Viscosidade

Parâmetros de temperatura determinados pelo tipo de material a produzir. São controlados pelo painel de controle e divididos em quatro zonas principais.

**Pressão de injeção (Injection Pressure)** é a pressão que a rosca exerce sobre o material fundido durante o preenchimento dinâmico, até o ponto de transferência. É **resultado** do processo, não setpoint: sobe o quanto for necessário para manter a velocidade de injeção programada. ## Tipos de pressão - **Plástica (Ppsi)**: pressão real no material, em bar - **Hidráulica (Hpsi)**: pressão do óleo no cilindro hidráulico - Relação: **Ppsi = Hpsi × fator de intensificação** (tipicamente 10:1 a 15:1 conforme diâmetro da rosca) ## Valores típicos por resina - Commodity (PE, PP): 400 – 1200 bar plástico - Técnicas (ABS, PC, PA): 700 – 1800 bar - Reforçadas com fibra: 1000 – 2200 bar - Alta viscosidade (PEEK, PSU): até 2500 bar - Máquinas modernas: até 2400 bar máximo ## Por que importa Se a pressão satura (atinge o máximo da máquina), a velocidade cai e a peça preenche mais lentamente → peça fria, linhas de solda frias, falha de preenchimento. **Projetar para não saturar**: ampliar gates, runners, espessura ou reduzir comprimento de fluxo. ## Diagnóstico - Picos repetíveis disparo a disparo: processo estável - Picos crescentes: válvula de retenção desgastada, contaminação, gate parcialmente bloqueado - Picos decrescentes: temperatura do molde subindo, gate desgastado ## Otimização Elevar temperatura de massa, ampliar gates se a restrição estiver ali, usar resina de maior MFI, ou trocar para máquina com maior capacidade de pressão (raramente necessário em moldes bem projetados).

**Velocidade de injeção (Injection Speed)** é a velocidade linear com que a rosca avança durante o preenchimento, programada em mm/s (ou vazão cm³/s). É **um dos parâmetros que controla a qualidade do preenchimento**, junto com a temperatura e a pressão de recalque. ## Por que importa A velocidade determina: - **Tempo de preenchimento**: 0,3 – 3 s em peças técnicas - **Cisalhamento** no material (mais rápido → mais shear → viscosidade efetiva menor) - **Marcas estéticas**: jetting (velocidade excessiva em gate pequeno), flow marks (velocidade muito lenta ou descontínua) - **Orientação molecular** e tensão residual ## Perfil multi-stage Máquinas modernas permitem 5 – 10 degraus de velocidade ao longo da posição da rosca: 1. Lenta ao entrar no gate (evita jetting) 2. Rápida em cavidades amplas 3. Lenta perto de saídas de ar críticas (evita aprisionamento de ar) 4. Lenta no fim do preenchimento para transição suave para hold ## Valores típicos - Resinas commodity, espessura padrão: 50 – 150 mm/s - Peças técnicas com detalhe: 30 – 80 mm/s - Paredes muito finas (<0,8 mm): 200 – 500 mm/s (máquinas servo de alta dinâmica) - Resinas sensíveis ao shear (PVC, PMMA): velocidade moderada ## Otimização Análise de Moldflow / Moldex3D para definir perfil teórico, ajuste iterativo com short-shot studies, e monitoramento da temperatura de massa no fim do preenchimento (não deve subir mais de 5 – 10 °C por sobre-shear). ## Problemas comuns Jetting com velocidade alta em gate puntual, flow marks por velocidade insuficiente, burn marks por ar aprisionado no fim, e delaminação se a frente do fluxo resfriar parcialmente.

**Massa fundida (Melt)** é o plástico em estado fluido viscoso obtido ao aquecer o polímero acima de sua temperatura de transição ou fusão (Tg para amorfos, Tm para semicristalinos) no cilindro da máquina de injeção. Sua temperatura, pressão e viscosidade determinam a qualidade da moldagem. ## Temperaturas típicas de massa - PE / PP: 200 – 280 °C - PS: 180 – 260 °C - ABS: 220 – 260 °C - PA 6 / PA 66: 240 – 290 °C - PC: 280 – 320 °C - PET: 270 – 290 °C - PEEK: 360 – 400 °C - PVC rígido: 165 – 195 °C (baixa por sensibilidade térmica) ## Diferença massa vs. cilindro A temperatura de massa **não é igual** à temperatura do cilindro: - T° cilindro: leitura das resistências em cada zona (controle) - T° massa: temperatura real do polímero fundido ao sair do bico - T° massa tipicamente 10 – 30 °C **maior** que T° cilindro pelo trabalho de cisalhamento ## Como medir T° de massa real - **Pirômetro de agulha** em disparo de purga (método mais comum) - Sensor infravermelho no bico - **Air shot** purgado sobre placa quente e medição rápida - Sensores embarcados no cilindro (raros, alta gama) ## Características do fundido - **Pseudoplástico**: viscosidade diminui com a velocidade de cisalhamento (shear thinning) - **Memória viscoelástica**: lembra o fluxo, gera contração direcional - **Densidade menor** que o sólido: 0,7 – 0,9 g/cm³ (vs. 0,9 – 1,4 sólido) - **Condutividade térmica baixa**: 0,1 – 0,3 W/m·K (limita a velocidade de resfriamento) ## Problemas associados ao fundido Degradação térmica se a temperatura de processo for excedida, sobre-cisalhamento que reduz peso molecular, aprisionamento de ar na frente de fluxo, e heterogeneidade de cor por mistura ruim na zona de plastificação.

**Viscosidade relativa (Relative Viscosity, RV)** é a razão entre a viscosidade de uma solução de polímero e a do solvente puro, medida em condições padronizadas (concentração, temperatura). É o indicador mais prático do **peso molecular** da resina e é usado para certificar lotes de PA (náilon). ## Como é medida Norma ISO 307 / ASTM D789: - Dissolver 0,5 – 1,0 g de resina em 100 mL de ácido fórmico 90 % ou ácido sulfúrico 96 % - Medir o tempo de efluxo em viscosímetro Ubbelohde a 25 °C - **RV = t_solução / t_solvente** ## Valores típicos para PA (náilon) - PA 6 extrusão: RV 230 – 270 (alto peso molecular) - PA 6 injeção: RV 130 – 200 (baixo a médio peso molecular) - PA 66 injeção: RV 40 – 80 (escala IV / Inherent Viscosity) - PA 12: RV 140 – 220 ## Por que importa na moldagem - RV alto → polímero rígido, alta resistência mecânica, pior fluidez (mais pressão, ciclo mais lento) - RV baixo → fácil preenchimento, ideal para peças finas ou complexas, mas menor tenacidade - A seleção depende da peça: técnicos escolhem por RV, não MFI, pois correlaciona melhor com propriedades finais ## Diferença vs. MFI (Melt Flow Index) MFI mede fluidez do fundido sob carga padrão (g/10 min). RV mede peso molecular via viscosidade de solução. Para PA, RV é mais preciso e reproduzível que MFI. ## Erros comuns Misturar RV de PA 6 com RV de PA 66 (escalas distintas), comparar RV de fornecedores com métodos diferentes (formic vs. sulfuric), e esquecer que RV muda com umidade absorvida em PA antes da medição.