Qualidade para sua peça, produtividade no seu processo

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1 Guia de processamento Qualidade para sua peça, produtividade no seu processo

2 2 SABIC Innovative Plastics

3 SABIC Innovative Plastics 3

4 Guia de Processamento I. Considerações gerais O portifólio de plásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics oferece uma ampla combinação de propriedades características para cada mercado em que atua, como por exemplo, automobilístico, eletro-eletrônico, telecomunicações, industrial, embalagens, eletrodomésticos, entre outros Contando com tecnologia e experiência global, a SABIC Innovative Plastics assegura a seus clientes o mais completo suporte tecnológico no desenvolvimento de novos produtos, além de um abrangente e permanente serviço de assistência técnica. Este guia possibilita ao usuário uma consulta rápida aos principais pontos que devem ser considerados quando se estiver processando alguns dos plásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics. O guia está dividido em três capítulos - o primeiro trata de considerações gerais do processo de injeção, o segundo sobre as condições de injeção indicadas para cada família de produtos e o terceiro sobre os principais problemas que podem ocorrer durante o processo de injeção. 4 SABIC Innovative Plastics

5 Indice 1. Máquina injetora 2. Moldes 2.1 Tipos de aço 2.2 Controle de temperatura do molde 2.3 Buchas de injeção e canais de distribuição 2.4 Sistemas de canais quentes (câmara quente) 2.5 Pontos de entrada de injeção 2.6 Saídas de gases 3. Secagem 4. Condições de processamento 4.1 Limpeza do cilindro 4.2 Temperatura do cilindro 4.3 Pressão de injeção - Pressão de recalque 4.4 Velocidade de injeção 4.5 Temperatura do molde 4.6 Variação da contração x parâmetros de injeção 5. Reciclagem Condições típicas de moldagem por injeção Guia de problemas e soluções SABIC Innovative Plastics 5

6 1. Máquina injetora 1. Máquina injetora Os plásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics podem ser processados em máquinas injetoras convencionais, desde que sejam respeitadas algumas condições básicas - A máquina injetora deve possuir no mínimo 3 zonas de aquecimento, com controle de temperaturas independentes; - O peso do produto injetado (galho+peça) deve estar entre 40 a 80% da capacidade do canhão; - Para cada 1,0 cm2 de área projetada (área da(s) peça(s) + galho) deve-se determinar 0,5 a 0,8 ton de força de fechamento, com o intuito de evitar rebarbas na peça injetada. Para os grades reforçados com fibra de vidro, deve-se considerar 0,6 a 0,9 ton de força de fechamento para cada 1,0 cm2 de área projetada; - O bico da máquina injetora deve ser o mais curto possível. Para materiais não reforçados, o diâmetro mínimo do orifício deve ser de 5 mm e para materiais reforçados com fibra de vidro, o diâmetro do orifício deve ser de 8 mm. O diâmetro interno do bico deve ser maior que 15 mm e o comprimento máximo deste orifício deve ser de 5 mm, conforme a figura abaixo. 5 mm (mínimo) Corpo 5 mm (máx.) mm (máx.) 15 mm (mín.) Figura 1 - Pico de inyección Anel Míni. 5 mm de vão 45 R=2 mm Figura 2 Válvula de não retorno - As roscas e os cilindros das máquinas injetoras podem ser construídos com diversos tipos de metais, ligas e tratamentos superficiais. Algumas combinações para a construção de cilindros e roscas podem oferecer proteção ou durabilidade maior que outras. Geralmente os cilindros são construídos com uma liga Níquel-Cobalto-Cromo, e as roscas são construídas em aço inoxidável 17-4 PH por exemplo, e revestidas com algum material para aumentar a dureza, Colmony 56 por exemplo. Na figura 3 temos o esquema de uma rosca de uso geral Figura 3 Esquema de uma rosca de uso geral para termoplásticos Transição (50%) Homogeneização (25%) Alimentação (25%) No desenho, notamos as três regiões em que se divide a rosca a) alimentação - geralmente é curta, aproximadamente 5 filetes, tem por finalidade transportar grânulos sólidos para a próxima região, o diâmetro do seu núcleo permanence constante e o ângulo de inclinação dos filetes é de aproximadamente C b) compressão (ou transição) - é a maior parte da rosca, geralmente 11 filetes, é a zona onde se inicia a plastificação devido ao aumento constante do diâmetro do seu núcleo, que fará comprimir e cisalhar o material plástico, nesta região, o material já está praticamente todo fundido c) homogeneização - região final da rosca, geralmente com 4 filetes, com profundidade rasa e diâmetro do núcleo constante, nesta zona a plastificação é completada e o material atinge a sua máxima homogeneidade Além disso, geometricamente a rosca tem outras duas características - Bicos com misturadores estáticos ou valvulados não devem ser usados, pois geralmente possuem zonas mortas e áreas de alta perda de pressão que podem causar a degradação do material - a ponta da rosca deve possuir válvula de não retorno tipo anel (figura 2). As do tipo bola não são recomendadas pois podem causar excessivo cisalhamento do material e conseqüente degradação. A válvula dever ter desempenho de no mínimo 80% do fluxo gerado na região de dosagem da rosca. O anel deverá ter um curso livre de pelo menos 5,0 mm para roscas de pequeno diâmetro (63,5 mm ou menor). Roscas com maior diâmetro necessitam de curso do anel bem maior, a fim de compensar o maior fluxo de material por área a) relação comprimento/diâmetro (L/D) - para materiais de engenharia esta relação deve ser de 18-24:1, deve-se salientar que quanto maior esta relação, maior será o tempo de trabalho mecânico que o material irá sofrer, bem como maior será o tempo de residência sob a ação do calor b) taxa de compressão - é a relação entre os volumes de um passo da região de alimentação e outro da região de homogeneização (na prática é usada a altura dos filetes destas regiões, com erro insignificante), para materiais de engenharia a taxa de compressão varia de 1,5 3,0 :1, deve-se ter em mente que quanto maior a taxa de compressão, maior será o trabalho mecânico sofrido pelo material, consequentemente mais calor será gerado devido ao atrito maior entre o material e as paredes da rosca e do cilindro 6 SABIC Innovative Plastics

7 - Tempo de residência - o tempo de residência refere-se ao tempo que o material passa do funil ao cilindro da máquina injetora até o momento em que é injetado no molde. Para a maioria dos materiais plásticos o tempo de residência recomendado está entre 3 e 8 minutos, mas o tempo máximo permitido depende das características de cada material (cor, tipo de resina, aditivos,etc.). Para se estimar este tempo, pode-se usar a seguinte fórmula Tempo de Residência (min) = Barril (g) Carga (g) x Ciclo (s) Moldes Normalmente os termoplásticos de engenharia são processados em condições mais severas que os termoplásticos de uso geral, portanto deve-se tomar alguns cuidados na construção dos moldes, a fim de se obter ferramentas mais duráveis. Para evitar a obtenção de peças tensionadas e/ou empenadas, os moldes devem trabalhar aquecidos (geralmente entre 50 e 150 C). Com isso deve-se tomar alguns cuidados durante o projeto do molde, principalmente em relação a partes móveis, castelos e postiços, onde pode ocorrer o travamento quando estiver em uso Tipos de aços Deve-se tomar cuidado com a dilatação das partes do molde na temperatura de trabalho ( C) para que este não trave quando estiver em uso. Caso haja necessidade de uma ótima troca térmica na cavidade pode ser utilizado aço cobre-berílio. Deve-se tomar cuidado para que os moldes com cavidades muito grandes não sejam feitos com aços de dureza muito elevada para que não ocorram trincas. Geralmente, moldes para injeção podem ser construídos com aços cuja dureza Rockwell C varia de No entanto, para moldes que irão demandar longo tempo de vida e utilização constante, são recomendados aqueles cuja dureza Rockwell C varie de Segue abaixo uma tabela com os principais tipos de aços recomendados para a fabricação de moldes. H-13 P-20 RC RC Altamente tenaz Baixa dureza e rigidez Baixa dureza Baxia resistência à corrosão Recomendado para qualquer material SABIC Innovative Plastics sem Fibra de Vidro (dureza Rockwell C) D-2 M-2 RC RC Alta dureza e resistência à abrasão Extremamente duro e resistente à abrasão Quebradiço e difícil de ser polido Dificuldade e alto preço de usinagem Recomendado na utilização de Materiais SABIC Innovative Plastics Fibra de Vidro SABIC Innovative Plastics 7

8 2. Moldes 2.2. Controle de temperatura do molde O controle de temperatura do molde é crítico na otimização do ciclo de injeção e manutenção das tolerâncias dimensionais da peça. Controles separados de temperatura para cada parte do molde é preferível. Aconselha-se manter menor que 7 C a diferença de temperatura entre o macho e a fêmea de moldes grandes e menor que 5 C em moldes pequenos. Os sistemas de refrigeração devem possuir canais de no mínimo 12 mm de diâmetro, separados 4 a 5 cm um do outro e 15 mm afastado da cavidade, conforme a figura 4A. Quando o projeto da peça permite, é interessante a incorporação de um canal com controle de temperatura independente ao redor das extremidades da peça. Dessa forma, é possível trabalhar com temperaturas mais elevadas nesta região da peça, diminuindo as tensões residuais geralmente formadas na periferia das peças moldadas. Estes canais podem ser feitos de aço ou cobre-berílio, que possui condutividade térmica seis vezes maior que a do aço, permitindo assim, grandes trocas de calor. Uma distribuição de canais em forma de looping não é recomendada, pois a diferença de temperatura entre a entrada e a saída do líquido refrigerante será muito grande. É recomendada a distribuição por vários canais independentes, conforme figura 4B Bucha de injeção e canais de distribuição O dimensionamento correto das buchas de injeção e dos canais de distribuição é fundamental para a obtenção de peças de boa qualidade. Para projetálos corretamente, seguem as recomendações Bucha de Injeção - Deve possuir uma certa conicidade (de 2º a 6 ) para facilitar a extração - no final da bucha deve haver um poço frio para armazenar a frente de material que se resfria ao atravessá-lo. A profundidade e o diâmetro do poço frio deve ser igual ao diâmetro máximo da bucha de injeção - para alguns materiais de engenharia sensíveis à degradação por cisalhamento, policarbonato por exemplo, a bucha não deve possuir cantos vivos ; estes devem possuir raio entre 0,8-0,2 mm A figura 5 ilustra a sugestão para o dimensionamento da bucha de injeção. Figura 5 Bucha de injeção 40mm A B C E D Dimensionamento (mm) D=12mm A B C D E Com FV Sem FV mm Figura 4A - Canais de refrigeração 15mm Os termoplásticos de engenharia podem, também, ser processados com buchas quentes com sistema de aquecimento externo. De acordo com o sistema de canais por onde o material fundido irá passar, a bucha quente sera a porção mais crítica. Um controle preciso de temperatura deverá existir na parte final da bucha. Os aquecedores deverão estar localizados ao longo da bucha e colocados de modo a prover uma quantidade necessária de calor para o interior da bucha. O termopar para indicação e controle de temperatura deverá estar localizado o mais próximo possível da parte final da bucha. Veja figura abaixo - Figura 6 Bucha quente de injeção Figura 4B - Canal de refrigeração recomendado 2,5 mm 4-5 mm min. 8 mm 50 mm diam. 2 mm R 7-9 Ventilação Distribuição proporcional Das resistências Ventilação 8 SABIC Innovative Plastics

9 Canais de Distribuição - Canais semicirculares (também conhecidos como meia cana ) não são recomendados devido a perda de carga - canais de seções circulares são os mais recomendados, pois transportam maior volume de material fundido - em casos onde a usinagem das duas placas do molde seja difícil, pode-se optar pelo canal trapezoidal, que não é tão eficiente quanto o anterior, porém aceitável - a figura 7A ilustra os diversos tipos de canais de distribuição e a eficiência - os canais de distribuição devem possuir o menor comprimento possível e com poços frios nas extremidades, com diâmetro e profundidade iguais ao diâmetro do canal e, de um modo geral, não deverão ter um diâmetro inferior a 6 mm, sendo que o canal de distribuição primário deverá ter sempre um diâmetro maior que o secundário, e assim sucessivamente. - Estes canais de distribuição podem ser dimensionados de acordo com a figura 7B. Canais de distribuição Figura 7A Canais de distribuição Ótimo Bom Ruim Figura 7B Canais de distribuição Relação de comprimento/diâmetro de canais de distribuição Comprimento do canal L < 75 mm 75 mm < L < 150 mm D L > 150 mm L Diâmetro do canal 6 mm 8 mm 10 mm 2.4 Sistemas de canais quentes (câmara quente) Para o caso de moldagem de peças grandes ou de um molde com múltiplas cavidades, um sistema de canais quentes (mais conhecido como câmara quente) pode ser utilizado. As vantagens deste sistema são - automatização do ciclo; - eliminação da bucha e canais de injeção; - eliminação da moagem dos canais, - aumento de produtividade; - eliminação de operações de acabamento como corte de canais e frezamento Embora um molde com câmara quente custe mais caro, ele permite desenhos de paredes mais finas, conseqüentemente peças mais econômicas, sem constrangimento de fluxo de material. Existem três tipos de câmara quente oferecidos no mercado - internamente aquecido, externamente aquecido e por isolamento. Para materiais de engenharia é mais recomendado o tipo com aquecimento externo e com controle individual das zonas de aquecimento. Este tipo permite um controle muito mais preciso da temperatura, o que minimiza a possibilidade de degradação do material. O tipo internamente aquecido, em virtude do controle de temperatura menos eficiente, pode causar a degradação do material devido a um tempo de residência maior deste em áreas mortas do sistema. O sistema isolado é bem menos usado devido à menor eficiência e controle do aquecimento. No sistema de canais quentes, algumas considerações devem ser levadas em conta - A distribuição dos canais não deve possuir obstruções para a massa fundida - O diâmetro mínimo requerido para o canal é 12,7 mm (peças maiores exigem canais maiores) - Cantos em 90 devem ser arredondados com raio de 2 mm - O termopar deve ser localizado próximo ao canal - O bloco do sistema de canal quente deve ser isolado do molde propriamente dito de modo a evitar perda de calor - A temperatura do material fundido dentro do sistema deve ser a mesma mantida no cilindro O bico usado num sistema de canal quente deve ser curto e reto, o aquecimento pode ser feito por cinta ou cartucho. Para materiais de engenharia é mais recomendado o aquecimento por cinta; no caso de cartucho, este poderá causar degradação do material devido ao contato mais íntimo do material fundido com aresistência do cartucho. A cinta de aquecimento permite uma melhor distribuição do calor ao longo do bico. Bicos com comprimento maior que 150 mm devem possuir duas cintas de aquecimento com controles de temperatura independentes. O diâmetro interno mínimo do bico deve ser 2,5 mm, podendo ser maior dependendo do tamanho da peça. No caso de molde com sistema de canal quente e múltiplos pontos de entrada, cada bico deverá ter um controle de temperatura e um termopar. SABIC Innovative Plastics 9

10 2. Moldes 2.5 Pontos de entrada de injeção Existem diversos tipos de entradas que podem ser utilizadas no projeto de um molde para os termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics. Porém, é sempre bom levar em consideração algumas regras importantes nesta fase de projeto - devido a contração anisotrópica de alguns materiais (como por exemplo, os tipos reforçados com fibra de vidro), a escolha do ponto de injeção deve ser feita antes do início da usinagem da cavidade do molde, a fim de prever a correta contração de moldagem - a entrada de injeção deve estar localizada em um local de pouca solicitação da peça, pois esta será sempre uma área de alta concentração de tensões residuais - o local da entrada de injeção deve ser projetado de tal forma que as linhas de emenda resultantes sejam mínimas e estejam localizadas também em áreas pouco solicitadas - a entrada de injeção deve estar posicionada de forma que a peça seja preenchida da parte mais espessa para a menos espessa - deve-se garantir sempre um bom acabamento na transição entre o canal de distribuição e a entrada de injeção - peças grandes que requerem vários pontos de injeção devem possuir canais de distribuição que possibilitem a inclusão de pontos de injeção próximos uns aos outros. Isto irá minimizar o resfriamento da resina durante o preenchimento da cavidade, proporcionando linhas de emenda mais resistentes - os tipos reforçados com fibra de vidro ou carregados com carga mineral requerem entradas 25% maiores que os tipos de uso geral - Para evitar aprisionamento de gases, o fluxo do material a partir do ponto de entrada deve ser dirigido para a saída de gases - Para minimizar o jateamento, espirrados e enevoamento, a entrada deverá estar localizada em ângulo reto com o canal e deve obrigatoriamente existir um poço frio ao lado do canal Veja figura 9 - A seguir, são relacionados os vários tipos de pontos de entrada de injeção usados Figura a 1.5mm Tipo martelo Menor possivel Canal tipo S a 1.0 (max) 16.0 Menor possivel Figura 8 Sistema de canal e bico quente Canal diafragma Bico Sensor Temperatura Entrada capilar Linha de água Peça Resistência Sensor Temperatura (posicionando entre as duas resistências) Resistência Canal tipo C D 1.0 a 1.5mm Entrada lateral 1.5 D Dimensionamento de poço frio 10 SABIC Innovative Plastics

11 2.6 Saída de gases Por trabalhar com temperaturas relativamente elevadas, os termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics geram uma certa quantidade de gases, principalmente se estiver sendo usado um grade anti-chama. Saídas de gases apropriadas previnem o aprisionamento dos gases que normalmente resultam em marcas de queima no final do fluxo da resina. Este problema se torna mais crítico em peças com paredes finas, as quais normalmente requerem alta velocidade de injeção. Outro problema normalmente causado por saídas de gases inadequadas é o aumento na dificuldade de preenchimento da cavidade pelo material fundido, causando falhas nas peças moldadas. As saídas de gases devem estar localizadas no final do fluxo e em locais onde ocorram linhas de emenda. Em casos onde os gases são aprisionados em locais impróprios, onde uma saída de gás não pode ser construída, pode-se aproveitar pinos extratores e postiços. A figura 10 mostra detalhes de saída de gases para os termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics. Figura 10A 6,4mm 2,5-5,0mm 0,04-0,07 mm 1,5-2,3 mm 0,4-0,8 mm Linha de partição Saída de gases pontual Figura 10B 0,03 Figura 10C A Vista de "A" Pino extractor Saída de gases Saída de gases Saída de gas continua Pino extractor 0.3 Saída de gases no pino extractor SABIC Innovative Plastics 11

12 3. Secagem 3. Secagem A maioria dos termoplásticos absorvem a umidade da atmosfera, que na temperatura normal de processamento, pode provocar degradação da resina polimérica, resultando em perdas de propriedades físicas e prejudicando o acabamento superficial da peça moldada. A degradação polimérica citada acima é mais conhecida como hidrólise e resulta no rompimento da cadeia polimérica devido à reação química com a molécula de água e ocorre nos materiais que apresentam baixa resistência à hidrólise. Tal reação é estimulada pela energia provinda das mantas elétricas da injetora (calor). Para se obter peças de boa qualidade, as resinas Valox*, Lexan*, Noryl*, Noryl GTX, Noryl PPX, Ultem*, Cycolac*, Cycoloy*, Xenoy*, Xylex* e Geloy* devem ser submetidas a um processo de secagem prévia ao processo de injeção. Tal operação pode ser realizada em três tipos de aparelhos: Estufas de ar circulante: é composta por um forno com várias bandejas, as quais são dispostas umas sobre as outras de modo que o ar quente circule e seque o material depositado dentro das bandejas. Este equipamento é ideal para secar materiais que não são muito sensíveis à hidrólise e quando se deseja secar pequenas quantidades de material. Devido a sua regular capacidade de secar os grânulos, estes devem ser distribuídos uniformemente na bandeja, e não devem ultrapassar 3.0 cm de altura para não comprometer o material que está no fundo. A distância entre as bandejas deve ser no mínimo de cm a fim de garantir a livre circulação do ar quente. Por utilizar ar quente com umidade ambiental, a capacidade de retirar umidade dos grânulos não é alta, não sendo recomendada para materiais com baixa resistência à hidrólise como o Valox, Lexan, Xenoy e Cycoloy. Secador de ar forçado: este equipamento é composto por um compartimento onde é colocado o material e por um aquecedor elétrico que eleva a temperatura do ar. O ar ambiente é aquecido e insuflado na parte inferior do compartimento, entrando em contato com os grânulos e retirando a umidade dos mesmos. Como no caso anterior, este equipamento aquece o ar nas condições de umidade ambiental, não possuindo portanto, alta capacidade de retirar a umidade contida nos grânulos. São indicados somente secagem de materiais com boa resistência à hidrólise, como por exemplo o Noryl. Desumidificadores: basicamente este equipamento é composto por um silo onde o material a ser seco é armazenado com células desumidificadoras que retiram a umidade do ar e um aquecedor que é responsável pelo aquecimento do ar já seco que irá circular pelos grânulos da resina e retirar a umidade da mesma. A grande diferença entre este equipamento e os citados acima é que o desumidificador retira a umidade do ar antes que o mesmo seja aquecido e insuflado no silo, ou seja, o ar quente que entra em contato com a resina está seco, possuindo, portanto, melhor eficiência na secagem. É ideal para a secagem de resinas com baixa resistência à hidrólise e em casos onde há a necessidade de secar grandes volumes de materiais, pois funcionam em operações contínuas. Sempre que o nível de material no funil da máquina cai abaixo de um determinado limite, automaticamente é transportado o material do silo para o funil da máquina. Devido a esta característica, deve-se prever a capacidade do silo de modo a se obter tempo de residência entre 3 a 4 horas, dependendo do material a ser seco. Por exemplo, se uma injetora consome 100kg de Valox por hora (tempo de secagem:4 horas), a capacidade do silo do desumidificador deve ser de 400 kg. O ponto de orvalho recomendado para a secagem é de no mínimo -25ºC. Abaixo, na figura 11, podemos observar o funcionamento desse equipamento com mais detalhes. redesumi dificador válvula válvula circulador de ar circulador de ar filtro Trocador de calor desumidificador Figura 11 - Esquema de um típico desumidificador Esquema de um típico deshumidificador aquecedor aquecedor * lacalização dos monitores de temperatura, ponto de orvalho e fluxo de ar filtro filtro entrada do silo A criticidade da operação de secagem está diretamente relacionada à higroscopicidade e a resistência à hidrólise da resina. Por exemplo, o Noryl* além de possuir a menor absorção de água dentre todos os plásticos de engenharia, também possui alta resistência à hidrólise, portanto sua secagem se faz necessária quando se necessita bom acabamento superficial das peças injetadas, pois não há prejuízo das propriedades mecânicas do material. Quando esta operação é necessária, pode ser efetuada em estufa de ar circulante. As resinas Valox, Lexan, Cycoloy Xenoy, Ultem* e Noryl GTX não têm a mesma característica do Noryl, sendo necessário maiores tempos e temperaturas de secagem, bem como a utilização de desumidificadores. Com o intuito de evitar a reabsorção de umidade, o funil da injetora deve permanecer fechado e aquecido. Se não houver a disponibilidade de um funil aquecido, deve-se enchê-lo com material suficiente para apenas 15 min de produção. Veja na tabela de processamento a temperatura e tempo de secagem para as famílias de materiais da SABIC Innovative Plastics. Tempo ou temperatura acima do recomendado podem provocar degradação da resina e os mesmos parâmetros, abaixo do recomendado, não serão suficientes para eliminar a umidade dos grânulos. silo Termopar* 12 SABIC Innovative Plastics

13 4. Condições de processamento 4.1 Limpeza do cilindro Devido à alta viscosidade da maioria dos termoplásticos de engenharia, eles arrastam qualquer depósito de plástico deixado por injeções anteriores. Se o cilindro/rosca da injetora não estiver completamente limpo, poderão surgir problemas como delaminação, degradação da resina, pontos pretos e manchas no moldado. Para limpar a máquina, PS, PEAD ou PMMA. Deve-se evitar os seguintes materiais: Nylon, PP, PEBD, ABS e PVC por degradarem em altas temperaturas ou reagirem com outras resinas, podendo causar inclusive (no caso do POM) explosões no canhão. A temperatura de purga deve ser a mesma utilizada para o processamento da resina em questão. Após a limpeza da máquina, com os materiais citados anteriormente, deve-se retirar do cilindro o material de limpeza, utilizando o material que será injetado.pode-se utilizar material 100% moído. As primeiras peças moldadas devem ser separadas, pois geralmente são contaminadas com excesso de desmoldante, óleo e material de limpeza do cilindro. 4.2 Temperatura do cilindro Ver tabela de processamento. Cada resina em particular possui um perfil médio de temperatura característico, o qual pode apresentar variações em função do tempo de residência do material no cilindro, complexidade da peça e projeto do molde. Quando se dispõe de condições normais de injeção, ou seja, tempo de residência entre 5 e 8 minutos, peso do injetado entre 40 e 80% da capacidade da máquina, molde e rosca bem projetados, utiliza-se perfis de temperatura ascendentes. Em casos críticos onde o peso do moldado se aproxima de 40% da capacidade de injeção ou o tempo de residência é muito alto, deve-se trabalhar no limite mínimo do perfil de temperatura a fim de se evitar degradação térmica do material. 4.3 Pressão de injeção/pressão de recalque A pressão de injeção é a pressão necessária para promover o preenchimento plástico fundido. A intensidade da pressão de injeção depende de alguns fatores: - tipo de material: quanto maior a viscosidade do material, mais difícil se torna o preenchimento da cavidade, portanto a pressão necessária para fazer o material fluir e preencher a cavidade será maior. No caso de materiais com fibra de vidro, deve-se procurar trabalhar com pressão de injeção baixa para manter a integridade da fibra de vidro; - complexidade da peça: curvas, ressaltos, nervuras e paredes finas dificultam o fluxo do material dentro da cavidade, além de causar resfriamento precoce do material, causando aumento da viscosidade e portanto dificultando o fluxo do material. Devido a estes obstáculos o nível de pressão da injeção deve ser maior que em peças menos complexas; - temperatura do molde: quanto maior a temperatura do molde, menor será a perda de temperatura do material durante o preenchimento da cavidade, diminuindo assim o aumento da viscosidade do material. Dessa forma, é possível utilizar pressão de injeção menor quando se utiliza temperaturas apropriadas no molde. - canais de injeção e pontos de entrada: canais de injeção e distribuição, e pontos de injeção estrangulados dificultam a passagem do material fundido, necessitando maior pressão de injeção para preencher a cavidade. De uma forma geral, a pressão de injeção ideal para uma certa peça pode ser determinada iniciando a injeção com pressão baixa e ir aumentando até se obter peças de boa qualidade. A pressão de recalque começa a atuar quando a peça já está completa. Sua função é manter o material compactado até que se torne sólido novamente, evitando que ocorra chupagem na peça. A intensidade da pressão e o tempo de atuação dependem de alguns fatores como: - temperatura do molde: moldes excessivamente quentes retardam a solidificação do material e aumentam a contração de moldagem do material, necessitando tempo de atuação e intensidade maior da pressão de recalque; - projeto da peça: paredes grossas dificultam o resfriamento do material, portanto a pressão de recalque deve ser regulada para que atue até que o material esteja solidificado. Para os materiais da SABIC Innovative Plastics a pressão de recalque pode variar de 30 a 80% da pressão de injeção. O tempo de recalque pode ser determinado através do diagrama do peso da peça em função do tempo de recalque, evitando-se assim trabalhar com tempos altos que prolongam desnecessariamente o ciclo de injeção. O peso da peça não deve exceder 30,19 g com qualquer pressão de recalque. Peso da peça moldada (g) Tempo de recalque (s) É fácil determinar o tempo de recalque na prática, durante a injeção. Vários tempos de recalque diferentes são ajustados com 1-2 s de diferença, dependendo da resolução desejada, e as peças resultantes são pesadas em um laboratório, após a remoção do canal. Os pesos são, então, plotados com relação aos tempos de recalque. O ponto ótimo de recalque estará na região onde não houver mais nenhuma mudança no peso. Determinação experimental do tempo adequado de recalque Neste caso, 7s são suficientes para que se obtenha a melhor qualidade da peça. 4.4 Velocidade de injeção A velocidade de injeção pode ser traduzida como o tempo de preenchimento da cavidade do molde pelo material fundido. Portanto, quanto maior a velocidade de injeção menor será o tempo de preenchimento da cavidade. Para se processar os materiais de engenharia da SABIC Innovative Plastics é recomendada a utilização de velocidade de injeção média-rápida, pois dessa forma pode-se evitar o congelamento prematuro do material e conseqüentemente falha da peça. No início da produção deve-se proceder como no caso da pressão de injeção, ou seja, iniciar o processo com velocidade lenta a fim de evitar o surgimento de rebarbas ou danos no molde e elevá-la conforme a necessidade da peça. SABIC Innovative Plastics 13

14 4. Condições de processamento / 5. Reciclagem 4.5 Contrapressão/Rotação da rosca A contrapressão é a pressão que se opõe ao retorno da rosca durante a dosagem do material. Quanto maior, maior é a dificuldade do retorno da rosca, aumentando o cisalhamento no material. Tal fator é conveniente apenas quando se deseja melhorar a homogeneização de masterbatch, por exemplo. Com relação aos materiais da SABIC Innovative Plastics, quanto menor o cisalhamento, melhor será a manutenção das propriedades do material. Recomenda-se portanto, utilizar baixa contrapressão (máx. 5 kg f/cm2), o suficiente para garantir que o material a ser injetado esteja isento de bolhas. Quanto maior o RPM da rosca, maior será a homogeneização do material e mais rápida será a etapa de dosagem do material, refletindo em ciclos menores de moldagem. Porém o maior atrito gerado no material é prejudicial, podendo causar degradação do termoplástico. Para conciliar ciclo de moldagem, homogeneização e conservar as propriedades do material, recomenda-se 40 a 80 RPM. 4.6 Temperatura do molde As resinas de engenharia da SABIC Innovative Plastics requerem que o molde seja aquecido. O bom controle da temperatura na ferramenta é determinante sobre aspectos como acabamento da peça, tensões internas, contração e estabilidade dimensional. Para se obter controle de temperatura eficiente no molde é necessário que os canais de aquecimento sejam projetados de forma a distribuir uniformemente o calor por todo o molde. A uniformidade da temperatura no molde é crucial para materiais cristalinos como o Valox*, Noryl GTX* e Xenoy* porque dela depende a uniformidade da cristalização do material e portanto a estabilidade dimensional do moldado. Veja os valores recomendados para a temperatura no molde na tabela de processamento. 5. Reciclagem Os termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics podem ser reciclados, no entanto é necessário seguir algumas recomendações: - a secagem do moído deve ser feita de acordo com a tabela de processamento. Note que cada material tem uma condição diferente e neste caso, recomenda-se o acréscimo de uma hora a mais no tempo de secagem; - no caso da moldagem por injeção, o material moído pode ser misturado em uma proporção de até 25% com o material virgem sem perdas expressivas de propriedades**; - as peças e galhos a serem moídos devem estar isentos de contaminações como óleo, graxa, silicone e poeira; - as peneiras dos moinhos devem possuir orifícios maiores que 8mm para evitar a formação de pó e conseqüente degradação durante o processamento. Mesmo assim, na ocorrência do material moído com tamanho inferior a 8 mm ou pó, faz-se necessário o peneiramento do mesmo.normalmente a obtenção de pequenas partículas de material durante a moagem ocorre devido a falta de afiamento das facas do moinho. A quantidade de moído depende do tipo de aplicação e é recomendado testes nas peças para validação. 4.7 Variação da contração do moldado x Parâmetros de injeção Os fatores que influenciam a contração são: pressão na cavidade e pós-contração. A pressão na cavidade é dependente da temperatura do molde, da massa, da velocidade de injeção, pressão de injeção, tempo e pressão de recalque e, mais importante, dimensões de entrada e canais (perda de pressão). Os parâmetros principais são: pressão de injeção e recalque, e tempo de recalque. A pós-contração depende da temperatura da peça ao deixar o molde. Esta temperatura novamente se relaciona a temperatura da massa, molde e tempo de resfriamento. Peças moldadas, por exemplo com Noryl GTX, podem mostrar alteração dimensional resultante da umidade do ar devido a natureza higroscópica da poliamida presente na resina. 14 SABIC Innovative Plastics

15 II. Condições de injeção II. Condições típicas de moldagem por injeção Consulte a tabela de processamento abaixo com as condições de injeção dos principais termoplásticos de engenharia da SABIC Innovative Plastics. Tempo de secagem Temperatura de secagem (ºC) Funil ( C) Zona traseira ( C) Zona intermediária ( C) Zona frontal ( C) Bico ( C) Massa ( C) Molde ( C) Taxa de compressão L/D Uso geral Cycolac* Cycoloy* Lexan* Lexan EXL* Xylex* Geloy* Anti chama Reforçados Uso geral Anti chama Não reforçado Reforçados Uso geral Uso geral Uso geral Resistência térmica 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 4 3 a 6 3 a ,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,2-2,5/1 2,2-2,5/ / / / / /1 2,2-2,5/1 2,2-2,5/1 2,2-2,5/1 2,2-2,5/ / / / / ,1-2,3/ ,1-2,3/1 20/1 20/1 Noryl* Noryl GTX* Noryl PPX* Não reforçados Reforçados Não reforçados Reforçados Não reforçados Reforçados Tempo de secagem 2 a 4 2 a 4 3 a 4 3 a 4 2 a 4 2 a 4 Temperatura de secagem (ºC) Funil ( C) Zona traseira ( C) Zona intermediária ( C) Zona frontal ( C) Bico ( C) Massa ( C) Molde ( C) Taxa de compressão 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 L/D 20-24/ / / / / /1 Valox* Xenoy* Ultem* Não reforçados Reforçados Não reforçados Reforçados Não reforçados Reforçados Blendas Tempo de secagem 3 a 4 3 a 4 3 a 6 3 a 4 4 a 6 4 a 6 4 a 6 Temperatura de secagem (ºC) Funil ( C) Zona traseira ( C) Zona intermediária ( C) Zona frontal ( C) Bico ( C) Massa ( C) Molde ( C) Taxa de compressão 2,5-3,5/1 2,5-3,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 2,0-2,5/1 L/D 18-24/ / / / / / /1 SABIC Innovative Plastics 15

16 III.Guia de problemas e soluções No guia a seguir encontram-se alguns dos problemas mais comuns que podem ocorrer durante a injeção de uma peça em plástico.é bom salientar que se trata apenas de um indicativo e que devemos levar em consideração vários outros fatores como design,condições da injetora,condições do molde,etc. Problema O que é Causa Possível Possível eliminação Manchas de queima Marcas de material queimado Degradação térmica do fundido Checar a temperatura da massa e tempo de residência no cilindro Delaminação Separação de camadas Contaminação ou uso de polímeros incompatíveis Checar se há contaminantes ou outros Casca de laranja Aspecto irregular da superfície Pressão muito baixa na cavidade Aumentar pressão de injeção e/ou de recalque e/ou velocidade de injeção Rebarbas Excesso de material na linha de fechamento da peça Pressão de injeção muito alta e/ou anel anti-retorno danificado Diminuir pressão de injeção e checar anel anti-retorno Queima (gás preso) Oxidação por ar preso na cavidade e que não pode escapar Velocidade de injeção alta e/ou falta de saída de gases Criar ou melhorar as saídas de gases e/ou injetar mais devagar 16 SABIC Innovative Plastics

17 Esguichamento Aspecto irregular do fluxo de material na peça muito pequenas e/ou pobre design da peça Adequar velocidade de injeção e/ou rever entradas/design da peça Peça falhada Peça incompleta Pressão de injeção baixa e/ou temperatura do molde baixa e/ou dosagem inadequada Checar pressões,temperatura do molde e curso de dosagem Rechupe Marca aparente na superfície da peça Espessura da peça muito grande e/ou pressão de injeção/recalque insuficientes Alterar entradas,aumentar espessuras e regular pressões de injeção/recalque Manchas prateadas Marca prateada (geralmente no sentido do fluxo) Umidade ou degradação Checar condições de estufagem e/ou temperaturas e/ou desenho da entrada Linhas de emenda Anéis concêntricos próximos ao ponto de injeçåo Pontos de injeção restritos ou velocidade de injeção elevada Reduzir a velocidade de injeção (usar perfil) e checar dimensões dos canais e entradas de injeção Linhas de emenda Encontro de duas frentes de fluxo Material frio e/ou design pobre da peça e/ou molde frio Checar design da peça e regular temperatura do cilindro e do molde SABIC Innovative Plastics 17

18 Centro Tecnológico Tecnologia Competitividade Inovação Produtividade A SABIC Innovative Plastics oferece a seus clientes o mais completo apoio de design e suporte tecnológico no desenvolvimento de novos produtos. Consulte nosso site ou solicite catálogos com literatura técnica. Os dados contidos neste catálogo são valores médios de vários lotes produzidos ou valor referente a um lote amostrado. Não está autorizada a utilização dos valores aqui descritos para fins de especificação. Estas informações encontram-se atualizadas até a data em que foi autorizada a impressão deste catálogo. A SABIC Innovative Plastics reserva o direito de alterar, modificar ou cancelar a fabricação de seus produtos a qualquer tempo, independente de algum aviso ou comunicação sem incorrer em responsabilidade de qualquer espécie. As sugestões para o uso de nossos materiais contidas neste catálogo não constituem licença para o uso de qualquer patente da SABIC Innovative Plastics. Para obter maiores informações sobre nossos produtos e a sua correta utilização, consulte nossos escritórios sediados em São Paulo(Brasil), Tortuguitas(Argentina) ou Cidade do México (México). 18 SABIC Innovative Plastics

19 SABIC Innovative Plastics 19

20 Contate-nos SABIC Innovative Plastics Brasil Av. Ibirapuera, 2332 cj 42 Torre1, Moema CEP São Paulo-SP T F SABIC Innovative Plastics Argentina Descartes, 3668 Zip B1661AYF Tortugauitas-Pcia. B. Aires T F SABIC Innovative Plastics México Av. Prolongación Paseo de la Reforma, 490 3er Piso - EDF B - C.P México, D.F. T F productinquiries@sabic-ip.com OS MATERIAIS, PRODUTOS E SERVIÇOS DA SABIC INNOVATIVE PLASTICS HOLDING BV, SUAS SUBSIDIÁRIAS E AFILIADAS ( VENDEDOR ) SÃO VENDIDOS SUJEITOS ÀS CONDIÇÕES NORMAIS DE VENDA DO VENDEDOR, AS QUAIS PODEM SER ENCONTRADAS EM E ESTÃO DISPONÍVEIS MEDIANTE SOLICITAÇÃO. EMBORA AS INFORMAÇÕES OU RECOMENDAÇÕES AQUI CONTIDAS SEJAM OFERECIDAS DE BOA-FÉ, O VENDEDOR NÃO OFERECE NENHUMA GARANTIA, EXPLÍCITA OU IMPLÍCITA, (i) DE QUE OS RESULTADOS AQUI DESCRITOS SERÃO OBTIDOS EM CONDIÇÕES DE USO FINAL, OU (ii) QUANTO À EFICÁCIA OU À SEGURANÇA DE QUALQUER PROJETO QUE INCORPORE PRODUTOS, SERVIÇOS OU RECOMENDAÇÕES DO VENDEDOR. EXCETO SE DISPOSTO NAS CONDIÇÕES NORMAIS DE VENDA DO VENDEDOR, O VENDEDOR NÃO SERÁ RESPONSÁVEL POR NENHUMA PERDA RESULTANTE DO USO DE SEUS PRODUTOS OU SERVIÇOS AQUI DESCRITOS. Cada usuário é responsável por determinar individualmente se os produtos, serviços ou recomendações do Vendedor são adequados ao uso específico do usuário por meio de testes e análises de uso final apropriados. Nada em nenhum documento ou declaração verbal será considerado uma alteração de ou renúncia a qualquer disposição das Condições Normais de Venda do Vendedor ou deste Termo de Isenção de Responsabilidade, a menos que especificamente acordado por escrito e assinado pelo Vendedor. Nenhuma declaração do Vendedor referente ao possível uso de um produto, serviço ou projeto tem, e nem pretende ter, a intenção de conceder licença sobre qualquer patente ou outro direito de propriedade intelectual do Vendedor, nem deve ser considerada uma recomendação para o uso de tal produto, serviço ou projeto de forma a infringir qualquer patente ou outro direito de propriedade intelectual. SABIC Innovative Plastics é marca registrada da SABIC Holding Europe BV * Cycolac, Cycoloy, Geloy, Lexan, Lexan EXL, LNP, Noryl, Noryl GTX, Noryl PPX, Ultem, Valox, Xenoy e Xylex são marcas comerciais da SABIC Innovative Plastics IP BV Copyright 2008 SABIC Innovative Plastics IP BV. All rights reserved. sabic-ip.com SABIC-PLA-5745-PT-BR

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