Injetora com controle PID ou Rele de Estado Sólido?

 Existem no mercado injetoras para injeção plástica com dois tipos de controle de temperatura, o sistema PID e Relê de Estado Sólido. Vamos descrever como funciona cada sistema:

• Controle de temperatura com relê de estado sólido: O canhão das injetoras possuem resistencias elétricas que atuam aquecendo o mesmo para fundir os grânulos do material plástico. Após atingirem a temperatura programada, as resistencias precisam atuar de forma a manter esta temperatura e nos modelos dotados deste tipo de controle o fazem ligando e desligando as resistências de forma que a potência ou é 0 ou 100%. Esse sistema traz alguns inconvenientes que é a imprecisão no controle da temperatura, pois gera uma senóide fazendo com que a temperatura real oscile hora pouco acima da desejada, hora pouco abaixo da desejada. Quando se esta processando materiais sensíveis a temperatura como PA, POM, PC e etc, esse desvio é muito prejudicial ao processo. Esse sistema também incorre em menor vida útil das resistências. Veja o grafico abaixo:

• Controle de temperatura com sistema PID: Essa sigla vem de  proporcional integral derivativo. É um controlador que verifica a diferença entre a temperatura real e a desejada e imputa nas resistência somente a potencia necessária para alcançar a temperatura programada tornando assim o controle muito mais preciso pois, a variabilidade da temperatura não passa de 1 ou 2 graus além claro, de proporcionar controle do processo e maior durabilidade às resistências.

Temperatura de moldes de injeção plástica

 Os moldes de injeção plástica precisam ser refrigerados para terem sua temperatura controlada por dois motivos: 1º - Reduzir ao máximo o tempo de ciclo. 2º - As diferentes resinas necessitam de diferentes temperaturas de moldes em função de suas características como fluidez, aspectos visuais das peças injetadas, resistência e também geometria da peça.

Seria ideal em todas as situações que temperaturas baixas nos moldes pudessem ser utlizadas, mas não é possivel.

O uso incorreto de temperaturas de moldes podem incorrem em diversos problemas tanto no molde como nas peças injetadas como descrito abaixo:

• Quebra prematura de pinos extratores.
• Peças deformadas ou com variação dimensional.
• Redução da resistencia mecânica das peças.
• Alteração dos aspectos visuais das peças injetadas.
• Dificuldade de preenchimento da cavidade.
• Dificuldade de extração da peça.

Abaixo tabela orientativa de temperaturas a serem utilizadas nos moldes:

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O que é proteção de molde?

Proteção de molde é um recurso da injetora de plásticos que esta dentro dos parâmetros de fechamento de molde.

Tem a finalidade, como o nome ja diz, de proteger o molde no caso de algum objeto, ate mesmo uma peça que não foi extraida ou parte dela, ficar entre as duas partes do molde, podendo causar danos as cavidades e a pinos extratores. Este recurso é de suma importância, principalmente quando se faz uso de insertos na injeção, pois protege o molde no caso deste se deslocar ou ser colocado na posição errada.

É um parâmetro que esta entre a ultima fase de fechamento e o travamento do molde. 

Possui curso, pressão e tempo. Estabelecemos um pequeno curso da ordem de poucos milímetros. Este curso depende do tipo de peça ou inserto que esta sendo utilizado. Uma faixa de pressão baixa para que o molde não tenha força para continuar o curso no caso de um objeto esteja presente e então pare ou retarde o fechamento do molde. O tempo de poucos segundos, para que no caso do curso estabelecido não ocorra dentro deste tempo, o molde se abre e o ciclo é interrompido para se verificar a obstrução ocorrida. Após estabelecer estes parâmetros, é usual fazer um teste colocando propositadamente um galho de injeção deste molde obstruindo o mesmo para verificar se os parâmetros estão corretamente estabelecidos.

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Como otimizar o ciclo de injeção plástica?

 Nos meus 30 anos de experiencia em injeção plastica, pude observar que raramente os reguladores de maquinas se preocupam em regular a maquina obtendo o melhor ciclo possível. Muitas vezes o acumulo de tarefas, o mau planejamento ou mesmo por desconhecimento, fazem estes profissionais se preocuparem apenas em colocar a maquina para "rodar" e assim se dirigirem para outras tarefas.

A otimização do ciclo de injeção precisar se realizado com cautela e sem pressa, pois ha necessidade de uma analise de quais parametros podem ser otimizados e de como faze-los pois podem ocorrem efeitos indesejados em determinadas situações.

Relaciono abaixo os parâmetros onde normalmente há maiores oportunidades de otimização.

• Tempo de injeção: O tempo tem que ser suficiente para preencher a peça e nada mais que isso, pois a compactação do material é função do recalque. Para saber se o tempo é suficiente começe com um tempo baixo e observe ate que ponto a peça é preenchida. Va aumentando gradativamente o tempo ate o preenchimento completo e então estabeleça o tempo.
• Tempo de resfriamento: De modo geral os profissionais ajustam este parâmetro com base em sua experiencia, mas ha uma maneira de calcular o tempo de resfriamento que descrevo nesta postagem: Como Calcular o tempo de resfriamento de peças injetadas . Claro que esse método de calculo oferece um direcionamento mas, devido as características como formato e aspectos dimensionais se faz necessario ajustes adicionais. Em determinadas situações o tempo de resfriamento é o parametro que mais consome tempo de ciclo, por isso a importancia em sua correta determinação.

• Tempo de recalque: Este é um parametro que requer um tempo muito pequeno da ordem de 1 ou 2 segundos, com exceção de algumas peças bem especificas. Deve-se levar em conta o efeito deste com base na distancia da entrada do material ate a região que se quer recalcar e tambem o tipo de entrada do material. Entradas do tipo submarinas e capilares resfriam rapidamente e tempos de recalque superiores ao tempo de solidificação das entradas de materiais são totalmente inúteis.
• Curso e velocidade de abertura do molde: O curso deve ser o mínimo suficiente para que haja espaço para se pegar a peça ou para que a mesma caia na caixa. A velocidade deve ser a maior possivel a partir do molde ja destravado. Em maquinas que possuem 3 fases de abertura e fechamento deve-se utilizar velocidades relativamente baixas no destravamento e no final de abertura e velocidades altas durante a abertura.
• Curso e velocidade de extração: O curso deve ser o minimo suficiente para que a peça se destaque do molde e possa ser pega com as mãos ou que caia na caixa. A velocidade deve ser alta, porém deve-se ter cuidado para que não ocorra deformações e que a placa extratora não se choque com violencia na placa do molde podendo causar danos a mesma. em determinadas situações é necessário repetir o ciclo de extração pois a peça não se destaca completamente no primeiro. Ha que ter cuidado para que o numero de ciclo seja exagerado consumindo assim maior tempo de ciclo.

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É possivel ajustar as dimensões de uma peça no processo de injeção?

 Sim é possível realizar pequenos ajustes da ordem de centésimos ou décimos de milímetros em determinadas condições.

Esta tecnica pode ser útil em peças que sofrerão processos de montagem em outras peças

Durante o processo de resfriamento da peça, ocorre a contração do material. Cada material possui uma taxa de contração especifica, mas independente da taxa todas contraem e a contração ocorre em todas as direções mas principamente nas partes com maior massa. 

A temperatura do molde e o tempo de resfriamento afetam a taxa de contração conforme abaixo:

Temperaturas de molde mais baixas causam um resfriamento mais rápido propiciando assim o "congelamento" da estrutura reduzindo a taxa de contração deixando a peça com dimensões ligeiramente maiores. Claro que esta contração é relativa, por exemplo, quando se tem um furo, nesta situação, o furo tende a ficar um menor, por outro lado, quando se tem uma parte cilindrica ou quadrada, esta tende a ficar maior.

Quando se tem temperaturas de molde maiores aliadas a um maior tempo de resfriamento, há uma maior contração da peça tornando esta ligeiramente menor. Da mesma maneira que na situação anterior, a contração é relativa ao formado da peça. Neste caso, um furo ficaria ligeiramente maior e uma parede, uma parte cilíndrica ou quadrada ficariam menores.

Observe na imagem o sentido da contração. Podemos observar que no diâmetro externo ocorre uma diminuição das suas medidas, enquanto no diâmetro interno ocorre o contrario (imagem do centro). Na imagem da direita é mostrado qual seria a geometria ideal para minimizar os efeitos da contração.

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O que é degradação do plástico?

 Degradação do plástico é o fenômeno da alteração da estrutura quimica da resina resultando em perda das propriedades físicas e químicas da mesma.

Como ocorre a degradação?

1. Naturalmente, após o processamento da peça a mesma fica exposta as intempéries e a produtos químicos mas principalmente a radiação UV que vagarosamente vão quebrando as cadeias poliméricas diminuindo  seu tamanho e também nestes locais vão se ligando outros elementos químicos como o oxigênio alterando as propriedades da resina.
2. No processo de reciclagem onde a resina é reaquecida para se tornar uma nova peça. Neste momento o aquecimento também promove a quebra das cadeias poliméricas alterando igualmente as propriedades. Quanto maior o grau de reciclagem maior o grau de degradação.

Existem no mercado vários tipos de aditivos que podem retardar o processo de degradação, cada qual em função do tipo de degradação que a peça esta sujeita.

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Como ajustar a extração de um molde?

 Este artigo tem como objetivo ilustrar como dever ser o correto ajuste ou configuração da operação de extração de um molde de injeção plástica.

Apesar de compor uma pequena parte de todo o ciclo de injeção, necessita de atenção pois o ajuste incorreto pode causar:

• Deformação da peça injetada.
• Elevação do tempo de ciclo.
• Quebra de pinos extratores.
• Quebra prematura de outros componentes do molde.

Extração - Assim como outros parâmetros, deve ser ajustado tendo como objetivo o menor tempo de ciclo porém, com cautela e bom senso.

Curso de extração: Deve ser ajustado o suficiente ao ponto da peça cair ou ser pega por acessórios como robôs ou manipuladores.

Pressão de extração: De modo geral deve ser baixa a não ser por necessidade devido as características da peça como nervuras e ausência de ângulo de saída que tendem a "segurar" a peça na cavidade. 

Velocidade de extração: De modo geral deve ser media para alta a não ser quando há presença de parede finas, pinos extratores de pequeno diâmetro ou nervuras e ausência de ângulos de saída.

Ao final dos ajustes destes parâmetros devemos observar  se a placa extratora esta colidindo fortemente com a placa suporte o que causar danos no molde.

Recuo da extração: Baixa pressão e media para alta velocidade.

Obs: Há em alguns modelos de máquina um parâmetro chamado de retardo de extração. Este é um parâmetro de tempo normalmente utilizado quando o molde possui núcleos rotativos ou gavetas hidráulicas.

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