Estudo de defeitos de peças em POM

Abstract

Nesta dissertação estudou-se, testou-se e resolveu-se problemas de peças injetadas em polioximetileno (POM). Apesar das excelentes características apresentadas por este material, exige alguns cuidados, necessários do ponto de vista de projeto de peça e variáveis do processo de injeção, devido à elevada contração, contração diferencial e pós contração característica deste material. Estes fenómenos originam problemas dimensionais ou mesmo a ocorrência de empenos e ocos em peças de maior espessura. A Plasmitec nota alguma dificuldade no controlo do processo em peças de POM. Para estudo foram selecionadas duas peças em POM, uma com empeno e tempo de ciclo elevado e outra que continha ocos. Para o efeito, começou-se por estudar a peça com empeno, como se trata de uma peça já em produção analisou-se todo o seu historial, verificou-se que o tempo de ciclo elevado é resultado do longo tempo de arrefecimento, necessário para contrariar um empeno originado pela sua geometria, dimensão do canal frio e local do ponto de injeção. Através de software CAE simularam-se parâmetros de injeção com o objetivo de inverter o empeno e aplicou-se os resultados em ensaios do molde. No processo foi necessário realizar duas baterias de simulações e ensaios, sendo que a primeira serviu para compreender o comportamento da peça, e a segunda serviu para obter parâmetros para produção, que reduzissem o empeno e o tempo de arrefecimento. Para resolver o problema na peça que registava ocos, foi analisada a sua geometria onde se detetou uma espessura que tem influência no problema, através de ensaios de molde foi possível eliminar os ocos, contudo por deficiências no equipamento estes voltaram. Foi sugerida a colocação de um desengrossador na localização do oco, desta forma é obtida maior estabilidade no processo de injeção reduzindo-se a exigência dos equipamentos. No final são analisados os 3D de duas peças em desenvolvimento, semelhantes às anteriores, nestas tentou-se prever possíveis problemas, com recurso a software CAD, e sugerem-se soluções e melhorias de geometria.

In this dissertation, it was studied, tested and solved of injected Polyoxymethylene (POM) plastic parts problems. Although its great characteristics, this material demands a certain amount of caution with the parts design and variables of the injection process due to its high contraction, differential contraction and post-contraction. These phenomena rise dimensional problems or even warpage and voids in thicker parts. The company Plasmitec notice some problems and difficulties in monitoring the manufacturing process of POM parts. For the present study, two POM parts were selected, one with warpage problems and high cycle time, and the other one with voids. In this context, it was first studied the part with warpage problems. Once this part was already in the manufacturing process, all its background history was analyzed and it was verified that the high cycle time is the result of the long cooling period time needed to counteract a warpage created by its geometry, cool channel dimension and site of the injection point. The CAE software was used to simulate injection parameters with the goal of invert the warpage, which results were implemented in moulds tests. During the process, it was necessary to carry out two batteries of simulations and tests: the first one to understand the behavior of the part, and the second one to obtain manufacturing parameters which would reduce the warpage and cooling time. To solve the problem in the part that registers voids, it geometry was analyzed where it was detected a thickness has direct influence in the problem. Although it was possible to eliminate the voids through the mould tests, however due to deficiencies in the equipment they returned. It was suggested the placement of a thickener at the void location, which allowed to obtain greater stability in the injection process, reducing the equipment demand. In the end, the 3D design of the two parts in development, similar to the previous ones, are analyzed. In these attempts it was predicted possible problems by using CAD software, and with it, solutions and improvements in geometry are suggested.