A ventilação do molde de borracha proporciona caminhos de escape controlados para o ar e os gases deslocados à medida que a borracha preenche a cavidade. Sem uma ventilação eficaz, o gás comprimido pode impedir o preenchimento completo, criar marcas de queimadura, deixar defeitos na superfície e produzir dimensões inconsistentes.
O desempenho da ventilação depende de mais fatores do que apenas a presença de um sulco na linha de partição. A localização, a profundidade, a largura, o comprimento da área de ventilação, o balanceamento do canal de injeção, a velocidade de injeção, a viscosidade do composto e a manutenção do molde afetam a eficiência com que o ar sai da cavidade.
O objetivo é liberar o ar sem permitir a entrada excessiva de borracha no respiro. Um respiro muito restritivo não consegue remover o gás com rapidez suficiente. Um respiro muito aberto pode produzir excesso de rebarbas e exigir ajustes adicionais.
Moderno máquinas de moldagem por injeção de borracha Oferecer controle programável de velocidade de injeção, pressão e vácuo, mas a produção estável ainda começa com um molde projetado para fluxo de material previsível e remoção de ar.
O que é ventilação em moldes de borracha?
A ventilação de moldes de borracha consiste na utilização de pequenas passagens, ranhuras ou áreas de folga que permitem a saída de ar e gases do processo de um molde fechado durante o enchimento e a vulcanização.
Antes do início da injeção, todos os canais e cavidades contêm ar. À medida que a borracha plastificada entra no molde, esse ar deve escapar através de:
- aberturas de junção
- Folgas de inserção
- Folgas do pino extrator
- Canais de vácuo
- Poços de transbordamento
- Inserções de ventilação
- Componentes de metal poroso
- Ciclos de exaustão controlados
Se a via de escape estiver bloqueada ou mal posicionada, o avanço da borracha pode aprisionar ar dentro da cavidade.
A formação de bolhas de gás pode impedir que o composto atinja a superfície do molde ou a área de preenchimento final. Sob alta compressão, o gás também pode gerar calor localizado e queimar a borracha.
Por que os moldes de borracha precisam de ventilação?
Os compostos de borracha comportam-se de maneira diferente dos líquidos de baixa viscosidade. Eles precisam fluir através de canais, entradas e cavidades, resistindo ao escoamento e começando a reagir ao calor do molde.
Durante o enchimento, o composto empurra o ar em direção à extremidade do percurso de fluxo. A ventilação é necessária para evitar que esse ar fique preso entre a borracha e a superfície do molde.
Outros gases também podem provir de:
- Umidade no composto
- Aditivos voláteis
- Agentes desmoldantes
- Agentes de ligação
- Reações químicas durante a vulcanização
- Contaminação na superfície do molde
- Ar introduzido durante a preparação do material
Por esse motivo, as aberturas de ventilação ainda podem ser necessárias mesmo quando um sistema de vácuo é instalado.
Como o ar se move durante o enchimento do molde
O movimento do ar acompanha a frente de fluxo da borracha.
Em uma cavidade simples com uma única entrada, o ar geralmente se move em direção ao ponto mais distante da entrada. Em uma cavidade complexa, a direção pode mudar à medida que a borracha contorna nervuras, inserções, orifícios e variações na espessura da parede.
As armadilhas de ar geralmente se formam onde:
- Duas frentes de fluxo se encontram
- O material atinge uma cavidade cega.
- Uma costela profunda termina
- A borracha flui ao redor de um inserto.
- A cavidade varia de espessa a fina.
- Uma cárie se preenche mais rapidamente que a outra.
- A área de enchimento final não possui respiro.
- A borracha veda a abertura de ventilação antes da evacuação ser concluída.
A localização esperada da entrada de ar deve ser identificada durante o projeto do molde e confirmada por meio de testes de injeção parcial.
Principais tipos de respiros para moldes de borracha
aberturas de junção
Os canais de ventilação da linha de partição são ranhuras rasas usinadas na superfície do molde. Geralmente são posicionados próximos às áreas de preenchimento final.
Essas aberturas de ventilação são fáceis de inspecionar e limpar, mas sua eficácia depende do fechamento preciso do molde e das dimensões consistentes das ranhuras.
Ventilação através de pinos extratores
O controle da folga ao redor dos pinos extratores pode fornecer um caminho adicional para a passagem de ar.
Este método é útil quando se forma uma bolha de ar longe da linha de junção. A folga deve ser controlada para evitar a entrada excessiva de rebarbas ou borracha no mecanismo ejetor.
Inserções de ventilação
Os insertos de ventilação removíveis podem ser instalados em áreas de cavidade de difícil acesso. Eles permitem a manutenção ou substituição sem a necessidade de retrabalhar todo o molde.
O encaixe do inserto e a condição da superfície devem permanecer consistentes para evitar vazamentos e rebarbas.
Poços de transbordamento
Um reservatório de extravasamento recebe uma pequena quantidade de borracha após o ar sair da cavidade principal.
Pode ajudar a transportar gases presos, contaminantes ou material de fluxo inicial para longe do produto final. No entanto, o material em excesso torna-se resíduo e normalmente requer aparamento.
Canais de vácuo
Canais de vácuo conectam a cavidade do molde a um sistema de evacuação externo. O ar é removido ativamente após o fechamento do molde e antes do início da injeção.
A assistência por vácuo é útil para moldes profundos, complexos ou com múltiplas cavidades, mas não compensa o desequilíbrio do fluxo ou a má manutenção das aberturas de ventilação.
Materiais de ventilação porosos
Inserções de metal poroso permitem a passagem de ar através de aberturas microscópicas, ao mesmo tempo que restringem o fluxo de borracha.
Podem ser úteis em áreas onde ranhuras convencionais são difíceis de usinar. A limpeza regular é necessária, pois a contaminação pode obstruir os poros.
Onde devem ser localizadas as aberturas de ventilação dos moldes de borracha?
As aberturas de ventilação devem ser colocadas onde o ar se acumula naturalmente durante o enchimento.
Os locais típicos incluem:
- Fim do caminho de fluxo primário
- Em frente ao portão
- Costelas profundas
- seções de cavidade cega
- Ao redor de inserções metálicas
- Junções de frente de fluxo
- Seções finas foram atingidas tardiamente no preenchimento.
- Cavidades distantes em um molde multicavidades
- Áreas que apresentam repetidos disparos curtos ou queimaduras.
O posicionamento da ventilação deve seguir o padrão de enchimento real, e não a simetria visual.
Um molde pode parecer geometricamente equilibrado, mesmo sendo preenchido de forma irregular, devido a diferenças no comprimento dos canais de alimentação, no tamanho dos pontos de injeção, na espessura das paredes ou nas temperaturas locais.
Determinação da profundidade e largura da abertura de ventilação
Não existe uma única dimensão de ventilação adequada para todos os moldes de borracha.
As dimensões necessárias dependem de:
- Tipo de borracha
- Viscosidade composta
- Conteúdo de preenchimento
- Geometria do produto
- Pressão de injeção
- Velocidade de injeção
- Temperatura do molde
- Localização da ventilação
- Qualidade de superfície exigida
- Nível de flash aceitável
O respiro deve ser profundo o suficiente para liberar o ar, mas raso o suficiente para restringir o fluxo de borracha.
Se a abertura for muito rasa:
- O ar não consegue escapar com rapidez suficiente.
- Podem aparecer marcas de queimadura.
- A cavidade pode não se preencher completamente.
- A pressão de injeção pode aumentar.
- A qualidade do produto pode variar conforme a cavidade.
Se a abertura de ventilação for muito profunda:
- A borracha entra na abertura de ventilação.
- O flash fica mais denso
- Os sulcos de ventilação podem se encher com o composto curado.
- A frequência de limpeza aumenta.
- Os requisitos de poda aumentam
As dimensões das aberturas de ventilação devem ser estabelecidas por meio de testes controlados em moldes, utilizando o composto de produção real.
Área de Ventilação e Alívio
Uma ventilação típica em linha de junção inclui uma pequena seção controlada seguida por um canal de alívio mais profundo.
A seção controlada limita o fluxo de borracha, permitindo a passagem de ar. O canal de alívio proporciona uma passagem maior para a saída de gás do molde.
Se a seção controlada for muito longa, a resistência ao fluxo de ar aumenta. Se for muito curta ou muito profunda, pode haver excesso de borracha no canal de alívio.
A área de alívio também deve permanecer desobstruída. Uma ventilação usinada corretamente não funcionará se o canal externo estiver bloqueado por borracha curada, sujeira ou resíduos de desmoldante.
Relação entre ventilação e velocidade de injeção
A velocidade de injeção determina a rapidez com que a borracha desloca o ar da cavidade.
Quando a velocidade é muito alta:
- O ar pode não escapar antes que a ventilação seja selada.
- O gás é comprimido.
- Podem formar-se marcas de queimadura.
- A pressão máxima pode aumentar.
- Os insertos podem se mover.
- O flash pode ficar mais pesado
Quando a velocidade é muito baixa:
- A borracha pode começar a endurecer antes que o enchimento esteja completamente concluído.
- As linhas de fluxo podem se tornar visíveis.
- Seções distantes podem permanecer sem preenchimento.
- As linhas de solda podem ficar mais pronunciadas.
- O tempo de ciclo aumenta.
Cavidades complexas podem se beneficiar da injeção em etapas:
- Fluxo controlado através do bocal e do canal de distribuição
- Preenchimento mais rápido através da cavidade principal
- Velocidade reduzida perto de inserções ou elementos sensíveis.
- Enchimento final mais lento à medida que o ar se aproxima das saídas de ar.
Os pontos de transição corretos devem ser baseados em testes de injeção de curta duração e análise da curva de pressão.
Relação entre ventilação e pressão de injeção
O ar aprisionado cria resistência ao avanço da borracha. Os operadores podem reagir aumentando a pressão, mas isso pode forçar mais borracha para dentro da linha de junção sem remover a restrição original.
A pressão excessiva pode causar:
- Flash
- separação de mofo
- Bloqueio de ventilação
- Deslocamento de inserção
- Carga de máquina mais elevada
- desgaste mais rápido do molde
Antes de aumentar a pressão para corrigir um tiro curto, verifique:
- Condição de ventilação
- Tamanho do portão
- Restrição de corredor
- Volume de disparos
- Plastificação composta
- Temperatura do molde
- Velocidade de injeção
- Equilíbrio da cavidade
A pressão deve vencer a resistência normal ao fluxo de material, e não compensar uma passagem de ar bloqueada.
Ventilação e marcas de queimadura em moldes de borracha
Marcas de queimadura costumam aparecer perto do final do enchimento, onde o ar preso é comprimido pela borracha que entra.
Os sinais comuns incluem:
- Áreas escuras ou pretas
- Borracha queimada
- Degradação localizada da superfície
- Textura áspera ou danificada
- Defeitos repetidos no mesmo local
- Planos curtos próximos à área queimada
As verificações recomendadas incluem:
- Identifique se o defeito está no ponto de enchimento final.
- Inspecione a saída de ventilação mais próxima em busca de borracha curada ou contaminação.
- Reduza a velocidade final de injeção.
- Verifique se a saída de ar está posicionada corretamente.
- Confirme se o composto não está em estado de combustão dentro da unidade de injeção.
- Verifique as temperaturas do molde e dos canais de alimentação.
- Verifique a sincronização do vácuo quando o auxílio do vácuo for utilizado.
Nem todas as manchas escuras são causadas por ar aprisionado. Contaminação do material, calor excessivo e tempo de permanência prolongado podem produzir defeitos semelhantes.
Ventilação e Injeções Parciais em Moldes de Borracha
Um disparo incompleto ocorre quando a borracha não preenche completamente a cavidade.
Uma ventilação inadequada pode causar falhas na injeção, pois o ar comprimido cria uma barreira contra o fluxo. O aumento do volume da injeção pode então produzir falhas de injeção em áreas preenchidas, enquanto a localização do ar aprisionado permanece incompleta.
Tiros curtos relacionados à ventilação geralmente apresentam estas características:
- O defeito se repete no mesmo local da cavidade.
- A área incompleta fica longe do portão.
- Marcas de queimadura aparecem perto do disparo curto.
- A pressão de injeção aumenta acentuadamente perto do final do enchimento.
- Outras cáries se preenchem mais cedo
- A limpeza da saída de ar melhora temporariamente o resultado.
O Guia de solução de problemas de moldagem por injeção de borracha Realiza verificações adicionais para identificar falhas de cura, excesso de material, bolhas de ar e defeitos de cura.
Ventilação de moldes de borracha com múltiplas cavidades
Os moldes com múltiplas cavidades exigem equilíbrio tanto de material quanto de fluxo de ar.
Se uma cavidade se encher antes do previsto, a pressão pode aumentar na cavidade preenchida enquanto o ar permanece preso em outra. Isso pode produzir falhas de injeção em uma seção e falhas de injeção em outra durante o mesmo ciclo.
As verificações importantes incluem:
- Comprimento do canal de alimentação para cada cavidade
- Seção transversal do corredor
- Dimensões do portão
- Localização do portão
- Volume da cavidade
- Temperatura do molde por cavidade
- Localização da ventilação
- Dimensões da ventilação
- Distribuição do canal de vácuo
- Sequência final de enchimento
Adicionar aberturas maiores à cavidade incompleta pode não resolver um problema de balanceamento do canal de alimentação. O percurso do material e o percurso do ar devem ser avaliados em conjunto.
Ventilação ao redor de inserções metálicas
Produtos de borracha com metal podem aprisionar ar onde o composto flui ao redor de um inserto e se reconecta no lado oposto.
Possíveis defeitos incluem:
- Espaços vazios ao redor do inserto
- Cobertura de borracha incompleta
- Áreas de ligação fraca
- Linhas de solda
- marcas de queimadura
- Inserir movimento
- Irregularidades da superfície
Pode ser necessário instalar aberturas de ventilação perto do ponto de encontro final das duas frentes de fluxo.
A velocidade de injeção também deve ser controlada. Velocidade excessiva pode deslocar o inserto ou forçar o agente adesivo para longe da superfície desejada.
A assistência por vácuo pode melhorar o preenchimento ao redor de implantes complexos, mas o posicionamento do implante, a preparação da superfície e a condição do adesivo ainda exigem controle separado.
Ventilação de moldes versus moldagem assistida por vácuo
Os sistemas de ventilação e de vácuo desempenham funções relacionadas, mas diferentes.
| Comparação | Ventilação convencional de mofo | Moldagem assistida por vácuo |
|---|---|---|
| Método de remoção de ar | O ar sai por canais passivos. | A bomba evacua ativamente o molde fechado. |
| Requisitos de equipamento | Ranhuras de ventilação e canais de alívio | Bomba, válvulas, vedações, sensores e canais |
| Selagem de molde | Ajuste normal do molde controlado | Mais exigente |
| Manutenção | Limpeza de dutos de ventilação e inspeção de superfícies | Manutenção de respiros, vedações, mangueiras, válvulas e bombas |
| Cavidades complexas | Depende muito do acesso à ventilação. | Evacuação aprimorada quando projetada corretamente. |
| Custo inicial | Inferior | Mais alto |
| Controles de processo | Velocidade e pressão de injeção | Nível de vácuo, tempo, velocidade e pressão |
| Aplicações adequadas | Peças padrão com ventilação eficaz | Peças profundas, complexas ou de qualidade crítica |
O vácuo não elimina automaticamente a necessidade de aberturas de ventilação. O ar e os gases de vulcanização podem continuar circulando após o início da injeção.
Ciclos de exaustão na moldagem de borracha
Alguns processos de moldagem de borracha abrem ou liberam brevemente o molde durante a fase inicial da vulcanização para permitir a saída do gás aprisionado. Isso é comumente descrito como um ciclo de exaustão ou desgaseificação.
Um ciclo de exaustão pode ajudar quando gases se desenvolvem após o enchimento inicial, mas adiciona movimento e tempo à sequência de produção.
Variáveis importantes incluem:
- Sincronização do escapamento
- Número de ciclos de exaustão
- Distância de abertura
- Temperatura do molde
- Estado de cura
- Geometria do produto
- Geração de gás composto
Abrir muito cedo pode perturbar a distribuição do material. Abrir muito tarde pode não liberar o gás já aprisionado dentro do produto em cura.
Os ciclos de exaustão devem ser validados usando resultados de qualidade do produto, em vez de serem adicionados automaticamente a todos os programas.
Problemas comuns de ventilação em moldes de borracha
| Problema | Causas prováveis | Verificações recomendadas |
| Marcas de queimadura no final do enchimento | Respiro bloqueado ou velocidade final excessiva | Limpe as saídas de ar e reduza a velocidade de enchimento. |
| Tiro curto repetido | Ar preso ou passagem restrita | Inspecione a área de enchimento final, as aberturas de ventilação e a comporta. |
| Grande quantidade de fumaça no ventilador | Ventilação muito profunda ou pressão excessiva | Meça a ventilação e verifique a configuração da pressão. |
| Os blocos de ventilação são frequentemente utilizados. | Entrada excessiva de borracha ou contaminação | Verifique as dimensões da ventilação e o intervalo de limpeza. |
| Uma cavidade queima | Corredor desequilibrado ou problema de ventilação local | Compare a sequência de preenchimento da cavidade e a condição de ventilação. |
| As bolhas permanecem | Umidade, substâncias voláteis ou gás aprisionado | Verifique o composto, as aberturas de ventilação, o vácuo e a cura. |
| Não é possível atingir o vácuo. | Vazamento em vedação, mangueira ou válvula | Inspecione todo o circuito de vácuo. |
| Flash e foto curta juntos | Desequilíbrio da cavidade ou ar aprisionado | Verifique o equilíbrio do corredor antes de aumentar a pressão. |
| O defeito se move entre os ciclos. | Alimentação instável, temperatura instável ou condições da ventilação mecânica. | Analisar os dados do processo e a limpeza do molde. |
| O defeito persiste mesmo após a limpeza. | Localização incorreta da ventilação ou problema com o material | Realizar testes de injeção curta e avaliar o composto. |
Por que os respiros de ventilação ficam obstruídos devido ao mofo
As aberturas de ventilação dos moldes de borracha são pequenas e podem ficar obstruídas rapidamente.
As causas comuns incluem:
- Borracha vulcanizada dentro da ranhura
- Acúmulo de desmoldante
- Óleo ou graxa
- Pó
- Resíduo composto
- Corrosão
- Superfícies de separação danificadas
- Excesso de flash
- Práticas de limpeza incorretas
Uma saída de ar parcialmente bloqueada pode parecer aberta durante uma inspeção visual. No entanto, sua seção transversal efetiva pode ser muito pequena para liberar ar na velocidade de produção.
Limpeza e manutenção de respiros de moldes de borracha
A manutenção dos dutos de ventilação deve ser incluída no cronograma de produção, em vez de ser realizada somente após o surgimento de defeitos.
As práticas recomendadas incluem:
- Inspecione as aberturas de ventilação durante mudanças relacionadas ao mofo.
- Registre os intervalos de limpeza.
- Remova a borracha curada sem danificar a ranhura.
- Mantenham os canais de ajuda abertos.
- Inspecione as superfícies de separação.
- Verifique as entradas de ventilação.
- Limpe os componentes porosos utilizando um método aprovado.
- Inspecione o movimento do pino ejetor.
- Verifique as portas e mangueiras de vácuo.
- Compare os defeitos antes e depois da limpeza.
Evite usar ferramentas que alarguem, arredondem ou arranhem a saída de ar. A limpeza manual descontrolada pode alterar as dimensões da saída e criar problemas permanentes de vazamento.
Como diagnosticar a localização de um sifão de ar
Analise a posição do defeito
Queimaduras repetidas, falhas ou disparos curtos no mesmo local geralmente indicam onde o ar está se acumulando.
Realizar testes de curta duração
Produza amostras com diferentes percentagens de enchimento. Essas amostras revelam a direção da frente de fluxo e a última área a ser preenchida.
Comparar cáries
Para moldes com múltiplas cavidades, determine se os defeitos seguem uma cavidade específica, um canal de injeção ou uma zona de temperatura.
Analisar curvas de pressão
Um aumento rápido da pressão perto do final do enchimento pode indicar ar preso ou restrição de fluxo.
Reduzir a velocidade de enchimento final
Se o defeito melhorar quando a velocidade final for reduzida, o ar pode não ter tempo suficiente para escapar na configuração original.
Limpe as saídas de ar.
A melhora temporária após a limpeza confirma que a obstrução da ventilação está contribuindo para o problema.
Verifique o composto
Se os locais dos defeitos mudarem ou se aparecerem bolhas por todo o produto, pode ser que haja envolvimento de umidade, substâncias voláteis ou do preparo do material.
Informações sobre o projeto do molde necessárias antes da produção.
Um projeto de ventilação eficaz começa com dados reais do produto e do processo.
Informações úteis incluem:
- Desenho do produto
- Tipo e formulação da borracha
- Viscosidade composta
- Dados de queima e cura
- Peso da peça
- Distribuição da espessura da parede
- Posição de inserção
- Número de cavidades
- Design de corredor e portão
- Direção de enchimento esperada
- Dimensões do molde
- Capacidade de injeção
- Pressão disponível
- Temperatura do molde
- Requisitos de superfície
- Tolerância ao flash
- Volume de produção
- Requisitos de vácuo
Os fornecedores de máquinas, moldes e compostos devem analisar essas informações em conjunto quando o produto tiver requisitos complexos de enchimento ou remoção de ar.
A TASU desenvolve soluções integradas. soluções de moldagem por injeção de borracha Combinando controle de injeção, alimentação FIFO, tecnologia de canal frio, sistemas de vácuo e otimização de moldes.
Lista de verificação para instalação de ventilação em moldes de borracha
Antes de aprovar a produção, confirme:
- As aberturas de ventilação estão localizadas nos pontos reais de enchimento final.
- As dimensões da ventilação correspondem ao composto de produção.
- Os canais de ajuda estão abertos.
- As superfícies de separação estão limpas.
- As aberturas do pino ejetor movem-se livremente.
- Os insertos não bloqueiam a passagem de ar.
- Corredor e portões estão equilibrados
- A velocidade de injeção permite que o ar escape.
- A pressão não é desnecessariamente alta.
- A temperatura do molde é estável.
- O nível de vácuo e a temporização são repetíveis.
- As peças consecutivas não apresentam queimaduras, vazios ou falhas de injeção.
- O flash permanece dentro do limite aceitável.
- Os requisitos para limpeza dos dutos de ventilação estão documentados.
O processo de moldagem por injeção de borracha Explica como o preenchimento do molde se relaciona com a preparação do material, a injeção, a cura e a desmoldagem.
Conclusão
A ventilação do molde de borracha afeta diretamente o preenchimento da cavidade, a qualidade da superfície e a estabilidade do processo. Ventilação corretamente localizada e mantida permite que o ar deslocado e os gases do processo escapem sem produzir rebarbas excessivas.
Uma ventilação confiável exige coordenação entre o projeto do molde e as configurações da máquina. O equilíbrio dos canais de injeção, a posição do ponto de injeção, a viscosidade do composto, a velocidade de injeção, a pressão, a temperatura do molde e o tempo de vácuo influenciam o resultado final.
Quando surgem defeitos, aumentar a pressão de injeção não deve ser a primeira resposta. Testes de injeção curta, inspeção de respiros, análise da curva de pressão e ajuste controlado da velocidade oferecem um caminho mais confiável para identificar a causa.
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