Uma das perguntas mais frequentes sobre processamento de LFRT é se o equipamento de moldagem por injeção existente pode ser usado para moldar esses materiais. Na maioria dos casos, o equipamento projetado para processar compostos reforçados com fibra curta também pode ser usado para LFRT. Embora o equipamento padrão de moldagem de fibra curta seja adequado para a maioria das peças e produtos de LFRT, certas modificações no equipamento podem ajudar a preservar melhor o comprimento da fibra durante o processamento.

Uma rosca de uso geral com a configuração típica de alimentação–compressão–dosagem é bem adequada para este processo. Reduzir a taxa de compressão na seção de dosagem pode ajudar a minimizar o cisalhamento que pode danificar as fibras.

Uma taxa de compressão da seção de dosagem de aproximadamente 2:1 é considerada ideal para produtos de LFRT. Geralmente não há necessidade de usar ligas metálicas especiais para a rosca, cilindro ou outros componentes, pois o LFRT causa menos desgaste do que os termoplásticos reforçados com fibra de vidro cortada convencionais.

Outro componente que pode se beneficiar de uma revisão de projeto é a ponta do bico. Alguns materiais termoplásticos são mais fáceis de processar com uma ponta de bico de cone reverso, que gera um alto nível de cisalhamento à medida que o material é injetado na cavidade do molde. No entanto, este tipo de ponta de bico pode reduzir significativamente o comprimento da fibra de compósitos reforçados com fibras longas.

Além disso, as aberturas do bico e do canal de injeção devem ser generosamente dimensionadas, com um diâmetro de pelo menos 5.5 mm (0.250 in.), e não devem ter bordas afiadas. É importante entender como o material flui através do equipamento de moldagem por injeção e identificar áreas onde o cisalhamento excessivo pode causar a quebra da fibra.

Uma ponta de rosca de três peças e anel de retenção com um design de “fluxo 100% livre” pode minimizar a quebra de fibras longas.

O projeto adequado da peça e do molde também pode desempenhar um papel importante na preservação do comprimento da fibra em LFRT. Eliminar cantos vivos ao redor dos recursos da peça, incluindo nervuras, ressaltos e outros detalhes, pode ajudar a evitar tensões desnecessárias na peça moldada e reduzir danos às fibras.

As peças devem usar um projeto de espessura de parede nominal com espessura de parede relativamente uniforme em toda a peça. Grandes variações na espessura da parede podem levar a um preenchimento inconsistente e a uma orientação indesejada das fibras dentro da peça.

Onde forem necessárias seções mais espessas ou mais finas, mudanças repentinas na espessura da parede devem ser evitadas. Tais transições podem criar áreas de alto cisalhamento que podem danificar as fibras e se tornar fontes de concentração de tensão. Como regra geral, tente posicionar o ponto de injeção na seção mais espessa e permitir que o material flua em direção à seção mais fina, de modo que o final do preenchimento esteja localizado na área mais fina.

As diretrizes gerais de projeto de plásticos recomendam manter a espessura da parede abaixo de 4 mm (0.160 in.) para promover um fluxo suave e uniforme e reduzir a probabilidade de marcas de contração e vazios. Para compostos LFRT, a espessura de parede ideal é tipicamente em torno de 3 mm (0.120 in.), com uma espessura mínima de aproximadamente 2 mm (0.080 in.).

A peça em si é apenas um aspecto do projeto. É igualmente importante considerar como o material entra no molde. Danos significativos às fibras podem ocorrer nas áreas do canal de alimentação e do ponto de injeção se esses recursos não forem projetados adequadamente para guiar o material para dentro da cavidade.

Ao projetar um molde para compostos LFRT, canais de alimentação totalmente redondos são preferidos, com um diâmetro mínimo de 5.5 mm (0.250 in.). Qualquer projeto de canal de alimentação diferente de uma configuração totalmente redonda terá cantos que podem aumentar a tensão durante a moldagem e danificar o reforço de fibra de vidro. Sistemas de câmara quente com pontos de injeção abertos são aceitáveis.

A espessura mínima do ponto de injeção deve ser 2 mm (0.080 in.). Sempre que possível, posicione o ponto de injeção ao longo de uma borda que não obstrua o fluxo de material para dentro da cavidade. Para pontos de injeção localizados na superfície da peça, uma curva de 90° pode ser necessária para evitar a quebra da fibra e a consequente redução no desempenho mecânico.

Finalmente, deve-se prestar atenção à localização das linhas de união e como elas podem afetar áreas da peça que serão submetidas a cargas ou tensões durante o serviço. O posicionamento adequado do ponto de injeção deve ser usado para mover as linhas de união para áreas onde se esperam níveis de tensão mais baixos.

A análise computacional de preenchimento de molde pode ajudar a determinar onde essas linhas de união estarão localizadas. A análise estrutural por elementos finitos (FEA) pode então ser usada para comparar áreas de alta tensão com as localizações das linhas de união identificadas por meio da análise de preenchimento de molde.

Condições de processamento adequadas são críticas para a moldagem bem-sucedida de LFRT. Com os parâmetros de processamento corretos, peças de LFRT de alta qualidade podem ser produzidas usando uma máquina de moldagem por injeção de uso geral e um molde projetado adequadamente.

Em outras palavras, mesmo com equipamentos e projeto de molde adequados, condições de processamento ruins ainda podem resultar em danos às fibras e perda do comprimento da fibra. Isso torna essencial entender o que as fibras encontrarão durante o processo de moldagem e identificar áreas onde pode ocorrer cisalhamento excessivo.

Primeiro, contrapressão deve ser cuidadosamente monitorada. Uma contrapressão excessiva introduz altas forças de cisalhamento no material, o que pode reduzir o comprimento da fibra. Considere começar com contrapressão zero e aumentá-la apenas o necessário para garantir que o parafuso retraia de forma consistente durante a plastificação.

Uma contrapressão de aproximadamente 1,5–2,5 bar (20–50 psi) é geralmente suficiente para obter uma alimentação consistente.

Altas velocidades do parafuso também podem ter um efeito negativo. Quanto mais rápido o parafuso gira, maior a probabilidade de material sólido ou insuficientemente fundido entrar na seção de compressão do parafuso, causando potencialmente danos às fibras.

Semelhante à recomendação para a contrapressão, a velocidade do parafuso deve ser mantida o mais baixa possível, garantindo ainda uma recuperação estável e consistente do parafuso. Uma velocidade de parafuso de 30–70 rpm é comumente usada ao moldar compostos LFRT.

Durante a moldagem por injeção, a fusão ocorre através dos efeitos combinados de cisalhamento e calor. Como o objetivo ao processar LFRT é proteger o comprimento da fibra minimizando o cisalhamento, geralmente é necessário mais calor. Dependendo do sistema de resina, a temperatura de processamento para compostos LFRT é tipicamente 10–30°C mais alta do que a usada para compostos reforçados convencionais.

A consideração final de processamento é o uso de material de reprocessamento. Moer peças moldadas ou canais de injeção geralmente resulta em comprimentos de fibra mais curtos, portanto, adicionar material de reprocessamento pode afetar o comprimento total da fibra do material.