Capítulo 25-3, Tensão residual, molde de injeção de porcelana

FIGURA 5. Surgem tensões residuais variáveis e a peça se deforma à medida que camadas de diferentes volumes específicos congelados interagem entre si

Tensão residual induzida pelo processo vs. na cavidade

Os dados de tensão residual induzida pelo processo são muito mais úteis do que os dados de tensão residual na cavidade para a simulação de moldagem. A seguir, apresentamos as definições dos dois termos, juntamente com um exemplo que ilustra a diferença entre eles.

Tensão residual induzida pelo processo

Após a ejeção da peça, as restrições da cavidade do molde são liberadas, e a peça fica livre para encolher e se deformar. Depois de se estabelecer em um estado de equilíbrio, a tensão remanescente dentro da peça é chamada de tensão residual induzida pelo processo ou, simplesmente, tensão residual. A tensão residual induzida pelo processo pode ser induzida por fluxo ou térmica, sendo que a última é o componente dominante.

Tensão residual na cavidade

Enquanto a peça ainda está restrita na cavidade do molde, a tensão interna que se acumula durante a solidificação é chamada de tensão residual na cavidade. Essa tensão residual na cavidade é a força que impulsiona o encolhimento e o empenamento da peça pós-ejeção.

Exemplo

A distribuição de contração descrita em Deformação devido à contração diferencial leva a um perfil de tensão residual induzido termicamente para uma peça ejetada, conforme mostrado na figura inferior esquerda abaixo. O perfil de tensão na figura superior esquerda é a tensão residual dentro da cavidade, na qual a peça moldada permanece restrita dentro do molde antes da ejeção. Depois que a peça é ejetada e a força de restrição do molde é liberada, a peça encolherá e se deformará para liberar a tensão residual incorporada (geralmente tensão de tração, como mostrado) e atingir um estado de equilíbrio. O estado de equilíbrio significa que não há força externa exercida sobre a peça e que as tensões de tração e compressão sobre a seção transversal da peça devem se equilibrar entre si. As figuras do lado direito correspondem ao caso com um resfriamento não uniforme ao longo da espessura da peça e, portanto, causando uma distribuição assimétrica de tensão residual.

FIGURA 6. Perfil de tensão residual na cavidade (parte superior) vs. perfil de tensão residual induzido pelo processo e formato da peça após a ejeção (parte inferior).

Redução da tensão residual induzida pelo calor

As condições que levam a um empacotamento suficiente e a temperaturas mais uniformes na parede do molde reduzirão as tensões residuais induzidas pelo calor. Essas condições incluem:
- Pressão e duração adequadas da embalagem
- Resfriamento uniforme de todas as superfícies da peça
- Espessura uniforme da seção da parede