5 Contracao Arrefecimento Empeno

download 5 Contracao Arrefecimento Empeno

of 140

Transcript of 5 Contracao Arrefecimento Empeno

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    1/140

    PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS AULA 5 – CONTRAÇÃO, ARREFECIMENTO E EMPENO

    MOLDAÇÃO POR INJEÇÃO DE POLÍMEROS

    TERMOPLÁSTICOS eTERMOENDURECÍVEIS

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    2/140

    Agenda e introduçã

    Moldaçãopor injeção

    Termoplásticos eTermoendurecíveis

    Carlos EduardoRamos Gomes

    Generalidades

    O que são a contração, arrefecimento e o empeno?

    Estrutura molecular: amorfovs semi-cristalino

    Efeito das variáveis operatórias na contração e no empeno

    Implicações da contração na qualidade da peça

    Implicações do arrefecimento na qualidade da peça

    Implicações do empeno para a qualidade da peça

    Gráficos P-V-T

    Cálculo do tempo de arrefecimento teórico

    Casos práticos: estudos de CAE e CAD

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    3/140

    Objetivos para o níveaquisição de conhecime

    nestes slidesMoldaçãopor injeção

    Termoplásticos eTermoendurecíveis

    Carlos EduardoRamos Gomes

    Saber o que significa e a importância do empeno e da contração

    Saber relacionar a contração com o empeno numa peça

    Saber as implicações da contração e do empeno para a qualidade de uma pe

    Saber a influência que as variáveis operatórias têm no empeno

    Relacionar o material plástico com o empeno com o casamento triplo entre m

    Relacionar a estrutura molecular com o tempo de arrefecimento

    Calcular e ganhar sensibilidade para mudanças que as variáveis operatórias arrefecimento e no empeno de uma peça

    Relacionar tópicos de projeto de peças e de moldes com o empeno e com os

    Conhecer as implicações que a contração tem na estabilidade dimensional de

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e t

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    4/140

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Os polímeros (termoplásticos) são ma Derivados do petróleo - reatores químicos (pressão, catalisadores e iniciadores);

    Que fundem quando se aplica calor, e recuperam a rigidez com a redução da sua tem Permitem alta produtividade/altas cadências de produção (mundo moderno de hoje e Custo de kg relativamente reduzido (baixas densidades); Fácil processabilidade (temperaturas de processamento baixas); Alta viscosidade enquanto fundidos; Diferem bastante de tipo de matéria-prima para tipo de matéria-prima; Necessário grande conhecimento do ponto de vista de ciência de materiais; Em relação aos metais, são completamente distintos, bem como dos outros tipos de

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Unidade repetitiva do polietileno.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    5/140Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Principal característica dos polím

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    6/140Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Peça fundamental: ciclo de inje

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    7/140Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Fluxo em fonte – injeção na cavi

    Fluxo semelhante a uma fonte;

    Polímero flui pelo centro do escoa

    Camada junto às paredes instantaneamente solidificada;

    Temperatura maior no centro do fl

     As variáveis do processo velocidades) têm influência comportamento do escoamento.

    Propriedades do material, são m por este comportamento no escoa

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Figura * - Representação do fluxo em fonte.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    8/140Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Máquina de moldação por injeç

    Figura * - MMI moderna, fabricante austríaco, Arburg.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    9/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Identificação das variáveis operatórias parâmetros de processamento

    Variáveis operatórias

    Podem ser ajustadas noequipamento de processamento.

    Incluem:• Temperaturas;• Pressões;• Tempos;• Cursos;• Caudais/velocidades.

    Parâmetros  processamen

    Fatores que não podem (facilmente) durante a

    dependem de cespecíficas do equipamenafetarem o processo.Incl

    • Geometria da peça;• Soluções construtivas do mo• Propriedades do material;• Geometria do bico e do fuso

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    10/140

    O é A fO é Iflê i

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    11/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    QUALIDADE

    PRODUTIVIDAD

    • Peças livres de defeitossuperficiais, que nãoempenem e que tenhama desejada estabilidadedimensional.

    • O maior número peças possíveis unidade de tempo.

    representa percentagem ocupação da Relação com olayoumolde.

    Compromisso Qualidadevs Produt

    O é A fO é Iflê i

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    12/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Variáveisoperatórias

    Máquina/processo/produto Produt

    • Temperaturas• Pressões• Cursos• Tempos• Velocidades

    • Fuso• Unidades funcionais• Geometria da peça• Espessura da peça• Comprimento de fluxo• Viscosidade do polímero• Ferramenta (extração,injeção, controlo detemperatura)

    • Defeitofalta deorientaempen

    • Tensõe• Resistenvironcrackin

    Compromisso Qualidadevs Produt

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    13/140

    Oqueéo Amorfoou

    Oqueéa Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    14/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Generalidades O que é oempeno?Amorfo ou

    semi-cristalinoGeneralidadesO que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Importância do arrefeciment

    MAIS DE 50% DO TEMPO DE CICLO É PASSADO NA FADE ARREFECIMENTO;

    CUSTO DA PEÇA É DEPENDENTE SOBRETUDO ARREFECIMENTO;

    PRODUTIVIDADE DEPENDE DO TEMPO ARREFECIMENTO DAS PEÇAS;

    A ESPESSURA É A PRINCIPAL CONDICIONANTE DO TEMDE CICLO, ALÉM DO POLÍMERO EM SI.

    Oqueéo AmorfoouOqueéa Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    15/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Fase de injeção: cristalinidad

    Forte dependência da temperaturado molde;

    Forte dependência do tempo dearrefecimento;

    Forte dependência do tipo depolímero: amorfo ou semi-cristalino;

    Pouca dependência da temperaturade injeção.

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Figura * - Cristalinidade dos

    OqueéoOqueéa Amorfoou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    16/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Contração diferenciada junto e afastado do ataque.

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

    O que é a contração?

    OqueéoG lidd Oqueéa Amorfoou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    17/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é a contração?

    Definição de contração: é a diferença entre as dimensões do mopeça fria, sendo vulgarmente expressa em %;

    Para se obter moldações com as dimensões pretendidas, é funconhecimento da contração e dos fatores para o projeto de

    ajuste das condições de moldação; Os defeitos visuais mais pronunciados devido à contraçchupados e os vazios, e em termos de forma, é o empeno ou a dsuperfície da peça.

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

    OqueéoG lidd Oqueéa Amorfoou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    18/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é a contração?

    Figura * - Projeto de uma rib com efeito de marca dechupado na parede exterior.

    Figura * - Marca de chupado

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

    O que é oGeneralidades Oqueéa Amorfo ou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    19/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é a contração?

    Figura * - Projeto de uma peça com simulaçãoCAE dos chupados.

    Figura * - Projeto de uma pemarcas de ch

    qempeno?Generalidades

    O que é aContração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é oGeneralidades O que é a Amorfo ou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    20/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    qempeno?Generalidades

    qContração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é oGeneralidades O que é a Amorfo ou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    21/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    qempeno?Generalidades

    qContração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é a contração?

    POLÍMERO CONTABS

    PS

    PA (nylon)

    PMMA (acrílico)

    PCPOM (acetal)

    PP

    LDPE

    HDPE

    PVC

    Tabela * - Valores da contração para a

    Figura * - Relação entre a densidade e a temperatura.

    O que é oGeneralidades O que é a Amorfo ou Influência

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    22/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Generalidadesq

    Contração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é a contração?

    POLÍMERO CONTRAÇÃO (%)HIPS 0,4 a 0,7

    pPVC 1,0 a 2,0

    uPVC 1,0 a 2,0

    PET 1,2 a 2,0

    PBT 0,3 a 1,2Nylon 6 0,5 a 2,2

    Nylon 6.6 1,0 a 2,5

    Nylon 11 1,8 a 2,5

    Nylon 12 -

    Nylon c/ 30% 0,3 a 0,6

    POLÍMERO CONTABS

    PS

    PA (nylon)

    PMMA (acrílico)

    PCPOM (acetal)

    PP

    LDPE

    HDPE

    PVC

    Tabela * - Valores da contração para aTabela * - Valores da contração para alguns polímeros, #2.

    O que é o?Generalidades

    O que é a Amorfo oui i i ?

    Influênciai

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    23/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Generalidades Contração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é a contração?

    Forte dependência da temperatura domolde (diferença de temperaturas);

    Forte dependência do tempo dearrefecimento;

    Forte dependência do tipo de polímero:amorfo ou semi-cristalino;

    Pouca dependência da temperatura deinjeção.

    O que é o?Generalidades

    O que é a Amorfo oui itli ?

    Influêncialidd

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    24/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Generalidades Contração? semi-cristalino? na qualidade

    Quando os termoplásticos sãoprocessados por injeção, asdimensões variam à medida que apeça arrefece, devido ao facto dopolímero passar por um ambientetermomecânico muito exigente(pressões, temperaturas, velocidadese tempos) e também a umarrefecimento não-uniforme;

    Como resultado, os desvios nasdimensões em relação à cavidade nãopodem ser subjugados.

    O que é a contração?

    Figura * - Contração de u

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    25/140

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aC t ã?

    Amorfo ousemicristalino?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    26/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Contração? semi-cristalino? na qualidade

     Uma distinção deve ser feita entre a contraçãodepois da desmoldação SD, que é medidoimediatamente depois da peça injetada, acontração de moldação SM e a pós-contraçãoSP. De acordo com a norma DIN 16901, acontração de moldação SM de plásticos deengenharia é especificada como a diferença de

    dimensões entre o molde frio e as dimensões dapeça moldada passado 16 horas de guardadanum clima controlado;

     Se a guardarmos em altas temperaturas, maismudanças acontecem, que se chama de pós-contração SP.

    Contração

    Figura * - Peça com coextraída do m

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemicristalino?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    27/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Existem dois tipos de contração

    1. Contração térmica: dada pelo aquecimento e arrefecpolímero, forças são quebradas entre as moléculas e na form

    mesmas reduz-se o volume;2. Cristalização do polímero: no momento de solidificação, forma estruturas organizadas que ocupam menos espaço volumétrica) e aumentam a densidade.

    Contração

    empeno?Contração? semi-cristalino? na qualidade

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    28/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Contração? semi-cristalino? na qualidade

    Durante a solidificação térmica e de indução de tensões que

    casca, que eventualmente induz tensões residuais na peça plcomo consequência empeno nas peças, em resultado desta dis

    Contração

    Figura * - Estrutura laminar numa peça.

    O que é oempeno?Generalidades

    O que é aContração?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    29/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    empeno?Contração? semi-cristalino? na qualidade

    Termoplásticos reforçados com fibras de vidro curtastêm ganho importância em produtos e peças deengenharia para aplicações estruturais. O uso dereforços deste tipo são fundamentais para peças quenecessitem de rigidez, sem comprometer demasiadoa processabilidade ou a produtividade;

    As fibras têm um comportamento diferente dosmateriais sem reforço, e têm uma contraçãodiferenciada em relação a estes, contraem bastantemenos. Têm um menor coeficiente de expansãotérmica.

    Contração – peças reforçadas

    Figura *

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    30/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Cavidade e bucha sempre maiores do

    que o desenho da peça;

    Contração dá-se por todo o volume da peça;

    Contração leva ao aparecimento deempeno e de distorção de forma;

    Este é o efeito mais comum em peças plásticas, mais difícil de ultrapassar emais indesejável;

    Forte dependência das temperatura doaço/ferramenta.

    Condicionantes da contração

    empeno? semicristalinocontração? na qualidade

    Figura * - Simbolismo de uma peça a

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influêncianaqualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    31/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Ilustrar uma cavidade e como estas são maiores

    Todas geometrias são contração;

    Efeito mais comum e ind peça plástica: peças  peças têm dificuldade nose no processamento fora forma como foram temperaturas.

    Condicionantes da contração

    empeno? semicristalinocontração? na qualidade

    Figura * - Visualização de uma peça em CAD.

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    32/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Condicionantes da contração

    pç q

    Figura * - Dimensão com contração. Figura * - Dimensão original da

    O que é acontração?Generalidades

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    33/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    ç p q

     Definição: o empeno resulta de uma contração não-uniforme

    uma distorção de forma da peça. Pode em certos casos comfuncionalidade da peça, maioritariamente em termos visuais. Pgrande rácio área/espessura.

    Empeno

    Figura * - Contração diferenciada junto e afastado do ataque.

    Figura * - Camada central junto ao interior da moldação.

    O que é acontração?Generalidades

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    34/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    p q

    Empeno

    Figura * - Esquema de influência do empeno numa peça.

    O que é acontração?Generalidades

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    35/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    p

     Alguma contração não-uniforme resulta de um projeto de pferramenta negligente. A espessura da peça e a sua geometria imprencidíveis para um correto desenho da peça.in SWH

     Algumas causas do empeno são uma irregularidade da parede da pa peça por uma secção mais fina, ou colocar o ataque em zonas in

    (especialmente em peças que tenham o jito diretamente ligado à pepeças que tenham linhas de soldadura.in SWH

     Por outras palavras, é um erro colocar o processo de desenvolvimenpessoas com pouca experiência. O erro humano é o fator que maresultados da simulação CAE ao empeno.in SWH

    Empeno

    Amorfo ousemi-cristalinoGeneralidades

    O que é oempeno?

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    36/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Contração/estabilidade dimensi

    Figura * - Estabilidade dimensional

    Figura * - Dimensões de uma peça, depois de extraída.

    O que é acontração?Generalidades

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    37/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Contração diferenciada, in-flow

    Empeno

     Um erro comum é definir-se oempeno com base, simplesmente,na lista de valores dapercentagem de contração paracada polímero. Para se definir oempeno, deve-se fazer uma

    aferição do diferencial decontração, obtido através dacontração numa direção e na suadireção transversal.’ Como mostraa figura ao lado.

    O que é acontração?Generalidades

    O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    38/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Estrutura amorfa ou semi-cristalina;

    • Utilização de reforços oufibras;

    • Grau de absorção dehumidade.

    Material

    • Espessura nominal da peça esuas variações;

    • Dimensões gerais da peça;

    • Restrição à contração dapeça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo datemperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração do

    molde;• Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    • Temuniformtempo

    • Temuniform

    • Pres packin

    • Tempeça;

    • Forç

    • Trata

    •  Forientatremen

    molec

    P

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ou

    semi-cristalino?Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    39/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Espessura nominal dapeça e suas variações;

    • Dimensões gerais da peça;

    • Restrição à contração dapeça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

     Quanto maior o valor da espessura de uma peça, para o empeno terá o material. Quando se projetam principal requisito a atender, quando se faz algum tipo dser estudados os seus efeitos no empeno e na contraçã

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ou

    semi-cristalino?Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    40/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Espessura nominal dapeça e suas variações;

    • Dimensões gerais da peça;

    • Restrição à contração dapeça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    41/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Espessura nominal da peça esuas variações;

    • Dimensões gerais da

    peça;

    • Restrição à contração dapeça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

     As dimensões de uma peça, determ

    tendência para o empeno, consideentre área e espessura, superfíciedelgadas, pontos de ataque pe

     geometrias do ataque mal escolhidas.

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    42/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Espessura nominal da peça esuas variações;

    • Dimensões gerais da peça;

    • Restrição à contraçãoda peça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

     Elementos que impeçam a contração livre

    onde a geometria leve a que o material c postiço circular, pode levar a distorção de formmarcas de extratores entre outros problemas.

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    43/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    • Espessura nominal da peça esuas variações;

    • Dimensões gerais da peça;

    • Restrição à contração dapeça;

    • Ângulos de saída.

    Produto

      Todas as peçasnecessitam de ângulos desaída para mais facilmenteserem extraídas;

     Buchas ou zonas que

    sejam necessáriasdesmoldar com restrição àextração, é necessárioângulos de saída.

    Empeno

    Figura * - Impo

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    44/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     A localização dos ataques é a principal tarefa de

     produto. A forma como o molde é preenchido e saplicada a segunda pressão determinam em grande numa peça plástica. Muitas vezes é necessário coloc zona diferente da peça, ou aumentar o número de encontrai menos junto das zonas dos ataques da peça.

    Empeno

    •  Localização do(s)ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo datemperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    45/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Empeno

    •  Localização do(s)ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo datemperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    Figura * - Importância da localização dos ataquescontração e para o empeno numa peça.

    A B C

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    46/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     As dimensões do ataque influenciam

    indiretamente o empeno. Quanto maiores asataque, mais tempo para aplicar a holding pequenos os ataques, maior possibilidade detambém maior é o nível de orientaç particularmente para ataques submarino.

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    •  Dimensões do(s)ataque(s) e geometriaescolhida;

    • Sistema de controlo da

    temperatura do molde;• Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    47/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Este é talvez o tópico que mais afeta o empe

     plástica. O sistema de controlo de temperaturadacompanhar o formato da peça, e deve ser cocom a espessura da peça, com o polímero a mvariáveis operatórias a definir posteriormente, udeve ser sempre feito e simulado.

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo datemperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    48/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo datemperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    49/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     As tolerâncias do molde dependem do aço p

    molde e do tipo de tratamento térmico do mateQuanto mais estreitas forem as tolerâncias notendência para empeno nas peças.

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo da

    temperatura do molde;

    • Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    50/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     O sistema de extração de um molde, é aci

     pretende retirar as peças do molde. Na maior parteconstituído por extratores, se a peça tiver dificuldad pode ocorrer danos nas peças, principalmente dPrincipalmente quando colocamos uma peça muitque contraiu bastante sobre a bucha, ou tem insuficientes. Ou tempo de arrefecimento insuficien

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo da

    temperatura do molde;

     Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    51/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     A rigidez do aço do molde é responsável po

    da pressão de injeção durante o enchimenQuanto menos defletir o molde, menos a peç para o empeno.

    Empeno

    • Localização do(s) ataque(s);

    • Dimensões do(s) ataque(s) egeometria escolhida;

    • Sistema de controlo da

    temperatura do molde;

     Tolerâncias do molde;

    • Sistema de extração domolde;

    • Deformação elástica domaterial do molde.

    Molde

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    52/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     Quanto maior a temperatura de fundacontecer um de dois fenómenos:

    o Prevenir o empeno: se aumentarmos aataque está mais tempo por solidificaaplicada mais pressão de manutenção;

    o Aumenta o empeno: se tivermos temperinjeção, o material está a uma tempefavorece a contração do polímero no mol

    Mudanças na temperatura de fundidotentadas, e deve-se verificar qual a sno empeno das peças.(* verificar e me

    Empeno

     Temperatura de fundido esua uniformidade –dependente do tempo deresidência no cilindro;

    • Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos de filling,

     packing eholding;• Temperatura de extração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendousorientation of the molecules.

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    53/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     A temperatura do molde, é talveoperatória que mais influencia o empenQuanto menor o seu valor, menor será logo, menor tendência teremos para o

     peças. Quando aumentamos um pouco

     podemos ter um acentuar de contraçãaté ser benéfico, pois consegue-se coarrefecimento. Mas sobretudo deve-temperatura do molde o mais constannas duas metades do molde.

    Empeno

     Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende dotempo de residência nobarrel;

    • Temperatura de moldee sua uniformidade;

    • Pressões e tempos de filling, packing eholding;

    • Temperatura de extração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendousorientation of the molecules.

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    54/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     Quanto maior a pressão para co polímero fundido, menor a tendêncempeno; Quanto maior o tempo de aplicação menor a tendência para o empeno; O tempo de enchimento do molde

    cuidadosamente escolhido, e não deve imponha grandes velocidades nempressões de injeção. Pois, o tempo de indiretamente relacionado com a molecular na peça plástica, sempre tenda temperatura do molde.

    Empeno

     Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende dotempo de residência nobarrel;

    • Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos defilling, packing eholding;

    • Temperatura de extração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendousorientation of the molecules.

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    55/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     A temperatura de extração da peçda temperatura do molde, do arrefecimento e do tempo de ciclo quanto maior a temperatura de extraçtendência para o empeno. Pois a ainda com o material fundido, aindacontração depois da contração do mo A temperatura de extração dependda temperatura do molde.

    Empeno

     Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende dotempo de residência nobarrel;

    • Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos de filling, packing eholding;

    •  Temperatura deextração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendous

    orientationofthemolecules

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    56/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     A força de fecho tem influencia velocidade de injeção e no aparecimento Quando se aumenta a força de fecho inestamos a mudar outras variáveis Variáveis como a pressão de injeção ou

     podem sofrer alterações com o incremen As temperaturas apenas pode seindiretamente.

    Empeno

     Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende dotempo de residência nobarrel;

    • Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos de filling, packing eholding;

     Temperatura de extração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendousorientation of the molecules.

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    57/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     O tratamento do aço pode induzdeformações, que devem sempre ser mdeformações podem colocar nos elemen

    uma alteração das suas tolerâncias, o qà variação de elementos de processatemperaturas, velocidades ou pressões.

    Empeno

     Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende dotempo de residência nobarrel;

    • Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos de filling, packing eholding;

     Temperatura de extração da peça;

    • Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    • Filling rate: excessive orientationcan lead to a tremendousorientation of the molecules.

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    58/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     O tempo ou caudal de injeção aspeto mais importante no quorientação molecular. Quando se seu valor, ou seja, a taxa a que ado molde é preenchida,

    automaticamente a colocar umorientação na peça, particularmenestamos a trabalhar com T(moldlimite inferior.

    Empeno

      Temperatura de fundido e suauniformidade – depedende do tempo deresidência nobarrel;

    •  Temperatura de molde e suauniformidade;

    • Pressões e tempos defilling, packing eholding;

     Temperatura de extração da peça;• Força de fecho;

    • Tratamento do molde;

    •  Filling rate: excessiveorientation can lead to atremendous orientation of the

    molecules

    Processamento

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    59/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

    Empeno

     É importante para o projetista reconhecer que todas as peças injetadastêm algum tipo de orientação molecular. O grau de orientação molecularinfluenciado pelo peso molecular do material e pelas suas características detambém, em grande medida pelas condições das variáveis operatórias impostprocessamento.in Malloy

     Aexcessiva orientação pode provocar imensos e problemas muito dif

    resolvidos como distorção de forma, empeno, quebra da peça porESC, fissou não por ataque químico e maior sensibilidade à temperatura (que écondicionante das peças plásticas).

    [Orientação molecular] = [orientação devido ao fluxodo material na cavidade] – [relaxação]

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

    E

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    60/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

     ‘A contração que acontece 48 horas após a moldação das peças é conside

    pós-contração. Em materiais com elevada tendência para contrair como o acetpós-contração pode ser significativa. Enquanto que temperaturas de molde, reciclos de moldação, mais custos, produzem peças com uma maior contração, mtotal ou a pós-contração pode ser menor.’in Shrinkage and Warpage Handbook

     Aponta-se um caso prático, na moldação sobre insert, que consiste em colocvidro no molde, depois é sobremoldado por PP. A pós-contralização do materia

    e as peças vão todas ser sucatadas. Neste caso, perde-se os custos de processdo material plástico e o custo de oportunidade, além do tempo de trabalho das m

     Deve-se ter um conhecimento profundo das propriedades dos plásticos e d peças para se conseguir zero problemas. Deve-se sempre construir protótiposfuncionalidade das peças.

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidadeO que é oempeno?

    Empenopóscristali

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    61/140

    CarlosEduardoRamosGomes–Processodemoldaçãoporinjeção–termoplásticosetermoendur

    Empeno: pós-cristali

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    62/140

    CarlosEduardoRamosGomes Processodemoldaçãoporinjeção termoplásticosetermoendur

     O fundido plástico permanence quente por um longo período em secçõeentanto, aumenta o tempo para a cinética de cristalização;

     Para peças com espessuras muito reduzidas, o uso de ataques quprematuramente pode diminuir o efeito da holding pressure, o que pode favoreda contração. De forma semelhante, fatores de desenho como o número de atlocalização podem mudra a dinâmica de enchimento da peça e pode resultar

    contrações em diferentes locais das peças.

     ‘Para determinar a contração exata numa peça, são utilizados modelos comcomplexos, nomeadamente em termos de pressões locais e na cinética de arrum polímero fundido durante a solidificação.’ in Shrinkage and Warpage Handb

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno? Amorfo ousemi-cristalino? Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    63/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Commentários: devemos sempre ter em consideração a zona dos atanúmero para se averiguar ashrinkage e o seu comportamento. Devemoem consideração a espessura da peça, é sabido que peças com matendem a contrair mais, mais evidente para semi-cristalinos, mas tambélado, tem mais tempo até solidificar o ataque, podendo aholding ser mai Cada caso é um caso, mas com a experiência podemos ter uma idatacar o problema existente em termos de uma anormal contração. Se aamelt, podemos ter grandes problemas com maior contração, mas m gate open.

    Empeno

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    64/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Empeno: definição matemátic

     

     De realçar a fortcomprimento da espessura.

     Importante padiferentes adesenvolvimento d

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    65/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Empeno: cantos da peça, contração diferenciada.

    Empeno

     Os problemas empeno podem scomo, tensões interredução da environmental stressa exposição a elevapode levar a uma para empenos, eposteriores opemontagem de peçafalhas em serviçinesperadas (abaixocedência).

    O que é acontração?Generalidades O que é oempeno?

    Amorfo ousemi-cristalino?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    66/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Peças refor

     Os problemas resempeno podem ser mcomo, tensões internas redução da resistenvironmental stress craa exposição a elevadas

    pode levar a uma maiopara empenos, e proposteriores operaçõemontagem de peças, dfalhas em serviço reinesperadas.

    Figura * - Empeno: peças reforçadas.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    67/140

    Classificaçãodospolímeros

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    68/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Amorfos• Baixa contração no molde;• Baixa resistência química;• Alta transmissão de luz;•

    Alto coeficiente de fricção;• Dúctil ou frágil (depende da Tg);• Rígido ou flexível;• Propriedades completamentedistintas dos semi-cristalinos.

    Semi-crista• Alta contração no mo• Alta resistência quími• Opacos ou translúcido•

    Baixo coeficiente de f• Dúctil (maioria);• Rígido ou flexível;• Propriedades completdiferentes dos amorfo

    Classificação dos polímerosTipo de estrutura química

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

    Amorfoousemicristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    69/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semi-cristalino

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    70/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semi-cristalino

    Figura * - Forma de cristalização de um polímero e aspetos de cristalização.

    Taticidadedospolímeros

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    71/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Taticidade dos polímeros

    A taticidade é a forma de juntar as

    moléculas do polímero, tantopodem estar num lado da cadeia,nos dois lados ou podem estardispostas alternadamente;

    O material que é fortementeinfluenciado pela taticidade é o PP,o PP atático tem brilho etransparência melhoradas egrande flexibilidade.

    Figura * - Forma de cristalização de

    T iidd d lí

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    72/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Taticidade dos polímeros

    O PP isotático aprregularidade molecristalinidade e gramas em contra pmelhor resistência q

    propriedades (resistência e rigidede forma substancial

    Figura * - Forma de cristalização de um PP isotático.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    73/140

    Amorfoousemi-cristalino

    O que é oempeno?Generalidades

    Amorfo ousemi-cristalino

    O que é acontração?

    Influênciana qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    74/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semi-cristalino

    Determinação dasconstantes térmicas

    Com um ensaio térmico de DSC,determina-se as temperaturas deprocessamento de fase, Tg, Tm e

    Tc; Quando se passa este valor,vamos alterar a forma decontração de uma peça. Figura * - Ensaio de DS

    O que é o

    empeno?GeneralidadesAmorfo ousemi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemicristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    75/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semi-cristalino

    Figura * - Forma de cristalização de um polímero.

    Organizaçmolécu

    O modelo de miscum dos modelos para explicar o

    dos polímeros ncristalizar;

    Quanto maior maior a contração

    O que é o

    empeno?GeneralidadesAmorfo ousemi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    76/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semicristalino

    Figura * - Forma de cristalização de um

    Influência docomportamento molecular

    A uniformidade dearrefecimento afeta aestabilidade da contração;

    Os materiais amorfos sãoquase sempre, transparentes,a dinâmica de arrefecimento,pode afetar a suatransparência.

    O que é o

    empeno?Generalidades

    Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    77/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semicristalino

    Influênciacomportamento

    As formas em quos polímeros ocupmenor, o que fa

    contração do polím As esferulites sorganizadas que formam quando ar

    Figura * - Forma de cristalização, esferulite e cruz de malta.

    O que é o

    empeno?Generalidades

    Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    78/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Valores da defetiva média para v

    Amorfo ou semicristalino

    Influência da estrutura

    molecular Difusividade térmica: PC > PS > ABS >PMMA > PVC;

    Importante fazer uma relação com a

    temperatura do molde;

    Relação com a transparência da peça e dopolímero;

    Forte relação com o t de arrefecimento.

    O que é o

    empeno?Generalidades

    Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    79/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Valores da difusidade térmicaefetiva média para vários materiais.

    Amorfo ou semicristalino

    Influência da estrutura m Difusividade térmica: HDPE > nyPP;

    Quando se aumenta a temperatuexiste uma acentuada redução da

    Ciclos curtos (poucos segundoproblemáticos.

    O que é o

    empeno?Generalidades

    Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    80/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semicristalino

    Influência da estruturamolecular

    Esforços mecânicos podem serclassificados em compressão outração: quando não se encontram em

    equilíbrio, gera empeno nas peças;

    Durante o processamento sãodesenvolvidas estas forças nointerior da peça.

    Figura * - Relação entre asdesenvolvidas durante o arre

    O que é o

    empeno?Generalidades

    Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Amorfoousemi-cristalino

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    81/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Amorfo ou semicristalino

    A

    O que é a

    contração?Generalidades

    O que é o

    empeno?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno:orient

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    82/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Empeno: efeito da orientaçãomolecular.

    Empeno: orientmolecular

    Orientação molecular nu

    A orientação das moléculas é mpara o fenómeno de empeno nas pe

    Quanto maior a orientação, mais tempeno;

    Em altas temperaturas o empeno e tensões é ainda mais problemático.

    O que é a

    contração?Generalidades

    O que é o

    empeno?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    [Umavezquepeçasplanasinjetadasaocentrotendemae

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    83/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     [Uma vez que peças planas injetadas ao centro tendem a erecomendável evitar secções planas de espessura reduzida e

     grande dimensão!]

    Comentário: isto deve-se ao chamado efeito sela, isto definseguinte facto, no momento de enchimento da cavidade, existemolecular entre o enchimento da peça por forma radial e p

    longitudinal, logo, quando existe o arrefecimento e a relaxaçã

    as peças tendem a contrair na forma de sela, tendo este factorelevância e não é de muito fácil resolução. Existem uma téconvencional, que consiste em fazer girar a superfície moldacontrolar o alinhamento molecular, mas não está muito em v

    tem um molde com esta tecnologia.

    O que é a

    contração?Generalidades

    O que é o

    empeno?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    84/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    p

    Equilíbrio dascamadas da peça

    Quando as camadas deixam de estar emequilíbrio térmico: empeno;

    A peça tende a contrair para o lado mais quenteda ferramenta;

    Relação entre a compressão e a tração numapeça. Figura * - Empen

    com temp

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Contração

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    85/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    ç

    Figura * - Contração livre de um PP. Figura * - Relação entre a pressão de injeçe contração.

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    86/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Tabela * - Efeito de várias variáveis operatórias na contração de um PE(material com enorme tendência para empeno, contração anormal).

    Empeno

    Variáveloperatória

    Aumenta Mudança dcontração

    Temperatura deextração

    20 a 60 ºC + 0,4%

    Espessura 2 a 6 mm + 0,5%

    Tempo de aplicação da

    holding

    Até 20 s, espessura de 4

    a 6 mm- 0,5%

    Pressão de injeção nobico

    > 600 bar a 1400 bar,espessura de 4 a 6 mm

    - 0,5%

    Temperatura de fundido(depende da espessura

    da peça)

    220 a 280 ºC + 0,3%

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Influência do processamento

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    87/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Efeito da melt temperature na contração. [5]

    p Baixas T(fundido) temos prematura do ataque, bem c

    holding é muito menor o que de contração.

     Altas T(fundido) temos umacomo resultado do inerenentalpia no material que tempara formar estruturas cristapara materiais semi-cristalinamorfos.

    O ataque solidifica mais cedlevando a uma grande contrmaterial. Quando se aumenta devemos também aumentar a não termos elevada contraçãdemelt temperature muito elev

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    88/140

    O que é a

    contração?Generalidades O que é o

    empeno?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Influência do processamento: orientação m

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    89/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Variáveis operatórias e seu efeito na

    Packing time: quando seaumenta a aplicação daholding,temos maior efetividade naorientação molecular, mas paratempos deholding grandes, istonão acontece pois a aplicação

    daholding não fica tão efetiva ea orientação molecular é menorpara valores elevados.

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Influência do processamento: orientação m

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    90/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Variáveis operatórias e seu efeito na orientação molecular.

    Melt temperature: é a que tem menor influên

    molecular, logo se empeno esta não é afete muito a orientavalores de incremtemperature temos umorientação para altos baixa e temos menor or

    Inicialmente, à medida

    T(fundido), as molécliberdade para se orienao fluxo. No entanto, ca peça permanece maique aumenta a possibda orientação.

    O que é a

    contração?Generalidades O que é o

    empeno?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno: influência do processam

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    91/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     ‘The best resistance to warpage calls for warm molds, high material temperatures, low injeshort injection/hold times.’in Shrinkage and Warpage Handbook

    My explanations for the variables dependenciesWarm moulds: this can lead to high shrinkage of the material, low molded-in stress, best aethe part, high crystalinity of the material and pieces more expensive; High material temperatures: this can lead to high shrinkage of the material, low viscosity thhigh clamping force imposed to the mould, can lead to degradation of the material, low floinjection pressure; Low injection pressure: as the injection pressure became lower the orientation of the moleclead to lower warpage. We should had careful to the incomplete filling of the parts, and incou

    stability of the pieces; Short injection times/hold: this lead to an increasing of the flow rate, with associated orientation of the molecules that can lead to raise of the warpage.

     ‘Warm molds and high melt temperatures allow more time for the molded part to “relax” beinjection pressures minimize the stress caused by high-velocity flow through the gate. Shotimes minimize packing stress.’in Shrinkage and Warpage Handbook

    O que é a

    contração?Generalidades Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno: influência do processam

    O que é o

    empeno?

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    92/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Um incremento em Efeito na contraçãoPressão de injeção Usualmente decresce

    Taxa de injeção Pode ter ambos os efeitos

    Pressão de manutenção Decresce

    Tempo de aplicação da pressãode manutenção

    Decresce, até que o ataque solidifiqu

    Temperatura de fundido Pode ter ambos os efeitos

    Temperatura do molde AumentaForça de fecho Não tem efeito, normalmente diminu

    Espessura de peça Aumenta

    MFI Diminui

    Temperatura de extração Aumenta

    Figura * - Variáveis operatórias e seu efeito na contração.

    O que é a

    contração?Generalidades Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno: influência do processam

    O que é o

    empeno?

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    93/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Um incremento em Efeito na contraçãoTempo de arrefecimento Diminui

    Dimensões mínimas do ataque Diminui

    Número de ataques Diminui

    Quantidade de reforço Diminui

    Orientação do reforço Pode ter ambos os efeitos

    Tempo de abertura do molde(tempo morto) Pode ter ambos os efeitos

    Temperatura ambiente Aumenta

    Humidade Aumenta

    Movimento de ar por convecção Usualmente diminui, pode terambos os efeitos

    Figura * - Variáveis operatórias e seu efeito na contração, #2.

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Empeno: influência do processam

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    94/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Efeito da orientação molecular nas peças plásticas.

     As tensões residuais podecomportamento anisotrópico d

    contração excessiva no moldpropriedades finais;

     A incorporação de reforços dvai acentuar o carácter anisotróppois terá muito melhores cardireção do fluxo do que transvmesma medida contrai menos fibras do que na forma transversaas fibras de vidro, impõe no maacabamento superficial, apesar suas propriedades mecânicas absorção de humidade.

    O que é a

    contração?Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Contração: influência do processa

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    95/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Efeito das variáveis na contração.

    O que é a

    contração?

    Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    96/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é a

    contração?

    Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Contração: influêncprocessamento

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    97/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Falar e exquestão dos nsua contraçãorelatório da peça que conforme!

    Falar num cas

    processamento

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    98/140

    O que é a

    contração?

    Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

    Contração: influênciadahumidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    99/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    da humidade

     A

    O que é a

    contração?

    Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    100/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é a

    contração?

    Generalidades O que é a

    Contração?

    Amorfo ou

    semi-cristalino?

    Influência

    na qualidade

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    101/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    O que é o

    empeno?

    Generalidades Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Gráficos PVT

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    102/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Ponto A: o fuso avança e comprimeimediatamente na frente do fuso. Isto força o

    polímero pelo sistema de alimentação; Ponto B: a cavidade é preenchida; Ponto C: o fundido é comprimido até queatinge uma pressão máxima; Ponto D: comutação entre a pressão deenchimento e a holding; Ponto E: a pressão baixa, mas entra mais

    material na cavidade; Ponto F: a holding mantêm-se mas apressão baixa durante o arrefecimento e adescompressão. A holding injeta maismaterial na cavidade;

    Figura * - Gráfico PVT,

    O que é o

    empeno?

    Generalidades Amorfo ou

    semi-cristalino

    O que é a

    contração?

    Influência

    na qualidade

    Gráficos PVT

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    103/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Ponto G: dá-se a sataque; Ponto H: a pressão barrefecimento, o volumconstante; Ponto I: atinge a pressãa peça separa-se da cavia contrair;

     Ponto J: arrefecimento constante; Ponto K: solidificação d Ponto L: extração; Ponto M: fase final.

    Figura * - Gráfico PVT, #2.

    Equação de

    wubken

    Casos

    práticos

    Exercícios Bibliografia

    recomendada

    Gráficos PVT

    Gráficos PVT

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    104/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Gráfico PVT, #3.

    Equação de

    wubken

    Casos

    práticos

    Exercícios BibliografiarecomendadaGráficos PVT

    Gráficos PVT

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    105/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Gráfico PVT, #4.

     A

    Equação de

    wubken

    Casospráticos

    Exercícios BibliografiarecomendadaGráficos PVT

    Gráficos PVT

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    106/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Gráfic

     A

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do t

    arrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Tempo de arrefecimento: equação de w

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    107/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     

     

    Tempo de arrefecimentoTabela * - Tempo de arrefecimento estimado.

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do t

    arrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    108/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Espessura / mm PP / s ABS /sVariação/%

    Nylon/sVariação/%

    HDPE/sVariação/%

    0.508 1.8 1.8

    0.762 3 1.8 + 40% 2.5 - 17% 3 =

    1.016 4.5 2.9 + 36% 3.8 - 16% 4.5 =

    1.27 6.2 4.1 + 34% 5.3 - 15% 6.2 =

    1.524 8 5.7 + 29% 7 - 13% 8 =

    1.778 10 7.4 + 26% 8.9 - 11% 10 =

    2.032 12.5 9.3 + 26% 11.2 - 10% 12.5 =

    2.286 14.7 11.5 + 22% 13.4 - 9% 14.7 =

    2.54 17.5 13.7 + 22% 15.9 - 9% 17.5 =3.175 25.5 20.5 + 20% 23.4 - 8% 25.5 =

    3.81 34.5 28.5 + 17% 32 - 7% 34.5 =

    4.445 45 38 + 16% 42 - 7% 45 =

    5.08 57.5 49 + 15% 53.9 - 6% 57.5 =

    5.715 71 61 + 14% 66.8 - 6% 71 =

    6.35 85 75 + 12% 80.8 - 5% 85 =

     Conclusõeo Os semi-cr

    tempo de arredo que os amque isto aconteo Quando se espessura ddiferenças paramitigadas.

    Tempo de arrefecimentoTabela * - Tempo de arrefecimento

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    109/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Espessura / mm PP LDPE Variação PS

    0.508 1.8 10.762 3 2.3 - 23% 1.8

    1.016 4.5 3.5 - 22% 2.9

    1.27 6.2 4.9 - 21% 4.1

    1.524 8 6.6 - 18% 5.7

    1.778 10 8.4 - 16% 7.4

    2.032 12.5 10.6 - 15% 9.3

    2.286 14.7 12.8 - 13% 11.5

    2.54 17.5 15.2 - 13% 13.73.175 25.5 22.5 - 12% 20.5

    3.81 34.5 30.9 - 10% 28.5

    4.445 45 40.8 - 9% 38

    5.08 57.5 52.4 - 9% 49

    5.715 71 65 - 8% 61

    6.35 85 79 - 7% 75

     Conclusões:o Os semi-cristalinos têm um

    tempo de arrefecimento maiordo que os amorfos? Porque éque isto acontece?o Quando se aumenta mais aespessura da peça, asdiferenças para o PP, ficam maismitigadas.

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

     Da equação anterior podemos concluir o seguinte: que aespessura detergritante o tempo de arrefecimento, é proporcional ao quadrado da espes

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    110/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    ter-se muito cuidado quando se define a espessura da peça;

     As temperaturas de extração e de fundido são também determinantesarrefecimento teórico, fazendo aumentar em muito o tempo de arrefecimento;

     Um aspeto secundário, associado à contração deriva da peça poderdesperder o contacto térmico com o molde durante a fase de Consequentemente, o tempo de arrefecimento será um pouco superior ao

    prever teoricamente;

     Se, no processo de arrefecimento, se conseguir idênticas taxas de arrtodas as áreas da peça plástica, é um passo importante para se conspropriedades na peça plástica.

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

     A temperatura de extração deve estar compreendida entre a temperatur

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    111/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    temperatura de molde. Nos polímeros amorfos, deve ser considerada a transição vítrea (Tg) e nos polímeros semi-cristalinos deve ser considerad

    de amolecimentoVicat – Vicat softening temperature;

     A temperatura de transição vítrea é a temperatura tal que o materiacomportamento frágil a dúctil e aVicat simula o processo de extração derecurso a um extrator, normalmente cilíndrico.

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

      Para se encontrar ad ã

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    112/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Tabela * - Valores de temperatura para deflexão, valores indicativos p

    temperatura de extração, usa-se a Vicat – ponto de

    amolecimento  ou atemperatura de deflexão sob pressão, fica na tabelaseguinte temperaturas que seusam para cada polímeropara encontrar a temperaturade extração de um material,

    de referir que os semi-cristalinos se aumenta umpouco mais o tempo dearrefecimento devido aofenómeno de pós-contração.

     [unidades "

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    113/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Polímero Valor constante – A

    ABS 2,84

    Poli(estireno) 2,84

    UPVC 3,00

    LDPE 3,12

    Nylon 6.6 3,24

    Poli(propileno) 3,53

    HDPE 3,53

    Tabela * - Valores da constante A para diferentes polímeros.

    Mais uma vez se evidencia quenecessitam de maior tempo dque os polímeros amorfos. Prevpropriedades mecânicas tnomeadamente na determinarigidez, assim como a amolecimento Vicat, estudar estemática.

      Para o mesmo molde

    incremento de 20% paraamorfo (ABS) e para u(semi-cristalino) (PP)!

     t#$ % &t'" [ [unidades "

    $,(t#$ % &t'" [ [unidades "

    Gráficos PVT Casospráticos

    Cálculo do tarrefecimento

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    114/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     $,(t#$ % &t'" [ [unidades "

    Para um material com 2 mm de espessura tem um tempo de arrefecimento de 10 s

    um molde acima de 60 ºC este tempo passa para 12 segundos. Basicamente, mateconsumo (poliolefinas, PS, PVC) para um tempo de 10 segundos e materiais de eABS, POM, Nylon) para 12 segundos.

    Material Equação dearrefecimento [s]

    )*+ F - P../ &,0 x thic1ness

    (*+ F - P../ ),0 x thic1ness

    &*+ F - P../ 0,( x thic1ness

    P../ #não2reforçado' &* x thic1ness

    Tabela * - Valores de tempo de arrefecimento para o PEEK, poli(éterétercetona).

    Vemos que para um arrefecimento é quase materiais que não têm problemático se torna,

    concluir que a última copeças moldadas por emenos importa é o preçoenergia dispendida tancomo na polimerização dsó empregue em aplicaçõ

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatureE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Introdução: o empeno é resultante de aspetos de uniformidade de temperatura e é m

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    115/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    ç p p ptemperatura o mais uniforme em todos os lados do molde, e ao longo da cavidade; em peçasmulti-cavidade [muito difícil colocar linhas de água em peças pequenas e que tenha temperatu

    moldante, para além da uniformidade não ser muito fácil de conseguir];o CAE é muito importwarpage numa peça [hoje em dia todas as empresas desta área têm acesso a estas tecnoempeno]. A incorporação de fibras também são importantes para o empeno [altera a forma dea direção do empeno das peças];

    TEMPERATURA DE FUNDIDO E HOLDING SÃO AS VARIÁVEIS MAIS IMPORTANTES PARAEMPENO, E QUE AFETAM MAIS O EMPENO NAS PEÇAS!

    Este artigo defende que para peças espessas usa-se uma espuma estrutural e para peçamoldação-compressão [esta variante coloca boa estabilidade dimensional nas peças] paraempeno.

    Introdução: a espessura da peça também tem influência para o empeno das peças. Esta artigofator casca e a sua espessura [de realçar o facto de que a estrutura das peças é o que influenccasca e o núcleo].

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatureE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    116/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Figura * - Fluxo desbalanceado no intvirtude da diferença de temperatura ent

    Isto é o fundamento paraempeno nas peças, fluxo

    completamente alteFigura * - Fluxo em fonte, efeito desejável.

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatureE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Faseexperimental:omoldeusadoparamoldaraspeçasestápresenteabaixoetambém

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    117/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Fase experimental: o molde usado para moldar as peças está presente abaixo e também olayout,o ataque é em lâmina.

    Figura * - Layout e sistema de controlo da temperatura do molde.

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperature E. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    118/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Fase experimental – variáveis operatórias

    3ariá4eis operatórias

     5emperatura de fundido

     5emperatura de molde &

    3elocidade de in8eção

     5empo de in8eção

    3alor da holdin;

     5empo de aplicação daholdin;

     5empo de arrefecimento

    Tabela * - variáveis operatórias usada

    Alterou-se a temperatura deferramenta, velocidade algolenta [para aumentar a casca],valor da holding algo alta, tempode aplicação algo alto, mas aqui

    não se pode alterar o valor,cooling algo baixo.

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    119/140

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatureE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    120/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Resultados e discussão

    Figura * - Forma dempeno nas

    Forma de medição da peça e direção destamedição, pontos de começo da medição e do

    final da medição.

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatuE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    121/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Resultados e discussão – assimetria de enchimento

    Para se averiguar a termocinética, foramalteradas as variáveis operatórias, a holdingnão foi colocada e o tempo de injeção foiencurtado [reduziu-se o curso de dosagem]

    Figura * - Fluxo desbalanceado devtemperatura entre superfície

    Warpage of injection moulded parts as the result of mould temperatE. Bociaga, T. Jaruga*, K. Lubczyñska, A. Gnatowski

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    122/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Resultados e discussão – estrutura molecular

    Figura * - Estrutura aplicação da

    Tudo o que foi realçado no slide anterior, nestemantêm-se igual, mas com a aplicação da holding,as esferulites foram reduzidas no seu tamanho [em

     princípio foi retirado qualidade visual, mas a nãoaplicação da holding é impraticável]

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    123/140

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Otimização do sistema de controlo

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    124/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Pós-contração do PP * tirar foto do espelho do carro da

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    125/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    ppala

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Check-list sobre origem do empe

    Quandosetemum empenoindesejado deve-seseguirest

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    126/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Quando se tem um empeno indesejado, devese seguir estpara verificar a sua origem:

    1 – A peça está a ser produzida na mesma MMI?o Tempo de residência?o Forma de condução de calor pelas resistências?

    2 – Existem algum dano no molde que influencie negativamente a qualidado Ajuste cavidade/bucha?o Rebarbas?o Linhas de partição.

    3 – Verificar as variáveis operatórias. Verificar temperaturas e pressholding. Verificar arrefecimento. Verificar a desumidificação do polímero. Vde ciclo e T(ambiente).4 – A temperatura do molde está correta?

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Check-list sobre origem do empe

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    127/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Quando se tem um empeno indesejado, deve-se seguir esta

    para verificar a sua origem:5 – Orientação molecular? Orientação das fibras? Possibilidade de slocalização do ataque?6 – Existem geometrias da peça que originam empeno? Verificar ribs e traespessuras.7 – As tolerâncias são demasiadas? Uma forma de contornar este probleas tolerâncias menos rigorosas.

     CONCLUSÃO:8 – Se nunca se conseguiu retirar peças boas de um determinado molde,pode ter sido negligenciado.

    Gráficos PVT Equação dewubken

    Casospráticos

    Exercícios Bibliografiarecomendada

    Check-list para diminuir a contraç

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    128/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

     Qualquer uma das seguintes opções podbaixas a contração:o Um polímero com um alto MFI;o Um polímero com características reológicas e de fluidez bem balizadaso Um polímero que não tenha tendência para cristalização;o Aumentar a pressão de injeção;o Aumentar a holding pressure;o Estender o tempo de aplicação da holding pressure;o Diminuir a temperatura do molde;o Baixar a temperatura de fundido.

    Gráficos PVT Equação dewubken Exercícios

    Casos práticos Bibliografiarecomendada

    1–Considereosfenómenosdecontraçãoedeempenonuma

    Exercícios

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    129/140

    Carlos Eduardo Ramos Gomes – Processo de moldação por injeção – termoplásticos e termoendur

    1 Considere os fenómenos de contração e de empeno numasentido, distinga entre contração de uma peça e empeno nu

    uma definição para contração e outra definição para empeno.

    2 – Complete as seguintes afirmações:a) _______ (Todos os/Apenas alguns) polímeros contraem, uns em

    outros em maior escala;b) Os polímeros têm valores de contração na ordem de ________

    milímetros, sendo que _________ (estão/não estão)dependentes da sua estrc) Os materiais amorfos, de uma forma geral, contraem ________ (maisos materiais semi-cristalinos. Neste sentido, um PP contrai _______ (maisum PC.

    d) O tempo de ciclo _______ (está/não está) dependente do tempo de ar

    Gráficos PVT Equação dewubken Exercícios

    Casos práticos Bibliografiarecomendada

    2 – Complete as seguintes afirmações:

    Exercícios

  • 8/18/2019 5 Contracao Arrefecimento Empeno

    130/140

    Ca