Na fabricação, é comum observar problemas visuais ou estruturais em peças acabadas. Um problema irritante são as bolhas de ar internas, ou vazios. Já encontrou bolhas ou pontos ocos dentro de uma peça transparente depois que ela sai do molde? Isso realmente prejudica a quantidade de peças que passam na inspeção e a resistência delas. Este guia explicará os defeitos de bolhas na moldagem por injeção. Abordaremos por que eles aparecem, como diferenciar os tipos e o que você pode fazer para corrigi-los, para que você possa manter tudo funcionando sem problemas.
Identificando o Culpado: Bolhas vs. Vácuo
Antes de implementar uma correção, você precisa descobrir o que está errado. Quando se trata de
moldagem por injeção, nem toda bolha é igual. A maioria dos problemas semelhantes a bolhas são bolhas de gás ou vazios de vácuo.
A Diferença Visual
- Bolhas de Gás: Geralmente, estas vêm de ar aprisionado, água ou plástico que se deteriorou. Frequentemente parecem pequenas bolsas redondas ou alongadas. Se você notar um monte de pequenas nuvens ou a bolha for amarelada ou acastanhada, é provável que seja gás ou dano por calor.
- Vazios de Vácuo: Estes ocorrem estritamente durante o processo de resfriamento. À medida que o plástico esfria, ele encolhe. Se a pele externa da peça endurecer muito rapidamente enquanto o centro permanece derretido, o material encolhido se afasta de si mesmo, criando um buraco preenchido por vácuo. Estes são tipicamente encontrados nas seções mais espessas de uma peça e geralmente são claros e nítidos em aparência.
O Diagnóstico "Teste de Calor"
Um teste simples em campo para distingui-los é o teste de chama. Se você aquecer cuidadosamente a área afetada com uma tocha, uma bolha de gás frequentemente se expandirá ou "estourará" porque o gás aprisionado aumenta de pressão. Um vácuo, no entanto, geralmente colapsará para dentro à medida que o plástico amolece, pois não há ar dentro para empurrar de volta — apenas um vácuo.
Causas Raiz e Soluções Direcionadas: Uma Análise Técnica Profunda
Com base em padrões da indústria e resolução avançada de problemas por especialistas em moldagem de alto nível, resolver defeitos de bolhas requer olhar para os "quatro pilares" da moldagem: material, máquina, molde e processo.
1. Ar Aprisionado e Ventilação Inadequada
Uma causa frequente de bolhas de gás é simplesmente o ar aprisionado, às vezes chamado de efeito do motor a diesel. Quando o plástico derretido entra no molde, ele precisa empurrar o ar que já está lá. Se o ar não consegue sair, ele é comprimido e empurrado para dentro do plástico.
A Causa Raiz: Ventilação insuficiente no final do caminho do fluxo ou em áreas profundas.
A Solução Direcionada:
- Melhor Ventilação: Certifique-se de que suas saídas de ar estejam limpas e com o tamanho correto (geralmente de 0,0005 a 0,0015 polegadas de profundidade para a maioria dos plásticos).
- Injeção Mais Lenta: Diminuir a velocidade de injeção à medida que o molde enche dá mais tempo para o ar escapar.
- Posicionamento do Ponto de Injeção: Se a forma como o plástico entra no molde causa turbulência, o ar pode ficar preso. Verifique a localização do seu ponto de injeção.
2. Umidade e Voláteis (O Problema da Secagem)
Muitas resinas de grau de engenharia são higroscópicas, o que significa que absorvem umidade do ar. Quando esses grânulos entram no barril aquecido, a umidade se transforma em vapor, criando "riscas prateadas" ou bolhas internas.
A Causa Raiz: Tempo de secagem insuficiente, um desumidificador de dessecante com defeito ou exceder o "tempo ambiente" do material no funil.
A Solução Direcionada:
- Verificar Ponto de Orvalho: Certifique-se de que seu desumidificador esteja atingindo um ponto de orvalho de -40°C (-40°F).
- Pré-secagem Adequada: Siga rigorosamente a folha de dados do material (TDS). Por exemplo, policarbonato (PC) geralmente requer 3–4 horas a 120°C.
- Reduzir Temperatura de Fusão: Calor excessivo pode agravar a transformação da umidade em vapor.
3. Vácuo em Vazios e Encolhimento Excessivo
Vazios de vácuo são puramente um resultado da física – o material encolhe mais do que a máquina consegue compensar.
A Causa Raiz: O canal de injeção congela (solidifica) antes que o interior da peça esfrie completamente. Uma vez que o canal de injeção está congelado, nenhum plástico a mais pode ser "empacotado" na cavidade para preencher o espaço deixado pelas moléculas em encolhimento.
A Solução Direcionada:
- Aumentar Pressão e Tempo de Manutenção: Esta é a correção mais eficaz para vazios. Mantenha alta pressão até que o canal de injeção solidifique completamente.
- Diminuir Temperatura de Fusão: Plástico mais frio encolhe menos do que plástico extremamente quente.
- Aumentar o Canal de Injeção: Um canal de injeção maior permanece aberto por mais tempo, permitindo uma fase de empacotamento mais longa.
4. Dinâmica do Parafuso e Cilindro (Contrapressão)
Às vezes, bolhas aparecem mesmo antes que o plástico entre no molde.
A Causa Raiz: Se a contrapressão for muito baixa, o ar pode ser sugado para o cilindro quando o parafuso estiver a recuperar e a preparar-se para o próximo disparo.
A Solução Direcionada:
- Aumentar a Contrapressão: Aumente a contrapressão para algo entre 50 e 150 psi. Isto irá comprimir o plástico derretido e empurrar qualquer ar aprisionado para fora.
- Inspecionar a Válvula de Retenção: Se a válvula de retenção estiver a vazar, pode afetar a pressão e criar bolsas de ar. Também pode causar problemas na obtenção de uma almofada de plástico consistente no final da injeção.
5. Degradação Térmica e Tempo de Residência
Se o plástico permanecer no cilindro por muito tempo a altas temperaturas, as cadeias poliméricas "quebram", libertando gás como subproduto.
A Causa Raiz: O cilindro é muito grande para o tamanho do disparo (longo tempo de residência), ou as faixas de aquecimento estão a funcionar mal.
A Solução Direcionada:
- Descubra quanto tempo o plástico permanece no tambor: Certifique-se de que o plástico não fique no tambor por mais de 2 a 5 minutos (depende do tipo de plástico).
- Procure por pontos muito quentes: Use um pirômetro para verificar se a temperatura real do plástico corresponde à configurada na máquina.
Prevenção Proativa Otimizando o Fluxo de Trabalho de Moldagem por Injeção
Ficar esperando para ver o que acontece pode custar dinheiro. Para evitar problemas, é melhor otimizar seu processo ao projetar e configurar as coisas.
Mantenha a Espessura da Parede Uniforme
É importante projetar peças com a mesma espessura de parede em toda a sua extensão. Se seções grossas e finas estiverem próximas umas das outras, as partes finas endurecem primeiro. Isso impede o fluxo de material para a parte mais grossa, o que causa espaços vazios. Se você precisar de seções grossas, use métodos para manter a espessura uniforme em toda a peça.
Posicionamento e Dimensionamento Estratégico do Ponto de Injeção
Os pontos de injeção devem ser posicionados na seção mais espessa da peça. Isso permite que a maior pressão seja aplicada nas áreas mais propensas à retração. Além disso, o ponto de injeção deve ser grande o suficiente para permanecer aberto até que a parte mais espessa da cavidade tenha sido suficientemente preenchida.
Simulação de Fluxo em Molde
Usar software para copiar o processo de injeção ajuda a prever bolhas de ar e retração antes de fabricar o molde. Dessa forma, você pode alterar a localização de respiros e pontos de injeção com base nas informações. Isso garante um processo mais estável desde o início.
Por que a Prevenção é Importante no Processo de Moldagem por Injeção?
É fácil simplesmente descartar peças com bolhas, mas essa não é uma solução real. Chegar à raiz dos problemas de bolhas na moldagem por injeção é vital porque:
- Integridade Estrutural: Uma bolha não é apenas feia; ela enfraquece a peça. Para peças que suportam peso, bolhas podem fazer com que quebrem mais cedo ou falhem.
- Eficiência de Custo: Muitas peças de sucata cortam seus lucros. A energia, os materiais e o tempo da máquina desperdiçados em peças ruins não podem ser recuperados.
- Reputação da Marca: Para indústrias como a de dispositivos médicos ou eletrônicos de ponta, clareza e perfeição são inegociáveis. Entregar peças com defeitos internos pode prejudicar relacionamentos de longo prazo com os clientes.
Ao dominar o equilíbrio entre temperatura de fusão, pressão de injeção e design do molde, você transita da solução de problemas reativa para a garantia de qualidade proativa.