Fluidez SMC e sua relação com moldes

SMC (Sheet Molding Compound) é um composto de moldagem termofixo reforçado com fibra de vidro-, inerentemente de alta viscosidade e longo comprimento de fibra.A fluidez é inteiramente impulsionada pela moldagem em alta-temperatura e alta-pressão, e a estrutura do molde é o principal fator externo que determina a qualidade do fluxo do material e os defeitos do produto,Os dois se restringem mutuamente.

 

I. O zoneamento de temperatura do molde altera diretamente a capacidade de fluxo do SMC.

 

A temperatura do molde afeta a viscosidade da resina.SMC A matriz de poliéster insaturado torna-se macia quando aquecida e assim adquire fluidez:

 

Baixa temperatura do molde: A viscosidade da resina é alta e a resistência ao fluxo do material aumenta acentuadamente, resultando em enchimento insuficiente, escassez de material e baixa resistência da linha de solda;

 

Alta temperatura do molde: a resina da superfície sofre rapidamente uma cura prematura (pré{0}}gelificação), formando uma casca dura que bloqueia o fluxo do material interno, causando bolhas, delaminação e padrões de fluxo. A faixa de temperatura constante para moldes convencionais de moldagem por compressão SMC: 130-155 graus. Para produtos grandes e de paredes finas, o controle de temperatura precisa ser dividido em zonas e a extremidade do fluxo de material deve ser aquecida de forma adequada.

 

A diferença de temperatura do molde causa uma diferença no fluxoSe a diferença de temperatura entre o núcleo do molde e a cavidade do molde for muito grande, o material fluirá preferencialmente para a área com temperatura mais alta e menor resistência, resultando em distribuição desigual de fibras de vidro e escassez local de material.

 

 

II. O design da estrutura da cavidade determina o caminho do fluxo do material e a resistência ao fluxo.

 

1. Espessura da parede do produto

· Cavidade de paredes-espessas: O canal de fluxo de material é largo, com baixa resistência ao fluxo e enchimento suave, mas é propenso ao acúmulo de bolhas de gás;

· Cavidade-de parede fina: a lacuna é estreita e as fibras de vidro têm grande probabilidade de formar pontes e bloquear o material, resultando em uma diminuição significativa na fluidez. É necessário aumentar a pressão da prensa e otimizar a colocação do material.

 

2.Cantos arredondados, ângulo de inclinação, nervuras de reforço

Cantos agudos, ângulos R pequenos: A resistência à mudança do fluxo de material é alta, fazendo com que as fibras se emaranhem e se acumulem, e o fluxo seja interrompido; quando o canto arredondado R do molde é maior ou igual a 2 mm, o fluxo pode ser significativamente melhorado;

Nervuras profundas, ranhuras estreitas: pertencem a canais de fluxo estreitos e as fibras de vidro SMC tendem a ficar presas, dificultando o enchimento do molde. É necessário alargar a raiz das costelas e adicionar ranhuras de transbordamento;

Ângulo de saída insuficiente: A resistência ao atrito nas paredes laterais da cavidade do molde aumenta, impedindo o avanço do material.

 

3.Área da cavidade e comprimento do processo

Quanto mais longo for o processo, maior será a resistência cumulativa ao longo da linha do SMC e mais significativo será o declínio na fluidez terminal; para produtos-de processo longo, é necessário distribuir razoavelmente as matérias-primas e aumentar a margem de transbordamento para auxiliar na descarga.

 

 

III. O sistema de moldagem/transbordamento é a principal estrutura do molde para controlar o fluxo.

 

Tanque de transbordamento (borda de transbordamento)A criação de áreas de transbordamento ao redor do molde é o método mais comum para melhorar o fluxo do SMC: durante o processo de moldagem, o excesso de resina, ar e materiais de baixa{0}}viscosidade fluem primeiro para o canal de transbordamento, fornecendo continuamente uma força motriz de fluxo para o interior da cavidade do molde, removendo bolhas de ar e evitando linhas de solda. O molde sem canal de transbordamento está sujeito a enchimento insuficiente.

Cavidade de posicionamento em branco, inclinação orientadora de fluxoUma inclinação guia é feita na área de alimentação de material do molde para guiar o SMC para se espalhar uniformemente em todas as direções, evitando que o bloqueio do material faça com que o material flua unidirecionalmente ou cause agregação local de fibras.

Estrutura de exaustãoA profundidade da ranhura de ventilação do molde é geralmente de 0,03 a 0,08 mm: Se o gás não puder ser descarregado, causará um bloqueio de ar, bloqueando diretamente o fluxo do material; a ventilação deficiente do ar se manifestará como uma fluidez aparentemente fraca, mas na verdade é devido à obstrução do gás.

 

Acabamento superficial do molde, atrito na superfície de partição e seu impacto no fluxo

·Cavidades ásperas, arranhões, poços de corrosão: Aumentam a resistência ao atrito entre o SMC e a parede do molde, diminuem a vazão do material e causam marcas de fluxo na superfície do produto;

 

· Folga excessiva entre a superfície de partição: Após a aplicação de pressão, a resina flui em grandes quantidades da superfície de partição, resultando em material insuficiente dentro da cavidade, aparentemente indicando fluidez insuficiente; uma folga muito pequena leva a uma exaustão deficiente e alta resistência.

 

VI. A rigidez do molde e a lacuna de fechamento do molde afetam indiretamente a fluidez efetiva.

 

Depois que a prensa aplicar pressão, se a rigidez do molde for insuficiente, haverá uma ligeira expansão do molde, a espessura da cavidade local aumentará e a distribuição do fluxo de material ficará desordenada. A lacuna de fechamento desigual do molde resultará em velocidade de fluxo de material inconsistente em locais diferentes, espessura irregular do produto e orientação desordenada das fibras.

 

V. Correspondência entre defeitos comuns de fluxo em moldes e suas causas

 

fenômeno insalubre	A principal causa do mofo
Materiais insuficientes, enchimento insuficiente do molde	Processo longo, paredes finas, nervuras estreitas, baixa temperatura do molde, ausência de canal de transbordamento, porta de exaustão bloqueada
Redemoinhos e ondulações na superfície	Mau acabamento da cavidade, grande diferença de temperatura, cantos afiados excessivos e velocidade de fluxo de material irregular
Camadas, bolhas	Transbordamento insuficiente, ranhura de exaustão muito pequena e temperatura local do molde excessivamente alta causando gelificação prematura.
Acúmulo local de fibra de vidro	Mudança abrupta do canal de fluxo, canto-em ângulo reto, nervura de reforço profunda e estreita
As marcas de solda de fusão são frágeis.	Não há drenagem de transbordamento ou sistema de exaustão na junção onde os dois materiais se encontram.

 

 

VII. Plano de otimização para melhorar a fluidez do SMC na elevação da extremidade do molde

 

• Cavidade de moldagem: Todos os cantos são arredondados com raios maiores, as nervuras estreitas são espessadas na raiz e uma estrutura guia é adicionada na seção longa do processo;
• Controle de temperatura: O molde possui circuitos de aquecimento independentes. A temperatura na área de alimentação é ligeiramente mais baixa e a temperatura no final do fluxo de material é aumentada adequadamente;
• Transbordamento e exaustão: Bordas de transbordamento contínuo são definidas ao longo do contorno do produto. Ranhuras de exaustão são adicionadas separadamente nos cantos e nos pontos de convergência do material;
• Tratamento de superfície: A cavidade do molde é polida até obter um acabamento espelhado para reduzir a resistência ao atrito da parede do material;
• Controle de fechamento do molde: Aumente a rigidez do molde do molde, controle uniformemente a folga de fechamento do molde e evite transbordamento excessivo em certas áreas locais.

 

resumir

 

A própria formulação do SMC (resina, fibra de vidro, cargas) determina o desempenho básico do fluxo, mas o molde é o transportador para o esforço total do fluxo: temperatura, geometria da cavidade, ventilação, atrito superficial e rigidez do molde controlam conjuntamente a resistência ao fluxo, a direção do fluxo e a velocidade de enchimento. Para o mesmo lote de matérias-primas SMC, alterar o molde ou modificar a estrutura da cavidade resultará em efeitos de moldagem completamente diferentes, com diferenças significativas na fluidez.