O que é a contração do plástico?

A retração é uma propriedade crucial dos plásticos, com impacto direto na moldagem dos produtos. Em molde de injeção de plástico e moldagem por injeção indústrias, os projectistas devem compreender a retração, uma vez que esta influencia a conceção do molde.

Para os designers de produtos, embora não fabriquem diretamente artigos de plástico, é vital compreender o encolhimento. Caso contrário, os seus projectos podem causar problemas desnecessários durante a produção, especialmente com produtos de paredes mais espessas.

Este artigo explora de forma exaustiva a contração do plástico, oferecendo ideias para os projectistas de moldes e produtos.

O que é a contração do plástico?

A contração do plástico refere-se à diminuição percentual das dimensões desde o tamanho inicial, não arrefecido, até ao tamanho arrefecido, à temperatura ambiente. Não se deve apenas à expansão e contração térmicas, mas está também relacionada com vários factores de moldagem, sendo por isso denominada contração de moldagem.

Especificamente, a retração pode ser calculada através desta fórmula:

Encolhimento = (Dimensão original - Dimensão arrefecida) / Dimensão original × 100%

A extensão da contração do plástico depende de factores como o tipo de material, a composição, a absorção de humidade e a temperatura do molde. Por exemplo, os plásticos cristalinos apresentam normalmente uma maior contração do que os plásticos amorfos.

O impacto da retração nas peças

A retração afecta as peças de várias formas, incluindo o desempenho do produto, o aspeto e os custos de produção.

Em primeiro lugar, diminui a precisão dimensional da peça. Taxas de retração mal controladas podem desviar as dimensões das peças das especificações do projeto, afectando a precisão da montagem e o desempenho do encaixe. Na indústria automóvel, por exemplo, a retração pode impedir o bom funcionamento de componentes como portas e janelas, afectando o desempenho geral e a segurança do veículo.

Em segundo lugar, influencia a qualidade do aspeto das peças. Como as peças de plástico têm normalmente superfícies lisas, a contração pode causar irregularidades na superfície, diminuindo a estética e a textura do produto. Isto não só afecta as decisões de compra dos consumidores, como também prejudica a imagem de marca de uma empresa.

Além disso, a contração aumenta os custos de produção. Para controlar as taxas de retração, as empresas de moldagem por injeção têm de tomar várias medidas, tais como ajustar os desenhos dos moldes e otimizar os processos de moldagem por injeção. Estas medidas requerem recursos humanos e materiais significativos, aumentando os custos de produção. Além disso, devido à diminuição da precisão dimensional das peças, as empresas podem necessitar de um processamento secundário ou de reparações, aumentando ainda mais os custos de produção e de tempo.

Porque é que os designers de produtos precisam de conhecer a retração da moldagem por injeção

Apesar de as fábricas de moldagem por injeção resolverem os problemas de retração durante a produção, os designers de produtos continuam a ter de compreender os conhecimentos relacionados com a retração. Eis porquê:

Otimizar as concepções: A compreensão do encolhimento permite aos designers antecipar as alterações de tamanho durante a produção, optimizando os designs para obter resultados precisos e consistentes.

Seleção de materiais: Diferentes plásticos apresentam diferentes níveis de contração durante a moldagem. O conhecimento da retração ajuda a selecionar materiais adequados com base nos requisitos do projeto.

Processo de conceção iterativo: Antecipar e resolver os problemas de contração numa fase precoce reduz os ciclos de desenvolvimento, acelerando o lançamento de produtos.

Eficiência de custos: A minimização dos problemas relacionados com a contração reduz o desperdício, o retrabalho e os atrasos, aumentando a eficiência dos custos nos processos de produção. Os projectistas conscientes da retração podem criar produtos economicamente viáveis.

Factores que influenciam a retração da moldagem por injeção

As taxas de retração variam entre os plásticos devido a factores como a espessura, os processos de moldagem e as condições ambientais. Para os designers de produtos, é crucial ter em conta que:

1. Paredes mais espessas levam a tempos de arrefecimento mais longos e a um maior encolhimento.
2. Caraterísticas como reforços e gravações resistem ao encolhimento, resultando em taxas de encolhimento menores nestas áreas.

Para os projectistas de moldes, deve ser prestada atenção à forma como a retração do plástico é afetada, principalmente em:

Fator de processos de moldagem

• A temperatura de moldagem consistente reduz o encolhimento.
• O aumento da pressão de injeção diminui o encolhimento.
• Uma temperatura de fusão mais elevada reduz o encolhimento.
• Uma temperatura de molde mais elevada aumenta a contração.
• A pressão prolongada mantém a redução do encolhimento.
• Um tempo de arrefecimento mais longo dentro do molde diminui o encolhimento.
• Velocidades de injeção elevadas aumentam ligeiramente o encolhimento.
• A retração inicial é grande, estabilizando após cerca de dois dias.

Fator de estrutura plástica

• As peças com paredes espessas apresentam taxas de contração mais elevadas.
• Peças com inserções têm taxas de retração mais baixas.
• As formas complexas têm taxas de contração menores.
• A retração é normalmente menor na direção do fluxo.
• As peças alongadas apresentam um encolhimento menor ao longo do comprimento.
• O encolhimento ao longo do comprimento é menor do que a espessura.

Fator de estrutura do molde

• O tamanho maior do portão reduz o encolhimento.
• As peças mais afastadas do portão têm um encolhimento menor.
• Partes restritas do molde apresentam menor retração.

Fator de propriedades plásticas

• Os plásticos cristalinos apresentam maior retração do que os amorfos.
• Os plásticos com boa fluidez têm uma contração de moldagem menor.
• A adição de cargas aos plásticos reduz significativamente a contração.
• Diferentes lotes do mesmo plástico apresentam taxas de retração diferentes.

Vários materiais apresentam diferentes retracções na moldagem por injeção

Devido à multiplicidade de factores que influenciam as taxas de retração dos plásticos, os valores apresentam uma gama considerável de flutuações. Por exemplo, a taxa de encolhimento do ABS que você pode encontrar on-line pode ser de aproximadamente 0,4% a 0,7%. Para fornecer um intervalo mais preciso, a FirstMold compilou várias tabelas detalhadas de taxas de encolhimento de plástico.

PA6 Encolhimento do plástico:

PA6 Encolhimento do plástico:

PP Encolhimento do plástico:

PC Encolhimento do plástico:

PC/ABS Encolhimento do plástico:

PC/PBT Encolhimento do plástico:

Plástico ABS Encolhimento:

Eis o quadro baseado nas informações fornecidas:

Como evitar flutuações na contração do plástico?

Medidas a adotar

Alcançar o equilíbrio do fluxo e do portão

Tal como o título menciona, as taxas de contração variam devido a alterações na pressão da resina. No caso de moldes de cavidade única com múltiplas comportas ou moldes de múltiplas cavidades, é essencial um equilíbrio correto das comportas. O equilíbrio das comportas é necessário para um fluxo uniforme de resina, que depende da resistência ao fluxo dentro do canal. Por isso, é preferível alcançar o equilíbrio do canal antes do equilíbrio das comportas.

Disposição das cavidades do molde

Para facilitar a configuração das condições de moldagem, deve prestar-se atenção à disposição das cavidades do molde. Uma vez que a resina fundida transporta calor para o molde, em disposições típicas das cavidades, a distribuição da temperatura do molde forma círculos concêntricos centrados à volta da porta. Por conseguinte, ao selecionar a disposição das cavidades em moldes com várias cavidades, é importante assegurar um equilíbrio fácil do corredor e uma disposição concêntrica centrada em torno da porta.

Prevenir a deformação do molde

A deformação do molde ocorre devido a uma contração desigual que resulta em tensão interna. Para evitar a contração irregular, especialmente em casos como produtos circulares com orifícios no centro da engrenagem, deve ser colocada uma porta no centro. No entanto, quando existe uma diferença significativa nas taxas de retração entre a direção de fluxo da resina e a direção perpendicular, surge a desvantagem de formar uma elipse.

Para uma maior precisão de arredondamento, é necessário instalar portas de 3 ou 6 pontos. No entanto, é crucial garantir o equilíbrio correto de cada porta. Ao utilizar portas laterais, uma porta de 3 pontos pode alargar o diâmetro interior de produtos cilíndricos. Em situações em que não são permitidas marcas de porta na superfície e nas faces finais, é aconselhável minimizar a utilização de portas multiponto laterais internas, que podem produzir resultados favoráveis.