3 TRABALHO EXPERIMENTAL
3.3 Meios experimentais utilizados
O estudo do comportamento ao desgaste injecção de plásticos durante a fase de injecção
uma empresa do sector. Para a realização deste trabalho, foi seleccionado um molde que garantisse a realização de um elevado número de ensaios, definido à partida. A
duas partes que constituem o molde seleccionado, onde pode do molde, assim como parte do sistema de refrigeração. produto acabado em PP reforçado com fibras de vidro.
a)
Figura 3-10 a) Imagem do meio-molde ”macho” utilizado nos ensaios
e b) Produto acabado em PP reforçado com fibras de vidro
O material do molde é um aço AISI P20, designado por IMPAX, cuja composição química é apresentada na
Tabela 3
Meios experimentais utilizados
de injecção de plásticos
estudo do comportamento ao desgaste dos diversos revestimentos, em insertos para moldes de injecção de plásticos durante a fase de injecção, e em ambiente industrial, envolveu a
Para a realização deste trabalho, foi seleccionado um molde que garantisse a número de ensaios, definido à partida. A Figura 3-10 a)
duas partes que constituem o molde seleccionado, onde podem ser observadas as cavidades e buchas parte do sistema de refrigeração. Na Figura 3-10 b) é possível observar o produto acabado em PP reforçado com fibras de vidro.
b)
molde ”macho” utilizado nos ensaios, com o sistema de arrefecimento montado e b) Produto acabado em PP reforçado com fibras de vidro
O material do molde é um aço AISI P20, designado por IMPAX, com dureza de cerca apresentada na Tabela 3-2.
3-2 Composição química do aço usado no molde
Elemento % C 0.35 Si 0.29 Cr 1.95 Mn 1.39 Mo 0.19 Ni 1.00 S 0.01 63 em insertos para moldes de envolveu a colaboração de Para a realização deste trabalho, foi seleccionado um molde que garantisse a a) representa uma das ser observadas as cavidades e buchas b) é possível observar o
com o sistema de arrefecimento montado
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3.3.2
Amostras (insertos e provetes)
Atendendo a que foi usado um molde já existente e que, em termos práticos, não é viável analisar por microscopia electrónica de varrimento áreas muito
maquinação de cavidades no canal de injecção. Paralelamente, foram maquinados insertos com a geometria inversa à da cavidade, utilizando o mesmo tipo de aço, com dimensões compatíveis com a câmara do microscópio electrónico de varrimento e com outros meios de análise que apresentem restrições similares. A geometria dos insertos foi pensada de forma a facilitar a montagem e desmontagem dos mesmos, garantindo a adequada precisão de posicionamento da superfície dos insertos face ao fluxo do plástico durante o processo de injecção
localização destas cavidades, o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico.
Figura 3-11 Aspecto da zona central do molde onde se pode
metálicos amovíveis, o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico
A Figura 3-12 a) representa um dos insertos referidos no ponto dois furos que permitem a sua fixação
extracção, do molde, no final dos ensaios passagem do plástico injectado.
36.6 mm x 20.6 mm com 18.3 mm de altura.
Para os ensaios laboratoriais foi necessário proceder à maquinação de
material dos insertos. A forma e dimensões destes provetes foram determinadas tendo em conta os Cavidade para o
Direcção do fluxo polimérico
Amostras (insertos e provetes): aspectos geométricos
Atendendo a que foi usado um molde já existente e que, em termos práticos, não é viável analisar por microscopia electrónica de varrimento áreas muito grandes, tornou-se necessário proceder à maquinação de cavidades no canal de injecção. Paralelamente, foram maquinados insertos com a geometria inversa à da cavidade, utilizando o mesmo tipo de aço, com dimensões compatíveis com a ectrónico de varrimento e com outros meios de análise que apresentem restrições similares. A geometria dos insertos foi pensada de forma a facilitar a montagem e desmontagem dos mesmos, garantindo a adequada precisão de posicionamento da superfície dos
ertos face ao fluxo do plástico durante o processo de injecção. A Figura
localização destas cavidades, o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico.
Aspecto da zona central do molde onde se podem observar as cavidades para colocação dos insertos , o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico
a) representa um dos insertos referidos no ponto 3.3.1, onde podem ser observados a sua fixação no molde, sendo um deles roscado para permitir a sua no final dos ensaios. Nessa mesma figura poderá ainda observar
O material destes insertos é idêntico ao do molde e as dimensões são mm de altura.
foi necessário proceder à maquinação de diversos
material dos insertos. A forma e dimensões destes provetes foram determinadas tendo em conta os Cavidade para os insertos Entrada do polímero Direcção do fluxo polimérico
Atendendo a que foi usado um molde já existente e que, em termos práticos, não é viável analisar por se necessário proceder à maquinação de cavidades no canal de injecção. Paralelamente, foram maquinados insertos com a geometria inversa à da cavidade, utilizando o mesmo tipo de aço, com dimensões compatíveis com a ectrónico de varrimento e com outros meios de análise que apresentem restrições similares. A geometria dos insertos foi pensada de forma a facilitar a montagem e desmontagem dos mesmos, garantindo a adequada precisão de posicionamento da superfície dos Figura 3-11 representa a localização destas cavidades, o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico.
observar as cavidades para colocação dos insertos , o canal de entrada do plástico e o sentido do fluxo polimérico
, onde podem ser observados os roscado para permitir a sua posterior a poderá ainda observar-se a zona de O material destes insertos é idêntico ao do molde e as dimensões são
os provetes, do mesmo material dos insertos. A forma e dimensões destes provetes foram determinadas tendo em conta os
ensaios a que tiveram de ser submetidos. câmara de deposição do reactor PVD, os sistem
por micro-abrasão por esfera rotativa e de adesão (scrath microscópio electrónico de varrimento.
A maquinação das amostras envolveu o corte, a partir de barra, rectificação plana da superfície de trabalho.
dimensões são 25 mm x 25 mm com 2 mm de espessura.
a)
Figura 3
As amostras foram referenciadas, de acordo com o tipo de revestimento que possuíam. atribuída uma referência do tipo
identificado por um número com 3 dígitos atribuída a referência “0”, enquanto número com início em “100”. Nestes casos, letra “A”.
Os insertos ensaiados em ambiente industrial foram diferenciados dos submetidos a ensaios laboratoriais pela aposição na referência da
45000, 90000 e 135000 ciclos, respectivamente.
3.3.3
Material plástico injectado
O material plástico seleccionado para ser 30% (em peso) de fibras de vidro
físicas, mecânicas e térmicas deste material encontram apenas aquelas que estão mais relacionadas com
Zona a observar e sentido da rectificação
ensaios a que tiveram de ser submetidos. Foram considerados aspectos tais como a dimensão da câmara de deposição do reactor PVD, os sistemas de fixação de amostras dos equipamentos de ensaio abrasão por esfera rotativa e de adesão (scrath test), e a dimensão da câmara de vácuo do microscópio electrónico de varrimento.
A maquinação das amostras envolveu o corte, a partir de barra, a fresagem em equipamento CNC, e a rectificação plana da superfície de trabalho. A Figura 3-12 b) representa um destes provetes, cujas
com 2 mm de espessura.
b)
3-12 Imagem de a) um inserto e de b) um provete
s, de acordo com o tipo de revestimento que possuíam.
da uma referência do tipo “NNN L” em que “NNN” corresponde ao tipo de revestimento, com 3 dígitos, e “L”, por uma letra. Às amostras não revestida enquanto às revestidas foi atribuída uma referência composta por um
Nestes casos, a referência ou não continha qualquer letra ou continha a
Os insertos ensaiados em ambiente industrial foram diferenciados dos submetidos a ensaios laboratoriais pela aposição na referência das letras “B”, “C” ou “D”, correspondente
ciclos, respectivamente.
aterial plástico injectado
seleccionado para ser injectado no molde foi o polipropileno (PP) reforçado com de vidro (curtas), designado neste trabalho por “PPGF30”. As características físicas, mecânicas e térmicas deste material encontram-se em anexo, estando indicadas na
relacionadas com este trabalho experimental.
Zona a observar e sentido da rectificação
65 Foram considerados aspectos tais como a dimensão da as de fixação de amostras dos equipamentos de ensaio test), e a dimensão da câmara de vácuo do
a fresagem em equipamento CNC, e a b) representa um destes provetes, cujas
s, de acordo com o tipo de revestimento que possuíam. A cada uma foi o tipo de revestimento, Às amostras não revestidas foi s foi atribuída uma referência composta por um a referência ou não continha qualquer letra ou continha a
Os insertos ensaiados em ambiente industrial foram diferenciados dos submetidos a ensaios “D”, correspondentes aos ensaios com
polipropileno (PP) reforçado com PGF30”. As características se em anexo, estando indicadas na Tabela 3-3
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Tabela 3-3 Características do plástico reforçado com 30% (em peso) de fibra de vidro, usado nos ensaios de injecção
Peso específico 1.14 g/cm3 Dureza (H 358/30) 110 MPa
Este material é indicado para aplicações na indústria automóvel, sendo fornecido sob a forma de granulado.
A Figura 3-13 representa a superfície do polímero utilizado nos ensaios de injecção, obtida por fractura, após o ciclo de injecção, onde podem ser observados o aspecto, a espessura e a distribuição das fibras de vidro.
Figura 3-13 Imagem SEM do compósito PPGF30 utilizado nos ensaios
Conforme se pode observar, as fibras de vidro apresentam uma orientação preferencial, devido ao processo de fabrico que, neste caso, é a extrusão. No entanto, com o aumento da temperatura aquando do processo de moldação por injecção, essa distribuição passa a ser mais aleatória.
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