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JULIOHARADA JULIO HARADA - [email protected] ~A importância do projeto de moldes para injeção de termoplásticos O projeto cuidadoso de um ferramental éo principal ponto para garantir alto nível de produção e baixa manutenção. Portanto, devem ser observados diversos fatores técnicos durante o seu desenvolvimento, a fim de que as possibilidades de falhas possam ser minimizadas. o desenvolvimento tecnológico na construção de ferramentas para injeção de termo plásticos tem sido impelido pela produção de peças complexas, nas quais surge a exi- gência de alta qualidade. A forte pressão para redução dos custos de produção exige também quedas significativas no custo de fabricação das ferramentas, sem comprome- time~to da qualidade destas. Essesfatores implicam em gran- des exigências na área de projeto, principalmente quanto à responsa- bilidade sobre o resultado final do conjunto, permitindo assim uma produção mais estável. O bom desempenho de uma fer- ramenta de injeção está direta- mente associado ao cuidado com que seu projeto foi desenvolvido, tanto na concepção funcional quanto na definição dos materiais e processos empregados. Algumas diretrizes básicas de- vem ser levadas em conta na ela- boração de projetos para moldes de injeção de plásticos. São detalhes que, se bem observados, facilitam e fundamentam as diversas fases des- ses projetos. ra que, durante a criação do pro- jeto, não se perca tempo com a bus- I ca de dados não informados. A I Figura 1 demonstra o fluxo de tra- balho para o desenvolvimento de projeto de moldes. INíCIO DO PROJETO Ao iniciar o desenvolvimento de um molde, todas as informações necessárias devem ser coletadas pa- CLIENTE Informações sobre o produto PROJETO PROJETISTA PROJETISTA Avaliação do produto Determinação da máquina injetora PROJETISTA PROJETISTA PROJETISTA .. Desenvolvimento de 1 +- 1 Determinação d.? machos, cavidades sistema de InJeçao e gavetas Avaliação dos parâmetros de injegão Desenvolvimento do porta-molde Identificação do molde Construção do molde Figura 1- Fluxode trabalho para desenvolvimento deprojeto Maio/Junho 2006 Ferramental 27

Importancia do Projeto Mecânico

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Page 1: Importancia do Projeto Mecânico

JULIOHARADA

JULIO HARADA - [email protected]

~A importância do projeto de moldespara injeção de termoplásticos

Oprojeto cuidadoso de um ferramental é o principal ponto para garantir alto nível de produçãoe baixa manutenção. Portanto, devem ser observados diversos fatores técnicos durante o seu

desenvolvimento, a fim de que as possibilidades de falhas possam ser minimizadas.

o desenvolvimento tecnológicona construção de ferramentas parainjeção de termo plásticos tem sidoimpelido pela produção de peçascomplexas, nas quais surge a exi-gência de alta qualidade. A fortepressão para redução dos custos deprodução exige também quedassignificativas no custo de fabricaçãodas ferramentas, sem comprome-time~to da qualidade destas.

Essesfatores implicam em gran-des exigências na área de projeto,principalmente quanto à responsa-bilidade sobre o resultado final do

conjunto, permitindo assim umaprodução mais estável.

O bom desempenho de uma fer-ramenta de injeção está direta-mente associado ao cuidado com

que seu projeto foi desenvolvido,tanto na concepção funcionalquanto na definição dos materiais eprocessos empregados.

Algumas diretrizes básicas de-vem ser levadas em conta na ela-

boração de projetos para moldes deinjeção de plásticos. São detalhesque, se bem observados, facilitam e

fundamentam as diversas fases des-

ses projetos.ra que, durante a criação do pro-jeto, não se perca tempo com a bus-

I ca de dados não informados. AI Figura 1 demonstra o fluxo de tra-

balho para o desenvolvimento deprojeto de moldes.

INíCIODO PROJETOAo iniciar o desenvolvimento de

um molde, todas as informaçõesnecessárias devem ser coletadas pa-

CLIENTE

Informaçõessobre o produto

PROJETO

PROJETISTA PROJETISTA

Avaliaçãodo produto

Determinação damáquina injetora

PROJETISTA PROJETISTA PROJETISTA..

Desenvolvimento de

1

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Determinação d.?machos, cavidades sistema de InJeçaoe gavetas

Avaliação dosparâmetrosde injegão

Desenvolvimentodo porta-molde

Identificaçãodo molde

Construçãodo molde

Figura 1 - Fluxode trabalho para desenvolvimentodeprojeto

Maio/Junho 2006 Ferramental 27

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L .~ ...:.._~L"A ", -o, ~A .

Informaçõessobreo produtoGeralmente um desenho do i

produto a ser injetado é fornecidoem papel ou em arquivo eletrônicoe, em alguns casos, uma amostrafísica (produto já existente ou pro-tótipo) ou ainda ambo~. Elescons- 1tituirão a parte mais importante dorol de informações necessárias aoprojetista pois, a partir deles, sãodefinidos o ponto de injeção, aslinhas de fechamento, o lado deextração do produto, a forma daextração (pinos, placas, lâminas), anecessidade de elementos móveis i

como gavetas, pinos inclinados,dentre outros requisitos.

Além do desenho e/ou da peça(amostra), o projetista deverá ter,obrigatoriamente, toda a literaturapossível sobre as máquinas inje-toras que poderão ser utilizadas,além de catálogos ou informaçõesreferentes a padronização de pinos,componentes, acessórios, portamoldes bem como as tabelas de

contração de materiais plásticos eaços disponíveis no mercado.

É imprescindível nesta etapareunir-se com o cliente para avaliara questão técnica e estética do pro-duto, uma vez que podem ser colo-

I

cadas premissas de projeto que'simplificam ou dificultam a cons-trução do molde. Essas premissaslimitantes podem ser linhas de fe-chamento do molde, linhas de sol-da, marcas de pontos de injeção,marcas de rechupe, regiões estru-turais criticas, dentre várias outras.

Cabe neste momento atentar

para a fidelidade na conversão de i

modelos recebidos de clientes. Po- I

dem ocorrer problemas de descon-tinuidades ou perda de informa-ções essenciais para o bom desem-penho do produto injetado. Estasdeficiências devem ser discutidascom o cliente antes do início do

28 FerramentaJ Maio/Junho 2006

projeto do molde.

Determinação da máquinainjetora

Um fator determinante a ser

considerado é o conjunto máquinainjetora e molde. Normalmenteexistem quatro formas de como oprojetista recebe essa informação:

1 -O cliente tem a injetora e nãosabe o número de cavidades quepodem ser injetadas na máquina. Atarefa aqui é determinar o númeromáximo de cavidades para a má-quina disponível. Neste caso, a par-tir dos dados da injetora e do pro-

I duto, o projetista calcula a configu-ração ideal do molde;

2 - O cliente não tem a injetora esabe o número de cavidades quedeseja possuir no molde. Portanto,a partir das informações do produ-to, o projetista define a máquinainjetora necessária para atenderaquela configuração de molde;

3 - O cliente não tem a injetora enão sabe o número de cavidades

necessárias. Neste caso, o clientedeverá informar a demanda do

produto para que o projetista pos-sa, a partir dessa informação, cal-cular o número de cavidades que omolde deverá ter e, na seqüência,determinar as características neces-

sárias de máquina injetora e;4 -O cliente tem a injetora e sabe

o número de cavidades que o mol-de deverá possuir. Mesmo neste ca-so, o projetista deve proceder aoscálculos de capacidade produtivada máquina injetora em relação ao

molde pretendido, principalmente inos parâmetros de força de fecha- !

mento, capacidade de injeção, pas-

: sagem entre colunas e altura má-I xima e mínima do molde. Arespon-

sabilidade será atribuida ao proje- I

tista se, na produção, o molde apre- I

sentar deficiências técnicas.

Em todos os casos, é importanteinformar e obter a aprovação docliente sobre o conjunto molde/injetora determinado.

o PROJETISTA E AFERRAMENTARIA

Ao projetista competem as fun-ções de análise, dimensionamentoe seleção de materiais além da de-finição dos mecanismos de funcio-namento da ferramenta.

Para tanto, o profissional devedetalhar completamente o projeto,executando todos os cálculos e

providenciando o desenho técnicode cada componente. Deve aindafornecer o máximo de informaçõespossíveis, chamando a atençãopara cada detalhe do molde commuita clareza, visto que quanto me-nos tempo o ferramenteiro perderna leitura (entendimento) de umprojeto, tanto maior será a agili-dade na execução do molde.

A familiarização com as carac-terísticas técnicas dos novos mate-

riais plásticos que aparecem cons-tantemente no mercado auxilia na

concepção do projeto do molde.É intrínseca ao desenho técnico

a determinação das tolerâncias deco~strução, das contrações locali-zadas das peças, do posiciona-

i mento de furos de refrigeração, dosângulos de extração, do acabamen-to superficial, da localização daslinhas de abertura do molde, daconfiguração de extratores e pinosguia, da forma, quantidade e posi-ção de pontos de injeção bem co-mo dos canais de alimentação e dedistribuição.

Para que o projetista possa de-senvolver um projeto ideal, é im-portante que ele conheça profun-damente os processos de fabrica-ção do molde e os equipamentosdisponíveis na ferramentaria.

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Dessaforma, o projeto será oti-mizado para uso e aproveitamentodo parque fabril, permitindo redu-ção do custo de fabricação, umavez que minimizará a aquisição decomponentes de terceiros. Esteconceito, denominado de "Projetovoltado à Fabricação'fl, permitetambém que a interpretação dosdesenhos seja facilitada para aequipe do chão de fábrica da ferra-mentaria.

O fato de o projetista conhecer oprocesso e os equipamentos tam-bém auxilia nos casosonde existem

vários projetos em andamento.Nestes casos, podem ser seleciona-dos processos de fabricação alter-nativos para evitar sobrecargas emequipamentos (fresadoras, tornos,retificadoras, furadeiras, entreoutros).

Para facilitar a confecção domolde, o projetista deve levar em

I

consideração: j

. Cotas - o projetista deve sempre

calcular as cotas, ângulos e de- I

mais itens do desenho e jamais i .deixar este serviço para o ope- '

rador de máquinas ou para o fer-ramenteiro que, além de nãopossuir ambiente nem equipa-mento adequado para realizar oscálculos, deverá dedicar seutem-po exclusivamente à confecçãoda ferramenta. O projetista devesomente repetir cotas em outrasvistas do desenho quando estri-tamente necessário, evitando

assim possíveis confusões deleitura e de cotas;

. Traçado - o traçado do desenhodeve ser muito bem definido

~

com linhas cheias, tracejadas etraço-ponto (linhas de centro). Aclara diferenciação entre estaslinhas facilita o perfeito entendi-mento do desenho na confecçãodo molde e;

Detalhes - sempre que as tole-râncias do produto a injetar per-mitirem, as medidas constantes

do projeto devem ser arredonda-das. Medidas quebradas, decor-rentes do cálculo da contraçãode cada matéria-prima podemvir a complicar ou confundir aleitura do desenho e;

. Simplicidade - o projeto deveconsiderar as futuras manuten-

ções do molde. Portanto, sempreque permitido, é convenientesimplificar os componentes parafacilitar substituições ou corre-ções por desgasteou falha.

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Maio/Junho 2006 Ferramental 29

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SEQÜÊNCIAPARADESENVOLVIMENTODE

PROJETOO projetista deve aplicar uma

metodologia de desenvolvimentode projetos, seguindo certa rotinade trabalho. Assim, apó~ a fase ini-cial de coleta de informações técni- Icas, pode executar o projeto demaneira cadenciada, reduzindo apossibilidade de surgimento de fa-lhas durante a construção do moldee produção de peças.

A Figura 2 apresenta o corte deum projeto de molde para injeçãode termoplástico, identificando osprincipais componentes.

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.. 1 - Sistemade injeção2 - Conjunto macho/cavidades3 - Sistema de refrigeração4 - Sistema de extração5 - Componentes do porta-moldes

Figura 2 - Corte esquemático de um moldepara injeção de termoplástico

A seqüência pode variar umpouco, mas basicamente devem serobservadas algumas etapas.

Avaliação sobre o produtoConforme descrito anterior-

mente, esta etapa é o ponto de 1

partida para avaliar a viabilidade de !execução do projeto.

Avaliação do conjunto máquinainjetora e molde

A partir das informações do pro-

30 Ferramental Maio/Junho 2006

duto, deve ser determinada a má-

quina adequada para atender aprodução do molde em desenvol-vimento.

É altamente recomendado queseja avaliada a relação custo x be-nefício, no intuito de obter a maiorrentabilidade possível na produçãoda peça final.

Avaliação dos parâmetros deinjeção do produto

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Sempre que possível, devem seraproveitadas as tecnologias dispo-níveis no mercado. Para esta etapa,é recomendado o uso de sistemas

de simulação reológica, que forne-cem dados como pressão e tempode injeção, perfis de temperatura evelocidade de injeção, tempo deresfriamento e de extração, linhasde fluxo do material, tensões napeça injetada, força de fechamento

I

e inúmerasoutras variáveisde pro-cesso. AFigura 3 mostra o resultadoda simulação de enchimento deuma peça, onde as cores identifi-

Determinação do sistema deinjeção

Nesta etapa deve ser identifi-cada qual a melhor configuração dealimentação do material a ser inje-tado. Emfunção das exigências téc-nicas e de custo, pode ser selecio-nada injeção com canais frios ouquentes (bico quente ou câmaraquente).

Desenvolvimento do conjuntomachos/ cavidades/gavetas

Para agilizar a fabricação domolde, é indicado que se inicie odesenvolvimento do projeto peloscomponentes que formarão oproduto. Ou seja, o molde deve serconstruído de dentro para fora.Assim, à medida que os compo-nentes vão sendo concluídos, eles

podem ser encaminhados para fa-bricação, reduzindo o prazo de en-trega da ferramenta. Nesta etapasão definidos os sistemas de refri-

geração e de extração.

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Desenvolvimento do

porta-moldeConcluídos os componentes do

item anterior, o projetista deve con-centrar os esforços na configuraçãodo porta-molde. Neste caso, já con-siderando as dimensões conhecidas

da máquina injetora, devem seragregados todos os recursos neces-sários para inserção dos compo-nentes moldantes, bem como oacoplamento do sistema de extra-ção e dos acionamentos dos ele-mentos móveis (cilindros, motorese acessórios).

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Figura 3 - Simulação de enchimento de umapeça em programa de análise reológica

cam Otempo de preenchimento dacavidade.

Estes dados servem como re-

I ferência para a regulagem da má-i quina de injeção durante a fase de

testes e produção.

~

Identificação do moldeA identificação de alguns dados

do molde e do produto é bastanteútil ao operador. Recomenda-seque haja, no mínimo, uma plaquetamencionando os dados do forne-

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e

cedor (ferramentaria), nome docliente, dimensões e peso do mol-de, data de fabricação e material doproduto a ser injetado.

Sempre que possível, incluir ain-da uma plaqueta com o esquemado sistema de refrigeraçã9, identifi-cando entradas e saídas, uma pla-queta com o esquema elétrico dacâmara quente (quando aplicada) euma plaqueta com a instrução daseqüência de acionamento de ma-chos e gavetas.

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) Determinação dos recursos desegurança do moldes

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A introdução de recursos paragarantir a segurança de operaçãodo molde é um ponto que estásendo fortemente solicitado pelosclientes.

Portanto, o projetista deve con-siderar a colocação de telas de pro-teção em cilindros hidráulicos epneumáticos, em extensões de ga-vetas, nas aberturas de placas extra-toras e em qualquer lugar que exis-ta a possibilidade de ocorrer aci-dentes.

Também a colocação de senso-res ou micro chaves nos cilindros e

no sistema de extração auxilia a evi-

~

tar possíveis colisões e danos àferramenta.

LISTADEVERIFICAÇÃODEPROJETO

Como forma de sistematizar o

processo, na página 33 desta edi-ção publicamos uma "Planilha deverificação para projeto de moldepara injeção de termoplásticos"com uma lista de itens a serem

observados durante o projeto domolde.

Cada usuário pode adaptar omodelo às suas necessidades espe-cíficas.

JúlioHarada- Formado pela Unesp Faculdade de Tecnologia de São Paulo, pós-graduado em Administração Industrial pela USP Universidadede São Paulo, em Plásticos no OMTRI Osaka Municipal Technical Research Institute, em Osaka, Japão e em Comércio Exterior pela UNIPUniversidade Paulista. Trabalhos realizados no setor plástico nos EUA,Alemanha e México. Autor dos livros "Moldagem por injeção: projetos eprincípios básicos" e "Plásticos de Engenharia: tecnologia e aplicações". Éprofessor na Universidade de São Paulo, no Instituto Avançado doPlástico e na Associação Brasileira de Polímeros ABPo!.Desempenha as funções de diretor da ABPol, membro da Society of Plastics EngineersSPEe da Associação Brasileira de Engenharia Automotiva AEAe é coordenador de serviços técnicos e desenvolvimento da empresa BASFS.A.

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