Dominando a Injeção de Plásticos de Engenharia de Alta Temperatura

Um processo rápido e econômico, a injeção é adequada para produções em alto volume de peças precisas e repetíveis. Historicamente, peças injetadas foram feitas de materiais mais fracos. Recentemente, no entanto, equipes de produto começaram a explorar o que é possível quando usam plásticos de engenharia de alto desempenho para injeção. Esses plásticos conferem às peças propriedades físicas e mecânicas aprimoradas e oferecem propriedades térmicas melhoradas devido aos seus altos pontos de fusão.

A injeção com esses plásticos pode ser desafiadora porque requer moldes mais fortes projetados para suportar o calor. Seu parceiro de fabricação normalmente projetará e fará seu molde com base nos designs das suas peças. No entanto, vale a pena estar ciente de suas opções e sinais de alerta para observar quando você estiver projetando peças para produção. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre injeção com plásticos de alta temperatura.

Plásticos comuns de alta temperatura

Plásticos de alta temperatura — plásticos de engenharia com pontos de fusão entre 216°C e 382°C — estão começando a substituir metais à medida que indústrias como a automotiva buscam se tornar mais eficientes em energia e combustível. Não apenas esses plásticos são leves, mas também são resistentes à corrosão e oferecem maior flexibilidade de design e estabilidade dimensional.

Com uma estrutura cristalina ordenada e uma faixa de fusão apertada, a Polieteretercetona (PEEK) é um plástico popular de alta temperatura que pode absorver quantidades significativas de calor. Além disso, a moldagem de PEEK emite apenas baixos níveis de fumaça e gás. O alto ponto de fusão do PEEK de 343°C permite alimentação e velocidades mais rápidas, enquanto sua inflamabilidade UL 94 V-0 significa que a queima parará dentro de 10 segundos em uma peça vertical. Leve e resistente a fluência, calor, eletricidade, desgaste, corrosão e fadiga, o PEEK é ideal para uso em ambientes severos ou de alta temperatura.

ULTEM® (o nome de marca para PEI) é uma resina plástica amorfa que é fácil de termoformar ou colar com adesivos, e é outro termoplástico popular de alta temperatura. ULTEM® PEI tem uma estrutura molecular aleatória, uma ampla faixa de amolecimento, ponto de fusão de 218°C, classificação de inflamabilidade V-0 e a capacidade de manter sua integridade mecânica e propriedades elétricas em altas temperaturas. PEI durável produz fumaça mínima e é resistente a chamas e produtos químicos, tornando-o um material ideal para a indústria aeroespacial e placas de circuito.

1. Inclua canais de transferência de calor

Durante o processo de injeção, seu fabricante gastará bastante tempo resfriando sua peça antes da ejeção e aquecendo seu molde antes da injeção. Incluir canais de transferência de calor equidistantes no design do seu molde pode acelerar esses processos. Esses canais devem expor cada cavidade à mesma quantidade de fluido de aquecimento ou resfriamento simultaneamente. Isso permitirá que seu fabricante eleve ou baixe rapidamente e uniformemente a temperatura do seu molde.

2. Use pinos térmicos

Se você não pode incluir canais de transferência de calor em certas seções do seu molde devido a extensões ou projeções, pode usar pinos térmicos. Com altos níveis de condutividade térmica, esses pinos podem transferir rapidamente calor de áreas anteriormente inacessíveis para os canais de transferência de calor do seu molde. Pinos térmicos otimizarão a temperatura interna do seu molde sem interromper a pressão do refrigerante.

Pinos térmicos contêm fluido selado dentro de um cilindro. Quando o fluido extrai calor do molde, ele vaporiza, e condensará quando liberar calor para o refrigerante. Quase 10 vezes mais eficientes na transferência de calor do que inserções de cobre e ligas de aço-cobre, pinos térmicos são uma ótima opção para quando você tem um molde complexo. Apenas certifique-se de evitar quaisquer espaços de ar entre seu pino térmico e seu molde ou use selante altamente condutivo para preenchê-los.

3. Selecione o material do molde correto

O material do seu molde pode impactar seu produto final e deve influenciar o design do seu molde. Você precisará encontrar um material de molde de alta temperatura que atinja um equilíbrio entre usinabilidade, custo e resistência à abrasão. Afinal, você quer que o molde dure várias produções, mas não quer que leve uma quantidade excessiva de tempo ou dinheiro para criar. Se você está planejando produções em alto volume, considere usar aços de alta resistência como H-13, S-7 ou P20. Se você está prototipando, alumínio é um material de ferramenta econômico.

Lembre-se de que materiais com baixa capacidade de transferência de calor exigirão mais canais de resfriamento. Além disso, quaisquer fluidos usados para aquecimento ou resfriamento precisarão estar em temperaturas mais altas ou mais baixas.

Torne novas coisas possíveis com a Fast Radius

Projetar peças injetadas que serão feitas com plásticos de alta temperatura pode tornar o processo de injeção mais complicado, mas usar esses tipos de plásticos de alto desempenho pode valer a pena quando suas peças têm requisitos específicos. Plásticos de alta temperatura são mais fortes que muitos outros materiais e muitas vezes podem ser usados no lugar de metal para aplicações de alto desempenho.

Um parceiro experiente de injeção como a Fast Radius pode ajudá-lo durante todo o processo de injeção, do design à produção, e garantir que seus moldes estejam equipados para lidar com seu projeto — mesmo quando suas peças exigem plásticos de alta temperatura. Quando você trabalha conosco, terá acesso à nossa equipe de especialistas em injeção que podem ajudar a construir peças de alta qualidade mais rápido e por menos. Entre em contato conosco hoje para começar.