Análise e Soluções de Linhas de Soldadura | Defeito de Moldagem por Injeção

As linhas de soldadura são um defeito comum em peças de plástico moldadas, afectando não só a qualidade estética do produto, mas também as suas propriedades mecânicas, especialmente em materiais como polímeros reforçados com fibras e misturas multifásicas.

Este artigo fornece um conhecimento abrangente sobre linhas de soldadura. Se estiver interessado noutros defeitos de moldagem por injeçãoPara mais informações, clique na ligação abaixo.

O que são linhas de soldadura para moldagem por injeção?

Na conceção inicial dos produtos de plástico, estão presentes características inevitáveis, como orifícios, inserções, saliências e alterações na espessura. Além disso, podem ser utilizados designs de múltiplas portas em designs de moldes posteriores, fazendo com que o plástico fundido no molde flua em mais do que duas direcções. Quando dois fluxos de material fundido se encontram, formam uma linha de soldadura, que aparece como uma marca linear na superfície da peça moldada.

As linhas de soldadura são geralmente de dois tipos: linhas de fusão e linhas de malha.

Mecanismo de formação de linhas de soldadura em peças de plástico

Padrões de fluxo de plástico fundido na cavidade

Antes de discutir as linhas de solda, vamos analisar brevemente o padrão de fluxo da fonte: o plástico fundido segue o princípio do fluxo da fonte na cavidade, com o fluxo mais rápido no centro e mais lento nas laterais, semelhante a uma fonte. Devido ao efeito do fluxo da fonte, o plástico fundido que entra primeiro na cavidade solidifica-se perto da porta, com a camada central fundida do fundido a sobressair das camadas solidificadas em ambos os lados.

A formação do fluxo da fonte: À medida que a massa fundida entra na cavidade, arrefece e solidifica em contacto com as paredes mais frias do molde, formando uma fina camada superficial. A camada central, isolada pela camada superficial, permanece a uma temperatura mais elevada e continua a fluir a jusante da peça.

Geração de defeitos de linha de soldadura

O mecanismo de formação da linha de soldadura está relacionado com o fluxo da fonte de plástico fundido. Quando dois fluxos de fusão se encontram, contactam primeiro no meio da secção. Em seguida, eles se espalham para os lados e, finalmente, preenchem a posição para formar um sulco em forma de V. Se o ar na ranhura em V for difícil de ventilar ou a temperatura dos dois fluxos de fusão for muito baixa, uma linha de solda percetível se formará no local da ranhura em V.

Soluções para linhas de soldadura

1. Dos processos de moldagem por injeção:

2. Do projeto do molde

Sistema de portas: Otimizar eficazmente as linhas de soldadura, abordando corredores frios ou corredores quentes, e otimização de portas:

1). Corredores frios:

Utilize calhas circulares ou trapezoidais para minimizar a perda de pressão.

Assegure-se de que os poços de projeção de frio são adequadamente longos e que as transições são ligadas de forma suave.

Maximizar a área da secção transversal, mantendo o comprimento mínimo.

2). Corredores quentes:

Utilize válvulas de sequência de canal quente para a abertura sequencial, o que pode ocultar eficazmente as linhas de soldadura. Por exemplo, como mostra a imagem abaixo, a válvula de pino 2, como porta principal, abre primeiro. Depois de a frente de fusão passar por 1 e 3, as válvulas de pino 1 e 3 abrem-se, impedindo a formação de linhas de soldadura entre os portões. No caso de linhas de soldadura inevitáveis, as válvulas sequenciais podem, por vezes, deslocar com êxito a linha de soldadura para uma superfície não visível. Esta técnica é amplamente utilizada nas indústrias de electrodomésticos e automóvel, onde a parte traseira de uma peça utiliza duas válvulas sequenciais de canal quente abertas em simultâneo, resultando na formação de uma linha de soldadura entre duas portas.

3). Portões:

Evitar a utilização de comportas de ponta, subportas e comportas de buzina, que têm perdas de pressão elevadas, em situações não essenciais. Utilizar comportas com baixas perdas de pressão, como as comportas laterais e as comportas em leque, e projetar a largura e espessura da comporta tão grandes quanto possível em condições de projeto razoáveis.

4). Organizar corretamente o número de portas:

Para peças grandes com várias portas, se as linhas de soldadura forem inevitáveis, aumentar o número de portas para reduzir o comprimento do fluxo da massa fundida, aumentando assim a temperatura da frente de fusão; para peças pequenas, reduzir o número de portas para minimizar o número de fluxos de massa fundida.

5). Processos-limite:

No caso de linhas de soldadura inevitáveis que não satisfaçam os requisitos de aparência, tente abrir ranhuras de escape na extremidade de enchimento ou, sem causar flashes, aprofundar e alargar as ranhuras de escape.

Se o aumento das ranhuras de exaustão não melhorar totalmente a situação, considere a possibilidade de reduzir o ferro no molde para abrir poços de extravasamento.

6). Dispor corretamente os canais de arrefecimento:

A distância razoável entre os canais de arrefecimento e as linhas de soldadura é geralmente cerca de 1,5 vezes o diâmetro do canal de arrefecimento. Se o tamanho e a deformação forem factores a considerar, podem ser colocadas peças de inserção com canais de água de alta temperatura separados nos locais das linhas de soldadura, com outras áreas ligadas à água de temperatura normal, melhorando eficazmente as linhas de soldadura. Os arranjos de canais de água separados incluem: abertura de canais de inserção se o espaço permitir, ou abertura de poços de água ou torres de água se o espaço for insuficiente.

7). Moldes de aquecimento e arrefecimento rápido:

Ligue dois conjuntos de canais de água ao núcleo do molde, um para vapor de alta temperatura e alta pressão. Antes da injeção, utilize brevemente vapor de alta pressão a alta temperatura para elevar a temperatura do núcleo do molde acima da Tg do material utilizado. Para arrefecer e ajustar, ligue outro conjunto de canais de água à água fria para arrefecer e ajustar o molde num curto espaço de tempo. Este tipo de molde pode eliminar eficazmente as linhas de soldadura, mas exige padrões elevados para os moldes e o equipamento de arrefecimento. O princípio de funcionamento é apresentado na figura 9.

3. Da estrutura do produto

1. Minimizar as características dos orifícios.
2. Maximizar a espessura da parede para reduzir a resistência ao enchimento e a espessura irregular da parede.
3. Se as linhas de soldadura nas posições dos postes de saliência racharem, considere a possibilidade de engrossar os postes de saliência.
4. Adicionar nervuras de reforço nos locais das linhas de soldadura para que os fluxos de fusão subsequentes pressionem as linhas de soldadura nas nervuras.
5. Considerar a resistência da linha de soldadura na conceção do produto para evitar linhas de soldadura em áreas onde a resistência é necessária.
6. Ajustar as posições dos insertos para alterar as localizações das linhas de soldadura.
7. No entanto, por vezes, a espessura irregular da parede pode enfraquecer habilmente as linhas de soldadura, como mostra a figura abaixo.
8. Nas cavidades dos moldes, quando o fluxo de material fundido encontra nervuras paralelas à direção do fluxo, são frequentemente traçadas linhas de soldadura, normalmente designadas pelos clientes como marcas de fluxo. O exemplo apresentado na figura abaixo comprova este facto.

4. De Material

Ao mudar de projeto ou quando as estruturas do molde e do produto não podem ser alteradas, os clientes pedem frequentemente aos fornecedores que optimizem as propriedades dos materiais para melhorar as linhas de soldadura.

1. O aumento da fluidez é a primeira opção.
2. Reduzir a proporção de pó ou aditivos no material.
3. Para peças com orifícios, evitar a utilização de materiais sem tinta.
4. Para materiais com fraca resistência ao calor, adicionar mais estabilizadores de calor à fórmula para permitir a moldagem por injeção a alta temperatura.

Estudo de caso de resolução de linhas de soldadura

Ao moldar a tampa superior de um aparelho elétrico, as linhas de soldadura ficaram pretas. O material utilizado era PC e ABS com um molde de três placas de ponto de pino. Devido à utilização de materiais de efeito perolado, a cor perolada afectou o aspeto, pelo que, mesmo com o ângulo de convergência máximo, a melhoria foi limitada e havia pouco espaço para melhorias no processo de moldagem.

Análise do problema:

A partir do estado de curta duração, mesmo com um grande ângulo de convergência (alguns até perto de 180°), continuaram a aparecer linhas de soldadura óbvias, e as linhas de soldadura tornaram-se pretas, o que contradiz a teoria do ângulo de convergência anteriormente mencionada. A razão é que o material utilizado continha pigmentos perolados, que se orientavam e precipitavam no ponto de convergência, causando um efeito de escurecimento. Mesmo com um ângulo de convergência maior, não conseguimos melhorar o estado de precipitação do pó perolado na linha de soldadura.

Solução:

Neste caso, deslocando a posição da porta e abrindo canais de fluxo no lado posterior, a linha de soldadura foi deslocada para uma superfície não visível.

Quando utilizar materiais com efeito perolado, tenha em conta o seguinte para atenuar as linhas de soldadura e as linhas de malha:

1. Desenhe a forma o mais suavemente possível, evitando partes afiadas e transições abruptas.
2. Utilizar comportas e válvulas de pinos para evitar eficazmente linhas de soldadura excessivas.
3. Assegure-se de que os poços de descarga a frio são suficientemente grandes, minimize o número de comportas e encurte o processo.
4. Utilizar temperaturas mais elevadas do molde e do material durante o processo de moldagem.
5. Ao injetar em secções, certifique-se de que a velocidade de fluxo da massa fundida é uniforme nas diferentes partes.
6. Na conceção estrutural do produto, os orifícios são circulares e dispostos ao longo da direção do fluxo.
7. Conceber ranhuras artísticas em torno de orifícios e, durante a conceção, tentar assegurar que as linhas de soldadura aparecem em superfícies não visíveis.

Em conclusão

As linhas de soldadura são inerentes à moldagem por injeção de plástico. Devido aos requisitos do produto, é muitas vezes difícil eliminá-las. No entanto, com os esforços combinados de designers de produtos, técnicos de moldes e operadores de moldagem por injeção, é possível alcançar o sucesso.