PC, PA, PET e PBT são todos plásticos de engenharia, mas seu fluxo de fusão, comportamento de umidade e cristalização são muito diferentes. Por causa disso, os mesmos
parafusos de moldagem por injeção não proporcionarão o melhor efeito de plastificação para todos os quatro materiais. Combinar a geometria do parafuso (relação comprimento-diâmetro L/D, relação de compressão e recursos de mistura ou barreira) com cada resina pode melhorar a uniformidade da fusão, reduzir a degradação e diminuir a taxa de refugo.
4 Materiais Comuns de Moldagem por Injeção
1. Policarbonato (PC)
O PC tem alta viscosidade e boa estabilidade térmica, portanto, precisa de cisalhamento e tempo de residência suficientes para derreter completamente, mas deve evitar cisalhamento excessivo em graus sensíveis ou concentrados de cor. Guias para moldagem de PC geralmente recomendam uma relação L/D do parafuso de pelo menos 20:1, e muitas aplicações práticas usam 20–26:1 para obter melhor plastificação.
Para a seleção de parafusos de moldagem por injeção para PC:
- Escolha um parafuso com uma relação L/D relativamente grande (por exemplo, ≥20:1, muitas recomendações estão em torno de 22–26:1) para proporcionar um comprimento de fusão suficiente.
- Use um design de compressão gradual (zonas de alimentação, transição e medição com mudança suave na profundidade do canal) para fornecer fusão estável na ampla faixa de temperatura de fusão do PC.
- Almeje uma relação de compressão moderada, tipicamente em torno de 1.5–3:1, para equilibrar a eficiência de plastificação e evitar calor de cisalhamento excessivo.
- Combine-o com velocidade de parafuso controlada (geralmente 30-60 rpm) e contrapressão moderada para que o parafuso não superaqueça o fundido.
Na prática, se a peça de PC apresentar partículas não fundidas ou variação de tiro a tiro, um L/D mais longo ou uma seção de barreira/mistura pode ajudar a melhorar a fusão e a homogeneização.
2. Poliamida (PA / Nylon)
PA (como PA6 e PA66) tem forte absorção de umidade, e suas propriedades mecânicas e comportamento de moldagem mudam com o teor de água. A umidade leva a "splay" (defeitos superficiais), "silver streaks" (riscos prateados) e porosidade interna que não podem ser totalmente corrigidos apenas alterando a temperatura ou a velocidade.
Para o projeto de rosca da máquina de moldagem por injeção para PA:
- A secagem e o manuseio do material são a prioridade; o projeto da rosca dá suporte, mas não pode substituir a secagem adequada.
- Use uma rosca "mutante" ou de compressão relativamente forte (compressão tipo degrau) com L/D em torno de 18-20 para fornecer fusão suficiente, mas evitar tempo de residência muito longo.
- A relação de compressão recomendada geralmente fica na faixa de 3-3,5:1, o que cria forte compactação da fusão, mas requer controle cuidadoso da temperatura para evitar superaquecimento e degradação.
- A profundidade do canal na zona de medição (por exemplo, cerca de 0,07-0,08 × diâmetro da rosca) é usada para limitar o cisalhamento excessivo e manter a pressão estável.
Se o seu principal problema com PA são bolhas e defeitos cosméticos devido à umidade, considere combinar este design de parafuso com melhor ventilação e controle rigoroso da umidade em vez de apenas aumentar a pressão de retorno ou a velocidade do parafuso.
3. PET
PET para injeção (por exemplo, pré-formas) tem alto potencial de cristalinidade e é muito sensível à umidade e degradação; muitos parafusos de PET são de design de barreira. Nos parafusos de barreira, um segundo voo separa sólido e derretido para que os grânulos possam derreter completamente enquanto mantém o aquecimento por cisalhamento sob controle.
Para seleção de parafusos de moldagem por injeção para PET:
- A maioria dos designs de parafusos de um único parafuso de PET utiliza um parafuso de barreira onde a largura do canal diminui, e um canal de derretimento raso é formado, permitindo que o derretido flua sobre um voo de barreira.
- Esse design reduz o aquecimento excessivo por cisalhamento e dá aos grânulos 'fios' mais tempo para derreter, melhorando a clareza e reduzindo a degradação.
- PET é muito sensível à umidade, então parafusos de barreira e até mesmo parafusos de barreira ventilados (com orifícios de ventilação de gás) ajudam a remover componentes voláteis e gases relacionados à umidade.
- L/D é tipicamente relativamente longo para permitir derretimento e desvolatilização controlados, mas os números exatos dependem do produto e da máquina.
Se você observar problemas com acetaldeído, amarelamento ou perda de IV (viscosidade intrínseca) em peças de PET, geralmente é melhor otimizar o design da rosca de barreira, a secagem e o tempo de residência, em vez de apenas reduzir a temperatura.
4. PBT
O PBT é outro plástico de engenharia poliéster com cristalização mais rápida que o PET e bom fluxo, mas também é sensível à umidade e à degradação térmica. Sua janela de processamento é geralmente menor que a do PET, mas ainda se beneficia de cisalhamento controlado e fusão uniforme.
Para moldagem por injeção, a escolha da rosca para PBT:
- Uma rosca de uso geral com L/D adequado pode funcionar se a secagem estiver correta e a peça não for muito exigente, mas para qualidade estável, um design modificado de barreira ou de mistura é frequentemente recomendado.
- Uma taxa de compressão moderada evita cisalhamento excessivo que aumenta a degradação, ao mesmo tempo que fornece pressão suficiente para uma fusão uniforme.
- Para PBT reforçado (graus com fibra de vidro), materiais de rosca resistentes ao desgaste ou revestimentos e geometria de canal otimizada reduzem o desgaste e mantêm a plastificação consistente ao longo do tempo.
Quando o PBT apresenta marcas de queimadura ou fragilidade, você deve verificar o nível de cisalhamento da rosca (taxa de compressão, velocidade e contrapressão) juntamente com o tempo de secagem e residência, em vez de ajustar apenas a ventilação da cavidade.
Materiais e Tratamentos de Superfície para Longevidade da Rosca
A durabilidade de uma rosca de moldagem por injeção é determinada pelo
material basee pelos tratamentos de superfície aplicados a ele. Em ambientes industriais, minimizar o tempo de inatividade devido ao desgaste da rosca é uma prioridade.
1. Parafusos Nitretados
Nitriding é um processo de tratamento térmico que difunde nitrogênio na superfície do aço (tipicamente SACM645). Isso cria uma camada dura e resistente ao desgaste. Parafusos nitretados são adequados para processar plásticos não abrasivos como PP ou PS padrão. No entanto, eles podem não resistir bem contra PA ou PBT reforçados com fibra de vidro.
2. Parafusos Bi-metálicos
Parafusos bimétalicos envolvem a fundição de uma camada de liga resistente ao desgaste (geralmente uma liga à base de níquel ou carboneto de tungstênio) sobre as espirais do parafuso. Isso proporciona resistência superior tanto à abrasão quanto à corrosão. Para o processamento de resinas com carga de vidro (comum em aplicações de PA e PBT), parafusos bimétalicos são o padrão da indústria, pois oferecem vida útil significativamente mais longa em comparação com versões nitretadas.
3. Cromagem
Para materiais como PC e PET, que são propensos a aderência e degradação, a cromagem é frequentemente aplicada. O revestimento proporciona um acabamento de superfície muito liso, reduzindo o coeficiente de atrito e impedindo que a resina adira ao parafuso, o que diminui a ocorrência de "pontos pretos" ou carbonização.
Conclusão
PC, PA, PET e PBT impõem demandas diferentes ao design de parafusos de moldagem por injeção devido à sua viscosidade única, sensibilidade à umidade e comportamento de cristalização. Ao focar na relação L/D, na relação de compressão e se você precisa de recursos de barreira, mistura ou ventilação, e ao integrar secagem e controle de processo adequados, você pode escolher um parafuso de moldagem por injeção que suporte plastificação estável, menos defeitos e melhor desempenho da peça para cada um desses plásticos de engenharia.