6 perguntas comuns sobre espessura de parede de moldagem por injeção

Espessura da parede refere-se à espessura do material da estrutura da parede de uma peça moldada por injeção com cavidades ou estruturas de casca. É um dos parâmetros-chave no projeto estrutural de produtos plásticos.

De acordo com as estatísticas, cerca de 40% dos defeitos estão diretamente relacionados ao projeto incorreto da espessura da parede. processo de moldagem por injeção, uma espessura de parede científica garante o enchimento suave da cavidade do molde e o resfriamento uniforme do produto, reduzindo o consumo de material e os custos de manutenção do molde.

Este artigo compartilhará 6 perguntas e respostas comuns sobre o projeto de espessura de parede de moldagem por injeção.

1. Por que o projeto da espessura da parede é importante?

O design da espessura da parede é um dos principais fatores que determinam a qualidade do produto, a eficiência da produção e o controle de custos. Vamos analisar isso a partir de quatro aspectos abaixo:

Em primeiro lugar, em relação à qualidade da moldagem, a espessura da parede afeta diretamente o fluxo do fundido e o resfriamento. Paredes excessivamente finas aumentam a resistência ao fluxo, causando resfriamento e solidificação prematuros antes do preenchimento completo da cavidade, resultando em defeitos de curto prazo. Por outro lado, paredes excessivamente espessas podem levar a taxas de resfriamento desiguais, causando marcas de afundamento visíveis e vazios internos, afetando seriamente a aparência e as propriedades mecânicas do produto.

Em segundo lugar, em relação ao custo de produção, a espessura da parede afeta diretamente o consumo de material e a eficiência da fabricação. Dados do setor mostram que cada aumento de 0.1 mm na espessura da parede eleva os custos unitários de material em 3 a 5%. Mais importante ainda, o tempo de resfriamento aumenta proporcionalmente ao quadrado da espessura da parede (por exemplo, paredes de 3 mm requerem um resfriamento 125% mais longo do que paredes de 2 mm), o que prolonga os tempos de ciclo e reduz as taxas de utilização do equipamento.

Terceiro, em relação à resistência estrutural, espessura insuficiente leva à falha do produto por fratura durante o uso, enquanto espessura excessiva não apenas desperdiça material, mas também pode induzir riscos de rachaduras em zonas de concentração de tensão (por exemplo, cantos).

Por fim, o projeto da espessura da parede impacta diretamente a complexidade do molde e os custos de fabricação. Paredes muito finas aumentam a dificuldade de fabricação do molde. Embora a distribuição inadequada da espessura frequentemente exija sistemas de canais de entrada, canais de resfriamento e projetos de ventilação mais complexos, todos os quais aumentarão a custos de produção e dificuldade de manutenção do molde.

2. Quais são as espessuras de parede recomendadas para peças plásticas?

Devido às diferenças na fluidez, taxa de encolhimento, e as propriedades mecânicas entre os vários plásticos, suas espessuras de parede também são diferentes. Aqui listamos os valores recomendados para plásticos comuns (veja a tabela abaixo).

Dica: Peças de paredes finas (<1 mm) exigem materiais de alto fluxo (como PP, PC) e máquinas de injeção de alta pressão.

Esses valores podem servir como referência para o projeto preliminar. No entanto, devemos observar que a espessura final da parede deve ser validada por meio da análise do fluxo do molde, levando em consideração fatores como estrutura do produto, requisitos funcionais e processos de produção.

3. A espessura da parede precisa ser completamente uniforme?

A espessura da parede não precisa ser uniforme, mas deve seguir os princípios de transição.

Embora a variação de espessura seja permitida,É recomendado usar o modo de mudança gradual, permitindo que a área de parede espessa faça a transição para a área de parede fina gradualmenteMudanças bruscas de espessura podem causar concentração de tensões, levando a empenamentos ou marcas de afundamento. Na prática, certas áreas-chave (por exemplo, cantos de capas de celular, juntas de suporte de carga) exigem espessura extra, mas nervuras de reforço devem ser usadas para fornecer suporte adicional, em vez de depender apenas de paredes mais espessas para obter resistência.

A variação da espessura da parede entre áreas adjacentes deve ser limitada a ±20% no projeto, e as áreas de transição devem utilizar filetes ou chanfros arredondados para garantir conexões suaves. Atenção especial deve ser dada às junções entre a base e a nervura para evitar o empilhamento excessivo de espessuras. De acordo com a experiência do setor, a espessura da nervura é geralmente controlada em 50% a 70% da espessura da parede principal, o que garante a integridade estrutural e evita defeitos de moldagem causados ​​por espessuras de parede irregulares. Ao controlar razoavelmente a variação da espessura da parede e otimizar o projeto de transição, é possível garantir a qualidade da moldagem e a confiabilidade estrutural do produto, atendendo aos requisitos funcionais.

4. A variação da espessura da parede afeta a vida útil do molde?

Sim. Quando há uma espessura de parede claramente irregular no produto, algumas áreas do molde permanecem em alta temperatura. Essa carga de calor irregular acelera a fadiga térmica no aço do molde, tornando a superfície propensa a rachaduras e outros danos. Em segundo lugar, taxas de resfriamento mais lentas em seções de paredes espessas muitas vezes causam marcas de afundamento, o que força os trabalhadores a retrabalhar e polir com frequência, o que aumenta os custos de mão de obra e reduz a vida útil do molde devido a modificações repetidas. 

Mais seriamente, a contração irregular causada pela variação da espessura da parede pode levar a uma diminuição na precisão do alinhamento do molde, resultando em problemas de qualidade, como rebarbas ou desvios dimensionais. Para prolongar a vida útil do molde, recomenda-se unificar o padrão de espessura de parede o máximo possível durante a fase de projeto do produto. Caso seja necessário utilizar diferentes espessuras de parede devido a requisitos funcionais, o layout do sistema de refrigeração deve ser otimizado por meio da análise do fluxo do molde o mais cedo possível para manter todas as áreas do molde em temperaturas equilibradas.

5. Como determinar rapidamente se a espessura da parede é apropriada?

No processo de projeto de peças moldadas por injeção, a análise da espessura da parede é uma etapa crítica que requer verificação e otimização repetidas. Os projetistas podem concluir essa avaliação com eficiência usando softwares profissionais de modelagem 3D como o SolidWorks.

O recurso de análise de espessura de parede do software pode escanear automaticamente todo o modelo 3D e exibir visualmente a distribuição da espessura por meio de um mapa colorido. Ele permite que os projetistas identifiquem rapidamente potenciais pontos fracos estruturais ou zonas de acúmulo de material.

Quando o resultado da análise mostra várias áreas com espessura de parede não conforme, isso normalmente indica a necessidade de reconsiderar o esquema geral do projeto. É importante observar que a análise deve ser combinada com as propriedades do material e os parâmetros reais do processo de moldagem por injeção para obter resultados de avaliação mais precisos.

6. Como reduzir a espessura da parede mantendo a resistência?

Para obter a redução da espessura da parede sem comprometer a integridade estrutural em peças moldadas por injeção, os engenheiros devem prestar atenção a quatro aspectos: projeto estrutural, seleção de material, processos de moldagem e verificação de simulação.

Projeto estruturalAdicionar nervuras de reforço em pontos críticos de tensão pode economizar materiais e melhorar a rigidez geral. E filetes podem ser usados ​​em transições de espessura para evitar concentração de tensões.

Seleção de material: A escolha de materiais reforçados, como a adição de fibras, pode aumentar significativamente a resistência do material e reduzir a espessura da parede.

Processo de moldagem: A tecnologia de espumação microcelular pode reduzir o peso, mantendo mais de 90% da resistência original, formando uma estrutura de bolha fechada dentro do material. Para áreas com paredes espessas, a tecnologia de moldagem por injeção assistida por gás pode formar uma estrutura oca internamente e obter uma espessura de parede mais fina.

Verificação de Simulação: O projeto deve ser validado com software de simulação CAE. Garanta que o produto ainda atenda aos requisitos de resistência após a redução da espessura da parede, evitando defeitos como disparos curtos e empenamento.

Por fim, sinta-se à vontade para Contacto RJCMOLD, uma fábrica com mais de 20 anos de experiência em moldagem por injeção. Podemos ajudar a analisar a espessura da parede e fornecer sugestões de melhorias.