Marca de fluxo na moldagem por injeção: causas e prevenção

moldagem por injeção é um método popular de fabricação de peças plásticas. Essa tecnologia é eficiente para produção em larga escala, mantendo a repetibilidade e a relação custo-benefício. No entanto, qualquer desvio no ferramental, nas variáveis ​​do processo e na qualidade da matéria-prima causa diversos defeitos nas peças moldadas. Uma marca de fluxo na moldagem por injeção é um dos principais defeitos que influencia o acabamento e a estética.

Entender a natureza das marcas de fluxo pode ajudá-lo a produzir peças sem defeitos, exatamente de acordo com as especificações do seu projeto. Então, vamos discutir em detalhes os tipos de marcas de fluxo, suas causas e estratégias de prevenção.

O que é uma marca de fluxo na moldagem por injeção?

Marcas de fluxo, também conhecidas como linhas de fluxo, são linhas onduladas, listras ou padrões que se desenvolvem na superfície do material plástico durante o processo de moldagem por injeção. Embora não afetem a integridade estrutural do material, constituem um defeito cosmético que pode reduzir o apelo estético do produto, resultando em menor qualidade percebida e menor aceitação pelo consumidor.

As linhas de fluxo geralmente seguem a direção do fluxo do material fundido dentro da cavidade e são comumente encontradas perto de pontos de injeção ou em cantos vivos. Isso indica um controle inadequado do processo, pois é causado por vários fatores que levam a padrões de fluxo irregulares do plástico fundido, resultando em resfriamento inconsistente.

Tipos de marcas de fluxo de moldagem por injeção

Essas marcas na superfície de peças/produtos moldados podem ser categorizadas em diferentes tipos com base em sua aparência e mecanismo de formação.

Vamos discutir ondas, jatos, linhas de radiação, bandas periódicas, linhas de solda e outros tipos de marcas de fluxo na moldagem por injeção.

Marcas de fluxo de onda

Trata-se de uma faixa ondulada ao longo da direção do fluxo da carga de alimentação. O resfriamento e a solidificação mais rápidos da camada externa enquanto a camada interna flui dentro do molde, resultantes do resfriamento repentino nas paredes do molde ou da velocidade de fluxo não uniforme, causam o aparecimento desse tipo de marca de fluxo. Esses tipos de marcas de fluxo são comumente encontrados em superfícies grandes, planas e brilhantes, incluindo carcaças de componentes eletrônicos e painéis internos de automóveis.   

Marcas de jato

Trata-se de uma pequena faixa irregular, semelhante a uma cobra, que sai da porta de injeção. Ela ocorre quando o fluxo do fluido é muito alto e turbulento, onde a carga não tem tempo suficiente para se espalhar uniformemente. As marcas lembram o esguicho da carga fundida da porta. É normalmente encontrada em componentes com portas estreitas seguidas por amplas aberturas na cavidade, como conectores, para-choques automotivos e componentes de precisão.

Linhas de Radiação

Essas linhas em forma de anel parecem irradiar para fora da porta de injeção, como seixos jogados em um lago. Isso se deve principalmente ao resfriamento desigual das diferentes camadas da carga, à medida que a camada que toca as paredes esfria e solidifica mais rápido do que a camada interna.

Temperaturas mais baixas do molde, juntamente com velocidades e gradientes de pressão mais lentos devido ao canal, podem desencadear a criação de linhas de radiação durante a moldagem por injeção. Essas linhas são criadas em peças com uma comporta central com fluxo plástico irradiando para fora, o que inclui peças circulares ou radiais, como tampas de garrafas, carcaças redondas e cubos de engrenagens.

Marcas de fluxo semelhantes a nuvens

São linhas listradas ou manchas turvas ou leitosas, formadas principalmente devido a propriedades inconsistentes e contaminadas do material, mistura inadequada e variação de temperatura no molde. Essas manchas são encontradas principalmente em peças transparentes, como lentes, dispositivos médicos, difusores de luz e capas de tela.

Faixas periódicas ou listras de tigre

Faixas periódicas ou listras de tigre referem-se ao padrão cíclico de faixas alternadas perpendiculares à direção do fluxo. As faixas podem apresentar diferentes níveis de transparência, intensidade de cor ou brilho. Ocorrem comumente devido à instabilidade do fluxo de fusão, flutuação cíclica nos parâmetros de injeção e interação da carga com aditivos, incluindo cargas e corantes. São comuns em peças com um caminho de fluxo mais longo ou com variação de espessura e que utilizam uma carga preenchida ou pigmentada. Isso inclui componentes como recipientes de paredes finas, peças automotivas longas e carcaças coloridas.

Marcas de fluxo semelhantes a linhas de solda

Linhas de solda, também conhecidas como linhas de emenda ou linhas de emenda, são tipos comuns de defeitos superficiais que aparecem como uma fina costura ou linha visível na junção de duas frentes de fluxo. São mais comuns em peças onde o fluxo plástico contorna algum obstáculo, fazendo com que o fluxo se divida e se reúna do outro lado. Temperatura ou pressão muito baixas também podem prejudicar a fusão adequada entre as duas frentes de fluxo, levando à ligação fraca e à formação de linhas de solda.  

As causas comuns das marcas de fluxo

As causas das marcas de fluxo na moldagem por injeção estão relacionadas a erros de projeto, temperatura de alimentação, variáveis ​​de processo, localização da porta de injeção e canais de alimentação e qualidade da matéria-prima. Você deve considerar essas causas ao configurar a máquina de moldagem por injeção e lidar com o processo.

Baixa temperatura do molde

A baixa temperatura do molde está relacionada à viscosidade do plástico fundido; ela reduz a fluidez. À medida que a temperatura varia, o material na superfície solidifica mais rápido do que o material no núcleo. Esse resfriamento irregular causa a formação de marcas de fluxo.

A seção que esfriou antes é mais propensa a marcas, como a área próxima ao ponto de injeção. É por isso que os moldes costumam ser aquecidos antes e depois do processo de injeção a uma determinada temperatura.

Baixa velocidade e pressão de injeção

Baixas velocidades de injeção levam a diferenças na vazão inicial e na vazão que atinge o molde, o que altera os padrões de fluxo das camadas fundidas e forma marcas de fluxo. Além disso, é importante manter a pressão de retenção após a injeção do plástico para garantir a homogeneidade do fluxo.

Além disso, baixa pressão de injeção da máquina leva ao preenchimento não uniforme da cavidade do molde, e a alimentação injetada não pode ser compacta ou densa.

Tamanho incorreto do portão e do corredor

Se a comporta e o canal forem mais finos do que o necessário, podem causar problemas no fluxo de material. Tamanhos menores aumentam o tempo de enchimento do molde e parte do material perde calor. Consequentemente, um canal estreito reduz a velocidade e a pressão, formando as linhas de fluxo.

O posicionamento incorreto do canal de injeção também pode formar padrões ondulados na superfície, pois afeta a distribuição uniforme do material dentro da cavidade do molde.

Problemas de qualidade do material

Fatores de qualidade de resinas brutas fundidas, como baixas temperaturas de fusão, contaminação do material, umidade, dispersão inadequada de aditivos e presença de gases voláteis, também podem resultar em marcas de fluxo.

Impurezas ou partículas degradadas interrompem o fluxo e o resfriamento uniformes. Essas irregularidades criam listras ou linhas na superfície da peça moldada.

Lubrificação de Moldes

A falta de lubrificação na superfície das cavidades do molde afeta a fluidez do material. Isso retarda o fluxo do fundido e espalha diferentes padrões. Consequentemente, a máquina de moldagem por injeção precisa aplicar uma pressão de injeção mais alta devido à falta de lubrificação.

Causas relacionadas ao equipamento

As configurações e variáveis ​​do equipamento de moldagem por injeção também causam problemas nas linhas de fluxo, como baixa temperatura do bico e do cilindro, sistema de resfriamento inadequado e tempos de ciclo curtos. Portanto, você deve verificar as configurações da máquina e otimizá-la para uma moldagem sem defeitos.

Como evitar marcas de fluxo na moldagem por injeção?

Para evitar marcas de fluxo na moldagem por injeção, é necessário adotar uma abordagem proativa. Isso requer a otimização do molde de injeção quanto à fluidez, o uso de ferramentas e parâmetros de moldagem corretos e a melhoria do processo.

Vamos dar uma olhada nas estratégias comuns para evitar marcas de fluxo na moldagem por injeção.

• Aumentar a temperatura do molde: Mantenha uma temperatura do molde alta e estável, o que melhora a fluidez da carga fundida e restringe a formação da linha de fluxo.
• Use Lodo Frio: Coloque uma lama fria na frente do portão para que ele possa coletar o plástico frio e restringir sua entrada na cavidade.
• Velocidade de injeção correta: A injeção em alta velocidade ajuda a preencher o molde mais rapidamente e a solidificar uniformemente. Portanto, aumente a velocidade após analisar o cenário.
• Alta pressão de injeção: Defina uma alta pressão de injeção
• Coloque o bico e feche o portão: A A curta distância entre o bico injetor de plástico e a válvula de injeção não permite que o plástico derretido esfrie rapidamente. Portanto, coloque-os próximos um do outro.
• Aplique contrapressão: A aplicação de contrapressão durante o processo mantém um fluxo consistente e a compactação do material fundido. Portanto, aumente-a conforme a necessidade.
• Projeto correto do molde: Otimize os parâmetros de projeto do molde, como localização e tamanho do canal de entrada, sistema de canais, bordas e cantos para fluidez do plástico injetado.

Risco de marcas de fluxo e considerações sobre o projeto do molde

O tamanho do canal e da comporta, sua localização, bordas afiadas da cavidade, espessura da peça, ventilação, textura da parede da cavidade e muitas outras características do projeto do molde influenciam as características do fluxo e a formação de linhas ou marcas visíveis. Portanto, o projeto é uma etapa crítica que requer as considerações acima para garantir um fluxo estável.

A lista abaixo mostra as práticas e considerações comuns de projeto para evitar defeitos de moldagem por injeção em linhas de fluxo.

Escolha o tipo certo de molde e material

Há muitos tipos de moldes de injeção, como moldes simples, multifamiliares, de canal frio e de canal quente. Escolha o molde certo com base no tipo de plástico bruto e nas necessidades de produção. Além disso, o material do molde deve ser forte o suficiente para suportar o alto estresse térmico.

Selecione o tipo, tamanho e localização corretos do portão

Posicione a comporta na parte mais espessa da peça e escolha o tipo de comporta correto que promova a fluidez. Por exemplo, uma comporta valvulada pode oferecer controle preciso. Ao mesmo tempo, a comporta deve ser mais larga para evitar qualquer restrição na vazão desejada.

Uniformidade na espessura da peça

A espessura uniforme da parede no projeto da peça melhora o fluxo suave sem transições bruscas. Portanto, recomenda-se limitar a variação da espessura em ±15%, a menos que seja absolutamente necessário.

Incorpore um sistema de ventilação adequado

Coloque aberturas ao longo de um longo caminho de fluxo ou onde o ar possa ficar preso. Você também precisa usar várias aberturas com a profundidade e os tamanhos corretos. Incorporar micro-aberturas aos pinos ejetores também pode facilitar a saída de gases.

Use canais de resfriamento

A distribuição dos canais de resfriamento deve ser uniforme em toda a seção transversal do molde. O tamanho dos canais deve ser selecionado com base no tamanho da peça e na necessidade de resfriamento. Você pode executar simulações térmicas nos canais do molde durante o projeto para otimização.

Escolha a textura certa para paredes ocas

Como o exterior da peça moldada está diretamente relacionado à textura da parede da cavidade, o acabamento espelhado torna as marcas mais visíveis, mesmo com uma baixa frequência da linha de fluxo. Já a textura fosca pode disfarçar a aparência delas.

Se você estiver mais interessado em design de moldes, leia nosso detalhado “guia de projeto de molde de injeção”, que aborda detalhadamente seus diversos aspectos.

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