Devido à propriedade do material de fluxo rígido e aos elevados requisitos estéticos, a moldagem de plásticos transparentes é uma tarefa mais difícil do que a moldagem de plásticos normais. Esta publicação é uma introdução geral aos materiais plásticos transparentes e à moldagem por injeção de plásticos transparentes, bem como aos aspectos a que deve prestar atenção durante os processos de conceção e produção.
Vantagens dos plásticos transparentes
Atualmente, existem muitas aplicações de plásticos transparentes no mundo moderno: luzes, peças para automóveis, electrodomésticos e recipientes para alimentos/bebidas. Em comparação com o vidro, os plásticos oferecem uma transparência comparável e têm também muitas vantagens, tais como menor peso, menor custo, maior rigidez e melhor resistência ao impacto.
Como medir a transparência
A transparência é medida principalmente por dois parâmetros:
Transmitância da luz (%)
Isto é bastante simples. A transmitância da luz é definida como a percentagem de luz que atravessa o material transparente (a restante percentagem é reflectida ou absorvida pelo objeto transparente).
Nenhum material transparente pode ter a transmitância da luz de 100%; mesmo o melhor vidro ótico só pode atingir a transmitância de 95%! Em geral, para os plásticos, a transmissão da luz é de cerca de 92% para PMMA e 90% para PC.
A névoa é a dispersão da luz quando esta passa através de um objeto; faz com que os objectos pareçam nublados ou enevoados quando se vê através do material transparente.
Um bom plástico transparente tem um índice de turvação inferior a 2%, comparável ao do vidro; um bom material transparente deve ter uma elevada transmissão de luz e um índice de turvação baixo.
Materiais que difundem a luz: Alguns materiais podem ter uma elevada transmissão da luz e, ao mesmo tempo, um elevado valor de embaçamento; são os chamados ‘materiais que difundem a luz’. São frequentemente utilizados em coberturas para luzes LED e indicadores LED, para que a luz se torne mais uniforme e menos ofuscante.
Plásticos transparentes disponíveis
Os plásticos transparentes são muito mais versáteis do que se possa pensar à partida! A maior parte deles são plásticos amorfos, incluindo PMMA (acrílico), PC, PS, PPSU, PES, ABS, AS, PETG, PCTG, e também plásticos cristalinos, como PET, e até PA(nylon), PP.
É importante notar que estes não são PP e PA normais, porque o PP normal é translúcido (meio transparente) e o PA é normalmente opaco. O PP e o PA transparentes são especialmente modificados para serem semi-cristalinos ou com cristais muito pequenos, para que a luz ainda possa passar.
Ao mesmo tempo, existem plásticos transparentes elásticos (ou macios), como o TPU ou o PVC. São frequentemente utilizados para fabricar capas para telemóveis.
O PE e o PVC podem ser transformados em películas transparentes, mas a sua clareza diminui rapidamente quando a espessura aumenta, pelo que não são considerados materiais verdadeiramente transparentes.
Como escolher um plástico transparente
Quando escolhemos o plástico transparente adequado para uma aplicação, não pensamos apenas no custo e na capacidade de fabrico, mas temos também de considerar muitos outros factores como resistência mecânica, rigidez, resistência aos riscos, gama de temperaturas, resistência química, resistência aos raios UV, taxa de encolhimento, isolamento elétrico, etc.
É crucial escolher o material correto antes de iniciar a produção do molde, caso contrário, poderá ser dispendioso mudar de material mais tarde, porque o molde também poderá ter de ser modificado em conformidade.
Cada material tem as suas próprias caraterísticas. Caso contrário, não haveria razão para a sua existência! Por exemplo, o PPSU é muito utilizado para biberões de leite para bebés, porque é bastante estável em água quente e não contém BPA, mas é bastante caro e tem uma cor um pouco amarelada; o PETG também não contém BPA, tem também uma grande resistência mecânica e resistência química, embora tenha uma menor estabilidade térmica;
O PA transparente (nylon) é muito resistente e durável, mas tem uma fraca estabilidade dimensional e a sua absorção de água é bastante elevada.
No entanto, na vida real, os plásticos transparentes mais utilizados são o PMMA e o PC. Eles podem atender à maioria dos requisitos das aplicações. Portanto, se não souber o que escolher, basta escolher um deles. Se a sua aplicação for única e quiser ajuda na escolha do material, contacte-nos para que possamos aconselhar!
Comparação entre PMMA e PC
Se os compararmos:
- O PMMA é o plástico mais transparente de todos, tem uma transmissão de luz de 92%, enquanto que para o PC é de 90%;
- O PMMA é mais frágil e rígido, o que o torna propenso a partir ou rachar em caso de impacto e ao longo do tempo. Por outro lado, o PC apresenta maior resistência ao impacto e flexibilidade.
- O PC é mais propenso a riscos superficiais, enquanto o PMMA é mais resistente a riscos.
- O PC é mais resistente às intempéries do que o PMMA. A gama de temperaturas de funcionamento do PC pode ser de -45℃a 135℃ em comparação com a do PMMA é de -40℃ a 70℃.
- O PC é mais resistente aos produtos químicos do que o PMMA.
- O PC pode ser fabricado para ser retardador de fogo, enquanto o PMMA não o é.
Defeitos de injeção a evitar
As peças transparentes têm elevados requisitos estéticos, pelo que é essencial evitar os problemas enumerados abaixo. O fabrico deve ser realizado por operadores experientes e devem ser efectuadas inspecções meticulosas.
Durante o fabrico, a taxa de refugo tende a ser mais elevada, pelo que este fator deve ser considerado no cálculo dos custos de produção.
- Linhas prateadas. ou também designadas por estrias prateadas.
- linhas de soldadura. Por vezes, é difícil evitá-las completamente, mas podem ser aceitáveis linhas de soldadura muito ligeiras, dependendo dos requisitos do cliente e da aplicação.
- linha de fluxo.
- marcas de afundamento.
- Fissuras. Por exemplo, o PC é propenso a fissuras devido a uma maior tensão interna. Tratamento térmico é por vezes necessário para peças de grandes dimensões ou com paredes espessas.
Pontos críticos na conceção e produção
Maquinação e polimento de alta precisão
Devido aos elevados requisitos de clareza ótica e de estética apelativa, são impostos requisitos mais rigorosos à maquinagem e ao polimento dos moldes para peças de plástico transparente.
Para alguns componentes ópticos, o polimento do molde tem de ser feito numa oficina sem pó.
A maquinagem tem de ser mantida dentro de uma tolerância apertada, de modo a manter o polimento seguinte dentro de uma quantidade mínima que não altere as propriedades geométricas. Desta forma, após o polimento, não se observam distorções ou ondulações na imagem reflectida. Caso contrário, a mesma distorção ou ondulação aparecerá também nas peças de plástico moldadas.
Muitos plásticos transparentes são materiais de fluxo rígido, por outras palavras, têm baixa fluidez (normalmente medida pelo Índice de Fluxo de Fusão) ou alta viscosidade. Isto coloca mais desafios à conceção do molde e ao controlo do processo de moldagem. Uma fraca fluidez pode provocar tensões internas excessivas que conduzem a defeitos de injeção, tais como fissuras, linhas de fluxo, linhas de prata e vazios de vácuo.
É aconselhável localizar a comporta na área da parede espessa e, se possível, aumentar a comporta. Isto ajuda a encher a cavidade rápida e facilmente e a manter uma pressão de embalagem suficiente para compensar o encolhimento na fase de embalagem.
Desenho da peça
Para além da conceção do portão e da otimização dos parâmetros de injeção, a conceção adequada da peça é também fundamental para eliminar possíveis defeitos de injeção.
Uma regra simples é ter uma espessura de parede adequada e mantê-la uniforme em toda a peça. Para PC e PMMA, é preferível que a espessura da parede seja superior a 1 mm. No entanto, na prática, não é tão fácil quanto isso! Se pretender aconselhamento sobre o seu desenho, contacte-nos.
Outra coisa a que se deve prestar atenção é ter um ângulo de inclinação ligeiramente maior, caso contrário, pode haver riscos no lado vertical.
Realizar uma análise do fluxo do molde
Recomenda-se sempre a realização de uma análise do fluxo do molde, para que possa verificar a pressão, a temperatura, a tendência para a formação de linhas de soldadura e bolhas de ar, afinar o design do portão e o design da peça.
Ventilação adequada do molde
Isto é muito importante para evitar a formação de bolhas de ar no molde, o que conduzirá a bolhas de ar, disparos curtos, flashes, queima de material e outros problemas. A profundidade de ventilação depende da viscosidade do material plástico. Em parte, é por isso que a mudança de material pode ser um problema para um molde que já está feito.
Utilizar uma máquina limpa
Se os parafusos e os cilindros da máquina de moldagem por injeção não forem completamente limpos, podem surgir pontos ou impurezas nas peças transparentes moldadas. Isto pode não acontecer em todas as peças, mas ocorre aleatoriamente nalgumas delas. Por isso, antes da produção, é necessário limpar bem os cilindros e os parafusos.
Se possível, é mais fácil utilizar a máquina apenas para produtos transparentes.
Conclusão
Tendo tudo isto em consideração, se compreender todos os pontos acima referidos e os tiver em conta ao conceber as suas peças de plástico transparente, é muito mais provável que obtenha um resultado satisfatório no final do processo.
