Os profissionais do ramo de injeção de plásticos já conhecem os problema comuns que podem ocorrer durante o processamento e a produção de peças plásticas injetadas, nesse caso, podemos definir problema e processamento como palavras irmãs, que na maioria das vezes andam juntas e acabam por causar muita dor de cabeça.
Quando surgem defeitos em peças plásticas injetadas em uma empresa quase sempre se coloca a culpa no polímero utilizado, afinal de contas, um molde custa muito caro para ser definido como a raiz do problema assim logo de cara, e a injetora então nem se fala!
A grande verdade é que o sucesso da produção de uma indústria está ligado a uma série de fatores, porém, nas empresas que injetam plásticos podemos destacar quatro grandes elementos que podem desestabilizar a área produtiva: o maquinário, no caso a injetora, falhas humanas, o molde e a matéria prima utilizada.
Reunimos aqui 7 defeitos em peças plásticas injetadas, suas causas e como podem ser evitados, são eles: bolhas de ar, manchas escuras, não homogeneidade da cor, rebarbas, injeção incompleta, deformação e fragilidade do injetado. Vamos conferir?
Quando ocorre aprisionamento de ar numa parte da peça que deveria ser sólida e consistente, as chamadas bolhas de ar aparecem, esse defeito é visível em peças plásticas injetadas e acarreta na diminuição da resistência mecânica da peça, tornando-a na maioria das vezes frágil. As bolhas de ar podem ser relacionadas a várias causas.
Quando as bolhas de ar são causadas por problemas relacionados à injetora, podem ocorrer por resfriamento ineficiente da peça causado por um tempo de ciclo muito curto, nesse caso, a peça é ejetada do molde sem estar 100% sólida, ou seja, antes do tempo. Quando a velocidade de rotação da rosca está muito rápida também pode causar bolhas no injetado pela formação de ar e outros gases no plástico fundido. As duas causas citadas anteriormente são relacionadas à diminuição de custos no processo.
A interferência do operador, ao abrir a porta da injetora muito cedo, também pode ser um problema em casos onde não se usam ciclos automáticos de injeção e em empresas que não empregam a padronização dos processos.
A temperatura do molde, muito alta ou muito baixa, pode ser um causador de bolhas nas peças. Entradas de material mal localizadas e saídas de ar insuficientes, também são grandes causadores de bolhas de ar, por isso, é importante que no estágio de desenvolvimento dos moldes as saídas de ar e as entradas de material estejam bem projetadas e que o molde seja devidamente testado.
A contaminação da matéria-prima por outros plásticos, caso seja um material reciclado, ou ainda por resinas voláteis podem criar bolsas de ar no plástico fundido, o excesso de umidade, causado por armazenamento inadequado também pode ser um problema durante o processamento, pois o vapor criado por essa umidade excessiva, pode causar bolhas de ar no momento da injeção.
Quando manchas pretas ou castanhas aparecem na peça moldada, podem ser causadas por erros na temperatura de processamento do material ou contaminação por outras resinas, ajustar a temperatura de fusão do polímero e principalmente proceder periodicamente com limpeza do fuso e do cilindro, para evitar que restos de resinas se acumulem, podem ajudar a evitar. Nesse caso, é importante revisar os parâmetros de processamento para verificar se não foram cometidos erros.
Os problemas relacionados à inconsistência na coloração do injetado geralmente estão relacionados ao Masterbatch, o pigmento que dá coloração às peças. A utilização de resinas incompatíveis, fluidez do material muito baixa, ou ainda problemas com a mistura e porcentagem de pigmento e polímero base podem causar peças com problemas na uniformidade da cor.
Este defeito em peças plásticas injetadas geralmente é bem visível e aparece como sobras de material, principalmente nas bordas da injetado, mais finos ou mais grossos que a peça, em locais onde não deveriam existir. Geralmente as peças com rebarbas acabam necessitando de retrabalhos para retirar os pedaços que estão sobrando.
Nesse caso verificar se o fechamento do molde está ocorrendo de maneira eficiente, se a pressão de injeção não está muito elevada e se tolerâncias muito altas não foram utilizadas nas medidas do projeto do molde e durante a sua construção podem ajudar. As rebarbas em peças plásticas são umas das grandes causas de refugo em indústrias, sendo um dos defeitos em peças plásticas injetadas mais comuns.
As injeções incompletas ocorrem quando o molde não é totalmente preenchido pelo material fundido. Problemas como a pressão de injeção, velocidade de injeção e temperatura de fusão do material muito baixas, podem acarretar no mau preenchimento das cavidades do molde, levando à peças com falhas nas dimensões. É necessário sempre verificar no projeto do molde se os canais de injeção da peça estão em locais corretos, em números apropriados e bem distribuídos, principalmente para peças mais densas.
A deformação ou empenamento é uma distorção da forma original da peça, essa distorção pode levar a dificuldades de posicionamento caso a peça faça parte de um conjunto ou montagem. Em peças empenadas, a contração do injetado ocorre de maneira desigual. A causa mais comuns defeito em peças plásticas injetadas é a refrigeração do molde, quando esta ocorre de maneira não uniforme.
O uso de cargas como fibra de vidro também diferencia as contrações no injetado, por causa do sentido que a fibra está orientada na peça. Caso a peça seja extraída muito quente do molde a contração também pode ser um problema, causando empenamento no moldado.
Peças frágeis e quebradiças são um problema muito comum em linhas de produção de injeção plástica, nesse caso vários fatores podem estar ligados a esse defeito, mas os mais comuns estão relacionados à tensões residuais acumuladas no produto moldado devido aos formatos desses produtos, linhas de emendas e regiões onde serão aplicados muitos esforços na peça final. Em casos como esse, a experiência do projetista pode ajudar na melhoria do projeto do produto e do molde.
Outra causa, muitas vezes ignorada, de peças frágeis é a matéria-prima armazenada de maneira inadequada, pois alguns materiais acabam degradando devido à umidade do local onde estão guardados, secar o material ou mantê-lo em estufas podem evitar a umidade indesejada e resolver esse problema. A alta fluidez do material devido ao processamento da matéria-prima em temperaturas muito altas, e a incompatibilidade entre polímeros processados juntos podem também acarretar na perda de qualidade dos injetados.
Defeitos em peças plásticas injetadas ocorrem em todas as indústrias do ramo, porém, o diferencial de uma empresa está exatamente em como ela lida com esses problemas produtivos.
É importante que os critérios de processamento ligados à injeção de peças plásticas sejam sempre estudados, verificados e melhorados para evitar queda no faturamento e altos gastos com refugo e materiais.
Caso o processamento não apresente problemas, padronizá-los pode ser uma saída.
A da coleta de dados e monitoramento dos processos, um bom softwares de simulação de injeção CAE e um controle de qualidade eficiente são pontos indispensáveis para que apenas peças de boa qualidade cheguem até os consumidores e para que a empresa tenha menos prejuízos com a geração de refugos em seus processos de produção.
A geração de refugo que os problemas relacionados à injeção plástica causam ainda é muito grande e, economicamente falando, traz muito prejuízo às indústrias pois na maioria das vezes as peças plásticas defeituosas não podem ser fundidas e reaproveitadas nos próximos ciclos de injeção, ou seja, é praticamente dinheiro jogado no lixo. Algumas empresas produzem linhas secundárias com esse material para que as peças sejam reaproveitadas, mas essa ainda não é uma prática predominante do setor.
A padronização de processos, uma equipe bem treinada e softwares de qualidade CAD/CAM/CAE podem auxiliar para que os problemas sejam sempre mínimos ou até mesmo inexistentes.
Como está o processo produtivo da sua empresa? Costuma haver muita geração de refugo?
Algumas estratégias-chave no desenvolvimento de projetos de moldes podem ajudar bastante a melhorar suas operações de construção de ferramental e suporte ao cliente.
O sucesso de um fabricante de moldes e matrizes (ferramentaria) se resume à sua capacidade de fornecer produtos de alta qualidade, no menor tempo possível e no menor custo possível. A seguir, estão algumas práticas recomendadas de projeto de ferramental (moldes e matriz de estampos) que ajudarão você a atingir esses objetivos:
Uma sugestão é você desenhar cada etapa de seu processo como caixas, com o nome do profissional e atividade que cada etapa faz, assim ficará fácil vocês entender, modificar e simplificar.
É também a primeira vez que os dados da empresa cliente são analisados. É onde incorporamos nossos padrões de projeto e as estratégias internas de processo no orçamento para propor entregar no melhor prazo, com menos tryouts e no melhor valor, para ganhar o pedido do cliente. Por exemplo:
Você viu acima algumas das muitas perguntas que devem ser respondidas ao preparar um orçamento de ferramental.
Já ao pegar o produto do cliente começa os problemas com as geometrias que estão abertas e com defeitos. Isso pode aumentar em muitos dias o seu projeto de moldes e matrizes. Estes defeitos levam horas e até mesmo dias para a correção, e mesmo assim tem o risco de ser realizado a modelagem divergente do original do cliente, precisando de mais retrabalhos.
É lento e arriscado!
E se o cliente enviar uma modificação de produto? O tempo de correções será enorme!
Você pode utilizar soluções que lhe forneçam um relatório da peça, constando dados que facilitam e muito o orçamento, tais como: peso, volume, área, perímetro, centro de massa, força de fechamento necessária, dimensões de material bruto baseados em caixa mínima sobre a peça, ...
Também já realizam uma análise de superfícies, para verificar a qualidade e já somar tempo de retrabalhos no custo do orçamento.
As análises de ângulo de saída, analise de direções (para saber se precisará de gavetas por exemplo), análise de blanque, análise de utilização de chapa. São de grande ajuda para o orçamentista.
O orçamento deve garantir que reflita como os departamentos de compras, projetos , programação CAM, montagem e ajustes, tryout e logística abordarão todo o serviço.
Quantos dias sua empresa demora para entregar um orçamento? Um caso interessante é a China, se você enviar qualquer desenho de produto para uma ferramentaria chinesa. Terá em suas mãos, em menos de 24 horas, o orçamento e comais de uma opção de preço e qualidade de ferramental. Para atender as exigências do bolso e critérios do cliente.
Faça um teste você mesmo! Contate um fornecedor chinês e solicite um orçamento. Acredito que você se espantará com a cordialidade, opções de compra e rapidez do orçamento.
Uma dica é a utilização de uma solução especializada em orçamentos de ferramental. Onde você já desenvolva um pré-projeto 3D e tenha todos os seus custos e preços no banco de dados de sua empresa para realizar uma cotação profissional rapidamente.
Se você utilizar um comprador automático de arquivos 3D, sua resposta será muito mais rápida às muitas alterações de engenharia solicitadas pela sistemista de montadora automotiva, por exemplo.
Pois reduz o tempo necessário para detectar, entender e implementar as mudanças.
Em um estudo realizado pela Aberdeen Group’s Mold and Die Shop Benchamarking, mostra que toda empresa realiza entre 10 a 15 alterações solicitados pelo cliente ou pela produção por projeto.
Perda de Tempo! Custos de modificações geralmente não são previstos no orçamento. E depois começam as brigas para receber dos clientes o tempo perdido com as modificações. Portanto o seu cliente não paga as longas horas de retrabalhos.
Assim para sua empresa ser competitiva no mercado local, brasileiro e global, você precisa contar com recursos que lhe ofereça facilidade e simplicidade de modificar grande conjuntos e subconjuntos.
Seja rápido e promova alterações confiáveis para seus clientes!
Engenharia simultânea ou engenharia concorrente, pelo nome você já teve uma ideia de como funciona, mas vamos explicar em detalhes.
O principal objetivo desta pratica é poder reduzir drasticamente o tempo de projeto de moldes e matrizes. Por exemplo, um projetista pode trabalhar na cavidade, enquanto outro no núcleo, outro pode finalizar o sistema de extração, enquanto outro atua no sistema de refrigeração, enquanto um quinto profissional trabalha com os canais de injeção e outro projetista pode começar a extração de eletrodos.
A manufatura pode começar a esquadrejar os blocos, enquanto os detalhes do projeto estão sendo desenvolvidos. Isto reduz muito o prazo de entrega!
Caso de Cliente: Dentro do departamento de projetos de uma empesa da área de plásticos tinha um tempo de entrega de 19 dias, sendo 12 dias para projetar o macho, mas 6 dias para a cavidade e mais 1 dia para finalizar a gaveta com um único projetista de moldes e matrizes.
1 Projetista |
Foi implementado a engenharia simultânea e o tempo de entrega de entrega de 19 dias passou para 12 dias contando com 3 projetistas trabalhando no mesmo projeto:
3 Projetistas |
Como segundo exemplo de caso de cliente, podemos citar a empresa Ju-Teng localizada na China. Esta empresa produz 30% dos plásticos para notebook do mundo. Com volume de 120 moldes/mês e de 5 a 15 modificações por molde e matriz. Possuíam a necessidade de reduzir para 24 dias o tempo de entrega.
Passos para a solução:
Como pode observar, o seu custo fixo é difícil de mudar. Mas podemos ganhar dinheiro reduzindo os tempos de entrega.
Faça um teste aplicado: analise todos os departamentos de sua empresa e realize o estudo de como deseja que as pessoas interajam.
A padronização contribui bastante para aumentar a qualidade do trabalho e reduzir o tempo e o custo de entrega. Criar uma rica biblioteca de bases de moldes e componentes relacionados que possam ser facilmente reutilizados em novas ferramentas simplificará o processo de projeto e deixará muito menos espaço para erros.
Componentes padrões e modelos definidos pelo usuário que podem ser aplicados com um único clique minimizarão o tempo gasto em tarefas repetitivas, promovendo consistência entre tarefas e uniformidade entre os projetistas. Existem algumas características únicas em cada molde, mas se pudermos chegar ao ponto em que 60 ou 70% podem ser padronizados ou automatizados, estaremos concentrando nosso tempo no alto valor agregado para o cliente.
Os templates ou modelos de usinagem permitem fazer pequenas alterações durante a usinagem de uma nova peça, o que simplifica bastante o processo. Podendo criar um molde em apenas um dia ou dois.
Projetar um objeto em movimento em um ambiente CAD estático é um desafio que os projetistas de moldes enfrentam há séculos.
Atualmente, as tecnologias avançadas de simulação de movimento oferecem aos projetistas os benefícios da representação visual completa da cinemática do ferramental. Além da detecção abrangente de colisões, incluindo o reconhecimento automático de componentes do molde, como levantadores, gavetas e extratores.
Com uma visão realista da ferramenta em movimento incorporada ao seu ambiente CAD, os projetistas são capazes de evitar erros comuns e melhorar a comunicação com os clientes.
Embora essas melhores práticas para projeto de moldes e matrizes recomendadas tenham demonstrado ajudar outras ferramentarias, a chave do seu sucesso é aplicar as estratégias e processos adequados para os seus negócios.