Guia geral de espessura de parede para moldagem por injeção de plástico

Três diagramas: "Muito grosso" com um canto agudo, "Muito fino" com um canto fraco e "Correto" com cantos arredondados rotulados R2 e R1.

Desde a compreensão dos conceitos básicos de espessura de parede até a navegação por considerações específicas de materiais, este guia aborda aspectos essenciais que designers, engenheiros e fabricantes precisam saber.

Este guia abrangente explora a importância do projeto adequado da espessura de parede na moldagem por injeção, oferecendo insights sobre as melhores práticas, desafios comuns e soluções para otimizar a produção de peças.

O que é espessura de parede na moldagem por injeção

A espessura da parede é uma consideração crítica de projeto no processo de moldagem por injeção, que se refere à espessura da seção transversal da peça plástica que está sendo moldada.

É uma das considerações de design mais importantes na moldagem por injeção porque impacta significativamente a capacidade de fabricação, o custo, a qualidade e o desempenho da peça final.

O que influencia a espessura da parede

Dois fatores principais influenciam a espessura da parede na moldagem por injeção de material plástico e na estrutura das peças.

  • Tamanho e forma – Peças maiores geralmente requerem paredes mais grossas para integridade estrutural, enquanto peças menores podem ter paredes mais finas. Formas complexas podem precisar de espessuras variáveis.
  • Material plástico – – Diferentes plásticos têm características de fluxo e taxas de resfriamento variadas. Materiais com menor viscosidade ou maiores taxas de fluxo de fusão geralmente podem ser usados com paredes mais finas.

Aqui está uma tabela para você verificar a espessura ideal da parede para vários materiais:

MaterialFaixa de espessura de parede recomendada
abdômen0,045 – 0,140 pol (1,14 – 3,56 mm)
Acetal (POM)0,030 – 0,120 pol (0,76 – 3,05 mm)
Acrílico (PMMA)0,025 – 0,500 pol (0,64 – 12,7 mm)
Nylon (PA)0,030 – 0,115 pol (0,76 – 2,92 mm)
Policarbonato (PC)0,040 – 0,150 pol (1,02 – 3,81 mm)
Polietileno (PE)0,030 – 0,200 pol (0,76 – 5,08 mm)
Polipropileno (PP)0,025 – 0,150 pol (0,64 – 3,81 mm)
Poliestireno (PS)0,035 – 0,150 pol (0,89 – 3,81 mm)

Quais são os problemas com a espessura da parede?

Quatro diagramas comparam transições de borda de "Ruim" para "Ótimo": borda abrupta, leve declive, declive mais gradual e transição mais suave.

Espessura de parede incorreta para moldagem por injeção pode levar a vários defeitos no produto final:

DefeitoCausaResultado
DeformaçãoEspessura de parede irregularDiferentes taxas de resfriamento levam a tensões internas, causando empenamento ou torção.
Marcas de piaSeções mais grossasO resfriamento lento permite que a superfície afunde para dentro, criando pequenas depressões
Linhas de fluxoVariações na espessura da paredeDiferentes taxas de fluxo de plástico fundido causam listras ou linhas visíveis na superfície
tiros curtosTransições finas para grossasO resfriamento prematuro impede o preenchimento completo de áreas mais espessas
VaziosSeções grossasA retenção de ar ou bolsas de vácuo formam vazios internos
JateamentoParedes muito finasO fluxo rápido de plástico causa padrões semelhantes a cobras na superfície da peça
Fraqueza estruturalEspessura de parede inconsistenteCompromete a resistência e a integridade da peça
Imprecisões dimensionaisVariações de espessuraO resfriamento irregular faz com que as peças não atendam às dimensões especificadas
Aumento do estresse internoEspessuras de parede variáveisDiferentes taxas de resfriamento resultam em maiores tensões internas
Defeitos superficiaisEspessura de parede inadequadaCausa imperfeições na superfície, como ondulações ou ondulações

Considerações de projeto para obter espessura de parede uniforme

Linha superior: "ruim" (degrau), "melhor" (declive), "melhor" (curva). Linha inferior: "ruim" (curva), "melhor" (bloco ranhurado).

A análise de projeto para manufaturabilidade (DFM) auxilia na identificação da espessura uniforme ideal para minimizar o estresse interno e melhorar a consistência.

Utilizando ângulos de inclinação para melhorar o preenchimento do molde

Ângulos de inclinação são integrais ao design de componentes moldados por injeção, servindo para facilitar a liberação mais fácil da peça acabada do molde. Incorporar um ângulo de inclinação não é apenas uma boa prática; é essencial para promover espessura de parede uniforme.

Um ângulo de inclinação externo recomendado de 0,5-1,5 graus e um ângulo interno de 0,5 graus podem melhorar muito o processo de enchimento do molde.

Esses pequenos ângulos permitem que o material flua mais suavemente e evitam a formação de espessuras de parede inconsistentes, que geralmente são a raiz de vários defeitos na peça.

Lidando com tensões internas causadas por espessuras de parede não uniformes

Disparidades na espessura da parede podem levar a tensões internas dentro da peça à medida que ela esfria e solidifica. Seções de espessura de parede mais espessa esfriam em taxas mais lentas, causando taxas diferenciais de encolhimento que podem deformar ou distorcer a peça.

Uma espessura uniforme em toda a peça é essencial para distribuir uniformemente essas tensões e evitar possíveis problemas de qualidade.

Ao projetar peças, é preciso considerar as áreas de alto risco e aplicar uma espessura de parede consistente para mitigar a formação de tensões internas.

Espessura Recomendada – Mínima

A espessura mínima da parede depende do material plástico específico usado e do tamanho/complexidade da peça.

Em geral:

Para peças pequenas e produção eficiente de alto volume, recomenda-se uma espessura mínima de parede de 0,025-0,030 pol (0,64-0,76 mm).

Para peças maiores, é sugerido um mínimo de 0,040-0,050 pol (1,0-1,3 mm).

A espessura mínima prática da parede para moldagem por injeção convencional varia de 0,76 a 1,0 mm (0,030 a 0,040 pol.).

Algumas aplicações especializadas de moldagem de paredes finas podem atingir paredes tão finas quanto 0,010 pol (0,25 mm), mas isso requer altas pressões e limita o tamanho da peça.

Espessura Recomendada – Máxima

Paredes excessivamente grossas devem ser evitadas na moldagem por injeção sempre que possível, pois podem levar a defeitos e ineficiências.

As diretrizes gerais são:

A maioria das peças moldadas por injeção tem uma espessura máxima de parede de 0,125-0,250 pol (3,2-6,4 mm).

Paredes com espessura superior a 0,250 pol (6,4 mm) apresentam maior risco de marcas de afundamento, vazios, tensões residuais e empenamento.

Em algumas aplicações especializadas, espessuras de parede de até 4,5 pol. (114 mm) são possíveis, mas exigem tempos de ciclo muito longos.

Como prática recomendada para eficiência e qualidade, uma espessura máxima de parede de 0,125-0,160 pol (3,2-4,0 mm) é recomendada para a maioria das peças.

Como resolver problemas de espessura de parede em peças moldadas

Lidando com seções de parede espessa em peças moldadas por injeção

Para mitigar isso, é aconselhável manter uma espessura de parede que facilite o resfriamento rápido, mas também forneça resistência suficiente. Por exemplo, com material PA6 com espessura de 8 mm, o ciclo total de moldagem por injeção é de aproximadamente 93 segundos, com o resfriamento levando cerca de 70 segundos.

Para superar o desafio de tempos de ciclo estendidos devido a paredes mais espessas, empregar uma técnica conhecida como core out pode ser benéfico. Isso envolve criar seções ocas na parede espessa sem comprometer a integridade ou a resistência da peça.

Como lidar com paredes finas sem comprometer a integridade das peças

Recomenda-se que os projetistas de produtos projetem peças com a espessura de parede mínima necessária sem comprometer a integridade das peças.

O projeto de paredes mais finas exige uma compreensão completa das características de fluxo do material para evitar defeitos.

Fatores como pressão de injeção, temperatura do molde e a inclusão de elementos de design como nervuras ou reforços podem ajudar a dar suporte a peças de paredes finas, melhorando sua moldabilidade e reduzindo o potencial de empenamento, afundamento ou bolhas.

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