Fluxo de processo de peças de moldagem por injeção automotiva

A maioria das peças no interior e exterior do moldagem por injeção do console central. As peças plásticas internas geralmente incluem acessórios para painel de instrumentos, acessórios para assentos, acessórios para assoalho, acessórios para teto, acessórios para volante, acessórios para interior de portas, espelhos retrovisores e várias fivelas e fixações; as peças plásticas externas incluem luzes dianteiras e traseiras, grades de entrada de ar, para-lamas e espelhos retrovisores. A seguir está o fluxo do processo e os parâmetros importantes relacionados às peças de moldagem por injeção automotiva.

1 Definição

O processo de moldagem por injeção refere-se ao processo de fabricação de peças semiacabadas de um determinado formato por meio de enchimento, pressão, resfriamento, desmoldagem e outras operações de matérias-primas fundidas.

2 Fluxo do processo

O processo de moldagem por injeção é o seguinte:
1 Estágio de enchimento
O enchimento é o primeiro passo em todo o ciclo de moldagem por injeção. O tempo começa do início da moldagem por injeção quando o molde é fechado até que a cavidade do molde seja preenchida para cerca de 95%. Em teoria, quanto menor o tempo de enchimento, maior a eficiência da moldagem. No entanto, na produção real, o tempo de moldagem (ou velocidade de injeção) está sujeito a muitas condições. O enchimento pode ser dividido em enchimento de alta velocidade e enchimento de baixa velocidade.
1) Enchimento de alta velocidade
Durante o enchimento de alta velocidade, a taxa de cisalhamento é alta, e a viscosidade do plástico diminui devido ao afinamento do cisalhamento, o que reduz a resistência geral do fluxo; o aquecimento viscoso local também tornará a espessura da camada solidificada mais fina. Portanto, no estágio de controle de fluxo, o comportamento do enchimento geralmente depende do volume a ser preenchido. Ou seja, no estágio de controle de fluxo, devido ao enchimento de alta velocidade, o efeito de afinamento do cisalhamento do fundido geralmente é grande, enquanto o efeito de resfriamento da parede fina não é óbvio, então o efeito da taxa prevalece.
2) Enchimento em baixa velocidade
Quando a condução de calor controla o enchimento de baixa velocidade, a taxa de cisalhamento é baixa, a viscosidade local é alta e a resistência ao fluxo é grande. Como a taxa de reposição de plástico quente é lenta e o fluxo é lento, o efeito de condução de calor é mais óbvio, e o calor é rapidamente retirado pela parede fria do molde. Juntamente com uma pequena quantidade de aquecimento viscoso, a espessura da camada solidificada é mais espessa, o que aumenta ainda mais a resistência ao fluxo na parede mais fina.
2 Estágio de espera
A função do estágio de retenção é aplicar pressão continuamente, compactar o fundido, aumentar a densidade do plástico (densificação) e compensar o comportamento de encolhimento do plástico. Durante o processo de retenção, a contrapressão é alta porque a cavidade do molde já está preenchida com plástico. Durante o processo de retenção e compactação de pressão, o parafuso da máquina de moldagem por injeção só pode se mover para frente lentamente e ligeiramente, e a velocidade do fluxo do plástico também é relativamente lenta. O fluxo neste momento é chamado de fluxo de retenção de pressão. Porque no estágio de retenção de pressão, o plástico é resfriado e solidificado pela parede do molde mais rápido, e a viscosidade do fundido aumenta rapidamente, então a resistência na cavidade do molde é muito grande. No estágio posterior de retenção de pressão, a densidade do material continua a aumentar, e as peças de plástico são gradualmente formadas. O estágio de retenção de pressão deve continuar até que o portão seja solidificado e selado. Neste momento, a pressão da cavidade no estágio de retenção de pressão atinge o valor mais alto.
No estágio de retenção de pressão, devido à alta pressão, o plástico mostra compressibilidade parcial. Na área de alta pressão, o plástico é mais denso e tem uma densidade maior; na área de baixa pressão, o plástico é mais solto e tem uma densidade menor, então a distribuição de densidade muda com a posição e o tempo. Durante o processo de retenção de pressão, a taxa de fluxo do plástico é extremamente baixa, e o fluxo não desempenha mais um papel de liderança. A pressão é o principal fator que afeta o processo de retenção de pressão.

3 Estágio de resfriamento

No molde de moldagem por injeção, o design do sistema de resfriamento é muito importante. Isso ocorre porque somente quando os produtos plásticos moldados são resfriados e solidificados a uma certa rigidez é que os produtos plásticos podem ser impedidos de serem deformados por forças externas após a desmoldagem. Como o tempo de resfriamento é responsável por cerca de 70% a 80% de todo o ciclo de moldagem, um sistema de resfriamento bem projetado pode encurtar muito o tempo de moldagem, melhorar a produtividade da moldagem por injeção e reduzir custos. Um sistema de resfriamento projetado incorretamente prolongará o tempo de moldagem e aumentará os custos; o resfriamento irregular causará ainda mais empenamento e deformação dos produtos plásticos. O calor que entra no molde a partir do fundido é geralmente dissipado em duas partes, 5% do qual é transferido para a atmosfera por radiação e convecção, e o 95% restante é conduzido do fundido para o molde. Devido ao tubo de água de resfriamento no molde, o calor do produto plástico é transferido do plástico na cavidade do molde para o tubo de água de resfriamento através da estrutura do molde por condução de calor e, em seguida, levado pelo refrigerante por convecção de calor. Uma pequena quantidade de calor que não é levada pela água de resfriamento continua a ser conduzida no molde e se dissipa no ar após entrar em contato com o mundo externo. O ciclo de moldagem da moldagem por injeção consiste em tempo de fechamento do molde, tempo de enchimento, tempo de espera, tempo de resfriamento e tempo de desmoldagem. Entre eles, o tempo de resfriamento é responsável pela maior proporção, cerca de 70% a 80%. Portanto, o tempo de resfriamento afetará diretamente a duração do ciclo de moldagem e a saída de produtos plásticos. Durante o estágio de desmoldagem, a temperatura do produto plástico deve ser resfriada a uma temperatura menor do que a temperatura de deformação térmica do produto plástico para evitar que o produto plástico seja relaxado devido ao estresse residual ou empenamento e deformação causados pela força externa de desmoldagem.

4ª Etapa de desmoldagem

A desmoldagem é a última etapa de um ciclo de moldagem por injeção. Embora o produto tenha sido formado a frio, a desmoldagem ainda tem um impacto muito importante na qualidade do produto. Métodos de desmoldagem inadequados podem causar força desigual no produto durante a desmoldagem e deformação do produto durante a ejeção. Existem duas formas principais de desmoldagem: desmoldagem por ejetor e desmoldagem por stripper. Ao projetar um molde, escolha um método de desmoldagem adequado com base nas características estruturais do produto para garantir a qualidade do produto. Para moldes que usam desmoldagem por ejetor, o ejetor deve ser ajustado o mais uniformemente possível, e a posição deve ser selecionada onde a resistência à desmoldagem seja a maior e a resistência e rigidez da peça plástica sejam as maiores, de modo a evitar deformação e danos à peça plástica. A placa stripper é geralmente usada para a desmoldagem de recipientes de paredes finas de cavidade profunda e produtos transparentes que não permitem marcas de haste de pressão. As características deste mecanismo são força de desmoldagem grande e uniforme, movimento suave e nenhuma marca residual óbvia.
Três parâmetros importantes
Os parâmetros importantes relacionados à moldagem por injeção são os seguintes:
1 Pressão de moldagem por injeção
A pressão de moldagem por injeção é fornecida pelo sistema hidráulico do sistema de moldagem por injeção. A pressão do cilindro hidráulico é transmitida ao plástico fundido através do parafuso da máquina de moldagem por injeção. Sob a pressão, o plástico fundido entra no canal de fluxo vertical (também o canal de fluxo principal para alguns moldes), o canal de fluxo principal, o canal de fluxo de ramificação do molde através do bico da máquina de moldagem por injeção e entra na cavidade do molde através do portão. Este processo é o processo de moldagem por injeção, ou é chamado de processo de enchimento. A existência de pressão é para superar a resistência no processo de fluxo do fundido, ou inversamente, a resistência no processo de fluxo precisa ser compensada pela pressão da máquina de moldagem por injeção para garantir o progresso suave do processo de enchimento. Durante o processo de moldagem por injeção, a pressão no bico da máquina de moldagem por injeção é a mais alta para superar a resistência ao fluxo do fundido durante todo o processo. Depois, a pressão diminui gradualmente ao longo do comprimento do fluxo até a extremidade frontal da frente da onda de fusão. Se a exaustão dentro da cavidade do molde for boa, a pressão final na extremidade frontal do fundido será a pressão atmosférica.
Existem muitos fatores que afetam a pressão de enchimento do fundido, que podem ser resumidos em três categorias:
1) Fatores materiais
Como o tipo e a viscosidade do plástico;
2) Fatores estruturais
Como o tipo, número e posição do sistema de passagem, o formato da cavidade do molde e a espessura do produto;
3) Elementos do processo de moldagem
2 Tempo de injeção
O tempo de injeção aqui se refere ao tempo necessário para o plástico fundido preencher a cavidade, excluindo o tempo auxiliar, como abertura e fechamento do molde. Embora o tempo de injeção seja muito curto e tenha pouco impacto no ciclo de moldagem, o ajuste do tempo de injeção tem um grande efeito no controle de pressão do portão, canal e cavidade. O tempo de injeção razoável ajuda o fundido a preencher idealmente e é de grande importância para melhorar a qualidade da superfície do produto e reduzir a tolerância dimensional. O tempo de injeção deve ser muito menor do que o tempo de resfriamento, que é cerca de 1/10 a 1/15 do tempo de resfriamento. Esta regra pode ser usada como base para prever o tempo total de moldagem de peças plásticas. Ao realizar a análise do fluxo do molde, o tempo de injeção no resultado da análise é igual ao tempo de injeção definido nas condições do processo somente quando o fundido é completamente empurrado pelo parafuso para preencher a cavidade. Se o interruptor de retenção de pressão do parafuso ocorrer antes que a cavidade seja preenchida, o resultado da análise será maior do que a configuração das condições do processo.
3 Temperatura de injeção
A temperatura de injeção é um fator importante que afeta a pressão de injeção. O cilindro da máquina de moldagem por injeção tem de 5 a 6 seções de aquecimento, e cada matéria-prima tem sua temperatura de processamento apropriada (para temperaturas de processamento detalhadas, consulte os dados fornecidos pelo fornecedor do material). A temperatura de injeção deve ser controlada dentro de uma certa faixa. Se a temperatura for muito baixa, o fundido não será bem plastificado, afetando a qualidade da peça moldada e aumentando a dificuldade do processo; se a temperatura for muito alta, a matéria-prima se decomporá facilmente. No processo real de moldagem por injeção, a temperatura de injeção é frequentemente mais alta do que a temperatura do cilindro. O valor mais alto está relacionado à taxa de injeção e ao desempenho do material, e pode atingir até 30 °C. Isso é causado pelo alto calor gerado pelo cisalhamento quando o fundido passa pela porta de injeção. Existem duas maneiras de compensar essa diferença ao realizar a análise do fluxo do molde. Uma é tentar medir a temperatura do fundido ao injetar no ar, e a outra é incluir o bico na modelagem.
4 Pressão de retenção e tempo
Quando o processo de moldagem por injeção está prestes a terminar, o parafuso para de girar e só se move para frente. Neste momento, a moldagem por injeção entra no estágio de retenção. Durante o processo de retenção de pressão, o bico da máquina de moldagem por injeção alimenta continuamente o material na cavidade para preencher o volume desocupado pelo encolhimento da peça. Se a cavidade for preenchida sem retenção de pressão, a peça encolherá em cerca de 25%, especialmente as nervuras encolherão muito e formarão marcas de encolhimento. A pressão de retenção de pressão é geralmente cerca de 85% da pressão máxima de enchimento, que deve ser determinada de acordo com a situação real.

5 Contrapressão

A contrapressão se refere à pressão que precisa ser superada quando o parafuso reverte e recua para armazenar material. O uso de alta contrapressão é propício à dispersão de corantes e ao derretimento de plásticos, mas também prolonga o tempo de retração do parafuso, reduz o comprimento das fibras plásticas e aumenta a pressão da máquina de moldagem por injeção. Portanto, a contrapressão deve ser menor, geralmente não excedendo 20% ​​da pressão de injeção. Ao injetar plásticos de espuma, a contrapressão deve ser maior do que a pressão formada pelo gás, caso contrário, o parafuso será empurrado para fora do cilindro. Algumas máquinas de moldagem por injeção podem programar a contrapressão para compensar a redução no comprimento do parafuso durante o derretimento, o que reduzirá o calor de entrada e reduzirá a temperatura. No entanto, como o resultado dessa mudança é difícil de estimar, não é fácil fazer ajustes correspondentes na máquina.

Conclusão

Devido aos requisitos de desenvolvimento de automóveis leves e de baixo consumo de energia, a composição material das peças automotivas mudou significativamente de plástico para aço. A julgar pela aplicação de plásticos automotivos no país e no exterior, a quantidade de moldagem por injeção do console central tornou-se um importante indicador do nível de tecnologia de produção de automóveis.