A importância do projeto e localização do canal de injeção na moldagem por injeção

Moldagem por injeção empresta seu nome a um dos processos de fabricação mais prolíficos do mundo atualmente. Milhões de componentes plásticos para todas as indústrias são produzidos por este método. Sua velocidade e capacidade de criar partes complexas em grandes volumes fazem dele uma ferramenta preciosa. 

No entanto, alcançar consistentemente alta qualidade requer um equilíbrio preciso de muitos fatores de processo diferentes. Entre essas considerações críticas está o sprue, através do qual o fundido plástico entra inicialmente na cavidade do molde. 

A localização e o formato do canal de entrada podem ter um efeito dramático na qualidade da peça, no tempo de ciclo e no consumo de material. Nesta postagem, examinaremos as considerações sobre o posicionamento e o design do sprue e por que elas são tão importantes para o processo.

Formador de canal de mandril para moldagem por injeção

Moldagem por injeção dá vida aos componentes plásticos em um sentido muito literal. Pelotas de plástico são inseridos de uma tremonha em um barril aquecido, onde uma rosca rotativa mistura e derrete o material. Sob pressão exigente, o plástico derretido é forçado através de um ponto chamado canal de entrada para uma cavidade do molde. 

Foi moldado para espelhar o componente final. Esta cavidade principal está conectada a canais mais finos chamados corredores. Isso, por sua vez, alimenta o plástico em pontos ainda menores chamados portões, localizados em pontos estratégicos da própria peça. 

Uma vez no molde, o plástico permanece até esfriar e solidificar. Em seguida, o molde se abre e os pinos ejetores lançam a nova peça de plástico para o trabalhador que está aguardando ou para a correia transportadora.

Em cada etapa do processo devem ser executados o sprue, os corredores e as comportas. Isso ajuda a criar taxas de fluxo eficientes, qualidade ideal das peças e menor desperdício de material.

Sprue: O que é e o que faz?

Na moldagem por injeção, o canal de entrada é a abertura através da qual o plástico fundido entra pela primeira vez na cavidade do molde. É o funil principal que guia o material quente da máquina bocal em uma rede de corredores em forma de veia dentro do molde. Pense nisso como um coração de plástico bombeando substância através dos vasos sanguíneos internos do molde.

Canalizando Plástico Derretido

A forma do sprue é muito importante para o fluxo eficiente de plástico. Normalmente é cônico, sendo maior na extremidade, preso ao bico da máquina, e diminuindo de tamanho onde se junta ao canal.  

Isto reduz a turbulência e as bolhas no plástico derretido que flui através do canal de entrada. O diâmetro e o comprimento do canal de entrada são projetados para pressão e velocidade adequadas para garantir um bom preenchimento da peça.

Conexão com outras peças do molde

A parte do sprue do molde se une às demais partes para funcionar como um sistema completo. Ele se conecta diretamente a uma rede de corredores em forma de veia que distribuem o plástico fundido para portas individuais para cada cavidade das peças moldadas.  

Depois que o plástico esfria e solidifica, a parte do jito do molde é separada e fixada à peça moldada completa. No projeto do molde, o diâmetro, o comprimento e a localização do canal de entrada são essenciais para o fluxo adequado, o uso eficiente do material e a resistência da peça.

Integração com outros componentes do molde

O canal de entrada é formado e projetado como parte de um sistema com outros componentes do molde. Ele se conecta diretamente a uma rede de corredor interconectada. Essa rede alimenta plástico derretido para cada uma das portas individuais que levam à cavidade que formará cada parte. 

Depois que o plástico esfriar e solidificar, o canal de entrada será uma entidade distinta, separada da peça moldada acabada. No projeto do molde, o diâmetro, o comprimento e a localização do canal de entrada são cuidadosamente considerados. Isso otimiza o fluxo, minimiza o desperdício e garante a integridade estrutural da peça.

Projeto do Sprue

Há diversas variáveis que precisam ser levadas em consideração ao otimizar o projeto do canal de entrada para um fluxo plástico eficiente. Também é importante para peças de qualidade e com baixo desperdício. Aqui está uma lista dos principais fatores de design:

Diâmetro

O diâmetro do canal de entrada deve ser grande o suficiente para que o plástico flua com pouca queda de pressão. Mas se for muito grande, demorará mais para esfriar e você terá mais desperdício de material e tempos de fluxo mais longos. Normalmente, o diâmetro do canal de entrada é mantido um pouco maior que o diâmetro do bico da máquina para o fluxo inicial. 

Em seguida, seu tamanho é reduzido para o fluxo final. Deve estar a uma taxa de cerca de 0,030 ″ a 0,045 ″ por polegada de diâmetro do bico. Isso ajuda a controlar as taxas de fluxo e reduzir o inchaço na peça.

Comprimento

O comprimento do canal de entrada tem efeito direto na queda de pressão e, portanto, no tempo do ciclo. Manter o canal de entrada o mais curto possível reduzirá a perda de pressão devido ao atrito do fluido. No entanto, também permite menos tempo para o plástico esfriar, de modo que o fluxo pode hesitar ou parar se a peça não estiver pronta.

Por outro lado, um sprue mais longo controlará melhor a vazão e o aumento da pressão. Mas leva mais tempo para o sprue esfriar. Pode ser necessário ejetá-lo se a máquina for uma máquina de placa fixa e a placa tiver esfriado.  

Ângulo Cônico

O cone no sprue permite uma ejeção mais fácil do molde do sprue sólido. Também ajuda a reduzir marcas de arrasto na peça acabada.  

Os sprues geralmente têm conicidade entre 1 e 3 graus. No entanto, para sprues mais longos, uma conicidade ligeiramente mais alta (3-5 graus) facilita a ejeção.

Redução de residuos

Minimizar o material no sprue é outra consideração importante no projeto do sprue. Os sprue “Pin-point” usam um sprue de pequeno diâmetro conectado a um canal de diâmetro maior para reduzir o volume de material no próprio sprue, ou projetos de “sprue aberto” onde o sprue é deixado parcialmente aberto durante o processo de moldagem. Ambos os métodos ajudam a reduzir a cicatriz visível do sprue em a parte acabada.

Existem muitos outros designs de sprue além do estilo cônico simples acima. Dependendo da aplicação, os sprues submarinos são projetados para entrar na cavidade de baixo para reduzir os defeitos estéticos na superfície da peça. Os sprues ventilados possuem canais que permitem que qualquer ar preso escape durante o processo de enchimento e ajudam a evitar vazios e marcas de pia.

Onde o Sprue deve estar localizado no molde?

O projeto adequado do sprue pode ajudar a garantir um fluxo uniforme, reduzir o estresse nas peças e ajudar na prevenção de defeitos. Aqui está uma visão geral das principais considerações:

Quociente de vazão

A colocação adequada do canal de entrada garantirá um fluxo de plástico equilibrado através da cavidade do molde. Normalmente, isso significa que o canal de entrada deve estar localizado na parte mais pesada da seção.  

As tendências naturais do fluxo plástico vão do grosso ao fino. Isto garante um enchimento uniforme de toda a cavidade e evita áreas de enchimento insuficiente e ventilação.

Estresse da peça

A localização do sprue deve evitar concentrações de tensões na peça acabada. Paredes finas são geralmente mais propensas a empenamentos e rachaduras devido ao resfriamento não uniforme e subsequente encolhimento. Localizar o sprue próximo a uma seção mais espessa não crítica ajudará a aliviar as concentrações de tensão nessas paredes finas.

Localização incorreta e defeitos

Há várias maneiras pelas quais a localização incorreta do sprue pode afetar a peça acabada. Localizar o sprue em uma seção de parede fina pode fazer com que essa área esfrie prematuramente. Isso resultará em “marcas de afundamento”, que são depressões localizadas na superfície.  

Por outro lado, localizar o canal perto de uma linha de separação crítica ou canto pode criar “linhas de solda“. São imperfeições localizadas próximas à borda da peça onde as duas frentes opostas do plástico fundido se fundem. Em última análise, isso reduz a integridade estrutural da peça. 

“Armadilhas” de ar também podem ser introduzidas na peça devido à localização inadequada do sprue. Essas são áreas de bolsas de ar presas dentro da peça devido ao fluxo desequilibrado. Esse é apenas outro tipo de imperfeição que pode resultar em rejeição da peça e/ou fraqueza estrutural.

Estas considerações, entre outras, devem ser examinadas pelo projetista do molde ao posicionar o sprue. A localização adequada estabelecerá padrões de fluxo ideais, aliviará as concentrações de estresse e evitará estes defeitos de ocorrer.

O veredito

Em resumo, um processo de moldagem por injeção eficaz começa com um canal de injeção bem projetado e colocado no local ideal. 

É importante entender como o diâmetro, o comprimento, o ângulo de conicidade e a posição do canal de entrada afetam o fluxo, a tensão e os defeitos da cavidade. Permite que os fabricantes criem um processo mais eficiente e eficaz para a produção de peças de qualidade. Isto, por sua vez, reduz o tempo de ciclo e o consumo de material, o que reduz os custos.

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