1 Apostila de Projetos de Molde Prof. Luiz Alberto Bortoletto 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 MoldeSistemas do Molde Conduzir o material at a cavidadeSistema de Alimentao Dar forma ao materialCavidade Expelir o ar da cavidade durante o preenchimentoSistema de Ventagem Resfriar o materialSistema de Resfriamento Extrair o MoldadoSistema de Extrao Manter as partes alinhadas durante o processoSistema de Alinhamento 41.2 Molde Padro (Duas Placas) Figura 3 Molde Bsico de duas placas 01Placa Base Superior 02Placa Cavidade 03Placa Macho 04Placa Suporte 05Espaador ou Calo 06Placa Porta Extratores 07Placa Impulsora 08Placa Base Inferior 09Pino de Retorno 10Bucha Guia 11Coluna Guia 12Bucha de injeo 13Anel de centragem 14Pino 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 1,050,950,2 - 0,72,020,5 PSAI Poliestireno Alto Impacto1.050,950,3 - 0,82,030,5 PA6 Nylon Poliamida 6 1,140,980,5 - 2,22,050,75 PP - Polipropileno 0,910,731,0 - 3,01,940,90 POM - Poliacetal 1,421,161,5 - 2,21,90,35 PEAD Polietileno de Alta Densidade 0,960,742,0 - 4,01,810,9 PEBD Polietileno de Baixa Densidade 0,950,741,5 - 3,02,070,9 ABS Acrilonitrila Batadieno Estireno 1,080,950,4 - 0,81,90,5 PVC rgido - Cloreto de Vinila 1,381,120,3 - 2,02,30,6 PVC flex. Cloreto de Vinila 1,381,021,5 - 3,02,30,6 PMMA metilmetacrilato 1.181.090,2 - 0,81,90,56 SAN Estireno Acrolonitrila 1,080,990,4 - 0,72,030,5 PC - Policabonato 1.201.080,4 - 0,81,80,5 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 4Usualmente 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)

=22dDPH PinjFc= 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 peacaia, 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) Relaoentrepressodepressurizao,espessuradaparededapeaepercursodomaterialao longo da cavidade.Na tabela, os significados das letras e smbolos so: = razo entre percurso ou comprimento de fluxo e espessura.Dependendodopolmeroquefluinacavidade,osvaloresmostradosnatabeladevemser 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) 0,40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.752.02.252.52.753.03.54.04.55.0 na Cavidade (Kg/cm2) 50:1270240220200180180180180180180180180180180180180180180180180180180 75:1400375325300270240220200180180180180180180180180180180180180180180 100:1480450400370340300290280250230210190180180180180180180180180180180 150:1720670580530480440425400375360340320260220210180180180180180180180 200:1900850750720700630580520500450430410360320290260240220180180180180 250:1 1050 1000900850800700660620560530500480420360330300275250225200180180 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 4Ti - 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 docatalogo 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 desmoldagemTd (C): Mxima temperatura da pea na hora de desmoldar a ponto de no danificar a mesma.Dado retirado do catalogo de matria prima. 17 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 0.30.40.50.60.70.81.01.251.501.752.02.252.52.753.03.253.53.754.04.75 Tempo de resfriamento em (s) PS,SBB0.30.40.50.751.01.32.03.04.05.46.78.29.611.413.015.017.019.521.026.0 SANN0.450.60.751.051.51.753.04.56.258.010.012.313.517.019.022.525.028.031.040.0 ABSE0.60.81.01.52.02,64.06.08.011.013.516.519.523.026.030.034.040.043.052.0 PE,PPB0.360.450.550.851.11.42.23.34,46.07.49.010.512.514.316.519.621.523.028.5 PPON0.50.650.851.151.652.03.35.06.98.811.013.515.019.621.025.027.530.534.044.0 CAE0.650.91.11.652.22.94.46.68.812.014.818.021.525.028.533.037.044.047.057.0 PMMAB0.350.50.60.91.21.552.43.64.86.58.09.811.513.815.518.020.523.025.031.0 POMN0.550.70.91.251,82.13.65.47.59.612.014.716.020.523.027.030.033.537.048.0 PVC,PAE0.750.951.21.82,43.14.87.29.613.216.019.823.027.531.036.040.048.051.062.0 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 PlsticoTemp. 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/segMxima PS 220-250 20-80< 901,05 0,95 12000,08 PSAI / SB200-240 20-80< 1001,050,95 12000,08 SAN 220-240 20-80 < 85 1,08 0,99 14000,085 ABS 200-240 20-80 < 80 1,08 0,95 15000,08 CA 180-210 40-80 < 601,29 1,10 12000,06 CAB 180-230 40-80 < 85 1,19 1,06 1800 PMMA 210-230 40-80 < 80 1,18 1,09 16000,073 PC 280-320 80-110 < 125 1,20 1,08 12000,11 PEAD 240-260 10-70 < 105 0,96 0,74 15000,092 PEBD 220-24010-50 < 90 0,95 0,74 15000,09 PP 210-240 20-80 < 90 0,91 0,73 12000,067 PA 6 230-240 40-80 (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 refrigeraoKCanais furados na placa cavidade ou ncleos do macho0,64 Canais furados nas placas de encosto0,5 Canais com tubos de cobre fundidos no molde0,1 Agora, como QH igual a Qc, conforme definido pela formula, temos: ma = m Cp (Ti Tm) oupela 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 Contedototal de Calor (g/cm3)(g/cm3) (%)(cal/gC)(kcal/kg) PS 1,050,950,2 - 0,7 0,50100 PSAI1.050,950,3 - 0,80,50100 PA6 1,140,980,5 - 2,2 0,75150 PP 0,910,731,0 - 3,0 0,90180 POM 1,421,161,5 - 2,2 0,3580 PEAD 0,960,742,0 - 4,0 0,90180 PEBD 0,950,741,5 - 3,0 0,90150 ABS 1,080,950,4 - 0,8 0,5090 PVC rgido 1,381,120,3 - 2,0 0,6095 PVC flex.1,381,021,5 - 3,00,6095 PMMA1.181.090,2 - 0,80,56100 SAN1,080,990,4 - 0,70,5080 PC 1.201.080,4 - 0,8 0,5080

Vazo (l/min)3,89,53885 Dimetro furo (mm)8111923,8 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 OutrosCustos 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) < 7554< 2003 75 a 15065200 a 4005 150 a 22586400 a 10007 > 2259,58> 100010 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 FlashUtilizado 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 0-50,250,750,190,5-0,8 Pequeno5-400.501.500.750,5-0,8 Mdio40-2000.752.251.690,5-0,8 Grande200+1.003.003.001,0-2,0 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 Pequeno0 - 50.50.19 Muito Pequeno 5 - 100.620.31 Ate Pequeno Pequeno10 - 200.750.44 Pequeno At Mdio20 - 401.000.78 Mdio40 - 1001.251.23 Mdio At Grande100 - 2001.501.76 Grande> 2002.003.14 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 VantagensDesvantagens 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 VantagensDesvantagens 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 TipoDescrio 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 10a 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 2a 3maior que a do pino inclinado, mas quanto maior a inclinao maior a fora a que estar sujeita. 51

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 10a 30. Pode dispensar o uso da cunha de trava para casos que no haja espao para coloc-la. 52

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.53 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). 54

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 insertosem inserto 5715.0 Sistema de Suspenso