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Oct 04, 2023

Como mitigar o crescimento lento de trincas em peças plásticas moldadas e extrudadas

Norberto Pardal | Jan 11, 2019 Plásticos usados ​​em produtos com vida longa

Norberto Pardal | 11 de janeiro de 2019

Plásticos usados ​​em produtos com longa expectativa de vida podem ser propensos a retardar o crescimento de trincas (SCG). O SCG pode ser precipitado pelo design do produto, seleção de material, métodos de produção e ambiente em que a peça ou dispositivo é usado. Por exemplo, a mudança para produtos químicos mais agressivos para desinfetar dispositivos médicos e reduzir a taxa de infecções adquiridas em hospitais está causando rachaduras por estresse ou rachaduras em peças de plástico em uma taxa crescente. Christian Herrild, Diretor de Estratégia de Crescimento da Teel Plastics (Baraboo, WI) fará um mergulho profundo nas causas da SCG em dispositivos médicos e sugerirá maneiras pelas quais designers e fabricantes podem mitigar esse fenômeno durante uma sessão de conferência no próximo co-localizado Evento Medical Design & Manufacturing (MD&M) West e PLASTEC West em Anaheim, CA. Recentemente, ele compartilhou uma prévia de sua apresentação comPlasticsToday.

Rachaduras em plásticos são lentas em termos químicos e requerem estresse sustentado, explicou Herrild. Embora não seja um evento instantâneo causado por impacto ou torque, por exemplo, ainda pode acontecer de forma relativamente rápida, mesmo em menos de um dia em alguns casos. “Esse modo de falha é inerente a qualquer tipo de plástico extrudado ou moldado que esteja em estado de estresse”, disse Herrild.

A tensão em uma peça moldada por injeção se origina na maneira como ela é moldada ou montada, disse Herrild. Em produtos extrudados, "você vê isso em aplicações do tipo bobina e clipe ou aquelas que envolvem trançamento ou fixação, onde algo é preso ou sobre acessórios", explicou ele. Alguns polímeros, acrescentou Herrild, são mais vulneráveis ​​ao estresse residual e racham mais rápido do que outros. Segue-se que a seleção adequada do polímero é a principal ferramenta para prevenir a SCG.

Você raramente vê SCG em muitos polímeros comuns, especialmente para tubos, de acordo com Herrild. "O PVC flexível e alguns dos uretanos e elastômeros termoplásticos são muito resistentes ao SCG. A menos que você esteja colocando a peça ou o dispositivo em algum tipo de situação extrema - exposição a certos produtos químicos ou dobramento da tubulação - é muito improvável que você veja qualquer rachadura sob condições normais de uso", disse Herrild.

O SCG é um processo molecular que não envolve mudanças químicas no polímero. Herrild o descreve como "desembaraçamento da cadeia molecular", pelo qual as ramificações do polímero se separam. "Alguns desinfetantes penetram muito bem nos polímeros e diminuem a energia de ativação da rachadura por estresse, facilitando a separação das ramificações do polímero. Alguns polímeros lidam bem com os desinfetantes e outros não os toleram. Se você souber o tipo de desinfetante do seu dispositivo probabilidade de enfrentar, você pode selecionar um material que resista", disse HerrildPlasticsToday.

Se você está preso ao uso de um material específico, o pós-processamento e o recozimento podem ajudar a minimizar o aparecimento de SCG. "Você deve empregar princípios adequados de projeto de molde para não projetar acidentalmente com muita tensão. O torque excessivo dos parafusos é um problema, assim como o resfriamento desigual, causando um leve empenamento que é resolvido na montagem. Se você gosta de fazer uma limpeza pré-montagem com álcool isopropílico, que é prática padrão para alguns OEMs, você deve avaliar se isso é realmente necessário. A exposição a esse solvente pode diminuir a energia de ativação para iniciar a formação de trincas, tornando a peça mais suscetível a longa quebra de prazo", disse Herrild.

Em relação ao tubo, a conversa geralmente se resume a questões de concentração de estresse, acrescentou Herrild. "Qual é o raio da bobina? Raio de curvatura da embalagem? Se você tiver clipes, eles têm arestas vivas?"

Herrild disse que observou uma série de ações corretivas tomadas em relação a dispositivos médicos com SCG. "Existem reclamações sobre dispositivos que falham prematuramente e não atingem sua expectativa de vida útil final. Esse é definitivamente um problema que os processadores de plásticos podem ajudar os OEMs a resolver", disse Herrild.