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2011

2INTRODUO AO PROCESSO DE MOLDAGEM DE PLSTICOS POR INJEO

1.0 Conceitos Bsicos

Segundo BIRLEY et al. (1991), independentemente do processo, as trs etapas bsicas de qualquer processo de transformao de polmeros so:

1) Plastificao, para levar o material, por meio de aquecimento, dissoluo ou uso de reagentes lquidos, a um estado em que sua forma possa ser modificada na etapa seguinte.

2) Conformao, para que a forma geomtrica da pea desejada seja obtida, normalmente pela reproduo da forma de uma ferramenta (molde/matriz), com auxlio de presso externa.

3) Estabilizao da forma, conseguida pelo endurecimento do material, por resfriamento, cura ou remoo de solventes at a temperatura ambiente

A moldagem por injeo um processo de transformao composto por vrias etapas executadas em uma ordem que se repete a cada ciclo, produzindo-se uma ou mais peas por vez. Uma ampla gama de materiais termoplsticos e termofixos, tanto plsticos quanto elastomeros, com ou sem cargas minerais, fibras e outros aditivos, podem ser processados por injeo.

No caso da moldagem por injeo de termoplsticos, a ferramenta de conformao um molde com temperatura inferior de solidificao do polmero.

Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, um ciclo de injeo composto de etapas onde o material plstico passa por transformaes e por etapas de cunho operacional (conhecidas como etapas do ciclo seco). A seguir, descreve-se um ciclo completo de injeo.

Quando o parafuso gira o material slido proveniente do funil arrastado contra a parede interna do cilindro de aquecimento. Assim, a fora de atrito criada aquece e empurra o material pelo canal, em direo ponta do parafuso. Com o aquecimento por atrito e o calor proveniente das resistncias eltricas que envolvem a parede externa do cilindro, aos poucos o material plastificado, at que, prximo ponta do parafuso no reste mais partculas slidas.

Como o bico de injeo deve estar encostado no molde fechado e preenchido, o material plastificado no consegue sair do cilindro, e acumula-se frente do parafuso. A presso do material empurra o parafuso para trs, at que atinja uma posio predeterminada pelo operador. Nesse ponto, o parafuso pra de girar e termina o processo de plastificao. A massa de material plastificado, que fica dosada entre o bico de injeo e

3a ponta do parafuso deve ser suficiente para preencher totalmente a cavidade e o sistema de alimentao do molde.

Uma vez dosado, o material deve ser injetado, ou seja, transportado para a cavidade do molde fechado. O parafuso avana, como se fosse o mbolo de uma seringa, criando a presso necessria para que o material consiga passar pelo canal do bico de injeo, canal de alimentao do molde e ponto de entrada da cavidade e preencher a cavidade. Como as paredes do molde possuem canais para circulao de gua ou leo, gradualmente a pea moldada e o material que fica no canal de injeo so resfriados. Aps o preenchimento, ocorre o recalque: o parafuso mantido avanado at que o ponto de entrada do material na cavidade seja solidificado. O resfriamento da pea injetada prossegue, e aos poucos a cavidade e o canal de alimentao solidificam-se por completo.

Como durante o resfriamento o parafuso est ocioso e a prensa est fechada, a mquina pode aproveitar esse tempo para plastificar e dosar o material que ser injetado no ciclo seguinte, por meio da rotao do parafuso simultaneamente ao seu recuo at uma posio pr-definida. Uma vez solidificada e resfriada at uma temperatura em que no seja mais deformada, a pea est pronta para ser extrada. Realiza-se, ento, o ciclo seco, que consiste das etapas de abertura do molde, extrao (desgrudar a pea do molde) e fechamento. Terminado o ciclo, o material dosado injetado, repetindo-se o ciclo at que se atinja a produo desejada.

1.1 O que um molde deve cumprir?

Funes do Molde Sistemas do Molde Conduzir o material at a cavidade Sistema de Alimentao

Dar forma ao material Cavidade Expelir o ar da cavidade durante o preenchimento Sistema de Ventagem

Resfriar o material Sistema de Resfriamento Extrair o Moldado Sistema de Extrao

Manter as partes alinhadas durante o processo Sistema de Alinhamento

41.2 Molde Padro (Duas Placas)

Figura 3 Molde Bsico de duas placas

01 Placa Base Superior 02 Placa Cavidade 03 Placa Macho 04 Placa Suporte 05 Espaador ou Calo 06 Placa Porta Extratores 07 Placa Impulsora 08 Placa Base Inferior 09 Pino de Retorno 10 Bucha Guia 11 Coluna Guia 12 Bucha de injeo 13 Anel de centragem 14 Pino Extrator

52.0 Consideraes bsicas para iniciar um projeto de molde de injeo

Dimenses e Geometria da Pea Quantidade (demanda mensal) Custo de produo (objetivo) Numero de cavidades Disposio das cavidades e galhos de injeo Fluxo de material no molde Contrao Tamanho da mquina (distncia entre colunas) Fora de fechamento da mquina Presso de injeo da mquina Capacidade plastificao da mquina

2.1 Dimensionamento do molde

A quantidade de cavidades do molde esta diretamente ligada demanda de peas/ms, porm ela diretamente responsvel pelo valor de investimento no molde, pela determinao da fora de fechamento e capacidade da maquina injetora, portanto pelo custo final da pea.

N de Cav. = Quantidade peas desejadas / ms _____ (dias trab./ms) x (hr trab./dia) x (ciclo/hr) x eficincia

Consideraes: No caso da conta dar um numero decimal, vale o numero inteiro imediatamente superior (preferivelmente par), como quantidade mnima de cavidades para se atingir o volume de produo desejada, trabalhando o ms inteiro.

OBS. Em geral o numero de cavidades definido levando-se em considerao: a demanda de peas, a disponibilidade de maquina, o custo objetivo e o investimento.

O passo seguinte definir a fora de fechamento necessria para manter esse molde estvel durante o processo de injeo. A fora de fechamento leva em considerao vrios fatores. Vamos falar inicialmente da rea projetada de injeo do molde (rea que vai receber o material plstico fundido).

rea projetada (At) = (N cav. x rea da cavidade) + rea do galho (cm2)

OBS.: Existe situao onde a rea do galho praticamente desprezvel, porm h outras em que a rea do galho superior a das cavidades, portanto no se deve negligenciar este item.

Volume do moldado (Vt) = (N cav. x volume da cavidade) + volume do galho (cm3)

Pm = Vt . Pemat ( Pemat = Densidade do material injetado estado fundido)

62.2 Exemplos de cavidades e machos

7Tabela 1 - Materiais Termoplsticos

Material Densidade

Slido Densidade Fundido

Contrao Aprox.

Fator Volumtrico

Calor Especfico

(g/cm3) (g/cm3) (%) (Fv) (cal/gC) PS - Poliestireno 1,05 0,95 0,2 - 0,7 2,02 0,5

PSAI Poliestireno Alto Impacto 1.05 0,95 0,3 - 0,8 2,03 0,5

PA6 Nylon Poliamida 6 1,14 0,98 0,5 - 2,2 2,05 0,75

PP - Polipropileno 0,91 0,73 1,0 - 3,0 1,94 0,90

POM - Poliacetal 1,42 1,16 1,5 - 2,2 1,9 0,35

PEAD Polietileno de Alta Densidade 0,96 0,74 2,0 - 4,0 1,81 0,9

PEBD Polietileno de Baixa Densidade 0,95 0,74 1,5 - 3,0 2,07 0,9

ABS Acrilonitrila Batadieno Estireno 1,08 0,95 0,4 - 0,8 1,9 0,5

PVC rgido - Cloreto de Vinila 1,38 1,12 0,3 - 2,0 2,3 0,6

PVC flex. Cloreto de Vinila 1,38 1,02 1,5 - 3,0 2,3 0,6

PMMA metilmetacrilato 1.18 1.09 0,2 - 0,8 1,9 0,56

SAN Estireno Acrolonitrila 1,08 0,99 0,4 - 0,7 2,03 0,5

PC - Policabonato 1.20 1.08 0,4 - 0,8 1,8 0,5

TABELA 2 - MQUINAS

82.3 Capacidade de Injeo

o volume mximo de injeo, ou seja, o volume de material obtido na ponta do cilindro de aquecimento quando do recuo total do parafuso plastificadora, considerando o seu fator volumtrico. Ou seja, a quantidade de material que o parafuso pode deslocar para dentro do molde a cada ciclo.

O transformador precisa que a mquina selecionada tenha capacidade de dosar a quantidade de material necessria para preencher todas as cavidades e o sistema de alimentao do molde, considerando a pressurizao e o recalque.

Portanto, a mquina injetora precisa ter capacidade de injeo superior massa do moldado, com um fator de segurana de 20 a 30 %, conforme expresso abaixo:

Ci = Pm.s Ci Capacidade de injeo Pm Peso total do moldado s fator de segurana 1,2 a 1,3

A maioria dos catlogos apresenta os dados de capacidade de injeo em gramas de poliestireno ou de polietileno de alta densidade. Por isso, sempre que se quiser determinar uma mquina para transformao de outra resina, preciso converter o dado da mquina ou a capacidade de injeo necessria, levando em considerao a densidade e o fator volumtrico das resinas. O fator volumtrico expressa a relao entre as densidades do material na temperatura ambiente (mais denso) e na temperatura de processamento (menos denso, em estado fundido).

Assim, para se converter a capacidade de injeo de um material para outra, usa-se a seguinte equao:

Ci = CiPS . (Pemat / PePS). (FVPS / FVmat)

Ci = Capacidade de injeo (g) CiPS = Capacidade de injeo PS (padro) PS = Peso especfico do PS (padro g/cm ) Pemat= Peso especfico do material (g/cm ) Fv = fator volumtrico

Contudo, recomenda-se que a capacidade de injeo efetivamente utilizada da injetora esteja, por razes de qualidade, entre 30% e 80% da capacidade mxima da injetora, ou seja:

0,3Ci < Pm < 0,8Ci

2.4 Capacidade de Plastificao Em sua definio tradicional, a capacidade de plastificao a quantidade de material

que a mquina pode elevar temperatura de moldagem em uma hora. Para especificao de uma mquina, deve-se considerar ainda um fator de segurana de 20% a 30%. Ou seja, deve-se especificar uma mquina considerando que a mesma ter um emprego mximo de 80% da sua capacidade nominal. Deve-se calcular o nmero de ciclos completados em uma hora e multiplic-lo pela massa moldada a cada ciclo e pelo fator de segurana. A seguir, compara-se a capacidade de uma mquina com o necessrio e julgar sua adequao ao processo pretendido.

Assim como a capacidade de injeo, os catlogos de mquinas expressam a

9capacidade de plastificao em quilogramas (ou gramas) de poliestireno ou polietileno por hora (ou segundo). Logo, se os clculos forem relativos outra resina, tambm preciso fazer uma correo, que leva em conta as quantidades de calor necessrias para fundir (ou elevar a temperatura de processamento) uma massa equivalente de material.

onde: CP = CPPS . (CePS / Cemat) . 0,8

CP = capacidade de Plastificao (kg/h) CPPS = capacidade de plastificao PS (padro kg/h) CePS = calor especfico PS (padro cal/g C) Cemat = calor especfico (cal/g C)

0,8 fator de segurana - garante que a mquina trabalhar com 80% da sua capacidade de plastificao

Embora se deva programar a etapa de dosagem de forma a que seu tempo de execuo no ultrapasse o tempo de resfriamento ps-recalque, deve-se ter o cuidado para que a velocidade de rotao do parafuso no seja excessiva, a ponto de provocar a degradao do material. Portanto, a velocidade tangencial do parafuso, que dependente do seu dimetro, no pode exceder a taxa de cisalhamento mxima recomendada pelo fornecedor da resina.

2.5 Presso Mxima de Injeo e Fora de Fechamento

Figura 4

Usualmente dada em toneladas (toneladas-fora ou 1000 Kgf), esta caracterstica informa qual a mxima fora com a qual a mquina manter o molde travado. Quando a presso mdia na cavidade (Presso de reao) multiplicada pela rea projetada da pea excede fora de fechamento programada, o molde abre e formam-se rebarbas. Quanto maior a presso de reao utilizada e maior rea projetada da pea, portanto, maior dever ser a fora de fechamento da injetora.

102.6 Determinao da presso na cavidade:

A presso utilizada na frmula deve ser uma estimativa da presso mdia do material na cavidade, durante a injeo. Esta presso pode ser relacionada com a presso hidrulica do parafuso durante a injeo da seguinte forma: devido s perdas de presso no sistema de alimentao, a presso na cavidade varia de 1/3 a 1/2 da presso de enchimento (presso do material frente do parafuso). Esta, por sua vez de aproximadamente 10 a 12 vezes maior do que a presso hidrulica (manomtrica), devido relao entre as reas das sees transversais internas do canho (dimetro do parafuso) e do cilindro hidrulico que aciona o parafuso. Essa relao varia de mquina para mquina e deve ser consultada em catlogo.

2.6.1 Fora de Fechamento

Pc= Pinj/(2 ou 3)

Fc = Pc.At

F= 1,2 Fc

2.6.2 Presso Manomtrica

Porm, na etapa de definio da mquina mais adequada para o molde, ainda no conhecida a presso hidrulica que seria programada, o que somente definido nos testes preparatrios produo, com o molde j na mquina. Por isso, usa-se uma estimativa da presso na cavidade.

A forma mais precisa de estimar a presso na cavidade atravs de uma anlise de preenchimento feita em softwares de CAE (Computer Aided Engineering), como o MoldFlow, C-Mold, Moldex e outros. Outra maneira, bastante usual, so grficos que consideram a viscosidade da resina, a espessura da pea e o comprimento do caminho de fluxo . Como apresentado no grfico, quanto menor a espessura, maior o comprimento de fluxo e maior a viscosidade da resina, maior deve ser a presso de injeo, e conseqentemente, a presso na cavidade. Grfico - figura 8 - pagina 14.

2.6.3 Determinao da rea projetada:

a rea sobre a qual a presso na cavidade exercer uma fora contrria fora de fechamento. Refere-se projeo da rea de todo o moldado (peas e canais) sobre o plano da linha de separao do molde (superfcie de fechamento). Conseqentemente, para se calcular seu valor preciso saber qual a posio da pea no molde, identificando a linha de separao.

PH = presso manomtrica (kgf/cm2) Pinj = presso enchimento (cavidade) (kgf/cm2) D = dimetro do cilindro hidrulico (cm2) d = dimetro do cilindro de injeo (cm2)

= 2

2

dDPHPinj

Fc= Fora interna molde (cavidade) (ton ou kgf) Pinj = presso enchimento (cavidade)

(kgf/cm2) At = rea da superfcie da cavidade e canais,

no plano de abertura do molde (cm2) Pc = presso na reao (cavidade) (kgf/cm2) Ff = fora de fechamento (ton ou kgf)

112.6.4 Fator de segurana:

Por segurana, necessrio embutir no clculo da fora de fechamento um fator que varia entre 1,1 e 1,4. Este fator dever ser tanto maior quanto mais complexo for o caminho de fluxo do material na cavidade, maior o comprimento dos canais, menor o dimetro dos canais e maior a dificuldade de determinao da presso na cavidade.

2.7 Especificao de Unidade de Fechamento

2.7.1 Curso de abertura do molde

O tamanho do curso de abertura tambm exerce influncia no tempo de ciclo de uma injetora. Desta forma, este curso deve ser o menor possvel. O curso mnimo de abertura pode ser estimado atravs da expresso abaixo.

CA = hp + hm + hc + x onde:

CA= Curso de abertura do molde

hp= Altura da pea injetada

hm= Altura do macho do molde, aproximadamente igual a hp

hc= Altura do canal da bucha

x= espao extra para permitir que a pea caia, entre 30 e 100 mm

Figura 5. Curso de abertura do molde.

2.7.2 Curso de extrao

A placa ou barra extratora da mquina injetora deve ter curso suficientemente longo para permitir a extrao adequada da pea. Normalmente, um curso equivalente altura da pea suficiente (hp).

122.7.3 Dimenses externas do molde

Conforme mostra a figura abaixo, o molde precisa ter uma largura inferior distncia entre colunas, para que possa ser colocado na injetora. A largura do molde deve considerar no apenas a largura das placas-base, mas tambm os acessrios, como travas, espigas, gavetas e cilindros hidrulicos. Dependendo do caso, alguns desses elementos podem ser montados no molde aps sua fixao nas placas da injetora. Porm, como isso consome muito tempo no setup, uma alternativa o emprego de injetoras sem colunas (patente do fabricante Engel).

Figura 5 Distancia entre colunas e efeito das dimenses do molde sobre a placa mvel da maquina injetora

Os fabricantes de injetoras tambm especificam as reas mxima e mnima para a placa base do molde. A rea mxima , basicamente, a distncia entre colunas ao quadrado. J a especificao de uma rea mnima visa a prevenir que a placa mvel da mquina seja fletida pela concentrao da resposta do molde fora de fechamento.

Alm disso, cada mquina tem um determinado limite para o ajuste da altura do molde, geralmente realizado pelo deslocamento da placa de suporte (ou plat de ancoragem) da mquina. Portanto, o fabricante tambm especifica alturas mnimas e mximas para o molde. Cabe ressaltar que a altura do molde pode ser aumentada com placas adicionais.

2.8 Queda de Presso Durante o Preenchimento do Molde

A presso de injeo a fora necessria para vencer resistncia ao fluxo do polmero, empurrando o mesmo para dentro da cavidade, imposta pelos elementos que fazem parte do caminho por onde o material escoa. Se forem colocados diversos sensores ao longo do caminho de fluxo, a distribuio de presso no polmero pode ser obtida como apresentado na figura 6.

Como apresentado na figura 6, os polmeros fundidos fluem de regies de altas presses para regies de menores presses. Durante a fase de injeo, a presso de injeo no bico da mquina injetora se eleva para que resistncia ao fluxo imposta pelos canais de alimentao, ponto de injeo e cavidade seja vencida. Contudo, a presso

13decresce medida que se avana no caminho de fluxo, sendo que a presso na frente de fluxo atinge o valor da presso atmosfrica se a cavidade possuir sadas de ar adequadas.

De forma geral, a queda de presso aumenta com o aumento da resistncia ao fluxo do material, que funo das caractersticas geomtricas da cavidade e da viscosidade do fundido. Desta forma, medida que o comprimento de fluxo aumenta, a presso de injeo, no bico da mquina injetora precisa aumentar, para que seja mantida a vazo requerida para o molde em questo.

Figura 6

2.8.1 Presso na cavidade

Anlises do processo de moldagem por injeo tm contribudo substancialmente para o progresso do controle do processo (figura 7). A presso na cavidade exerce um papel importante neste problema. O mtodo de registro da presso tem alcanado um alto padro com a utilizao de transdutores de presso baseados em cristais piezeltricos e medidores de deformao. Registro realizado em condies de produo tem sido possvel quando certos requisitos so obedecidos. Para evitar danos, todos os sensores devem ser instalados de tal forma que nenhum conector se projete para fora do contorno do molde.

A informao que pode ser obtida da presso na cavidade est ilustrada na figura 7 por uma curva caracterstica registrada durante a moldagem de uma pea tcnica. possvel diferenciar trs estgios fundamentais: o preenchimento da cavidade (estgio da injeo), a compresso do fundido (estgio da compresso ou pressurizao), e o recalque do material que est resfriando na cavidade sob presso.

Estes trs estgios podem ser relacionados a certos efeitos bem como com a qualidade da pea. A fase de injeo afeta principalmente a aparncia da pea moldada, enquanto a presso de recalque controla, acima de tudo, as dimenses da pea. O grfico ilustra muito bem o significado relativo da presso de injeo. Pode-se ver que esta presso tem a funo de vencer a resistncia ao fluxo do bico at a cavidade, porm do contrrio de menor importncia para a qualidade do moldado. As presses de pressurizao e recalque usualmente so consideravelmente mais significativas e efetivas para esse caso.

14O perfil de presso tambm fornece informaes sobre erros tpicos cometidos nas

tcnicas de processamento. Um alto pico de presso no estgio de pressurizao pode causar srias dificuldades. Ela resulta da determinao incorreta do momento da comutao para a fase de recalque produzindo rebarbas, ou pior, uma cavidade altamente compactada.

Isto pode levar a considerveis diferenas no peso das peas moldadas, e em suas dimenses, principalmente na direo da abertura do molde. No existe uma forma de controlar o pico de presso na cavidade, ela deve ser evitada por uma seleo correta do ponto de comutao.

Figura 7

TABELA 3 : PRESSO NA CAVIDADE DO MOLDE

Tabela 9 - (Processamento de Termoplsticos Silvio Manrich) Relao entre presso de pressurizao, espessura da parede da pea e percurso do material ao longo da cavidade. Na tabela, os significados das letras e smbolos so: = razo entre percurso ou comprimento de fluxo e espessura. Dependendo do polmero que flui na cavidade, os valores mostrados na tabela devem ser multiplicados por um fator:

{PE, PP, PS} = 1 {ABS, SAN} = 1,3 a 1,4 {PA, SB} = 1,2 a 1,4 {PMMA, PPO} = 1,5 a 1,7 {CA} = 1,3 a 1,5 {PC, PCV} = 1,7 a 2.

Os valores desta tabela so provenientes de testes em mquinas em operao industrial

Espessuras em (mm) 0,4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

na Cavidade (Kg/cm2) 50:1 270 240 220 200 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 75:1 400 375 325 300 270 240 220 200 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180

100:1 480 450 400 370 340 300 290 280 250 230 210 190 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 150:1 720 670 580 530 480 440 425 400 375 360 340 320 260 220 210 180 180 180 180 180 180 180 200:1 900 850 750 720 700 630 580 520 500 450 430 410 360 320 290 260 240 220 180 180 180 180 250:1 1050 1000 900 850 800 700 660 620 560 530 500 480 420 360 330 300 275 250 225 200 180 180

15GRFICO : PRESSO NA CAVIDADE DO MOLDE

Eixo X -Presso na cavidade [Bar] ; Eixo Y -Maior percurso do material [mm] ; Curvas - Espessuras de Parede ;

Figura 8 Grfico para determinao da presso mdia na cavidade.

163.0 Estimativa do Tempo de Ciclo

Uma vez estimado o tempo de resfriamento do moldado at a temperatura ideal de extrao, soma-se a ele o tempo de injeo (preenchimento da cavidade) e o tempo do ciclo seco para que se possa ter uma boa noo do tempo total de ciclo.

tc = tinj + tresf + tcs

onde: tc= tempo total de ciclo; tinj= tempo de injeo; tresf= tempo de resfriamento; tcs= tempo de ciclo em seco (abertura, extrao e fechamento).

O tempo de injeo costuma estar entre 0,5 e 10 segundos e pode ser melhor estimado com uso de softwares de simulao de preenchimento da cavidade (CAE). Ser maior tanto maior for o comprimento do caminho de fluxo e menor tanto menor for velocidade ideal de preenchimento. O tempo do ciclo seco de difcil previso e s pode ser definido com os ajustes na prpria injetora. Os catlogos de injetoras costumam apresentar o tempo mnimo para a soma dos movimentos de abertura e fechamento para cada mquina, o que gira em torno de 2 a 4 segundos nas mquinas hidrulicas convencionais de mdio porte. A partir desse valor como referncia e aument-lo conforme a altura da pea (que exige maiores cursos de abertura e extrao), tipo de extrao, uso de manipuladores, gavetas de acionamento mecnico, posicionamento de machos de acionamento hidrulico, etc.

3.1 Tempo de resfriamento t (seg): Tempo necessrio para resfriar a massa de material injetada na cavidade, a ponto da pea no ser danificada pelos extratores.

t = - S ln ( Td - Tm ) 2 aeff 4 Ti - Tm

Espessura da parede s (mm): No caso de calculo de tempo de resfriamento, adota-se a maior espessura da pea.

Difusividade trmica aeff (mm2/seg): Capacidade de troca de calor da M.P. Dados retirados do catalogo de matria prima, ou figura 9.

Temperatura de injeo Ti (C): Temperatura do material no canho da maquina, dado retirado do catalogo de matria prima.

Temperatura do molde Tm (C): Temperatura mdia de trabalho do molde, dado retirado do catalogo de matria prima.

Temperatura de desmoldagem Td (C): Mxima temperatura da pea na hora de desmoldar a ponto de no danificar a mesma. Dado retirado do catalogo de matria prima.

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TABELA 4: TEMPO DE RESFRIAMENTO DO MOLDE

Tabela 7.8 - (Processamento de Termoplsticos Silvio Manrich) Relao entre tempo de resfriamento, espessura da parede da pea e qualidade da linha de resfriamento. Na tabela, os significados das letras e smbolos so: = eficincia de troca de calor da linha de resfriamento B = boa; N = normal e E=escassa. Os valores desta tabela so provenientes de testes em mquinas em operao industrial

Tipo Espessuras em (mm)

Material

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.25 1.50 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.25 3.5 3.75 4.0 4.75

Tempo de resfriamento em (s) PS,SB B 0.3 0.4 0.5 0.75 1.0 1.3 2.0 3.0 4.0 5.4 6.7 8.2 9.6 11.4 13.0 15.0 17.0 19.5 21.0 26.0

SAN N 0.45 0.6 0.75 1.05 1.5 1.75 3.0 4.5 6.25 8.0 10.0 12.3 13.5 17.0 19.0 22.5 25.0 28.0 31.0 40.0

ABS E 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2,6 4.0 6.0 8.0 11.0 13.5 16.5 19.5 23.0 26.0 30.0 34.0 40.0 43.0 52.0

PE,PP B 0.36 0.45 0.55 0.85 1.1 1.4 2.2 3.3 4,4 6.0 7.4 9.0 10.5 12.5 14.3 16.5 19.6 21.5 23.0 28.5

PPO N 0.5 0.65 0.85 1.15 1.65 2.0 3.3 5.0 6.9 8.8 11.0 13.5 15.0 19.6 21.0 25.0 27.5 30.5 34.0 44.0 CA E 0.65 0.9 1.1 1.65 2.2 2.9 4.4 6.6 8.8 12.0 14.8 18.0 21.5 25.0 28.5 33.0 37.0 44.0 47.0 57.0

PMMA B 0.35 0.5 0.6 0.9 1.2 1.55 2.4 3.6 4.8 6.5 8.0 9.8 11.5 13.8 15.5 18.0 20.5 23.0 25.0 31.0

POM N 0.55 0.7 0.9 1.25 1,8 2.1 3.6 5.4 7.5 9.6 12.0 14.7 16.0 20.5 23.0 27.0 30.0 33.5 37.0 48.0

PVC,PA E 0.75 0.95 1.2 1.8 2,4 3.1 4.8 7.2 9.6 13.2 16.0 19.8 23.0 27.5 31.0 36.0 40.0 48.0 51.0 62.0

Figura 9 Difusividade trmica efetiva em funo da temperatura da cavidade para alguns termoplsticos

18

Figura 10 Difusividade trmica efetiva em funo da temperatura da cavidade para alguns termoplsticos

TABELA 5 - DE DADOS DE RESINAS TERMOPLSTICAS

Material Plstico

Temp. Injeo

(C) Temp. molde

(C) Temp. Extra. (C)

Densid. mdia 20C

[g/cm3]

Densid. mdia Temp. Injeo [g/cm3]

Presso de Injeo (Kgf/cm2)

Difusividade Trmica Efetiva

mm2/seg Mxima

PS 220-250 20-80 < 90 1,05 0,95 1200 0,08 PSAI / SB 200-240 20-80 < 100 1,05 0,95 1200 0,08

SAN 220-240 20-80 < 85 1,08 0,99 1400 0,085 ABS 200-240 20-80 < 80 1,08 0,95 1500 0,08 CA 180-210 40-80 < 60 1,29 1,10 1200 0,06

CAB 180-230 40-80 < 85 1,19 1,06 1800 PMMA 210-230 40-80 < 80 1,18 1,09 1600 0,073

PC 280-320 80-110 < 125 1,20 1,08 1200 0,11 PEAD 240-260 10-70 < 105 0,96 0,74 1500 0,092 PEBD 220-240 10-50 < 90 0,95 0,74 1500 0,09

PP 210-240 20-80 < 90 0,91 0,73 1200 0,067 PA 6 230-240 40-80

195.0 Tipo de Moldes

Classificao dos Moldes de Injeo

A norma DIN E 1675 (moldes de injeo para materiais plsticos) contm uma diviso dos moldes segundo o seguinte esquema:

Figura 11

Molde padro (molde de duas placas) Molde de gaveta Molde de trs placas (Molde placa flutuante) Molde com ncleo rotativo Molde de cmara quente Molde de pisos (steck mold) Molde assistido com injeo de nitrognio Molde de injeo bicolor.

205.1 Molde Padro (2 placas)

Pos. Quant. Discriminao Material Medidas Trat.Term. HRC

01 01 P.B.S. SAE 1045 02 01 Porta Cavidade SAE 1045 03 01 Porta Macho SAE 1045 04 01 Placa Suporte SAE 1045 05 02 Espaador SAE 1045 06 01 Contra Placa Extratora SAE 1045 07 01 Placa Extratora SAE 1045 08 01 P.B.I. SAE 1045 09 04 Pino de Retorno Tipo A 10 04 Bucha Guia SAE 8620 Cem.Temp.60/65 11 04 Coluna Guia SAE 8620 Cem.Temp.60/65 12 04 Coluna da Extratora SAE 8620 Cem.Temp.60/65 13 04 Bucha da Extratora SAE 8620 Cem.Temp.60/65 14 04 Pino Tope VND Temperado 50/55 15 02 Parafuso Allen DIN 912 16 02 Suporte Pilar SAE 1045 17 04 Mola 18 01 Pino Extrator do Galho Tipo A 19 01 Bucha do Poo Frio VND/H13 Temperado 50/55 20 01 Bucha de Injeo VND/H13 Temperado 50/55 21 01 Anel de Centragem SAE 1045

1-Placa Base Superior (PBS) - Fixao do molde na parte fixa da injetora atravs de garras. 2-Porta Cavidade - Placa onde so insertas as cavidades em forma de canecas ou placas inteirias. Alojam-se em suas laterais as colunas do molde, responsveis em guiar a parte superior com a inferior do molde. E possibilita a conexo dos bicos de mangueira. 3-Porta-Macho - Placa onde so insertados os machos em forma de postios. Alojam-se em suas laterais as buchas das colunas do molde para ocorrer o deslizamento no momento da abertura e fechamento. A linha de fechamento acontece nas faces das placas porta-machos e cavidades.

214-Placa Suporte - Elemento fixado sobre os calos com a funo de suportar a presso de injeo que incide sobre a rea projetada no momento do preenchimento das cavidades, devendo ser previamente calculada sua espessura e prever suportes pilares que servem de sustentao para a placa suporte evitando sua deformao. 5-Calos ou espaadores - Responsveis pela limitao do curso de extrao bem como alojar todo o conjunto de extrao. 6-Placa Porta Extratora - Sua funo alojar e fixar os pinos extratores, retorno, molas de retorno e outros sistemas de extrao ou mecanismos. 7-Placa Extratora - Aciona o conjunto extrator e suporta a presso de injeo que incide sobre os extratores, fato este que justifica sua espessura ser maior que a placa porta extratora. Sendo sempre apoiada sobre os pinos topes. 8-Placa Base Inferior - Realiza a fixao do molde na parte mvel da injetora atravs de garras. 9-Pino de Retorno - Levam as placas extratoras ao lugar correto aps o fechamento, evitando que fiquem avanados no momento da injeo. 10-Bucha do Molde - Guia o molde durante a abertura e fechamento. 11-Coluna do Molde - Penetra a bucha no momento de abertura e fechamento do molde. Os desgastes e folgas devem ser o mnimo possvel entre este conjunto, para no haver desencontros no produto e manter a guia. 12-Colunas da Extratora - Guiam o conjunto extrator. 13-Buchas da Extratora Guiam o conjunto extrator. 14-Pino Tope - Evita sujeira sob as placas extratoras, facilitam o ajuste e perpendicularidade em relao aos elementos extratores. 15-Parafusos Allen - Elementos de fixao entre as placas. 16-Suporte Pilar - Garante que a placa suporte no sofra flexo no momento da injeo. A presso aplicada na rea projetada alta e pode ocasionar flexo da placa suporte, e originar rebarbas ou um mau funcionamento do molde. 17-Mola Elementos espirais que retornam as placas extratoras. 18-Pino Extrator do Galho Elemento responsvel em ejetar os galhos de alimentao. 19-Bucha do Poo Frio Facilitar a usinagem do poo frio. 20-Bucha de Injeo - Faz a ligao do bico do cilindro de injeo com o interior do molde. 21-Anel de Centragem - Responsvel pela centralizao do molde na injetora e fixao da bucha injetora.

22

Figura 12

5.2 Molde de Gaveta

Este sistema de molde aplicado em peas que possuem detalhes que esto transversais a linha de abertura do molde, gerando assim a necessidade de um movimento contrrio a esta abertura, que acontecer por meio de pino came (pino da gaveta, coluna de arraste ou coluna da gaveta). Ou por cilindros hidrulicos se houver um curso de abertura muito longo ou se a gaveta ficar do lado fixo do molde.

O comprimento do pino came responsvel pelo quanto a gaveta ir recuar para liberar a pea para extrao.

A presso de injeo que incide na rea projetada da gaveta ser sustentada no momento do travamento pelas cunhas.

Existe uma particularidade entre o ngulo do pino came e o ngulo da gaveta (que o mesmo da cunha), sempre dever ter uma diferena de no mnimo 3 entre eles, sendo que o da cunha maior, por exemplo: se o came estiver com uma inclinao de 20 a cunha dever ter 23 para no ocorrer travamento do sistema.

As guias servem para manter a gaveta alinhada no momento de abertura e fechamento da mesma, para que tenha orientao da sua direo de abertura e fechamento.

O posicionamento das gavetas aps a abertura do molde ser garantida pelas travas ou posicionadores que podem ser de duas formas:

1- Esferas de trava CARLINE (para gavetas leves) 2- Mola de trao na parte traseira (para gavetas pesadas)

23

Pos. Quant. Discriminao Material Medidas Trat.Term. HRC

01 01 P.B.S. SAE 1045 02 01 Porta Cavidade SAE 1045 03 01 Porta Macho SAE 1045 04 01 Placa Suporte SAE 1045 05 02 Espaador SAE 1045 06 01 Contra Placa Extratora SAE 1045 07 01 Placa Extratora SAE 1045 08 01 P.B.I. SAE 1045 09 01 Postio Macho H13 Temperado 50/55 10 02 Gaveta H13 Temperado 50/55 11 02 Pino Came SAE 8620 12 02 Cunha VND/H13 Temperado 50/55 13 01 Postio Cavidade H13 Temperado 50/55 14 02 Postio Furo H13 Temperado 50/55 15 01 Postio Centro H13 Temperado 50/55 16 01 Parafuso Allen DIN 912 M6x20

245.3 Molde de 3 Placas (Placa Flutuante)

O molde de placa flutuante ou de trs placas, o seu funcionamento bsico consiste de duas aberturas, uma para a liberao dos resduos e outra para a extrao do produto.

Os resduos ficam entre a P.B.S. e a PORTA CAVIDADES, as peas esto na linha de abertura normal do molde, para serem ejetadas por sistemas de extrao de acordo com a necessidade do produto.

Este tipo de molde empregado em peas que necessitam o ponto de injeo do material na parte superior do produto, chamado de CAPILAR com dimetro em torno de 0.8mm. Normalmente so tampas de perfumes, cosmticos, detergentes, bebidas entre outros.

Para a primeira abertura pode ser atravs de garras, hastes com plastiprene ou molas para separar as placas, com a finalidade de liberar o galho de injeo, a segunda abertura responsvel pela extrao do galho, a terceira abertura separa as placas cavidade e macho para liberar o produto para extrao final.

A cmara quente o nico tipo de molde que pode substituir o de placa flutuante, devido injeo capilar.

Ainda oferece vantagens de economia de matria prima, reduo de ciclo, reduo da presso na cavidade, diminuio do tamanho da maquina e produtos com qualidades mecnicas superior ao convencional.

Molde de 3 placas ou Placa Flutuante com garra

25Molde de 3 placas ou Placa Flutuante com mola

266.0 Contrao

Considerando-se a relao molde/produto final, devemos elaborar um estudo criterioso das dimenses das cavidades para obtermos o produto final dentro das especificaes dimensionais pedidas em desenho de produto. No momento em que o material resfriado dentro das cavidades ele se contrai e a moldagem final do produto fica menor que o original do molde, sendo assim no projeto do molde deve-se prever a adio de uma porcentagem a mais sobre as medidas citadas em desenho de produto, e este percentual dever ser correspondente ao material a ser injetado que para maior segurana dever ser informado pelo fabricante da matria prima. A contrao volumtrica, portanto todas as dimenses devem sofrer o acrscimo deste valor. A contrao do produto sempre ocorrer por sobre o macho afastando-se da cavidade facilitando a extrao, pelo fato do sistema extrator localizar-se do lado mvel.

Para determinarmos as medidas para o molde, devemos inicialmente jogar com as tolerncias do produto, observando sempre que no macho as tolerncias vo para mais e na matriz as tolerncias vo para menos. Disso resulta que devemos proceder da seguinte maneira:

Dc = Dimenso da cavidade dp= Dimenso do produto C= Contrao Produto

X= 1 + C / 100 Dc = dp . X Contrao 0,4% Tolerncia 0,1

Medidas para a cavidade:

25 - 0,1 (tol) = 24,9 x 1.004(contr) = 24,99 12 - 0,1 (tol) = 11,9 x 1.004(contr) = 11,95 R4 x 1.004(contr)= 4,02 (arredondamento)

Medidas para o macho :

21 + 0,1 (tol) = 21,1 x 1.004(contr) = 21,18 10 + 0,1 (tol) = 10,1 x 1.004(contr) = 10,14 R2 x 1.004(contr) = 2,01 (arredondamento)

277.0 Marcas de Solda do Material

O material ao preencher a cavidade de um molde, avana como um lquido percorrendo um duto. Se o fluxo de material for dividido por um obstculo, tal como um pino do molde, uma gaveta, contornar este obstculo e voltar a se juntar aps o mesmo, as duas frentes no se unem perfeitamente, pois a pelcula externa do termoplstico, de temperatura levemente inferior do ncleo da massa plastificada, impede a mistura.

8.0 ngulos de Sada

Os ngulos de sadas so indispensveis na fabricao de machos e matrizes, sem os mesmos seria impossvel extrairmos o produto de dentro do molde. Sua ausncia pode causar riscos e marcas que danificam o produto final e esses ngulos de sada so aplicados sempre no sentido da extrao, ou seja, na direo do movimento das placas extratoras.

Deve-se considerar no projeto o ngulo a ser usado, para que a inclinao nunca exceda as tolerncias pedidas pelo produto deixando assim a pea fora da especificao dimensional.

Em moldes de superfcie texturizadas o ngulo diretamente proporcional profundidade da rugosidade.

289.0 Sadas de Gases

As sadas de gases so sulcos com profundidade de 0,03 0,05 mm na linha de fechamento que ligam as cavidades parte externa do molde, normalmente na regio oposta injeo para permitir a expulso do ar preso no interior das cavidades que impedem o preenchimento total das mesmas, podendo at entrar em combusto devido alta compresso que incide sobre o ar.

10.0 Sistemas de Extrao

10.1 Sistema de Extrao Mecnica

Os elementos de extrao so responsveis em expulsar o produto final dos machos, aps a refrigerao e a abertura da mquina. So utilizados de acordo com a necessidade do produto, forma, tamanho, material e produo. Sempre que possvel, conveniente utilizar o sistema de extrao da maquina injetora. Existem diversos tipos de extratores, porem os mais comuns so:

1. Pinos redondos 2. Lminas extratoras 3. Buchas ou camisas extratoras 4. Pinas 5. Placas de extrao.

Na superfcie das cavidades os extratores no devem possuir folgas, pois poderia ocasionar rebarbas no produto e tambm muita ateno quanto ao alinhamento do extrator e a superfcie da cavidade. Desnveis em relao a superfcie das cavidades gera um alto ou um baixo relevo no produto podendo enfraquecer ou causar chupagens no produto.

Recomenda-se utilizar elementos de extrao padronizados, que podemos adquirir de fabricantes especializados, em vrios dimetros e comprimentos, com melhor qualidade e rapidez.

A rea de extrao deve ser a mxima possvel, ou seja, o maior nmero de pinos e maior dimetro possvel disposto de forma que a pea ao ser extrada mova-se equilibrada e a fora de extrao se distribua uniformemente ao longo da rea do produto, evitando assim uma inconstncia na posio do produto em relao a linha de abertura do molde, podendo gerar defeitos no produto.

291. Os pinos redondos so os mais utilizados devido a versatilidade da usinagem

e da prpria furao no ferramental por ser feito com broca e ajustado com alargador. notrio que podemos utilizar mais de um tipo de elemento extrator no mesmo projeto.

2. As lminas extratoras so usadas em peas de paredes delgadas e nervuras profundas, regio onde no possvel ou invivel a colocao de pinos redondos.

3. As buchas extratoras so elementos de extrao que empregamos para ejetar peas de forma tubular, onde a mesma envolve o macho central que molda o dimetro interno do produto. Obrigando assim a fixao do postio na placa base inferior.

304. As pinas so elementos que moldam detalhes no produto contrrios ao

sentido de moldagem e auxiliam na sua extrao.

5. As placas de extrao podem substituir as buchas extratoras dependendo do tipo de molde, da quantidade de cavidades ou do produto em questo.

31

10.2 Sistema de Extrao Por Ar Comprimido

O ar comprimido injetado por uma vlvula, cuja cabea forada para cima, efetuando a extrao do produto. O retorno geralmente feito por mola. Esse sistema utilizado em caixas ou recipientes que, por serem fechados, provocam vcuo no momento da extrao, o que dificulta a mesma.

10.3 Sistema de Extrao - Ncleo Rotativo Para peas que possuem rosca e necessitam de uma rpida extrao, usa-se este

sistema. A extrao se d pela rotao do macho ou da fmea. A rotao pode ser gerada por cremalheira e pinho, engrenagens helicoidais ou parafuso sem fim ou acionada eletricamente por um motor.

3211.0 Sistemas de refrigerao

Na moldagem de termoplsticos necessrio reduzir-se a temperatura do material injetado nas cavidades a fim de solidific-lo para que se torne possvel a extrao sem marcar ou danificar o produto e conferir as dimenses finais do produto.

O resfriamento do material no molde inicia-se efetivamente aps o trmino do recalque, e realizado pela circulao de um fluido (normalmente gua) pela periferia das cavidades e machos de forma a reduzir a temperatura destes elementos, visando troca de calor entre o fludo e as partes ativas. Mas h a necessidade de um equilbrio entre as temperaturas das partes cavidade e macho para no deslocar o ncleo fundido do material e gerar deformaes no produto.

3311.1 Sistema de Refrigerao com Furos de Broca

3411.2 Sistema de Refrigerao com Lminas

11.3 Sistema de Refrigerao com Ncleo Roscado

3511.4 Sistema de Refrigerao de Cascata e Pino Trmico

11.5 Sistema de Refrigerao em componentes mveis.

3611.6 Calculo do resfriamento com gua

Formula de Termodinmica - Qc = m Cp t

Qc = Quantidade de calor (Kcal) a ser extrada do molde por hora. m = massa de material plstico injetado por hora no molde (Kg/h) Cp = Calor especifico do material plstico (kcal/kg C) Ti = Temperatura de injeo de material (C) Tm = Temperatura do molde (C)

Alternativa, se o calor total (Entalpia Especifica) por quilograma de material plastificado for conhecido, teremos: Qc = m

* a

Engineering Plastics

Onde: a = contedo total de calor do material plastificado (Kcal/Kg)

A massa de gua ma que deve circular por hora para dissipar o calor deduzido por: QH= K*Cpa*ma*(Ts Te)

QH = Quantidade de calor extrado por hora (Kcal) Cpa = Calor especifico da gua (kcal/kg C) => (Cpa = 1 kcal/kg C) ma = massa de gua circulando (Kg/h) Ts = Temperatura de sada da gua () Te = Temperatura de entrada da gua (C)

37

Fator de eficiente dos sistema de refrigerao K Canais furados na placa cavidade ou ncleos do macho 0,64 Canais furados nas placas de encosto 0,5 Canais com tubos de cobre fundidos no molde 0,1

Agora, como QH igual a Qc, conforme definido pela formula, temos:

ma = m Cp (Ti Tm) ou pela formula K Cpa (Ts Te)

ma = ( m * a ) - K Cpa (Ts Te)

TABELA 6 - Dados de Resinas Termoplsticas

Material Densidade

Solido Densidade

Fundido Contrao Calor

especifico Contedo total de Calor

(g/cm3) (g/cm3) (%) (cal/gC) (kcal/kg) PS 1,05 0,95 0,2 - 0,7 0,50 100

PSAI 1.05 0,95 0,3 - 0,8 0,50 100 PA6 1,14 0,98 0,5 - 2,2 0,75 150 PP 0,91 0,73 1,0 - 3,0 0,90 180

POM 1,42 1,16 1,5 - 2,2 0,35 80 PEAD 0,96 0,74 2,0 - 4,0 0,90 180 PEBD 0,95 0,74 1,5 - 3,0 0,90 150 ABS 1,08 0,95 0,4 - 0,8 0,50 90

PVC rgido 1,38 1,12 0,3 - 2,0 0,60 95 PVC flex. 1,38 1,02 1,5 - 3,0 0,60 95

PMMA 1.18 1.09 0,2 - 0,8 0,56 100 SAN 1,08 0,99 0,4 - 0,7 0,50 80 PC 1.20 1.08 0,4 - 0,8 0,50 80

Vazo (l/min) 3,8 9,5 38 85 Dimetro furo (mm) 8 11 19 23,8

38

1kg gua = 1 L dgua

12.0 - Sistema de Alimentao - Efeito de jato

O efeito de jato ocorre quando o polmero fundido injetado a uma grande velocidade em uma regio espessa, sem obstculos ou paredes prximas do ponto de injeo.

39Fatores que podem influenciar a localizao do ponto de injeo.

Pea

Comprimento de fluxo Espessura Fatores dimensionais Aparncia

Material a injetar

Viscosidade Temperatura Caractersticas de fluxo Cargas Contrao

Processo

Empeno Linhas de solda Facilidade de desmoldagem Fora de fechamento Balanceamento

Outros Custos

12.1 - Sistema de Alimentao Canais Frios

O sistema de alimentao so canais usinados em uma ou mais placas do molde no qual o polmero fundido transportado desde o bico de injeo at as cavidades.

12.2 - Entrada Direta O polmero fundido entra no molde pela bucha de injeo que se comunica diretamente com a cavidade.

utilizado em moldes de uma s cavidade.

Vantagem - a queda de presso no sistema de alimentao relativamente baixa.

Desvantagem - dificuldade de remoo do canal de injeo, deixando grandes marcas na face do moldado.

12.3 - Bucha de Injeo

A bucha de injeo tem um ngulo de abertura de 2 a 5 para facilitar a extrao, que liga o bico da injetora ao canal de alimentao ou prpria cavidade.

Este componente deve ter o dimetro de entrada e raio da concavidade ligeiramente superior ao do bico da injetora.

= 2 a 5 Dbucha = Dbico + 1,0 mm

4012.4 - Entrada Indireta - Retenes do Canal (Poo Frio)

A geometria do poo frio feita para reter o canal na parte mvel do molde quando da abertura, evitando que canal solidificado obstrua a bucha no ciclo seguinte.

12.5 - Canais de Distribuio

Todos os canais devem ser de tamanho suficiente para que o material no solidifique antes que as cavidades estejam totalmente preenchidas, e possa-se aplicar a presso de compactao, evitando chupagem e contrao na moldagem diferente da esperada.

12.5.1 - Geometria dos Canais de Distribuio

O canal circular o mais eficiente, a resistncia ao fluxo menor comparada com os outros. A desvantagem a necessidade de usinagem nas duas metades do molde.

O canal trapezoidal modificado o que se melhor aproxima do canal circular e no necessrio usinar os lados do molde e tem a melhor relao custo/benefcio.

Canais com seo semicircular e retangular devero ser evitados.

Tipo Italiano Gancho em Z Gancho Cnico

Tipo Colarinho Tipo Farpa

41

Comprimento (mm)

Canal Primrio Dimetro (mm)

Canal Secundrio Dimetro (mm) Massa (g) Dimetro (mm)

< 75 5 4 < 200 3 75 a 150 6 5 200 a 400 5

150 a 225 8 6 400 a 1000 7 > 225 9,5 8 > 1000 10

4212.6 - Tipos de Entradas Indiretas

12.6.1 - Entrada em Disco

Entrada utilizada em moldagens circulares ou tubulares permitindo um fluxo paralelo reduzindo a linha de solda e a fragilidade da pea.

Feita no interior de um furo.

Espessura indicada: 0,25 1,27 mm

12.6.2 - Entrada em Aro ou Anel

Entrada similar a de disco utilizada em moldagens circulares ou tubulares permitindo um fluxo paralelo reduzindo a linha de solda e a fragilidade da pea.

Feita atravs de um aro externo ao moldado.

Espessura indicada (H): 0,25 1,6 mm

12.6.3 - Entrada em Mltiplas (Estrela)

Entrada utilizada em moldagens circulares ou tubulares, mas no evita as linhas de solda e no deixa a pea perfeitamente circular.

tambm utilizado em moldes de uma cavidade com peas grande que tem um furo prximo ao centro.

4312.6.4 - Entrada Lateral

Entrada mais comum, geralmente de seo retangular, permitir moldar todos os materiais comuns.

Vantagens - Facilidade de usinagem e baixo custo, exatido dimensional, a velocidade de preenchimento da cavidade pode ser controlada. Pode ser facilmente alterado durante o try-out do molde.

Desvantagem - Deixar marca na face da pea.

Comprimento indicada (L): 0,5 2 mm Largura indicada (W): 1,6 12,7 mm Espessura indicada (h): 6 75% da

espessura nominal da pea

12.6.5 - Entrada Tipo Flash Utilizado em peas planas, feita atravs de uma fenda na borda da pea, gerando um preenchimento uniforme da cavidade.

Desvantagem - Deixar marca na face da pea. Necessitando de dispositivos especiais, como faca quente.

Comprimento indicado (L): 0,5 2 mm. Largura indicada (W): 50 80% da largura

nominal da pea. Espessura indicada (h): 20 50% da

espessura nominal da pea.

12.6.6 - Entrada Tipo Leque

Modificao da entrada tipo lateral e Flash, permite um preenchimento mais eficiente que o lateral, mas inferior entrada em flash.

utilizado em peas com grandes superfcies e paredes finas. Como permite criar uma frente de fluxo uniforme, em alguns casos, minimiza o efeito de empenamento devido orientao.

Comprimento indicado (L): 5 10 mm. Largura indicada (W): 25% a largura da

moldagem Espessura mxima indicada (h): 75% da

espessura nominal da moldagem

L

4412.6.7 - Entrada Tipo Aba

Utilizado em peas transparentes como Acrlico, para ter menos tenses no ponto de entrada do material. Utiliza uma entrada restrita na aba gerando uma frente de fluxo uniforme dentro da cavidade.

12.6.8 - Entrada Restrita

Entrada similar a lateral, muito utilizada para materiais de fluxo fcil.

Vantagens - Deixar marca menor que a entrada lateral na face da pea

PRODUTO TAMANHO PESO (g)

ALTURA "h (mm)

LARGURA "L (mm)

REA DA ENTRADA

(mm2) Distncia do

canal C (mm) Muito

Pequeno 0-5 0,25 0,75 0,19 0,5-0,8

Pequeno 5-40 0.50 1.50 0.75 0,5-0,8

Mdio 40-200 0.75 2.25 1.69 0,5-0,8

Grande 200+ 1.00 3.00 3.00 1,0-2,0

4512.6.9 - Entrada Submarina

12.6.9.1 Na Matriz

Modificao da entrada lateral, usado para romper o canal de injeo automaticamente em moldes de duas placas.

Desvantagem - Deixa a marca do ponto de entrada muito visvel na parte lateral das peas.

12.6.9.2 Em Curva

Variante da entrada submarina na matriz.

Vantagem Esconde a marca do ponto de entrada.

Desvantagem - Complexidade de construo, e o risco de entupimento, sem no funcionar devido a grande deformao que o material precisar sofrer.

12.6.9.3 - No Extrator

Variante da entrada em curva.

Vantagem Esconde a marca do ponto de entrada. Tem menor complexidade de construo, e menor risco de entupimento.

Desvantagem - Deixa parte do canal de alimentao na pea

46PRODUTO TAMANHO

PESO (g)

DIAMETRO DA ENTRADA "d" (mm)

REA DA ENTRADA (mm2)

Muito Pequeno 0 - 5 0.5 0.19 Muito Pequeno 5 - 10 0.62 0.31 Ate Pequeno

Pequeno 10 - 20 0.75 0.44 Pequeno At Mdio 20 - 40 1.00 0.78

Mdio 40 - 100 1.25 1.23 Mdio At Grande 100 - 200 1.50 1.76

Grande > 200 2.00 3.14

12.6.10 - Entrada Capilar

Utilizado em moldes de trs placas.

Vantagem - Coloca o ponto de injeo no centro do produto, permitindo a remoo automtica do canal de injeo.

Dimetro indicado: 0,25 1,6 mm

12.7 - Sistema de Alimentao Canais Quentes

Sistema de alimentao baseado em canais termicamente controlados, utilizado na maioria dos materiais termoplsticos (inclusive os reforados) tambm denominado sistema de cmara quente.

Sua finalidade manter o material fundido desde o bico da injetora at o ponto de entrada do material na cavidade.

O molde de cmara quente no tem canais de alimentao solidificados, eliminando os desperdcio de material e a necessidade de reciclagem, despertado muito interesse nos transformadores (principalmente em moldes de mltiplas cavidades).

2a 5

47Econmicas

Vantagens Desvantagens Baixo Consumo de material e eliminao da

reciclagem do galho ou canais. Reduo do tempo do ciclo, tempo de injeo

e extrao. Reduo da presso de injeo, menor

volume injetado, menor curso de abertura do molde (molde de 3 placas).

Grande padronizao de componentes.

Taxa de refugo elevada durante o inicio de operao.

Alta complexidade de projeto. Custos maiores. Manuteno mais freqente. Mo de Obra especializada, mais

cara.

Tecnolgicas Vantagens Desvantagens

Ausncia do canal frio facilita automao do processo de produo.

Permite percursos de fluxos mais longos, localizao do ponto de injeo mais flexvel.

Possibilita compactaes mais longas. Balanceamento dos canais.

Risco de degradao trmica do material por permanncia.

Necessidade de prever as dilataes trmicas dos componentes do molde.

12.7.1 Configuraes

Tipo Descrio

Bico Central ou Bucha Quente. Caso mais simples, ataque direto sobre a pea.

Entrada lateral para molde Mono-cavidade. Permite a entrada lateral gerando vantagens para certos produtos, sem deslocar o centro do produto em relao ao centro molde.

Distribuidor para Multi-cavidades. utilizado para mltiplas cavidades com entrada direta ou no canal frio.

Mltiplos Pontos em molde Mono-cavidade. Peas grandes que necessitam de mais de um ponto, para assegurar o preenchimento.

48

Entrada lateral para molde Multi-cavidade. Utilizado para evitar o efeito jato, dissipao trmica e melhor resistncia da pea.

Casos Especiais. Moldes em andares (stack molde) para grande quantidade de peas.

12.7.2 Bico Central, Distribuidor com dois bicos

12.7.3 - Distribuies mais comuns.

4912.7.3 Tipo de Bicos

13.0 Molde com movimentos laterais - Molde com Gaveta

Este movimento necessrio para produzir peas que tenham reentrncias ou salincias laterais, obrigando a ter mais de uma direo de extrao.

Importante a definio do plano de partio da pea ou plano de diviso da pea. Os componentes com movimentos laterais no molde so conhecidos por gavetas

(Elementos Moveis) e permitem libertar reentrncias, num plano diferente da extrao. Para o acionamento dos elementos mveis usamos o pino inclinado (sistema mais

comum), molas de compresso (para pequenos movimentos) e sistemas hidrulicos (ou pneumticos).

13.1 Pino Inclinado

Utilizado em pequenos e mdios deslocamentos, e o mais comum, aproveitando o movimento de abertura do molde para acionar a gaveta.

Durante a abertura, o pino inclinado (de 10 a 25), obriga a gaveta (elemento mvel) a deslizar sobre a placa de deslize, libertando a reentrncia. A funo da guia inclinada s levar e trazer a gaveta, e no suportar os esforos injeo.

50

H uma folga entre o pino inclinado e o furo na gaveta, para ter um retardo no movimento e permitir que a cunha de trava se afaste e no fique esfregando durante o movimento.

,

13.1.2 Cunha Trava

Responsvel por manter a gaveta posicionada e suportar a presso de injeo, sua inclinao dever se 2 a 3 maior que a do pino inclinado, mas quanto maior a inclinao maior a fora a que estar sujeita.

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13.1.3 Rguas da Gaveta e placa de deslize.

As rguas so elementos usados para alinhar o movimento e facilitar o ajuste da gaveta (elemento mvel).

A placa de deslize serve para reduzir o atrito e ter um elemento de fcil manuteno.

13.1.4 Pino Inclinado Retangular Perna de Co

Utilizado para deslocamentos um pouco maiores em funo do angulo, ou quando precisa de um maior retardo no movimento, no muito comum, pois tem um custo de fabricao bem maior que o cilndrico, sua inclinao vai de 10 a 30. Pode dispensar o uso da cunha de trava para casos que no haja espao para coloc-la.

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13.1.5 Gaveta acionada por Placas Guias

As placas guias acionam lateralmente as gavetas, um sistema robusto indicado para gavetas pesadas, mas a localizao das placas dificulta a extrao, tanto para a queda da pea como acesso do rob, obrigando a uma abertura maior do molde.

13.1.6 Posicionador de Gaveta

O posicionador tem a funo de impedir que a gaveta se desloque da posio aberta por causa da gravidade ou vibraes, causando a coliso do pino acionador com o topo do elemento mvel. H vrios sistemas, o mais comum haste com mola, mas h sistemas padronizados como o CARLINE com esfera para gavetas leves, ou retentores de gavetas com pino e prendedor da polimold, ambos com um custo mais elevado.

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13.1.7 Gaveta acionada por Sistema Hidrulico ou Pneumtico.

Utilizado para grandes deslocamentos, ou quando necessita de movimento independente da abertura do molde (gaveta do lado fixo).

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13.1.8 Gaveta com Retorno por Mola

Utilizado para pequenos deslocamentos, ou locais muito apertados, a grande vantagem a no utilizao do pino inclinado, o que deixa o sistema muito compacto. A desvantagem que a mola exige uma manuteno mais precoce. Existem sistemas padronizados que so muito compactos, mas com um custo elevado.

5514.0 Sistema de Alinhamento

A perfeita centragem das duas partes do molde, de fundamental importncia para garantir o bom funcionamento da ferramenta e a qualidade do produto produzido.

14.1. Centragem do Molde na Mquina Anel de Centragem

Para que no ocorra vazamento de material entre o bico da mquina e a bucha de injeo do molde necessrio que o encaixe entre as peas esteja perfeita, o anel de centragem quem garante esta posio.

14.2. Centragem do Molde Bucha e Coluna

A centragem da parte fixa e mvel do molde feita atravs das buchas e colunas, colocadas nas extremidades da ferramenta.

Mas para garantir que no se monte a ferramenta rotacionada, coloca-se um dos pares deslocados ou de dimetro diferente.

5614.3. Sistema Auxiliar Centralizadores e Travamento entre Placas

Para garantir uma centragem perfeita e eliminar a folga de deslizamento (Coluna e Bucha) e que suporte possveis esforos laterais advindo da presso de injeo, devemos utilizar sistemas auxiliares para centralizar.

14.3.1. Centralizadores

H no mercado vrios modelos de centralizadores padronizados com diferentes formatos. Todos direcionados para molde de tamanho pequeno a mdio.

14.3.2. Travamento entre Placas

Para moldes de grandes dimenses necessrio um sistemas mais robusto, e que permita ajustes, mas que no complique em demasia a fabricao da ferramenta. O travamento com insertos largamente utilizado por ser de fabricao simples, ser substituveis quando desgastados e permitir um ajuste mais preciso.

com inserto sem inserto

5715.0 Sistema de Suspenso