Injeção de Plástico - Padrão de Preenchimento

Prévia do material em texto

Visão Geral
O padrão de preenchimento é a progressão temporária que o polímero flui do canal até
a cavidade do molde. Essa característica é importante para determinar a qualidade e
como resultado da análise de preenchimento.
O padrão de preenchimento pode ser representado de duas formas:
● Contorno de linhas;
● Bandas de cores;
A análise do preenchimento ajuda a entender muitos problemas, principalmente em
moldes com formatos mais complexos.
Fluxo em Moldes Complexos
OVERPACK
No molde existem áreas que são mais fáceis de serem preenchidas, por isso quando o
fluxo começa a entrar elas recebem o primeiro material. O problema é que algumas
vezes mesmo após essas áreas estarem cheias a entrada de material continua
acontecendo, já que o mesmo precisa preencher outras partes.
A partir desse acúmulo de material é gerado um aumento na orientação e no nível de
tensão, causando uma taxa de encolhimento maior nessa área. As outras partes em
comparação ficam com um nível baixo de tensão e de orientação. Esse fenômeno pode
acarretar no empenamento, já que existe uma diferença de encolhimento do objeto.
RECETRACK EFFECT
Recetrack é quando o material preenche primeiro a parte com menor resistência,
normalmente a que for mais grossa, fazendo com que o preenchimento seja irregular.
Esse fenômeno causa bolhas de ar e linhas de emenda.
HESITATION EFFECT
Fenômeno que ocorre junto com o Recetrack, sendo os dois complementares.
Na metade do preenchimento o fluxo chega na parte mais fina da peça, porém como a
pressão não é o suficiente, a sua movimentação é interrompida. Após o preenchimento
de todo o resto da peça, o fluxo, que anteriormente estava parado, volta a se
movimentar preenchendo assim a região mais fina.
Quando ocorre uma hesitação muito alta, acontece o resfriamento da frente do fluxo,
impedindo que a peça seja completamente preenchida.
Esses fenômenos podem ser evitados através da diminuição da diferença das
espessuras.
VARYING INJECTION RATE
Quando a taxa de injeção é muito baixa existe uma alta perda de calor, ocasionando no
impedimento da passagem do fluxo nas partes finas pela camada congelada.
UNDERFLOW EFFECT
Dois ou mais fluxos se encontram e formam uma linha de emenda, e com isso o fluxo
para o seu progresso e muda de direção.
Essa reversão do fluxo ocasiona partes com baixa qualidade, tanto de aparência
quanto de estrutura.
Os vetores de velocidade sempre precisam ser perpendiculares às linhas de contorno
do preenchimento, quando isso não acontece é porque ocorreu Underflow.
WELD LINES
São formadas quando duas frentes de fluxos se encontram, em peças com vários gates
elas são inevitáveis.
O local onde elas estão localizadas normalmente é uma região mais fraca, já que
temos uma concentração de tensão na mesma.
As weld lines não podem ser eliminadas, mas sim transferidas para regiões menos
frágeis. Por isso é importante analisar onde as mesmas estão localizadas através da
análise do fluxo e com isso entender o que precisa ser modificado.
O que pode amenizar ou modificar as weld lines:
● A localização do gate;
● A quantidade de gates;
● O tamanho do runner;
MELD LINES
As meld lines são parecidas com as weld lines, a diferença é que as frentes dos fluxos
nesse caso estão em paralelo. Em muitos casos as weld lines se tornam meld lines.
Para diminuir os efeitos das meld lines, são utilizados os mesmos recursos
mencionados anteriormente quando mencionado as weld lines.
SINK MARKS
São marcas que demonstram que naquela região existe uma variação evidente na
superfície. Elas ocorrem na fase de compactação e não na de preenchimento.
A prevenção ou diminuição dessas marcas ocorre nas fases de pressurização e de
compensação.
MULTIDIRECTIONAL FLOW
Ocorre quando o fluxo muda de direção durante o preenchimento, resultando em
marcas de fluido, tensão, deformação e outros.
A direção é modificada quando se encontra com alguma aresta. Essa mudança pode
causar Overpacking e Underflow.
UNSTABLE FLOW
O fluxo de material se torna imprevisível quando ocorre uma instabilidade na
combinação entre a transferência de calor e o fluxo do fluido.
Essa imprevisibilidade fica aparente quando em dois processos de preenchimento com
o mesmo molde, ocorre uma diferença no padrão do fluxo.
SIMPLE FLOW PATTERN
Um padrão de fluxo simples é sempre o objetivo em um preenchimento, já que na sua
forma complexa existem diversas variáveis que diminuem a qualidade do equipamento.
A utilização do MOLDFLOW design tem como objetivo possibilitar o controle do
posicionamento dos gates,o dimensionamento dos canais, e as modificações na peça
utilizada, para assim obter um padrão de fluxo simples.
FFV and FFA
FFV (Flow-front velocity) é a velocidade que a frente do fluxo passa pelo canal e pela
cavidade.
FFA (Flow-front área) é a área da seção transversal da frente do fluxo que está
avançado.
𝐹𝐹𝑉 = 𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑇𝑅𝐼𝐶 𝐼𝑁𝐽𝐸𝐶𝑇𝐼𝑂𝑁 𝐹𝐿𝑂𝑊 𝑅𝐴𝑇𝐸𝐹𝐹𝐴
FFV INFLUENCIANDO O PADRÃO DE PREENCHIMENTO
Em um padrão de preenchimento ideal, a frente de fluxo vai passar simultaneamente
por todas as extremidades da cavidade com uma velocidade constante durante todo o
processo. Caso isso não ocorra pode ocorrer o OVERPACKING na região que for
preenchida antecipadamente.
O padrão de preenchimento no mundo real não é ideal, isso quer dizer que não se tem
um perfil de velocidade de frente de fluxo constante. Isso fica evidente quando é posto
uma velocidade constante na movimentação do RAM, e o resultado do FFV não é
constante. A partir disso percebe-se que vai existir partes que serão preenchidas mais
rapidamente que outras, o que pode resultar na diferença de encolhimento das regiões
da peça ou no empenamento da peça.
UTILIZANDO O MOLDFLOW
Uma análise de fluxo cria diversos gráficos, sendo um deles o de tempo de
preenchimento
Fill Time:
● O padrão de preenchimento pode ser isochrones (intervalo de tempo é igual);
● Espaço entre contornos adjacentes → FFV;
● Espaço muito pequeno → Indicação de Hesitation (↓FFV);
● Espaço largo → Indicação de Racetracking (↑ FFV);
● Pode ser usado para encontrar weld/meld lines e air-trap;
O que modificar para melhorar o padrão de fluxo:
● Projeto da peça;
● Projeto da ferramenta;
● Localização do gate;
● O perfil da velocidade de injeção;
● A temperatura de fundição e a do molde;
● O material selecionado;
TORNAR FFV CONSTANTE COM O MOLDFLOW
O FFV afeta a estrutura molecular e a orientação dos filamentos do polímero. Por isso
é necessário torná-lo o mais constante possível.
Uma forma de manter uma constância na velocidade é ajustar o perfil de velocidade do
RAM. A maioria das máquinas de injeção moderna tem essa capacidade.
Referência: MOLDFLOW Design Guide: A Resource for Plastics Engineers. [S.I]: Hanser
Gardner Publications, 2006. 326 p.