. As soluções priorizam a otimização do molde: ajuste a distribuição do pino ejetor para garantir a aplicação uniforme da força, substitua cantos vivos por transições arredondadas de R0,5 ou maior e faça o polimento da cavidade até Ra 0,4 ou melhor. Além disso, complemente-os com a secagem do material (por exemplo, o ABS requer secagem a 80°C por 2–3 horas) e recozimento pós-moldagem (mantendo a 70–80°C por 1 hora) para eliminar o estresse interno.

Bolhas (bolhas de vácuo) normalmente aparecem em áreas de paredes espessas ou cantos de peças. A principal causa é o projeto inadequado do sistema de ventilação do molde – sem ranhuras de ventilação nas zonas mortas da cavidade ou locais de linhas de solda (ou ranhuras de ventilação com profundidade < 0,03 mm, falhando na expulsão eficaz do gás) ou posições de comporta desviando-se de áreas de paredes espessas (evitando que o plástico derretido preencha os espaços locais durante a moldagem, formando um vácuo). A pressão de injeção abaixo de 50MPa ou o tempo de retenção insuficiente durante o processamento agravam ainda mais os problemas de bolha. As resoluções começam com a modificação do molde: adicionar ranhuras de ventilação (5–8mm de largura, 0,02–0,05mm de profundidade) nas laterais das áreas de paredes espessas e nas últimas posições de preenchimento da cavidade; posicione as comportas no centro de regiões com paredes espessas (por exemplo, para peças cilíndricas com diâmetro > 10 mm, a comporta deve estar alinhada com o centro). Simultaneamente, aumente a pressão de injeção para 60–80MPa e aumente moderadamente a temperatura do molde (por exemplo, controle a temperatura do molde PP em 40–60°C) para facilitar a descarga de gás.

A deformação por empenamento é um defeito comum em peças estruturais (por exemplo, carcaças de eletrodomésticos, componentes automotivos) e sua causa principal está no projeto do molde: diferenças na espessura da parede da peça excedendo 2 mm (por exemplo, uma mudança repentina de 3 mm para 1 mm), distâncias inconsistentes entre os canais de resfriamento e a cavidade (diferenças > 15 mm, levando a variações locais na taxa de resfriamento acima de 10°C), ou fluxo de fusão assimétrico no canal sistema (por exemplo, alimentação unilateral causando orientação irregular do fundido). Esses fatores resultam em uma diferença de 2% a 5% na contração plástica, causando em última análise empenamento. A otimização do molde é fundamental para resolver isso: ajuste a espessura da parede para garantir a uniformidade (diferença máxima de espessura ≤ 1 mm), adote um design de "canal de resfriamento conforme" (garantindo uma distância consistente de 10–12 mm entre os canais e a cavidade) e adicione 1–2 nervuras anti-deformação (5 mm de largura, 3 mm de altura) em superfícies não visíveis. Durante o processamento, estabilize a temperatura do material (por exemplo, controle plásticos cristalinos como POM a 190–210°C) e estenda o tempo de resfriamento (o tempo de resfriamento para peças de paredes espessas deve representar 60% do ciclo de moldagem) para reduzir o acúmulo de tensão interna.

Os afundamentos de contração geralmente ocorrem em mudanças repentinas na espessura da parede (por exemplo, na junção das costelas e no corpo principal). As causas relacionadas ao molde incluem: diferenças excessivas de espessura de parede (propensas a formar "pontos quentes" com grandes variações de contração por resfriamento), posicionamento assimétrico da comporta (levando a enchimento desigual do fundido e insuficiência de densidade local) ou volume de poço de slug frio inferior a 1,5 vezes o volume do canal principal (material frio entrando na cavidade afetando a consistência de contração). A capacidade insuficiente de plastificação da máquina (por exemplo, velocidade da rosca < 50 rpm causando plastificação inadequada) piora os afundamentos. As soluções envolvem a otimização do molde: substituir mudanças repentinas na espessura da parede por transições graduais (inclinação ≤ 1:5), usar portas simétricas (por exemplo, portas duplas diagonais para peças retangulares) e aumentar o volume do poço de lama fria para o dobro do canal principal. Durante o processamento, aumente o tempo de retenção (por exemplo, de 5 segundos para 8 segundos) e controle a temperatura do cilindro frontal (por exemplo, 280–300°C para PC) para garantir um enchimento denso do fundido.

As linhas de solda (com resistência de apenas 60% a 70% das áreas normais, propensas a quebrar sob tensão) resultam de problemas de molde, como: portas excessivas por cavidade (mais de 2 portas causando facilmente convergência de fusão multifluxo), ausência de ranhuras de ventilação nos locais da linha de solda (gás retido dificultando a fusão do fundido) ou alta rugosidade da superfície do canal (Ra > 1,6, aumentando a resistência ao atrito do fundido e causando resfriamento rápido local). Fatores de processamento como temperatura do barril abaixo do ponto de fusão do material (por exemplo, PET abaixo de 250°C) ou velocidade de injeção lenta (< 30 mm/s) reduzem ainda mais a qualidade da fusão. As resoluções exigem modificação do molde: reduzir o número de portas (no máximo 2 portas simétricas para peças complexas), adicionar ranhuras de ventilação nas posições esperadas da linha de solda e polir canais para Ra 0,8 ou melhor. Durante o processamento, aumente a temperatura do barril (por exemplo, aumente o PET para 260–270°C) e aumente moderadamente a velocidade de injeção (para 40–50 mm/s) para promover a fusão total do fundido.

Além disso, defeitos como listras coloridas, listras prateadas em peças transparentes e linhas de choque também estão intimamente relacionados aos moldes: listras coloridas exigem a redução da largura da entrada do molde para 1/3–1/2 da espessura da parede da peça (aumentando o cisalhamento para melhorar a dispersão do masterbatch de cores); listras prateadas em peças transparentes exigem limpeza regular de impurezas residuais nos corredores do molde (para evitar arranhões na superfície fundida) e inspeção de vazamento de água no canal de resfriamento (a umidade que entra na cavidade forma listras prateadas); as linhas de choque exigem a otimização das dimensões do canal do molde (por exemplo, aumentando o diâmetro do canal principal em 1–2 mm para reduzir a resistência) e a instalação de poços frios suficientemente grandes (volume ≥ 3 cm³) para evitar que o material frio afete a estabilidade do fluxo.

O núcleo do controle de defeitos do produto de moldagem por injeção de 360 ​​graus está no molde - durante a fase de projeto, concentre-se na uniformidade da espessura da parede, na simetria de resfriamento, na ventilação adequada e no controle racional; para manutenção diária, implemente "verificações mensais das ranhuras de ventilação, polimento trimestral da cavidade e testes semestrais de estanqueidade do canal de resfriamento". Combinado com a otimização dos parâmetros de processamento (por exemplo, controle preciso de temperatura, pressão e velocidade) e pré-tratamento do material (secagem, triagem de impurezas), as taxas de defeitos comuns podem ser reduzidas em mais de 40%, melhorando significativamente a estabilidade da produção e a qualidade do produto.