Defeitos em Peças Injetadas: Bolhas

Bolhas
Exemplo de bolhas

As bolhas aparecem na superfície da peça causadas por gases que não conseguem escapar antes que a superfície enrijeça. Clique na causa listada na tabela para explicações mais detalhadas. Para ver outros defeitos e soluções clique aqui.

POSSÍVEIS CAUSAS
Causador Causa Solução
Máquina Tempo de ciclo muito curto Aumentar o tempo de resfriamento da peça no molde
Rotação da rosca rápida demais Reduzir a velocidade de rotação da rosca
Baixa contrapressão Aumentar a contrapressão
Velocidade de injeção muito alta Reduzir a velocidade de injeção
Molde Temperatura do molde baixa Aumentar a temperatura do molde
Temperatura do molde muito alta Reduzir a temperatura do molde
Entrada mal localizada Realocar a entrada
Saídas de ar insuficientes Aumentar as saídas de ar ou sua distribuição no molde
Material Granulado mal compactado ou excesso de uso de moído Trocar granulado por outro mais compactado ou reduzir a quantidade de moído misturado ao granulado
Uso de resinas altamente voláteis Aumentar contrapressão, usar canhão com degasagem
Excesso de umidade Retirar a umidade do material em estufa ou similar
Operador Operador abrindo a porta da injetora cedo demais Deixar a máquina determinar o momento de abertura do molde

MÁQUINA

Tempo de ciclo muito curto

Explicação: na tentativa de reduzir o tempo de ciclo e consequentemente o custo de produção, muitas empresas usam um tempo reduzido de resfriamento. Com isso, a peça é ejetada do molde sem estar 100% sólida, fazendo com que gases formados durante a injeção se expandam contra a superfície da peça e formem bolhas, já que não há mais a parede do molde para impedir essa expansão.

Solução: ainda que isso signifique no aumento de custos é importante que o molde permaneça fechado tempo suficiente para a solidificação completa da peça. Reduzir a temperatura do molde também pode ajudar, mas essa alternativa pode causar outros defeitos devido a necessidade de aumento da pressão de injeção. Uma outra solução é aumentar a contrapressão a fim de remover os gases antes que eles entrem no molde.


Rotação da rosca rápida demais

Explicação: ao rotacionar numa velocidade muito alta a rosca tende a gerar ar ou outros gases no plástico fundido. Quando esse material chega ao molde o ar/gás sobe para a superfície formando bolhas.

Solução: reduzir a velocidade de rotação da rosca reduz o cisalhamento do material e a possibilidade de formação de bolhas.

Baixa contrapressão

Explicação: a contrapressão faz com que a massa fique mais densa. Uma baixa contrapressão pode fazer com que o material tenha margem para expandir e gerar bolhas de gases.

Solução: aumentando a contrapressão o material fundido vai estar mais compacto, o que ajuda a remover e evitar o represamento de gases.

Velocidade de injeção muito alta

Explicação: velocidades de injeção muito altas tendem a gerar turbulência e, consequentemente, criar bolhas de ar que vão aparecer na superfície da peça.

Solução: reduzir a velocidade de injeção para evitar turbulência na massa fundida e consequente formação de bolsas de ar.



MOLDE

Temperatura do molde baixa

Explicação: conforme o material fundido entra no molde, imediatamente ele começa a esfriar de fora para dentro e forma uma “pele” na superfície. Se essa pele se forma rápida demais, qualquer ar/gás que estiver no material não vai conseguir escapar através dos respiros do molde a tempo.

Solução: aumentar a temperatura do molde para que o resfriamento seja mais lento e permita o escape dos gases presentes no plástico fundido.

Temperatura do molde muito alta

Explicação: para que a peça consiga segurar uma eventual bolha de ar dentro de si é necessário que a camada mais externa dela esteja totalmente solidificada antes de ser ejetada do molde. Um molde quente demais vai ejetar uma peça com a superfície amolecida, permitindo assim, a migração do ar para a parte externa gerando bolhas nessa superfície.

Solução: reduzir a temperatura do molde para que a camada externa enrijeça no tempo certo. Um aumento no tempo de resfriamento também pode ajudar, mas por aumentar o custo de produção, não é a melhor forma de resolver o problema. Essa regulagem de temperatura varia muito de plástico para plástico, de peça para peça e de máquina para máquina, e só é obtida através de testes; por isso o ideal é começar o try out sempre com a temperatura mais baixa o possível e ir aumentando conforme a necessidade.

Entrada mal localizada

Explicação: conforme o plástico fundido é injetado e chega a entrada do molde, ele vai se locomover pelo caminho que impõe a menor resistência. Uma entrada mal localizada pode fazer com que o material faça um caminho inadequado e leve ar para dentro da cavidade.

Solução: no estágio de desenvolvimento de um molde deve-se verificar se os respiros estão bem localizados para garantir que durante a injeção não exista aprisionamento de ar nas cavidades. Moldes já prontos podem exigir a realocação da(s) entrada(s). O ideal é que as entradas estejam na parte mais grossa da peça.

Saídas de ar insuficientes

Explicação: durante o desenvolvimento do molde as saídas de ar devem ser bem projetadas. Seu tamanho, localização e formato podem fazer toda a diferença na hora de eliminar gases que estejam no material. Saídas inadequadas permitem o aprisionamento de gases e resultam em bolhas, marcas de queimado e outros defeitos nas peças.

Solução: a eliminação de gases é uma parte muito importante do processo de moldagem por injeção. Convenciona-se que a cavidade deve conter respiros em 30% do seu perímetro e cada respiro deve estar a uma polegada de distância do outro. O canal também deve conter saídas de ar.


MATERIAL

Granulado mal compactado ou excesso de uso de moído

Explicação: o plástico moído cria bolsas de ar no fundido, que durante o resfriamento no molde migram para a superfície gerando bolhas e descascamento da camada superficial. A mesma coisa acontece com o plástico que está granulado, mas mal compactado, onde sua parte interna lembra com um certo exagero uma esponja, muito porosa. Isso acontece com materiais reciclados que não foram bem secos antes da extrusão ou que estão com alguma contaminação por outro material ou resíduo volátil.

Solução: os flocos de material moído devem ter o menor tamanho possível. E se mesmo diminuindo o tamanho o problema persistir, a quantidade de moído misturada ao granulado deve ser reduzida. Uma outra solução é aumentar a contrapressão para ajudar a eliminar os gases aprisionados.

Uso de resinas altamente voláteis

Explicação: alguns materiais como o LCP (polímero de cristal líquido) liberam uma grande quantidade de gases voláteis durante a fase de plastificação. Esses gases precisam de uma oportunidade para escapar do canhão antes de serem injetados no molde junto com a resina.

Solução: os flocos de material moído devem ter o menor tamanho possível. E se mesmo diminuindo o tamanho o problema persistir, a quantidade de moído misturada ao granulado deve ser reduzida. Uma outra solução é aumentar a contrapressão para ajudar a eliminar os gases aprisionados.

Excesso de umidade

Explicação: alguns plásticos absorvem umidade com muita facilidade, e mesmo os menos propensos a essa condição podem acumular alguma umidade na superfície dos grânulos. Se essa umidade não for retirada antes do processamento, a água contida nos grânulos vai evaporar dentro do canhão, gerando gases que formarão bolhas na peça, além de outros defeitos.

Solução: secar adequadamente o material antes do uso procurando manter o nível de umidade na casa dos 0,10%. O material deve ser processado dentro de 2 horas após a secagem, caso contrário pode acumular umidade novamente.


OPERADOR

Operador abrindo a porta da injetora cedo demais

Explicação: a peça deve permanecer tempo o suficiente no molde para que sua superfície esteja completamente rígida. Se o operador retira a peça cedo demais, a superfície amolecida vai permitir a migração de qualquer gás que esteja retido dentro da peça, causando bolhas.

Solução: se possível rodar a máquina com ciclo automático, onde o operador vai interferir o mínimo possível no processo. Orientar os operadores da importância de manter ciclos padronizados.


Bibliografia:
DELONG, Robert. Control Oxidation of HDPE Parts. Disponível em: https://www.ptonline.com/articles/control-oxidation-of-hdpe-parts. Acesso em: 04/07/2018.
HARADA, Júlio. Moldes para injeção de termoplásticos: projetos e princípios básicos. São Paulo: Artliber, 2004.
HARPER, Charles A.; PETRIE, Edward M. Plastics Materials and Process: A Concise Encyclopedia. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2003.
TEXAS PLASTIC TECHNOLOGIES. The Plastic Troubleshooter: blisters. Disponível em: http://www.plastictroubleshooter.com/ThePlasticTroubleshooter/bl_specks.htm. Acesso em: 04/07/2018.
Artigo postado em 13/07/2018
Sobre o autor: Daniel Tietz Roda é Tecnólogo em Produção de Plásticos formado pela FATEC/ZL e Técnico em Projetos de Mecânica pela ETEC Aprígio Gonzaga. Trabalhou na área de assistência técnica e desenvolvimento de plásticos de 2008 até 2013 e atualmente é proprietário do Tudo sobre Plásticos.
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