Soluções e problemas rotomoldagem

Soluções e problemas rotomoldagem

TABELA DE CAUSAS E SOLUÇÕES NO PROCESSO DE ROTOMOLDAGEM

1.Microporosidades na superfície externa da peça

Causas

Soluções

a.  Cura incompleta do material, confirmada pela análise das características da superfície interna da peça moldada. As porosidades aparecem por toda a superfície externa das peças moldadas em moldes de chapa laminadas de aço, alumínio, etc.

a1.  Aumentar o tempo de permanência no forno (tpf);

a2.  Aumentar a temperatura do forno (Tf);

a3. Aumentar o tempo de cura do material, retardando o início do resfriamento condicionado com ventilação forçada ou água.

b. Peça moldada em moldes fundidos em alumínio, aço, etc., com cura completa do material, porém apresentando porosidades.

b1. Analisar, com auxílio de lente de aumento, se as superfícies internas do molde apresentam porosidades, principalmente nos locais em que ocorrem as porosidades na peça;

b2. Eliminar as porosidades aplicando:

  • Processo REVMOL®  ou ROTMOL®  da TRM® ;

  • Processo Fundiliga de recuperação por solda localizada em moldes de alumínio laminado ou fundido.

b3. Corrigir o processo de moldagem, alterando alguns parâmetros durante o (tpf):

  • Aumentar o tempo de cura da resina retardando a entrada do resfriamento condicionado e reduzir as temperaturas de deposição e cura da resina.

Utilizar resina com menor ponto de fusão e menor viscosidade (maior índice de fluidez).

c. Peça com cura completa da resina, porém, apresentando porosidades em toda sua superfície externa, provocadas pela falta de fusão da resina.

c1. Verificar a temperatura de fusão da resina utilizada e comparar com a temperatura aplicada no processo de moldagem;

c2. Usar resina com granulometria mais fina, no caso de moldagem de peças com resinas mais duras, com menor índice de fluidez e viscosidades menores ou escolher resinas mais adequadas para a moldagem da peça.

 

2. Dificuldade na desmoldagem da peça

Causas

Soluções

a. Camada desgastada ou insuficiente de desmoldante, aplicada no molde.

a. Remover o desmoldante desgastado aplicado no molde, no caso de estar degradado, antes da aplicação de nova camada antiaderente ou desmoldante. Aplicar conforme instruções de uso do produto fornecidas pelo fabricante.

b. Agente desmoldante ineficaz ou não resistente à temperatura do processo adotado.

b. Usar desmoldante desenvolvido especificamente para moldagem rotacional e que seja adequado para a resina e a temperatura utilizadas no processo de produção da peça.

c. Desmoldagem com interferência (a peça fica solta, porém não se consegue removê-la de dentro do molde).

c. Posicionar o flange da linha de abertura do molde no centro dos rebaixos da peça ou aliviar gradualmente as paredes laterais do molde de maneira a criar um ângulo de saída ou adequar a interferência da peça com o molde considerando-se o coeficiente de contração da resina utilizada na moldagem. Para peças moldadas em polietileno linear de média densidade pode-se considerar como referência:

  • Contração da peça na condição totalmente livre: 3,0 a 3,5 %;

  • Contração da peça condicionada por rebaixos e outros detalhes: 2,0 a 2,5 %.

 

 

d. Polimento inadequado e presença de porosidades na superfície interna do molde propiciam regiões nas quais a resina

d. Polir as superfícies danificadas, as regiões recuperadas por solda e os postiços soldados para eliminar totalmente as irregularidades do molde ou aplicar o processo REVMOL® ou ROTMOL® da TRM® .

e. Resíduos impregnados nos flanges de fechamento do molde, gerados pela pressão interna ou pelo ajuste inadequado dos flanges do molde que podem formar grandes rebarbas pelo vazamento de resina, durante o tpf.

e1. Aplicar respiro com dimensões adequadas ao volume do molde. Como referência, utilizar respiro com área livre de passagem do ar com 125 mm2 (diâmetro de 1/2”) por m3 de volume do molde. Para respiros com filtros de palha de aço ou lã de vidro, o diâmetro do respiro deverá ter dimensão dobrada;

e2. Fazer a ajustagem dos flanges de fechamento do molde para eliminação total das falhas e folgas;

e3. Regular as pressões dos grampos de fechamento, equilibrando as forças dos mesmos de maneira a evitar folgas entre os flanges, evitando o vazamento de resina.

Nota: Usar grampos especiais para rotomoldagem com sistema de travamento e compensação automática da dilatação térmica do molde.

 

f. Resíduos degradados de resina depositados no molde, causados pela queima de seções da peça com paredes muito finas

f1. Limpar o molde periodicamente, removendo resíduos de resina, desmoldante, etc.;

f2. Analisar se existe desequilíbrio térmico provocado por regiões do molde com espessuras desiguais de parede ou pelo bloqueio do fluxo de ar provocado pelo posicionamento inadequado do moldes nos suportes fixados no braço da máquina de rotomoldagem;

f3. Adequar a relação (i) entre as rotações do braço e platô visando equilibrar a distribuição do material dentro do molde evitando desta maneira gerar espessuras de parede desiguais na peça em função do tempo de contato do molde com a matéria prima.

 

g. Contração da peça contra “áreas inseridas” para dentro do molde, com grande profundidade, tipo “machos ou postiços”, ou seja, resina depositada na superfície externa do postiço.

g1. Adaptar extratores mecânicos no molde e usar agente desmoldante com maior teor de sólidos, tipo TraSys 414 da Du Pont;

g2. Desmoldar a peça mais aquecida (de 45 a 60 ºC);

g3. Lapidar as superfícies dos postiços verificando a existência de detalhes que possam obstruir a desmoldagem

 

3. Peças deformadas

Causas

Soluções

a. Reposição de ar não suficientemente rápida durante o ciclo de resfriamento da peça.

a1. Providenciar respiro no molde com dimensões adequadas, ou seja, com diâmetro de 12,7 mm por m3 do molde, no caso de respiro sem filtro e certificar-se de que o mesmo não esteja obstruído;

a2. Promover a reposição mais lenta do ar através de resfriamento natural da peça, não usando ventilação forçada ou água na fase inicial de resfriamento.

 

b. Resfriamento não uniforme, provocado pelo afastamento precoce da peça das paredes do molde.

 

b1. Manter o molde girando durante todo o ciclo de resfriamento da peça;

b2. Usar menor quantidade de desmoldante ou aplicar um com menor teor de sólidos, tipo TraSys 420 da Du Pont;

b3. Reduzir a velocidade de resfriamento na fase inicial do ciclo, evitando utilizar ventilação forçada ou água;

b4. Evitar desenhar grandes painéis planos ao projetar peças a serem rotomoldadas, quando possível;

b5. Aplicar pequena pressão de ar internamente ao molde através do eixo do braço da máquina durante o ciclo de resfriamento (ar comprimido com pressão máxima de 2 PSI’s);

b6. Utilizar resinas de alta performance com baixo coeficiente de contração (1,0 a 1,5 %);

b7. Reposicionar os moldes nos suportes de fixação de maneira a evitar que bloqueie a circulação do ar entre si, dificultando tanto o aquecimento quanto o resfriamento uniforme dos mesmos.

 

 

4. Peça com bolhas, furos ou excesso de rebarbas, na região de fechamento do molde

Causas

Soluções

a. Bolhas ou furos na peça: durante o primeiro estágio de resfriamento ocorrerá um rápido movimento de ar para dentro da peça com a finalidade de eliminar o vácuo parcial resultante. Com respiro inadequado, o ar entra no molde pela resina fundida, através da linha de fechamento do molde, abrindo passagem para o ar enquanto a parede da peça de solidifica.

a1. Colocar respiro com dimensões adequadas ao volume do molde;

a2. Fazer o ajuste dos flanges de fechamento dos moldes para evitar a presença de folgas ou entradas de ar em locais inadequados;

a3. Equilibrar a pressão dos grampos de fechamento do molde, se possível utilizar grampos autocompensadores e autotravantes.

 

b. Rebarbas localizadas na linha de fechamento do molde, provocadas pela pressão interna, gerada durante o tpf, forçando a resina fundida a sair por entre os flanges.

 

b1. Limpar periodicamente os flanges para evitar folgas entre eles. Aplicar desmoldante adequado sobre os mesmos;

b2. Soldar adequadamente os flanges e emendas dos moldes evitando poros ou bolhas. (para moldes em alumínio usar o método Fundiliga).

 

5. Furos soprados na peça fora da linha de fechamento do molde

Causas

Soluções

a. Sobre arestas cortantes e pontiagudas, a resina encontra grande dificuldade para ser depositada, assim sendo, regiões amassadas, com rebarbas de usinagem, poros de fundição, corrosão química ou solda são condições propícias para geração de bolhas nas peças rotomoldadas.

a1. Moldes fundidos em alumínio:

  • Obter melhor qualidade de fundição;

  • Poros ou falhas devem ser soldadas (indicado o método Fundiliga);

  • Aplicar os recursos REVMOL® ou ROTMOL® da TRM®.

a2. Moldes soldados:

  • Melhorar a qualidade das soldas;

  • Polir adequadamente, eliminando rebarbas e arestas cortantes;

  • Aplicar os recursos REVMOL® ou ROTMOL® da TRM®.

 

b. Aglomerados de pigmento remanescentes na resina provocados por má dispersão ou por umidade do pigmento durante o processo de tingimento, geram bolhas por se comportarem como impurezas e não ocorrer homogeneização da resina nestes locais.

 

b. Usar resina previamente tingida pelo processo de masterização a quente.

 

6.  Falhas e furos ao redor de insertos metálicos

Causas

Soluções

Insertos com dimensões e detalhes projetados de maneira inadequada e/ou posicionados incorretamente no molde geram na peça a formação de bolhas, furos e pontes não planejadas.

 

 

 

 

 

a1. Analisar tecnicamente o inserto corrigindo todas as divergências dimensionais e geométricas, tais como entalhes que possibilitem reter gases, vapores ou umidade entre suas ranhuras, possibilitando o escape destes voláteis;

a2. Eliminar todos os cantos vivos e arestas cortantes dos insertos para evitar a formação de furos e falhas de preenchimento ao redor dos insertos em função da dificuldade de deposição da resina;

a3. Redesenhar os insertos e reposicioná-los no molde de maneira a facilitar o fluxo de resina pulverizada entre o inserto e o molde ser formar pontes ou vazios.

 

7.  Escurecimento da superfície interna da peça

Causas

Soluções

a. Degradação da resina pela exposição à alta temperatura de processo (Tf) ou pelo excessivo tempo de permanência no forno (tpf). A textura extremamente lisa e escurecida da superfície interna e o deslocamento parcial da resina para os cantos internos da peça mostram sinais claros de degradação.

a1. Reduzir a temperatura do forno (Tf);

a2. Reduzir o tempo de permanência no forno (tpf);

a3. Purgar a peça durante o tpf com gás inerte, tipo CO2 ou N2, para evitar oxidação da superfície interna da peça.

 

8.  Peças altamente sub-curadas

Causas

Soluções

a. Superfície interna rugosa ou pulverulenta.

a. Aumentar a temperatura do forno (Tf) e/ou o tpf, tempo de permanência no forno.

 

b. Presença de micro-bolhas na superfície externa e dentro da estrutura da parede da peça.

 

b. Retardar o início do ciclo de resfriamento usando a técnica de fusão extra-forno.

 

c.  Baixas resistências ao impacto e tração e baixo índice de alongamento.

 

c.  Melhorar a eficiência de aquecimento usando moldes com menor espessura de parede ou com materiais melhor condutores térmicos, tais como: alumínio, cobre etc.

 

9.   Peças com baixas resistências ao impacto, tração e baixo alongamento

Causas

Soluções

a.  Seleção incorreta da resina ou desenho não adequado da peça.

a. Selecionar resina, cujas características atendam às especificações técnicas das peças a serem moldadas e otimizar o desenho da peça, reforçando as áreas sujeitas a maiores esforços.

b. Cura inadequada: Tanto as peças com cura incompleta quanto as peças com cura excessiva perdem propriedades técnicas, conforme mostrado nas faixas 1 e 3 da ilustração acima.

b. Ajustar a temperatura do forno (Tf) e o tempo de permanência no forno (tpf), para que a peça adquira as características especificadas na faixa 02 da ilustração acima.

c. Tingimento ineficaz da resina

c1. Selecione pigmentos que não afetem as propriedades da resina;

c2. Use resinas previamente tingidas pelo processo de masterização a quente.

 

10. Tempo de permanência no forno (tpf) muito longo

Causas

Soluções

a.  Molde com espessuras de parede muito grossas ou com flanges e suportes muito grandes que consomem energia térmica do sistema de aquecimento, desnecessariamente.

a. Usar moldes com menor espessura de parede, otimizar as dimensões dos flanges de fechamento do molde e dos suportes de fixação dos mesmos na máquina de maneira a reduzir as perdas de calor geradas pela quantidade extra de material a ser aquecido desnecessariamente. Fabricar moldes com materiais com melhor condutividade térmica.

 

b. Temperatura do forno (Tf) muito baixa para processar a resina adotada.

 

b.  Aumentar a temperatura do forno (Tf).

 

c. Câmara de aquecimento ineficaz pela falta de capacidade do queimador, ou regulado inadequadamente. A velocidade muito baixa de circulação do ar interno do forno.

 

c1. Otimizar o queimador de acordo com as necessidades do processo de moldagem, melhorando sua regulagem ou até mesmo substituindo-o por queimador com maior capacidade;

c2. Aumentar a capacidade do ventilador que circula o ar interno do forno. Nota: O forno deverá atingir a temperatura programada de processo no máximo em 4 minutos e a velocidade de circulação do ar interno do forno deverá ser de 4 a 5 m/s;

c3. Isolar e/ou vedar adequadamente a cabine de aquecimento para evitar perdas de calor durante o processo de moldagem.

 

 

11. Formação de pontes não planejadas de resina nos cantos ou em regiões com paredes próximas

Causas

Soluções

 

a.  Peça com desenho não adequado para ser produzida pelo processo de moldagem rotacional, método convencional.

 

a.  Alterar detalhes do desenho da peça evitando paredes paralelas muito próximas, nervuras muito estreitas com largura menor que quatro vezes a espessura de parede e profundidade maior que três vezes a largura. Desenhar raios de cantos maiores (evitar moldar peças com cantos vivos, pois geram problemas de deposição de material e formação dos mesmos), quando possível.

 

b.  Escoamento ineficaz do material micronizado dentro do molde, durante o processo de deposição.

 

b. Utilize resina micronizada com fluidez seca adequada, ou seja, 100 gramas de resina micronizada devem fluir em menos de 30 segundos através do dispositivo padrão de testes.

 

c. Predominância do movimento de distribuição da resina dentro do molde, em função da geometria do molde e sua posição com referência ao braço da máquina.

 

c. As rotações do braço e platô e a relação entre elas definem a trajetória do material dentro do molde e conseqüentemente determinam o número de contatos que o molde terá com a resina durante todo o ciclo de deposição, em cada seção da sua superfície interna, que em conjunto com a quantidade de energia térmica existente em cada seção do molde (equilíbrio térmico do molde), definem a qualidade da formação da camada de espessura da peça. De acordo com a geometria do molde, poderem os definir a trajetória do molde ao passar através da resina depositada no fundo do mesmo, forçando-o a passar pelas passagens estreitas de maneira a facilitar a entrada do material.

 

12.  Peças moldadas com espessuras de parede desiguais

Causas

Soluções

a.  Moldagem da peça com as rotações do braço e platô e relação entre rotações não adequadas conforme geometria da peça e posição de montagem no braço da máquina.

a. Recalcular as rotações e a relação entre elas, usando como referência as dimensões e a geometria do molde, assim como a posição de montagem do mesmo no braço da máquina. Todas as regiões do molde devem ter o mesmo tempo de contato com o material depositado no molde e a mesma quantidade de energia térmica (equilíbrio térmico do molde).

 

b. Fluxo de ar aquecido do forno ao redor dos moldes de forma

 

b. Os moldes devem ser montados nos braços da máquina com espaçamento adequado entre si de maneira a permitir ao ar fluir livremente ao redor de todos os moldes montados no suporte para possibilitar aquecimento uniforme de todas as áreas dos mesmos. (Evitar o efeito escudo entre moldes).

 

c. Moldes produzidos com espessuras de parede desuniformes, flanges de fechamento do molde muito espessas e suportes de fixação inadequados.

 

c1. Ao projetar e fabricar moldes deve-se levar em consideração o equilíbrio térmico quanto a espessuras das paredes e ao espaçamento entre moldes para possibilitar o fluxo livre do ar ao redor dos mesmos. Manter espaçamento entre moldes de no mínimo 150 mm entre si;

c2. Evitar flanges muito robustos e suportes espessos muito próximos do molde, pois exigem maior quantidade de calor e maior tempo para aquecer, comprometendo a deposição do material nestas regiões do molde em virtude de estarem mais frias.

 

d. Bloqueio do fluxo de ar quente para o interior de detalhes profundos (áreas inseridas para dentro do molde).

 

d1. Evitar detalhes profundos do tipo “copo”, com deposição do material no lado externo do detalhe em questão, pela dificuldade de aquecimento da região que não recebe ação do fluxo de ar;

d2. Reduzir a espessura do molde nestas regiões;

d3. Nas pontes planejadas, fazer aberturas passantes para facilitar o fluxo de ar pelo interior dos entalhes. Adaptar no molde, sistema de aquecimento com circulação de ar aquecido direcionado diretamente para essas regiões, tipo venturi.

 

13.   Perda de propriedades das peças ao longo do tempo

Causas

Soluções

 

a. Peça com cura excessiva durante o processo de moldagem. Os aditivos antioxidantes, anti UV e outros podem ser degradados durante o processo de moldagem deixando a peça sem proteção contra as intempéries.

 

a. Otimizar o processo de moldagem, adequando o tempo de permanência no forno (tpf) e a temperatura do forno (Tf).

 

b. Foto degradação da peça pela ação de raios ultravioleta ou luz fluorescente em ambientes internos.

 

b. Use resina com estabilizante UV, pigmento adequado e sempre que possível incorporado por extrusão.

 

c. Quebras por tensões devido ao stress multiaxial na peça que pode ter sido acelerado pela exposição em ambientes químicos e quentes.

 

c1. Usar resina com maior resistência a tensões;

c2. Não estocar peças plásticas moldadas em polietileno com baixa resistência a tensões em ambientes com elevadas temperaturas e vapores químicos, por longos períodos de tempo;

c3. Adequar desenho da peça, ao redor de qualquer área contendo insertos;

c4. Analisar peças em uso no campo para determinar e corrigir possíveis áreas com concentração de tensões.

 

14.   Peças salpicadas de manchas ou pintas com cor mais intensa, moldadas com resina pigmentada a frio

Causas

Soluções

a.  Tingimento inadequado da resina

a1. Quebrar os aglomerados de pigmento gerados normalmente pela umidade incorporada nos mesmos ou por empedramentos, antes da incorporação na resina;

a2. Usar misturador com alta freqüência;

a3. Usar resinas previamente tingidas pelo processo de masterização por extrusão, por proporcionar melhor qualidade na moldagem das peças quanto à cor, propriedades técnicas, etc.

 

15.  Peças com superfícies internas irregulares, com a formação de grumos, pontes filamentosas ou regiões próximas a cantos com formação de múltiplas ondulações (caroços)

Causas

Soluções

 

a. Geometria irregular de partículas presentes na resina micronizada. Presença de partículas irregulares com fiapos ou rabichos em quantidades excessivas na resina gera dificuldades de moldagem.

 

a1. Se na análise da resina micronizada detectar excesso de partículas com rabichos e/ou fiapos, deve-se optar por resina com melhor padrão de qualidade. Um dos parâmetros importantes para aferição é o índice de fluidez seca, a geometria dos grãos interfere significativamente neste índice de qualidade da resina;

a2. Reduzir a temperatura inicial de moldagem, na fase de deposição da resina;

Nota: Na fase de deposição do material sobre a superfície interna do molde, no período em que ainda existe material em pó dentro do molde, se a temperatura do ar interno do molde atingir a temperatura de fusão inicial da resina, poderá ocorrer micro fusão de partículas na superfície do material, sem o contato com as paredes do molde, provocando a junção de partículas na forma de grumos ou aglomerados, que ao entrarem em contato com a superfície aquecida e adesiva do molde, formam caroços ou grumos. As partículas com fiapos ou rabichos fundem-se com menor quantidade de calor, em função de apresentarem menor massa, sendo pontos de formação de grumos.

 

b. Alto nível de eletricidade estática presente na resina, gerada pela velocidade de processo na fase de deposição da resina ou residual na resina, remanescente do processo de micronização.

 

b1. Reduzir a velocidade tangencial do molde de maneira a minimizar o atrito do material entre si e com o molde e reduzir a temperatura de deposição durante o (tpf);

b2. Usar resina com melhor padrão de qualidade que apresente menor nível de eletricidade estática residual, com índice de fluidez seca abaixo de 30 segundos;

b3. Aplicar aditivo antiestatico na resina, na proporção de 0,10 a 0,15 %.

 

c. Velocidade tangencial periférica do molde muito alta na fase de deposição da resina.

 

c. A velocidade tangencial periférica do molde indicada para a maioria das moldagens deve ser ajustada conforme segue:27 m/min > Velocidade > 15 m/min.

 

d. Superfícies altamente antiaderentes, associadas à velocidade muito alta do molde.

 

d1. A moldagem de peça com molde altamente aderente deve ser feita com menor velocidade tangencial, de maneira a aumentar o tempo de contato do molde com o material a cada camada depositada. Com maior tempo de contato, mais energia térmica é transmitida para a partícula de resina, possibilitando maior fixação da mesma na superfície interna do molde;

d2. Com velocidade mais alta, dada a menor aderência da resina no molde, pode ocorrer desprendimento de pequenos segmentos de resina fundida na primeira fase da deposição que se incorporam ao material ainda em pó, gerando grumos, principalmente nos cantos e regiões com paredes paralelas próximas. Ajustar as velocidades e as temperaturas da fase do tpf, ou seja, a deposição da resina.

 

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