Chapter 26-1,Shrinkage and warpage

Por que elas ocorrem?

O encolhimento é inerente ao processo de moldagem por injeção. O encolhimento ocorre porque o
a densidade do polímero varia entre a temperatura de processamento e a temperatura ambiente
(consulte Volume específico (diagrama pvT)). Durante a moldagem por injeção, a variação na contração, tanto globalmente quanto ao longo da seção transversal de uma peça, cria tensões internas. Essas chamadas tensões residuais (consulte Tensão residual) atuam em uma peça com efeitos semelhantes aos das tensões aplicadas externamente. Se as tensões residuais induzidas durante a moldagem forem altas
o suficiente para superar a integridade estrutural da peça, ela se deformará ao ser ejetada
do molde ou rachadura com carga de serviço externa.

Encolhimento

The shrinkage of molded plastic parts can be as much as 20 percent by volume, when measured at the processing temperature and the ambient temperature. Crystalline and semi-crystalline materials are particularly prone to thermal shrinkage; amorphous materials tend to shrink less. When crystalline materials are cooled below their transition temperature, the molecules arrange themselves in a more orderly way, forming crystallites. On the other hand, the microstructure of amorphous materials does not change with the phase change. This difference leads to crystalline and semi-crystalline materials having a greater difference in specific volume ( ) between their melt phase and solid (crystalline) phase. This is illustrated in Figure 1 below. We’d like to point out that the cooling rate also affects the fast-cooling pvT behavior of crystalline and semi-crystalline materials.

FIGURA 1. As curvas pvT para polímeros amorfos e cristalinos e a variação do volume específico entre o estado de processamento (ponto A) e o estado à temperatura ambiente e pressão atmosférica (ponto B). Observe que o volume específico diminui à medida que a pressão aumenta.

Causas do encolhimento excessivo de peças

A retração excessiva, além do nível aceitável, pode ser causada pelos seguintes fatores. A relação entre a retração e vários parâmetros de processamento e a espessura da peça está esquematizada na Figura 2.

– low injection pressure
– short pack-hold time or cooling time
– high melt temperature
– high mold temperature
– low holding pressure.

Problemas causados pelo encolhimento da peça

Uncompensated volumetric contraction leads to either sink marks or voids in the molding interior. Controlling part shrinkage is important in part, mold, and process designs, particularly in applications requiring tight tolerances. Shrinkage that leads to sink marks or voids can be reduced or eliminated by packing the cavity after filling. Also, the mold design should take shrinkage into account in order to conform to the part dimension. Part shrinkage predicted by C-MOLD offers a useful guideline for proper mold design.