Análise de Defeitos Cosméticos em Moldagem por Injeção: Como Identificar a Causa Raiz
Na moldagem por injeção, muitas vezes se assume que a rejeição de peças ou baixo rendimento é resultado de não conformidade com dimensões e deformações excessivas. No entanto, muitas vezes, e às vezes com maior frequência em componentes plásticos moldados, as peças são rejeitadas devido a problemas estéticos. Se há um ponto preto em uma peça transparente ou variação de cor ou brilho de uma moldagem para outra, uma vez que esses problemas surgem, tende a haver muita acusação.
Além disso, com os aspectos cosméticos da moldagem ainda considerados mais uma arte do que uma ciência, a ação corretiva tende a resultar em muitas avenidas de investigação sendo identificadas. Isso leva a atrasos significativos de custo e tempo no projeto. Este artigo destaca, através de estudos de caso, como dar um passo atrás e identificar a causa raiz do problema pode ajudar a focar a direção dessas ações corretivas.
Onde Começar?
Geralmente, o primeiro passo em qualquer investigação estética é uma inspeção visual robusta. Embora isso possa parecer óbvio, uma análise visual minuciosa pode fornecer uma riqueza de informações para descartar e focar nas possíveis causas de defeitos. Uma investigação visual bem conduzida pode incluir o uso de diferentes fontes de luz, exame de seções transversais físicas e uso de microscópios.
Em todos os casos, essa avaliação inicial deve incluir investigação de alta magnificação (como microscopia óptica ou eletrônica de varredura) para visualizar o defeito e permitir a identificação adequada do problema em questão. O objetivo é entender as características físicas do defeito, a interação do defeito com o polímero base e a abrangência do problema estético.
Análise Composicional
Com uma verdadeira compreensão da natureza física do defeito, o campo de investigação já deve estar restrito. No entanto, chegar à causa raiz geralmente requer algum tipo de teste composicional ou analítico para ajudar a provar ou refutar hipóteses formadas durante a avaliação visual.
Embora o método correto dependa do problema específico observado, alguns exemplos de testes que podem ajudar a identificar ainda mais o problema são Espectroscopia por Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA), Taxa de Fluxo de Derretimento (MFR) e Espectroscopia de Raios X por Dispersão de Energia (EDS), para citar alguns.
Chegar à causa raiz geralmente requer algum tipo de teste composicional ou analítico.
Em muitos casos, apenas um ou dois desses testes são necessários para reduzir significativamente o tempo de solução de problemas na prensa. Com uma pequena quantidade de dados, a investigação pode ser reduzida de dezenas de avenidas em material, parâmetros de moldagem, design de moldes e potencial contaminação para apenas alguns culpados prováveis.
Estudos de Caso
Partículas Pretas Encapsuladas
Uma peça foi submetida para análise de defeito visual, fabricada de PC com corante ou cargas adicionadas. A investigação visual mostrou várias partículas pretas encapsuladas na parede da peça em várias localidades.
A partícula preta mostrou bordas claras com indicações visuais limitadas de derretimento/fluidez durante o processo de moldagem. Além disso, a análise seccional mostrou mínima interação da partícula com a resina base.
Utilizando um microscópio eletrônico de varredura (SEM) e EDS revelou que a partícula era um material sólido único, em vez de uma aglomeração de partículas menores, e provavelmente era de natureza orgânica.
Análise Química
Para investigar mais a composição química da partícula preta, o contaminante foi removido da peça e analisado via FTIR. A análise mostrou uma diferença significativa na composição química das partículas pretas, sendo características de uma substância tipo farinha de madeira. Isso sugeriu que a partícula era proveniente de uma fonte celulósica, como papelão ou aglomerado.
Descoloração da Superfície
Uma chapa de PE foi submetida apresentando uma descoloração amarela na superfície externa em várias localidades. Indicação de que as peças pareciam completamente normais diretamente após a moldagem, e o defeito apareceu durante o armazenamento.
A investigação visual revelou que a contaminação estava principalmente presente nos vales da textura da superfície. Isso sugeriu que a substância não era miscível com o material base. A análise revelou que a descoloração era consistente com substâncias à base de silicone e urethano, concluindo que a exposição à luz UV durante o armazenamento causou a descoloração observada.
Variação de Cor
O estudo de caso final destaca um componente onde o cliente estava tendo má consistência de cor em uma peça moldada. A peça especificada era de poliamida não carregada com retardante de chama. A inspeção visual revelou a descoloração isolada nas áreas diretamente em frente aos gates, onde o plástico começa a formar a peça.
A investigação revelou que as taxas de cisalhamento no gate excediam o limite recomendado pelo fornecedor de material para peças cosméticas. Essas taxas excessivas de cisalhamento levaram à degradação dos aditivos de menor peso molecular na resina, resultando no acabamento superficial ruim.
Os problemas cosméticos podem muitas vezes levar a dores de cabeça para engenheiros de qualidade, moldadores por injeção e fabricantes de ferramentas.
Conclusão
Os problemas cosméticos podem muitas vezes levar a dores de cabeça para engenheiros de qualidade, moldadores por injeção e fabricantes de ferramentas. Quando surgem, podem ser estressantes, pois as fontes potenciais podem ser numerosas, e sua presença geralmente leva a grandes investigações de causa raiz. No entanto, focar a natureza dos defeitos pode ajudar a economizar tempo e dinheiro para todas as partes envolvidas.
Sobre os Autores: Erik Foltz é um consultor profissional certificado pela Moldflow no Madison Group. Contacto: erik@madisongroup.com. Richie Anfinsen é bacharel em Engenharia de Materiais Compósitos pela Winona State University. Contacto: richie@madisongroup.com.
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Última atualização em 19 de julho de 2024
