Compatibilidade de materiais em moldagem por injeção de multimateriais:orientação especializada para sobremoldagem e processos de duas injeções

Publicado em 24 de novembro de 2021

Publicado originalmente em fastradius.com em 24 de novembro de 2021

Moldagem por injeção multimaterial refere-se a qualquer processo de moldagem por injeção que une dois ou mais materiais distintos em um único componente plástico integrado. As duas técnicas mais prevalentes são a sobremoldagem e a moldagem em dois disparos (duplo disparo).

Na sobremoldagem, um substrato rígido é primeiro moldado a partir de um termoplástico escolhido. Esse substrato é então posicionado em uma cavidade moldada separada e o material moldado fundido é injetado para envolver ou cobrir o substrato. Após o resfriamento, os dois polímeros ficam ligados química ou mecanicamente, produzindo uma peça com maior resistência e durabilidade. Embora a configuração de ferramenta dupla aumente os custos de ferramental, a eliminação da montagem posterior pode reduzir drasticamente as despesas com mão de obra e materiais ao longo do ciclo de vida do produto.

A moldagem por injeção de dois disparos alcança um resultado semelhante em uma única ferramenta. O primeiro material é injetado para formar o substrato; uma vez solidificado, o molde se abre e a segunda câmara gira 180° para colocar o substrato em contato com o segundo material. O segundo polímero é então injetado, ligando-o à primeira camada. Embora o projeto da ferramenta seja mais complexo e caro, a moldagem em duas etapas oferece tempos de ciclo mais rápidos e é ideal para produção de alto volume, enquanto a transferência manual da sobremoldagem a torna mais adequada para execuções de baixo volume.

A compatibilidade de materiais – enraizada na compatibilidade química – descreve o quão estável um polímero permanece quando exposto a outro. Pares incompatíveis podem reagir quimicamente, causando vazios, descoloração ou até mesmo falhas catastróficas. Para polímeros que não conseguem formar uma ligação química, recomenda-se uma fixação mecânica positiva ou intertravamento físico para manter a integridade da junta.

Principais considerações para a seleção do material do molde de injeção

Uma incompatibilidade entre duas resinas pode resultar em tudo, desde um odor persistente na área de produção até uma falha explosiva no barril. Os engenheiros devem, portanto, avaliar cuidadosamente os pares de resinas e confirmar que não há contra-indicações antes de se comprometerem com um projeto de molde.

Pares comumente incompatíveis incluem:

• Acetal com PVC ou CPVC
• Ionômero com acetal, PVC ou CPVC
• TPV com acetal, PVC ou CPVC

Se o mesmo cilindro e parafuso da máquina forem usados para diversas resinas – independentemente de sua compatibilidade – a desmontagem e a limpeza completas são essenciais. Mesmo vestígios de resíduos de uma resina não compatível podem iniciar uma reação.

Como o atrito, a adesão e o desgaste afetam a moldagem por injeção multimaterial

A tribologia – o estudo do atrito e do desgaste entre superfícies móveis – desempenha um papel crítico no projeto de componentes de encaixe rápido ou intertravados. A seleção de materiais com baixo atrito e alta resistência ao desgaste, como HDPE ou acetal, ajuda a evitar empecilhos e prolonga a vida útil da peça.

Os engenheiros também podem incorporar inserções de metal – bronze ou latão – para reduzir o desgaste quando o plástico é moldado em torno deles. A ligação mecânica através de um recurso de fixação positiva garante uma junta robusta, enquanto as propriedades de baixo desgaste do metal atenuam a degradação a longo prazo.

Embora os processos de sobremoldagem e de dois disparos criem ligações químicas ou mecânicas, ainda podem surgir falhas de adesão, especialmente com elastômeros termoplásticos (TPE). Sobreposições finas (menos de 1/16″) podem esfriar muito rapidamente para aderir adequadamente, e proporções desproporcionais de comprimento/espessura podem promover ondulação ou delaminação.

Para melhorar a adesão, independentemente do tipo de elastômero, considere estas estratégias:

• Projete uma transição abrupta entre o substrato e a sobreposição para evitar afinamento.
• Use uma válvula de fechamento para criar uma parada rígida para o material fundido e eliminar curvaturas ou possíveis pontos de rasgo.
• Garanta ventilação adequada na ferramenta para evitar que o ar fique preso durante a sobremoldagem.
• Mantenha as pastilhas e os substratos limpos para facilitar uma melhor colagem.
• Pré-aqueça as pastilhas para aumentar a resistência de adesão.

Domine a seleção de materiais para moldes de injeção com SyBridge

A moldagem por injeção multimateriais fornece peças integradas e duráveis, mas a escolha dos pares de polímeros certos exige experiência em química, tribologia e design. Um parceiro experiente como a SyBridge pode orientá-lo na seleção de materiais, na otimização do projeto e no planejamento da produção, garantindo juntas confiáveis ​​e peças de alta qualidade.

Para dúvidas sobre sobremoldagem ou compatibilidade de materiais de duas tentativas, entre em contato com os designers da SyBridge hoje mesmo . Com anos de experiência, ajudamos as equipes de produto a selecionar os melhores materiais para seu próximo projeto. Vamos criar algo extraordinário juntos.