projeto de moldes para plásticos

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Desenvolvimento de Produtos

Desenvolvimento do Projeto do Molde É importante considerar alguns fatores para o desenvolvimento do projeto. O molde deve ser planejado de forma simples e racional. Devido aos altos custos dos moldes, devemos utilizar formas de usinagem corretas, obtendo assim ganho no prazo de entrega e tempo de máquinas de usinagem. Seus mecanismos de concepção funcional e com garantias de que não ocorrerão falhas durante a produção, geradas por desgastes, engripamentos ou quebra dos componentes. Outro fator importante é a manutenção dos moldes, devemos prever uma desmontagem e montagem rápida para a reposição das partes danificadas, com fácil acesso aos mecanismos, versatilidade na retirada de parafusos, extração dos pinos de localização e postiços. Conferindo assim ao molde facilidade no manuseio que irá, reduzir custos e beneficiar a produtividade. O molde deve ser prático e obedecer outros padrões que promovam facilidades para o set-up, como utilização dos olhais de transporte, mangueiras de refrigeração do lado oposto ao operador ou instalação de manifold de refrigeração para facilitar a conexão NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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dos bicos de mangueira, abas do molde na vertical, tamanho dos moldes compatíveis com os padrões da injetora, facilidade de extração, troca rápida, evitar pontas de postiços muito delgadas pois o operador no momento da extração poderá se ferir, e todo e qualquer sistema que ofereça risco de acidentes. Em suma, devemos sempre verificar as possíveis dificuldades que podem surgir nas etapas posteriores (construção, manutenção e produção) durante o projeto para serem eliminadas antes da execução do molde. Uma opção viável para evitar falhas de projeto é a realização do P. F. E. M. E. A. que através das experiências anteriores impedirá que se repitam os problemas já ocorridos nos projetos passados que o projetista ignorava por falta de contato com os clientes posteriores (ferramentaria, manutenção e produção) . Elementos padronizados são também uma forma de agilizar a fabricação de moldes e flexibilizar a manutenção, pois os elementos são de fácil aquisição, prazo de entrega rápido e ótima qualidade. Isto faz com que tenhamos mais tempo para nos dedicarmos a construção das partes ativas, partes estas de maior responsabilidade no molde que asseguram dimensional, acabamento do produto, qualidade e repetibilidade no processo. Para o projeto do molde, devemos reunir o maior número possível de informações para que possamos projetar a ferramenta de acordo com as necessidades pertinentes ao produto: • Desenho do Produto definitivo • Amostra • Material a ser injetado e sua contração • Quantidade mensal a ser produzida • Dimensões da injetora que irá trabalhar • Número de Cavidades • Acabamento superficial • Regiões isentas de marcas de extração e outras • Área permitida para extratores e fechamento • Ponto de injeção • Regiões de encaixe para montagem de produto

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Projeto do Produto Para o projeto de produto devemos considerar vários fatores fundamentais, estamos enfocando as peças obtidas pelo processo de injeção em termoplásticos. Devido a gama de produtos transformados pelo processo de injeção ser muito grande a idealização dos mesmos deve obedecer a critérios e exige alguns conhecimentos de projeto de moldes e processo de injeção, pois é importante a visualização dos detalhes do molde bem como mecanismos de acionamento, região de injeção, forma de extração, sistema de montagem do produto, gravações entre outros. Estes cuidados são importantes porque as peças assim obtidas devem passar por mínimo ou nenhuma operação adicional de retrabalho, isto agregaria custos adicionais ao produto final. As peças devem sair do molde satisfazendo todas exigências do cliente e pronta para ser utilizada desempenhando suas funções mecânicas, físicas e estéticas. Contração Considerando-se a relação molde/produto final, devemos elaborar um estudo criterioso das dimensões das cavidades para obtermos o produto final dentro das especificações dimensionais pedidas em desenho de produto. No momento em que o material é resfriado dentro das cavidades ele se contrai e a moldagem final do produto fica menor que o original do molde. Sendo assim, quando no projeto de molde devemos prever a adição de uma porcentagem a mais sobre as medidas do produto citadas em desenho de produto. Este percentual deverá ser correspondente ao material a ser injetado que para maior segurança deverá ser informado pelo fabricante da matéria prima. A contração é volumétrica, portanto todas as dimensões devem sofrer o acréscimo deste valor, podendo sofrer variações de acordo com o processo e o equipamento, a temperatura de trabalho e o empacotamento dado pela pressão de injeção e recalque são fatores que influenciam diretamente sobre as dimensões finais.

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A adição de cargas no material como, por exemplo, fibras de vidro, micro esferas de vidro e talco também alteram a contração. A contração do produto sempre ocorrerá por sobre o macho afastando-se da cavidade facilitando a extração, pelo fato do sistema extrator localizar-se do lado móvel. A medida final do molde obteremos de acordo com a seguinte fórmula:

D=P+S D = Dimensão final do molde em mm. P = Dimensão do produto em mm. S = Valor da contração em porcentagem (%). Tolerâncias Dimensionais As tolerâncias dimensionais solicitadas no desenho de produto devem garantir três fatores de muita importância na fabricação do molde e na produção das peças: -

Variação de contração no processo: os valores indicados pelo fabricante são

obtidos através de testes efetuados em condições específicas, e não possuem as mesmas condições particulares da máquina injetora, podendo haver diferenças. -

Ângulos de saída: conicidade obrigatória para tornar possível a extração do produto

dos machos. -

Tolerâncias de variação na confecção das cavidades: considerando-se que é

impossível obtermos peças usinadas com tolerâncias zero, devemos prever os desvios no processo de usinagem das cavidades. Em casos que temos tolerâncias pequenas podemos prever um sobremetal nas peças usinadas de forma que possa ser retirado material (aço) para possibilitar a adequação do molde após o exame dimensional do produto. Para tal devemos executar os machos dentro das tolerâncias máximas e as cavidades dentro das tolerâncias mínimas. Verifique o exemplo abaixo: Material: Polipropileno Contração: 0,4%

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Para se obter uma constante e tornar os cálculos mais ágeis podemos usar:

X = (0,4/100) +1 Constante = 1,004 Tolerância = +/- 0,1 Para determinarmos as medidas para o molde, devemos inicialmente jogar com as tolerâncias do produto, observando sempre que no macho as tolerâncias vão para mais e na matriz as tolerâncias vão para menos. Disso resulta que devemos proceder da seguinte maneira: Produto

Processamento Medidas para a cavidade: 25 - 0,1 tolerância = 24,9 x 1.004 = 24,99 12 - 0,1 tolerância = 12,1 x 1.004 = 12,14 R2 x 1.004 = 2,01 (arredondamento) R4 x 1.004 = 4,02 (arredondamento) Medidas para o macho 21 + 0,1 tolerância = 21,1 x 1.004 = 21,18 10 + 0,1 tolerância = 10,1 x 1.004 = 10,14

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Postiço Matriz

Postiço Macho

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Espessura de Parede As formas típicas das peças não são blocos de material, e sim formas compostas por placas e paredes de pequena espessura. Existem limites razoavelmente bem definidos para a espessura das paredes destas peças, visto que, uma parede de espessura muito pequena e de grande superfície é impossível de ser injetada, pois o molde absorve muito rapidamente o calor da massa plastificada, fazendo-a solidificar-se antes de preencher totalmente a cavidade, e por outro lado, o acúmulo de massa de uma parede muito grossa provoca distorções na peça, principalmente para termoplásticos. Além das considerações de processo, devemos estar atentos ao custo. Para que se consuma uma quantidade mínima possível de material por peça, as paredes da mesma deverão ser tão finas quanto o permitam as solicitações mecânicas as quais ela estará sujeita. Como regra geral, as espessuras das paredes da peça devem ser as menores possíveis, desde que se respeite as características reológicas do material escolhido (para que seja possível encher a cavidade do molde), mesmo que para obter a resistência mecânica requerida, seja necessário acrescentar nervuras na peça.

GEOMETRIA IDEAL

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Geometria do Produto Se considerarmos a cavidade onde será injetada a peça, como sendo um duto a ser percorrido pelo material com um mínimo de “perdas de carga”, fica claro que devemos evitar a todo custo estrangulamentos, variações bruscas de seção bem como cantos vivos nas junções das paredes da peça.

Variações das Espessuras de Paredes As paredes da peça devem sempre que possível ser uniformes e de mesma espessura. Quando houver necessidade absoluta de espessuras diferentes nas várias seções de uma mesma peça, a transição de uma espessura para a outra deve sempre que possível ser gradual.

GEOMETRIA NÃO ACONSELHÁVEL

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GEOMETRIA IDEAL

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Raios de Arredondamento Todos os cantos da peça, com exceção daqueles formados no plano de fechamento do molde, devem ser arredondados com raios bem generosos, com valores entre 0,2 e 2,5 vezes a espessura das paredes da peça. Isso deve ser feito principalmente nos cantos internos, no encontro de paredes e no engaste de nervuras. Cantos vivos, quando internos, concentram tensões enfraquecendo as peças, e quando externos, em muitos casos, são difíceis de preencher, resultando em peças incompletas, e facilitam a usinagem do molde. Nervuras O acréscimo de nervuras bem distribuídas e proporcionais também melhora a estabilidade geométrica do produto. A espessura das nervuras devem ficar entre 0,2 e 0,7 vezes a espessura da parede da peça, dependendo do termoplástico que será utilizado, para evitar chupagem. A altura das nervuras não deve ultrapassar 6 vezes a espessura das mesmas. Se for injetável a criação de nervuras de grande espessura em peça cuja aparência ficaria muito prejudicada com o aparecimento de eventuais marcas de chupagem , deve-se fazer com que as linhas de engaste das nervuras nas paredes coincidam com detalhes externos da peça como cantos, por exemplo, ou em último caso, até mesmo de criar intencionalmente frisos ou detalhes estéticos sobre as linhas onde apareceriam as marcas de chupagem, com o fito de disfarçá-las. Modificação da geometria para disfarçar chupagem nas superfícies externas da peça e interligações por nervuras para obter o efeito “colméia” .

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Marcas de Solda do Material O material ao preencher a cavidade de um molde, avança como um líquido percorrendo um duto. Se o fluxo de material for dividido por um obstáculo, tal como um pino do molde, uma gaveta, contornar este obstáculo e voltar a se juntar após o mesmo, as duas frentes não se unem, misturando-se de forma perfeita e homogenia, pois a película externa do termoplástico, de temperatura levemente inferior à do núcleo da massa plastificada, impede a mistura.

PINO

MARCA DA LINHA DE

Insertos Metálicos Um recurso muito utilizado quando peças de termofixo ou termoplástico possuem regiões sujeitas a solicitações e esforços que ultrapassam aqueles que podem ser suportados pelo referido material é prover estas regiões com insertos metálicos. Este recurso também é utilizado quando a peça possui uma geometria que dificultaria a construção do molde, como por exemplo, um furo com rosca, o qual exige um macho de forma de pino roscado que gire durante a extração da peça; o uso de inserto roscado, neste caso, simplifica bastante a construção do molde. Exemplos de aplicações para melhorar localmente as propriedades mecânicas das peças, seriam o de um furo que funcione como mancal, no qual o termoplástico de que é feita a peça não suportaria o atrito com o eixo, ou então, o de um furo roscado, no qual os filetes da rosca, se feitos de termoplástico, não suportariam o torque requerido. Insertos metálicos, portanto, são peças metálicas acopladas de forma permanente às peças para obter geometrias específicas ou propriedades mecânicas melhores.

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Concepção de Produto A concepção de peças termoplásticas obedecem rígidas normas de funcionamento e exigem cada vez mais o aperfeiçoamento dos métodos de projeto, processos de transformação e fabricação do ferramental, por isso devemos avaliar os aspectos técnicos e funcionais dos produtos em desenvolvimento com o propósito de conseguirmos o máximo de informações possíveis que irão agilizar e facilitar a obtenção do produto final com o nível de erros minimizados. Podemos contar com o auxilio de várias ferramentas onde os resultados são comprovados em relação a sua eficiência e aplicação quando na confecção de novos projetos. Cada vez mais a utilização se torna necessário devido as exigências do mercado no que se refere a prazo, custo, desempenho e qualidade. Esses instrumentos nos oferecem vantagens relacionadas aos parâmetros de processo dimensionais e funcionais. -C.A.D.: Desenho Assistido por Computador -C.A.E.: Engenharia Assistida por Computador -C.A.M.: Manufatura Assistida por Computador Estes programas são de grande flexibilidade por permitirem modificações e fácil visualização do produto antes de sua consumação. Podemos avaliar o comportamento do polímero e do ferramental no momento da injeção e desempenho do produto final à nível de funcionamento . Funcionalidade do Produto Os produtos de características técnicas ou também chamados peças de engenharia que são de aplicações que exigem um funcionamento sem falhas, dimensões precisas, durabilidade devendo resistir a um número de ciclos com repetibilidade estável ou em outras funções de acordo com as necessidades. Utilizados por exemplo em mecanismos substituindo partes metálicas ou outros materiais mantendo as mesmas características do elemento, chegando até mesmo superá-los com algumas vantagens, como por exemplo: NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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• Redução do peso do produto; • Fácil obtenção das peças após a construção do molde; • Repetibilidade; • Redução do preço final do produto; • Variedade de cores; • Disponibilidade de materiais.

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Molde de Injeção

Molde de injeção para termoplásticos é um conjunto de placas de aço, paralelas entre si dispostas de forma ordenada e lógica formando assim uma estrutura, que damos o nome de padrão. No seu interior serão inseridas em local previamente estudado de forma balanceadas as partes ativas (macho e matriz) que serão preenchidas pelo material fundido que flui pelos canais de alimentação, sofrerá refrigeração e após a máquina se abrir extrairá o produto final. Os moldes estão sujeitos à altas forças de trabalho como por exemplo: Atrito do material nas cavidades, pressão de injeção, força de fechamento que deverá ser superior à pressão de injeção a fim de manter o molde fechado, atrito do movimento de mecanismos e altas temperaturas. Esta unidade receberá sistema de refrigeração que irá retirar calor da fonte de energia (material injetado) e manterá a temperatura do molde estável e dentro da necessidade da matéria prima a ser injetada. É obrigatório o uso da refrigeração para a rápida solidificação do material que preencheu as cavidades para tornar possível à extração do produto, bem como a redução do período de ciclo de injeção para isto os sistemas de refrigeração devem ser da maior eficiência possível, para conferir maior produtividade ao molde.

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Os moldes são providos de sistema de extração, estes mecanismos têm a função de expulsar as peças presas aos machos devido à contração do material. Esta remoção deverá acontecer sem danificar ou alterar as dimensões finais do produto. Este mecanismo estará sempre instalado na parte inferior do molde salvo raras exceções. As cavidades receberão em seu interior o material fundido através dos canais de alimentação que fazem a ligação da bucha injetora até o ponto de injeção, distribuindo assim a matéria prima para cada cavidade de forma uniforme e todas no mesmo momento. Toda a composição de moldagem conceberá produto segundo sua concepção particular; morfologia, material injetado, contração, dimensões, detalhes, mecanismos e aplicação. O molde sofrerá ainda variações nas dimensões de comprimento, largura, altura, pode ser no quadrado, redondo ou retangular e sistemas definidos conforme a necessidade e dimensional do produto podendo este ser desde um clips até um painel ou párachoque de um veículo, isto nos mostra a variação de tamanhos e formas de produtos que podemos transformar pelo processo de injeção. Classificação dos Moldes de Injeção A norma DIN E 1675 (moldes de injeção para materiais plásticos) contém uma divisão dos moldes segundo o seguinte esquema: •

Molde padrão (molde de duas placas);

•

Molde de gaveta;

•

Molde com núcleo rotativo;

•

Molde de três placas;

•

Molde de pisos (steck mold);

•

Molde assistido com injeção de nitrogênio;

•

Molde de câmara quente;

•

Molde de injeção bicolor.

Métodos de Extração Sistemas de extração com pinos, lâminas, buchas, placas e ar comprimido.

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Métodos de Refrigeração - Furos com brocas; - Lâminas; - Cascata; - Núcleo roscado.

Métodos de Injeção - Direta - Indireta

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Função dos Elementos do Molde

1-Placa Base Superior (PBS) - Fixação do molde na parte fixa da injetora através de garras. 2-Porta Cavidade - Placa onde são insertas as cavidades em forma de canecas ou placas inteiriças. Alojam-se em suas laterais as colunas do molde, responsáveis em guiar a parte superior com a inferior do molde. E possibilita a conexão dos bicos de mangueira. 3-Porta-Macho - Placa onde são insertados os machos em forma de postiços. Alojamse 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. 4-Placa Suporte - Elemento fixado sobre os calços com a função de suportar a pressão de injeção que incide sobre a área projetada no momento do preenchimento das cavidades, devendo ser previamente calculada sua espessura e prever suportes pilares que servem de sustentação para a placa suporte evitando sua deformação. 5-Calços ou espaçadores - Responsáveis pela limitação do curso de extração bem como alojar todo o conjunto de extração. 6-Placa Porta Extratora - Sua função é alojar e fixar os pinos extratores, retorno, molas de retorno e outros sistemas de extração ou mecanismos. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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7-Placa Extratora - Aciona o conjunto extrator e suporta a pressão de injeção 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 fixação do molde na parte móvel da injetora através de garras. 9-Pino de Retorno - Levam as placas extratoras ao lugar correto após o fechamento, evitando que fiquem avançados no momento da injeção. 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 mínimo possível entre este conjunto, para não 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 relação aos elementos extratores. 15-Parafusos Allen - Elementos de fixação entre as placas. 16-Suporte Pilar - Garante que a placa suporte não sofra flexão no momento da injeção. A pressão aplicada na área projetada é alta e pode ocasionar flexão 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 responsável em ejetar os galhos de alimentação. 19-Bucha do Poço Frio – Facilitar a usinagem do poço frio. 20-Bucha de Injeção - Faz a ligação do bico do cilindro de injeção com o interior do molde.

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21-Anel de Centragem - Responsável pela centralização do molde na injetora e fixação da bucha injetora. Lista de Materiais do Molde Exemplo: Pos.

Quant.

Discriminação

Material

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

Espaçador

SAE 1045

06

01

Porta 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

SAE 8620

11

04

Coluna

SAE 8620

12

04

Coluna da Extratora

SAE 8620

13

04

Bucha da Extratora

SAE 8620

14

04

Pino Tope

VND

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 Poço Frio

VND/H13

20

01

Bucha de Injeção

VND/H13

21

01

Anel de Centragem

SAE 1045

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Aços para Construção de Moldes

Os aços para construção de moldes devem enquadrar-se em condições de trabalho que estão sujeitos tanto nas usinagens quanto nos processos de injeção. Estes materiais precisam atender às altas exigências dos moldes plásticos, os mesmos serão submetidos a grandes pressões, atritos, compressões e drásticas modificações na estrutura geométrica através de ferramentas de corte e nos tratamentos térmicos. Na confecção das cavidades e machos o aço precisa apresentar boa usinabilidade. Para usinagens de grande arranque de cavacos deve-se realizar o trabalho em duas etapas, desbaste com sobre metal até 5 mm da medida final, alivio de tensões e usinagem de acabamento, a fim de evitar empenamentos que deformarão a peça construída. Boa soldabilidade é outra característica importante para o aço necessária para a modificação ou manutenção nas partes ativas dos moldes. Estes aços oferecem grande aptidão ao polimento e ótimo desempenho nas aplicações de texturas. Resistência à abrasão é um fator fundamental, no momento do preenchimento das cavidades o atrito do material junto às paredes das partes ativas é excessivamente grande, principalmente quando é adicionado cargas ao material injetado. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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Fundamentalmente os aços para construção das cavidades de moldes médios e grandes devem ser em P-20, este material permite uma superfície dura e seu núcleo permanecendo tenaz ajuda a suportar eventuais movimentos causados pela pressão de injeção. Para obtermos uma maior resistência do aço podemos recorrer aos tratamentos térmicos bem como têmpera, cementação e nitretação visando o aumento da dureza superficial. No entanto o material ao sofrer estes tratamentos não pode apresentar trincas que resultarão em marcas no produto, fragilidade no elemento e principalmente vazamento das galerias de refrigeração. Para peças injetadas em materiais clorados, como por exemplo, o PVC que devemos utilizar um aço inoxidável para evitar a oxidação devido o ataque do ácido clorídrico (HCL), ou podemos empregar um banho de cromo na superfície das cavidades.

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MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO DE MOLDES ELEMENTOS

MATERIAL

VILLARES

TRATAMENTO HRC

PLACA BASE SUPERIOR PLACA BASE INFERIOR PORTA MATRIZ

ABNT 1045

PORTA MACHO PLACA SUPORTE ESPAÇADORES PLACA EXTRATORA PORTA EXTRATOR ANEL DE

ABNT 1020/1045

CENTRAGEM BUCHA INJETORA

VND

TEMPERADO 50/55

BUCHA GUIA

ABNT 8620

VB-20

CEM. TEMP.

60/65

COLUNA DE GUIA

ABNT 8620

VB-20

CEM. TEMP.

60/65

BUCHA POÇO FRIO SUPORTE PILAR

VND/ H-13 TEMPERADO 50/55 ABNT 1020

PINO TOPE

VND

TEMPERADO 50/55

PINO DE RETORNO

ABNT H-13

H-13

NITRETADO

50/55

PINO EXTRATOR

ABNT H-13

H-13

NITRETADO

50/55

BUCHA EXTRATORA

ABNT H-13

H-13

NITRETADO

50/55

LAMINA EXTRATORA

ABNT H-13

H-13

NITRETADO

50/55

MACHO

ABNT H-13

H-13

TEMPERADO 50/55

CAVIDADE

ABNT P-20

P-20

NIT. /BENEF.

POSTIÇO

AÇO INOX

MATERIAIS CLORADOS

ABNT 5160

VR-60

TEMPERADO 50/55

VND

TEMPERADO 50/55

50

GAVETA POSTIÇO DELGADO SUPORTE P/ GAVETA

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Polimento de Machos e Matrizes

O polimento é de suma importância para o bom funcionamento do molde, sua aplicação está ligada a dois itens: • Extração do Produto; • Acabamento Superficial. A falta de polimento pode dificultar a extração, prender a peça na cavidade ou macho, causar riscos e marcas no produto final, há casos que danifica e destrói a peça. No acabamento do produto final o polimento também exerce funções importantes tal como estética e brilho na superfície polida, responsável pela parte visual do produto. O polimento consiste em reduzir a rugosidade da superfície das cavidades e machos pelo ataque de lixas, feltros, pedras e pós-abrasivos onde é reduzida gradativamente a granulometria dos mesmos. Ângulos de Saída Os ângulos de saídas são indispensáveis na fabricação de machos e matrizes, sem os mesmos seria impossível extrairmos o produto de dentro do molde. Sua ausência proporciona graves riscos e marcas que danificam o produto final.

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Os ângulos de saída são aplicados sempre no sentido da extração, ou seja, na direção do movimento das placas extratoras. Deve-se considerar no projeto o ângulo a ser usado, para que a inclinação nunca exceda as tolerâncias pedidas pelo projeto deixando assim a peça fora da especificação dimensional. Em moldes de superfície texturizadas o ângulo é diretamente proporcional à profundidade da rugosidade. Saídas de Gases

Quando um material plástico é moldado, é muito importante que na cavidade do molde existam saídas de gases eficientes, de forma a permitir que o ar saia quando a massa fundida entrar na cavidade. As saídas de gases deverão estar localizadas nas direções de fluxo do material. Saídas ineficientes ou mal localizadas poderão resultar em mau preenchimento da peça, linhas de emendas fracas e contração irregular do moldado. Esses problemas tornam-se mais críticos em peças de paredes finas quando se usa alta velocidade de injeção. Em alguns tipos de moldes, gases podem ficar presos em áreas onde uma saída não pode ser construída. Nestes casos, a saída de gás poderá ser feita no pino extrator. Também, para facilitar o fluxo do material fundido pelos canais de distribuição, saídas de gases poderão ser construídas nos poços frios. A figura 1 apresenta um esquema de saída de gás na linha de partição do molde. No caso de materiais anti-chama, é recomendado a construção de saídas de gases contínuas, mais eficientes que as convencionais.

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Fig. 1 Saída de gás

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Elementos Padronizados

Anel de Centragem Tem a função de centralizar o molde em relação a linha de centro da injetora e fixação da bucha de injeção.

É fixado no molde através de parafusos, e deve se encaixar no furo central da placa fixa da injetora com o ajuste H7n6, para proporcionar um alinhamento perfeito entre o bico do canhão da injetora e a bucha de injeção do molde.

Seu diâmetro externo deverá ser compatível com o da máquina, porém para menor tempo de set-up é interessante que num parque de máquinas o diâmetro destes anéis sejam padronizados.

A altura poderá variar de acordo com a necessidade de aplicação podendo ficar de 5 à 10 mm encaixado na placa da máquina e cerca de 5 mm alojado na placa base superior.

O aço para confeccioná-la pode ser ABNT 1020 ou ABNT 1045, não exige tratamento térmico por não ser um elemento que sofra solicitações de força ou atrito, o acabamento pode ser de torno não necessita ser retificado.

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Na extremidade superior deve-se prever um chanfro para facilitar o encaixe no orifício da máquina, o furo central para a penetração do bico injetor deve ser o maior possível com ângulos grandes, para proporcionar a expulsão de eventuais purgamentos de material do bico injetor. Sua forma normalmente é um disco liso, porém podemos fazê-lo em formatos especiais em casos onde seja necessário o encurtamento da bucha injetora.

Anel de Centragem Buchas Quentes Para melhor rendimento dos moldes podemos utilizar os bicos quentes, estes elementos são de concepção diferente dos convencionais pelo fato de manter o material fundido em seu interior não gerando o resíduo que ocorrem nos chamados bicos convencionais minimizando o fluxo do material por áreas frias. A aplicação em moldes de uma cavidade o resíduo é eliminado, onde temos a vantagem da redução do fluxo do material diminuindo assim as tensões e as fragilidades no ponto de injeção tornando o produto mais resistente. Ocorrem menores perdas de temperatura e pressão.

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Em moldes de cavidades múltiplas podemos também utilizar os bicos quentes porém não eliminamos totalmente os resíduos e sim minimizamos os mesmo reduzindo assim o volume de injeção. É importante sempre estudarmos a viabilidade da aplicação de elementos aquecidos em moldes, seja bico quente ou um conjunto de bicos que é chamado de câmara quente.

Bucha do Poço Frio Este elemento é utilizado para facilitar a confecção do poço frio e o ajuste do extrator do canal, seria muito trabalhoso levar toda a placa porta macho para a máquina só para executar este pequeno detalhe.

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A função do poço frio é captar a frente fria da massa a ser injetada, reter os canais de injeção na parte móvel do molde e sacar o resíduo da bucha injetora, por isso temos este detalhe com um ângulo reverso que funciona como retenção do lado da extração.

Retenção dos Canais de Injeção (Poço frio) Para que os canais de injeção e distribuição possam ser retirados do molde, é necessário que sejam retidos e arrastados pela placa móvel. Tipos:

Buchas de Injeção Elemento que faz a ligação entre o bico injetor do canhão da injetora com a parte interna do molde, entregando a massa fundida aos canais de alimentação que por sua vez conduzirão o fluxo ao preenchimento das cavidades. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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Do ponto de vista prático este elemento deve ser o mais curto possível para reduzir o máximo a distância do fluxo a percorrer, resultando assim em melhores características mecânicas para o produto final. O canal de fluxo deve ser redondo assumindo uma forma cônica, com um ângulo de 2 graus e 30 minutos aproximadamente, com superfície polida sem pontos de estagnação e retenção com o propósito de facilitar a extração e reduzir o atrito do fluxo do material. Deve ser tratado termicamente (temperado), por ser um elemento que sofre atrito e pressão no momento do encosto da unidade injetora. A região da cabeça deve possuir a forma de acentamento compatível com o bico injetor da máquina. É um elemento que pode variar nos equipamentos, caso não seja observada esta exigência, poderá ocorrer vazamentos de material e prender o resíduo do bico no lado fixo do molde. No caso de buchas raiadas, o raio das mesmas deve ser maior cerca de 0,8 mm para promover um acentamento perfeito evitando assim vazamentos de material no momento da injeção. O diâmetro do furo do bico injetor em relação ao da bucha deve ser impreterivelmente menor para evitar pontos de estagnação de material.

Exemplos de Buchas Injeção

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PORTA CAVIDADE

PORTA MACHO PINO EXTRATOR

Buchas e Colunas Guias Estes componentes como o próprio nome diz, vão guiar o molde na montagem, bem como na abertura e fechamento do molde. A parte superior portará as quatro colunas e a parte inferior do molde alojará as buchas ou ao inverso de acordo com a necessidade, porém o mais comum é a primeira opção. É usual sempre manter uma das colunas deslocadas ou com o diâmetro menor para evitar a montagem e o fechamento do molde invertido o que poderia ocasionar amassamento ou travamento do sistema. As placas extratoras são guiadas por colunas, convém lembrar que elementos como suporte pilar, pino de retorno e pinos extratores não devem sob hipótese alguma servir como guia para o conjunto extrator. São fixadas pelo sistema de cabeça, recebem um ajuste deslizante entre si do tipo H7g6, não podendo ter folgas maiores para não causar o deslocamento entre as partes. Outra característica importante nas buchas e colunas são os canais de lubrificação, por serem elementos de movimento e encaixe é necessário lubrificação para evitar atrito que pode gerar aquecimento e engripamento do sistema. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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Receberão tratamento térmico, têmpera e cementação e, posteriormente, deverão ser retificadas para suportar as solicitações de atrito que estão sujeitas. Seu comprimento irá variar de acordo com o tamanho de eventuais mecanismos aplicados no molde, como por exemplo o comprimento das colunas da extratora terá seu comprimento de acordo com o curso de extração. As colunas do molde podem variar caso tenhamos um molde de placas flutuantes ou um molde com gavetas onde devem ser mais longas que os pinos das gavetas.

BUCHA E COLUNA DO MOLDE

CANAIS DE LUBRIFICAÇÃO

BUCHA E COLUNA DA EXTRATORA

Suporte Pilar Suporte pilar são calços posicionados entre a placa base inferior e a placa suporte transpassando a placa extratora com folga. Tem a forma de diâmetro que poderá variar conforme o tamanho do molde e o espaço disponível nas placas de extração. Estes elementos irão sustentar a placa suporte no momento da injeção pelo fato de estar incidindo sobre a área projetada altas pressões, de 500 a 700 kgf/cm2 podendo provocar uma flexão na placa suporte. Os mesmos deverão ser mais altos que os espaçadores, cerca de 0,05 mm à 0,07mm.

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Confeccionados em ABNT 1020 com faces de apoio retificadas para resultar um bom acentamento. Sua fixação é feita através de parafusos, serve somente como sustentação da placa suporte e nunca deve ser usado como guia do conjunto extrator.

Área Projetada É a área do produto visto de planta rebatida sobre a placa porta macho. Nesta região incidirá de 1/2 à 1/3 da pressão de injeção real da máquina, no trajeto o fluxo perderá temperatura e pressão por isso usamos em média 700 kgf/cm2 para o cálculo da espessura da placa suporte e da força de fechamento. Para haver uma garantia da placa suporte e segurança do molde, aplicamos em pontos próximos da área solicitada suportes pilares a fim de evitar deformações das placas que podem resultar em travamento do molde ou dos mecanismos, gerar rebarbas ou dificuldade de extração.

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Componentes importantes para o bom funcionamento do molde

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Elementos de Extração e Retorno

Os elementos de extração são responsáveis em expulsar o produto final dos machos, após a refrigeração e a abertura da máquina. São utilizados de acordo com a necessidade do produto, forma, tamanho, material e produção. Sempre que possível usar o sistema de extração automático. Os extratores podem ter as formas descritas abaixo: - Pinos redondos; - Lâminas extratoras; - Buchas extratoras; - Placas de extração. Todos os elementos de extração possuem características de construção que são fundamentais para seu bom desempenho. Após a confecção em H-13 ou semelhantes, será retificado e receberá um tratamento termoquímico, cementação ou nitretação criando uma camada superficial, endurecida seu núcleo fica com a dureza menor a fim de manter a tenacidade do aço. Esta camada superficial com dureza elevada é necessária devido ao atrito constante com as partes do molde no momento da extração e seu núcleo tenaz para manter a flexibilidade do elemento para não se quebrar ou deformar com eventuais desencontros possíveis durante o funcionamento do molde. As folgas entre os pinos e NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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as partes do molde devem ser em torno de 0,5mm à 0,6mm no diâmetro e ajuste H7g6 na altura de 1,5 à 2 vezes o diâmetro do pino na região de deslizamento na área do produto. Na superfície das cavidades os extratores não devem possuir folgas pois poderia ocasionar rebarbas no produto. Desnível em relação a superfície das cavidades gera um alto ou um baixo relevo no produto podendo enfraquecer ou causar chupagens no produto. Recomenda-se utilizar elementos de extração padronizados, que podemos adquirir de fabricantes especializados, em vários diâmetros e comprimentos, com melhor qualidade e rapidez. A área de extração deve ser a máxima possível, ou seja, o maior número de pinos e maior diâmetro possível disposto de forma que a peça ao ser extraída mova-se equilibrada e a força de extração se distribua uniformemente ao longo da área do produto, evitando assim uma inconstância na posição do produto em relação a linha de abertura do molde, podendo gerar defeitos no produto. Devemos manter uma ótima perpendicularidade dos pinos em relação as placas extratoras e as demais partes para não se desgastar, quebrar ou travar os pinos no momento da extração, para isto podemos usar os pinos com cabeça forjada e retificada. As lâminas extratoras são usadas em peças de paredes delgadas e nervuras profundas, região onde não é possível ou inviável a colocação de pinos redondos. As buchas extratoras são elementos de extração que empregamos para ejetar peças de forma tubular, onde a mesma envolve o macho central que molda o diâmetro interno do produto. Obrigando assim a fixação do postiço na placa base inferior. As placas de extração podem substituir as buchas extratoras dependendo do tipo de molde, da quantidade de cavidades ou do produto em questão. Os pinos redondos são os mais utilizados devido a versatilidade da usinagem e da própria furação no ferramental por ser feito com broca e ajustado com alargador.

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É notório que podemos utilizar mais de um tipo de elemento extrator no mesmo projeto. Quem irá ditar isto é o formato da peça, há casos onde é preciso a utilização de pinos redondos, lâminas e buchas extratoras. Em fim, é possível fazermos uma combinação entre estes elementos de extração de acordo com a necessidade exigida pelo produto.

PINO EXTRATOR TIPO C

PINO EXTRATOR TIPO A

LÂMINA EXTRATORA

BUCHA EXTRATORA LISA

BUCHA EXTRATORA ESCALONADA

Extração a ar comprimido Representa uma alternativa eficiente e econômica para o problema da extração. O extrator é mantido retraído sob ação da mola, sendo acionado por ar comprimido. Consiste na introdução de ar comprimido entre a face do molde e o produto moldado. É um método eficiente de extração para uma moldagem adequada, geralmente do tipo de caixa ou recipiente. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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O ar é introduzido no ponto mais afastado em relação à linha de fechamento, de tal forma que separe definitivamente a moldagem da face do molde, antes que possa haver o escape do ar. Além de fazer uma extração positiva, a introdução do ar comprimido elimina o vácuo produzido, quando a moldagem do tipo balde é retirada da ferramenta macho. O detalhe da extração típica a ar, consiste invariavelmente em um pino do tipo válvula, que é operado pela introdução de ar comprimido por trás de sua cabeça. O retorno é feito geralmente, através de uma mola de compressão. O ar é controlado pelo operador da injetora, através de uma válvula operada externamente, que pode também ser ligada para operar automaticamente. A fim de eliminar arestas vivas, deixa-se um corpo paralelo de 0,5 mm na válvula e na sede.

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Extração por Pino

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Extração por Bucha

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Extração por Placa (3)

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Extração por Lâmina

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Elementos que Compõe a Extração Além dos elementos de extração temos outros elementos que formam o conjunto extrator, que atuarão de forma simultânea, direta ou indiretamente no sistema, completando o ciclo de ejeção. Estes são elementos que fazem parte do padronizado exceto o curso de extração que é ditado pela altura máxima do produto e os furos na placa base inferior que é estabelecido de acordo com o tamanho da injetora. Função dos Elementos 1-Calços: Estes elementos geram o alojamento para os demais e limita o curso de extração necessário, pré-estabelecido de acordo com o tamanho do produto. 2-Porta Extrator: Placa mais delgada, que aloja os elementos de extração. 3-Placa Extratora: Placa de maior espessura, responsável pelo avanço e retorno dos extratores, recebe o impacto do varão de extração da máquina injetora. 4-Buchas e Colunas: Tem como função guiar as placas extratoras e mantendo assim a perpendicularidade e o alinhamento dos extratores. 5-Pinos Top’s: São pequenos discos sob a placa criando folga entre a placa base inferior e a placa extratora, facilitando o assentamento e evitando o acúmulo de sujeira. 6-Molas: É um dos componentes responsáveis em retornar a placa extratora para a posição de injetar, recolhendo assim os pinos extratores evitando que os mesmos colidam com as cavidades. 7-Pinos de Retorno: Trabalhando em conjunto com as molas garante no momento final do fechamento que a placa extratora está totalmente recuada e apoiada sobre os pinos top’s. Não corremos o risco da placa ficar avançada no período da injeção 8-Furo na Placa Base Inferior: Estes furos são necessários para possibilitar o avanço das placas extratoras, pois o movimento das mesmas é feito pelo avanço do varão da máquina, podendo ser um único furo central ou mais, de acordo com o tamanho e recurso da máquina, podendo chegar até cinco, sendo um central e quatro nas laterais a uma distância que pode ser encontrada nos catálogos da injetora a ser utilizada. NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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O avanço e recuo da placa extratora também podem ser feitos pelo acoplamento deste varão na placa extratora através de rosca, este sistema pode eliminar as molas e os pinos de retorno, condição esta não muito aconselhável no que tange a segurança do molde. 9-Curso de Extração: O curso de extração é a distância que as placas extratoras devem avançar para que os pinos extratores expulsem o produto preso no macho através da contração. Este compreende da superfície da placa porta extratores até a face de apoio da placa suporte. Normalmente este curso é a altura da peça mais uma pequena folga suficiente que proporcione a total liberação do produto e caia por ação da gravidade. Fatores que Influenciam na Extração do Produto 1-

Refrigeração

2-

Ângulo de Saída

3-

Pressão de Injeção, Recalque.

4-

Polimento (Rugosidade)

5-

Detalhes Contra-Saída (Moldes com Gaveta)

Guia Prático para Selecionar Molas

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Sistemas de Refrigeração

O resfriamento do material no molde inicia-se efetivamente após o término do recalque. Na moldagem de termoplásticos é necessário reduzir-se a temperatura do material injetado nas cavidades a fim de solidificá-lo para que se torne possível a extração sem marcar ou danificar o produto e conferir as dimensões finais do produto. Assim sendo devemos prever a circulação de um fluído pela periferia das cavidades e machos de forma a reduzir a temperatura destes elementos, visando a troca de calor entre o fluído e as partes ativas. A refrigeração é de suma importância para o bom desempenho do molde na produção, considerando-se que a refrigeração influência diretamente no ciclo e na contração do produto, aumentando ou reduzindo o ciclo e a contração. Para refrigeração de moldes o fluído mais utilizado é a água, portanto é importante que se tenha uma torre de resfriamento e um tratamento químico do fluído para evitar a criação de algas e outras contaminações. Caso este controle não seja feito poderá ocorrer entupimento das galerias de refrigeração por acúmulo destes elementos nas paredes dos furos por onde circula a água levando molde a um mau funcionamento.

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Outro fator que colabora para o entupimento dos dutos é a oxidação do aço das cavidades e dos machos em contato com o fluído. Ainda que não ocorra o entupimento provocando um colapso na refrigeração os resíduos que se aglomeram nas paredes antes do entupimento provocam um isolamento térmico debilitando o sistema de refrigeração reduzindo a eficiência da troca de calor. Devemos prever o circuito de refrigeração de forma que a residência do fluído dentro do molde seja o mais breve possível e evitar ligações de pontes para não ocorrer um aumento excessivo da temperatura do fluído. A diferença de temperatura recomendada para o fluído desde sua entrada até a saída é de 3 graus no máximo e um regime de movimento turbulento. Vazamentos não devem ocorrer em hipótese alguma, desta forma reduziremos a vazão de água no sistema, alterando o regime de movimento do fluído, podendo ainda causar danos ao molde, como queima de resistências no caso de com câmara quente, oxidação irreversível que danificam as cavidades e machos e sério comprometimento do óleo hidráulico do equipamento injetor.

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Sistemas de Refrigeração de Moldes Sistema de Refrigeração com Núcleo Roscado

ELEMENTO ROSCADO DE ALUMINIO

MACHO

PORTA MACHO

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ANEL O ‘ RING

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Sistema de Refrigeração com Lâminas ou Chicanas

ANEL O’RING

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TAMPÃO

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Sistema de Refrigeração de Cascata e Pino de Cobre Berílio ou Cápsula.

COBRE BERÍLIO

TUBO DE COBRE

ANEL O`RING

Para utilizarmos o inserto de cobre Berílio devemos molhar pelo menos 1/3 do seu comprimento para garantir uma troca de calor eficiente.

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Sistema de Refrigeração com Furos de Brocas

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Sistema de Refrigeração Lateral para Cavidades Redondas LAMINA DIVISORA DE FLUXO

ANÉIS O` RING

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A utilização de anéis o’ring é necessário para evitarmos vazamentos. Recomenda-se a utilização de anéis confeccionados de borracha Nitrílica, Silicone ou Viton, sendo os dois últimos mais resistentes quando expostos a altas temperaturas, tem maior durabilidade, não ressecam, evitando que fiquem quebradiços, o que debilitaria a refrigeração. Para evitar transtornos futuros ao desmontar o molde para manutenção deve-se trocar os anéis para evitar que seja necessário uma desmontagem unicamente para a troca de um anel que esteja vazando. Engates de Mangueira Os engates de mangueiras são confeccionados em latão, partindo de um perfil sextavado aproveitando-se o mesmo para fixação, como encaixe da chave. O comprimento varia conforme a profundidade da refrigeração. São roscados nos furos de entrada e saída do fluído refrigerante das placas e deve-se utilizar vedação nas roscas para evitar vazamentos de água na região do acoplamento. As mangueiras são conectadas nos bicos e fixadas com braçadeiras, no entanto para uma vantagem econômica e ganho no tempo de set up, devemos utilizar as conexões de engate rápido que nos oferece maiores facilidades. Para a proteção dos bicos contra amassamento e quebra no momento de preparação do molde na injetora que pode bater nas colunas ou quando armazenado, aloja-se os bicos em rebaixos que deixarão as conexões no nível da lateral do molde, isto irá resultar em economia de mangueiras, ganho de tempo de preparação do molde, etc. Podemos também utilizar em caso que temos uma grande quantidade de entradas e saídas de fluído refrigerante um manifold de refrigeração (bloco divisor) que irá facilitar a conexão das mangueiras, reduzindo para uma entrada e uma saída de água, ainda nos possibilita o controle de vazão, temperatura e pressão do fluido. Elemento de fácil concepção e montagem que facilita sensivelmente a ligação da refrigeração à baixo custo. Os acoplamentos com os moldes devem ter estanques (teflon), pois vazamentos podem causar avarias ao molde (oxidação) e para a injetora (contaminação do óleo hidráulico, queima de resistências e até circuitos elétricos). NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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Os engates rápidos podem ser encontrados prontos e padronizados à venda no mercado, de fácil montagem, confeccionados em latão para evitar a oxidação e suas vedações são de elastômero. Para dinamizar a ligação das mangueiras de circulação de água é importante utilizar engates rápidos e quando a quantidade de entradas e saídas for acima de oito plugs é passível de avaliação para se aplicar um MANIFOLD de distribuição de água, evitando assim a perda de tempo na montagem, improvisações como braçadeiras, arames e outros recursos trabalhosos que colocam o sistema em risco.

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Sistemas de Alimentação

Alimentação direta: É um meio pelo qual o material plástico flui diretamente do canal da bucha injetora para a cavidade. Este sistema é utilizado para peças de grande volume de injeção em moldes de uma única cavidade onde o resíduo da bucha injetora fica preso ao produto, devendo ser cortado ou usinado após resfriado.

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Alimentação direta com bucha quente:

Este sistema permite retirar o produto livre de resíduo da bucha injetora, eliminando operações posteriores à injeção. Alimentação indireta: Este tipo de alimentação é empregado para moldes de múltiplas cavidades. O material sai do corpo da bucha injetora e é entregue aos canais de alimentação, estrangulado no ponto de entrada atingindo assim as cavidades. Canais de alimentação: Os canais de alimentação são galerias por onde o material irá fluir até alcançar as cavidades procedendo assim o preenchimento das mesmas. São denominados canais primários, secundários e assim sucessivamente, isso dependerá da quantidade de desvios necessários, dispostos de forma que todas as cavidades sejam preenchidas simultaneamente.

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Irão possuir um ou mais poços frios ao longo dos canais, normalmente nos pontos de desvio do fluxo e nas suas extremidades, onde serão instalados os pinos extratores destinados exclusivamente à ejetar os resíduos simultaneamente ao produto. As formas mais indicadas para seção transversal são redondas ou trapezoidais. Seu comprimento deve sempre ser o mais racional possível, ou seja a distância entre o final da bucha injetora até a peça deve ser a mais curta possível, evitando assim perdas de energia, temperatura, velocidade e pressão de injeção. O polimento é fator fundamental, ajudará a reduzir o atrito entre a massa fundida e o aço.

Seções transversais recomendadas

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Tipos de canais para distribuição

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Ponto de Entrada ou Injeção O ponto de entrada ou de injeção é a restrição que fazemos entre o canal de alimentação e o produto no intuito de minimizarmos a marca no produto final. Esta ligação entre estes elementos (canal com o produto) pode acontecer de várias formas de acordo com a necessidade do material, acabamento e processo. O material ao passar por este estrangulamento sua temperatura aumenta sensivelmente deixando uma grande fragilidade no produto final. Funções da entrada ou ponto de injeção Esfriar o material na entrada, logo que a cavidade esteja cheia de plástico. Só então o êmbolo da máquina injetora pode voltar, sem provocar sucção no produto moldado. Permitir a separação do sistema de alimentação do produto de forma manual ou automática. Reduzir a marca no produto conseqüentemente do sistema de alimentação. Formas e sistemas dos pontos de entrada ou de injeção Entrada restrita: É utilizada para alimentação lateral na linha de fechamento do molde e exige retrabalho para separar o resíduo do produto.

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Entrada capilar: É utilizada para alimentação das cavidades pela parte superior central do produto (tampas roscadas), proporcionando um acabamento discreto. A peça separa-se automaticamente dos canais. Neste caso é acrescentada uma placa a mais em sua estrutura recebendo o nome de molde com placa flutuante ou molde com terceira placa. Este sistema de entrada gera normalmente resíduos longos, o que aumenta o fluxo do material e o peso da injeção, por este fato deve avaliar a substituição deste por um molde de câmara quente.

Entrada submarina: Tipo de alimentação lateral que pode ser vazada acima ou abaixo da linha de fechamento (lado da matriz ou do macho). Não requer retrabalho após a extração por oferecer um desgalhamento automático por meio de cisalhamento no momento de abertura para a extração do produto e um bom acabamento no ponto de injeção.

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Entrada em túnel: Semelhante a entrada submarino porém requer acabamento após extração a quebra do agregado onde localizamos o ponto de enchimento podemos levar em consideração que em alguns casos este agregado não precisa ser eliminado. É utilizado para peças que não permitem marcas nas laterais, somente abaixo da linha de fechamento.

Entrada basculante: Este tipo de alimentação acontece pela parte inferior da peça no intuito de esconder marca de injeção e evitar entrada pela lateral da peça. A separação deste sistema é automática, porém tem a desvantagem na sua confecção, é preciso aplicar postiços bipartidos e não é indicado para materiais rígidos.

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Entrada em filme ou laminar: Utilizada para produtos de grandes áreas e volumes. Um canal secundário paralelo à região de entrada é alimentado pelo canal primário de onde parte uma lâmina cônica que se estende até a lateral do produto. Desta forma ocorre um preenchimento rápido das cavidades e evita marcas de fluxo no produto final.

Entrada em leque: Outro sistema utilizado para peças de grande volume de injeção.

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Lista Comparativa para Projetos de Moldes

Esta lista nos servirá para a conferência ou criação de um projeto, análise de um molde que será executado try-out ou para detectar eventuais problemas que um molde pode apresentar durante a produção.

Verificação

Em ordem? Sim

Não

1- Os canais de injeção e de distribuição estão bem dimensionados? 2- A capacidade de produção esperada é compatível com a capacidade de plastificação da injetora? 3- A capacidade de fechamento da injetora é compatível com a área projetada? 4- O molde passa entre as colunas da injetora? 5- A fixação do molde é compatível com os furos da injetora? 6- A altura do molde está entre o máximo e o mínimo requerido pela injetora? 7- O curso de abertura da máquina é suficiente para extração da peça? 8- A linha de abertura do molde causa marcas em região não permitidas? 9- Marcas de ponto de injeção, pinos extratores, postiços ou gravações estão em locais permitidos? 10- As concepções do molde não irão causar marcas de NTP - Núcleo de Tecnologia do Plástico

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fluxo ou linhas de emenda no produto final? 11- As regiões de maior espessura não poderão causar chupagens nas peças? 12- O projeto está livre de qualquer recesso que pode impedir, dificultar a extração ou danificar o produto final? 13- As partes ativas foram projetadas de forma fácil de usinar e de acordo com os equipamentos disponíveis? 14- Existem pinos, lâminas ou postiços delgados que podem quebrar ou deformar com a força do fluxo do material? 15- As cavidades estão dimensionadas de forma a suportar as pressões de injeção? 16- Os ajustes não irão permitir que origine rebarba no produto final? 17- A construção do molde visa uma fácil montagem e desmontagem para a manutenção? 18- Em caso de molde com gavetas ou fechamentos altos as colunas do molde são longas o suficiente para guiar as gavetas ou não amassar o molde? 19- Todas as partes a serem tratadas termicamente já estão devidamente processadas? 20- As contrações foram aplicadas de acordo com o material a ser injetado? 21- A conicidade de extração e polimento já foram devidamente aplicados? 22- Inclinações nas partes de fechamento verticais foram aplicadas para evitar atritos e engripamentos? 23- A moldagem permanecerá do lado móvel na abertura do molde? 24- O curso de extração do molde é suficiente para ejetar o produto do molde? 25- A área de extração é suficiente para evitar agarramento, desequilíbrio, quebra ou distorção no produto? 26- O sistema de extração é compatível com o da máquina? 27- Qual o mecanismo de retorno da placa extratora? 28- Os insertos estão bem colocados de forma não saírem NTP - Núcleo de Tecnologia do Plástico

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do lugar no momento da injeção ou fechamento do molde? 29- Em ferramentas de partes removíveis existe alguma garantia que não ocorrerá montagem errada ou invertida? 30- A refrigeração está projetada de forma eficiente? 31- Os canais de distribuição estão de tamanho proporcional ao produto e à massa a ser injetada? 32- Estão previstos poços frios e puxadores para os canais de injeção? 33- Em ferramentas de placas flutuantes a abertura para a queda dos resíduos está do tamanho que permita a queda sem retenções? 34- Foi estudada a possibilidade da retenção de ar nas cavidades? 35- O anel de centragem está compatível com o furo da injetora? 36- O acentamento da bucha injetora esta ajustado devidamente com o bico injetor da máquina? 37- Em moldes com gaveta existe um sistema de proteção dos pinos de retorno assegurando que retornem sem interferir no fechamento das gavetas? 38- Não existe nada que prenda a peça no momento da queda por gravidade, pino, parafusos, puxadores etc.? 39- Foi previsto furo para transporte da ferramenta? 40- As máquinas e mão de obra disponível são capazes de executar as usinagens e ajustes exigidos pelo projeto? 41- Foi identificada a posição de trabalho do molde na injetora? 42- Para moldes com muitas conexões de refrigeração as entradas e saídas de fluido refrigerante foram numeradas?

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Molde com Gavetas

Este sistema de molde é aplicado em peças que possuem detalhes que estão transversais a linha de abertura do molde, gerando assim a necessidade de um movimento contrário a esta abertura, que acontecerá por meio de pino came (pino da gaveta, coluna de arraste ou coluna da gaveta). Ou por cilindros hidráulicos se houver um curso de abertura muito longo ou se a gaveta ficar do lado fixo do molde. O comprimento do pino came é responsável pelo quanto a gaveta irá recuar para liberar a peça para extração. A pressão de injeção que incide na área projetada da gaveta será sustentada no momento do travamento pelas cunhas. Existe uma particularidade entre o ângulo do pino came e o ângulo da gaveta (que é o mesmo da cunha), sempre deverá ter uma diferença de no mínimo 3º entre eles, sendo que o da cunha é maior, por exemplo: se o came estiver com uma inclinação de 20º a cunha deverá ter 23º para não ocorrer travamento do sistema. As guias servem para manter a gaveta alinhada no momento de abertura e fechamento da mesma, para que tenha orientação da sua direção de abertura e fechamento. Sob a gaveta sempre aplicaremos uma placa de arraste, confeccionada em aço VND para evitar o desgaste tanto das gavetas quanto da placa porta macho.

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O posicionamento das gavetas após a abertura do molde será garantida pelas travas ou posicionadores que podem ser de duas formas: 1- Esferas de trava (para gavetas leves) 2- Mola de tração na parte traseira (para gavetas pesadas) Temos ainda um parafuso limitador traseiro para que a gaveta não abra mais que o necessário, ou sofra ação da gravidade caso seja necessário trabalhar com as gavetas na vertical. Questionário: 1- Quais os elementos que compõe um sistema de gaveta? 2- Qual a função das guias da gaveta? 3- Porque utilizamos as placas de arraste? E qual material usamos para confeccioná-la? 4- Qual a função da cunha das gavetas? 5- Qual elemento é responsável pelo avanço e recuo da gaveta? 6- Como sabemos o quanto uma gaveta deverá recuar para tornar possível a extração da peça? 7- O que devemos fazer para evitar o travamento por engripamento nas gavetas? 8- Porque no sistema de gavetas as partes de atrito devem ser retificadas? 9- Em qual tipo de peças usamos moldes com gavetas? 10- Qual a relação entre os ângulos da cunha e do pino came?

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Molde de Câmara Quente

O sistema de câmara quente é a forma mais eficiente de se otimizar a produção e melhorar a qualidade de um produto injetado. Este sistema é basicamente uma extensão do bico de injeção da maquina, funcionando como um distribuidor de fluxo para cada uma das cavidades. Através de canais de distribuição constantemente aquecidos, é possível manter o material na mesma temperatura do cilindro da maquina injetora, livre de variações e sem os inconvenientes galhos. É importante frisar que o sistema de câmara quente poderá extinguir ou minimizar os resíduos (galhos), proporcionando assim uma economia e uma qualidade substancial no produto final. Teremos varias vantagens na aplicação do sistema de câmara quente, tais como: REDUÇÃO DE CUSTOS - Economia de matéria prima - Menor consumo de energia - Menor ciclo de injeção - Menor custo operacional - Diminuição da força de fechamento FLEXIBILIDADE NO PROJETO - Facilidade na definição do ponto de injeção - Facilita balanceamento de canais - Aplicação de vários tipos de ponto de injeção - Mais possibilidades de pontos de injeção - Criação de projetos diferenciados (stack mold) - Menor área projetada NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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REDUÇÃO DO TEMPO DO CICLO - Redução do tempo de resfriamento - Recursos de abertura reduzidos - Redução no tempo de injeção MELHORIA NA QUALIDADE DO PRODUTO FINAL - Redução de pressão de injeção - Menor tensão residual no produto final - Melhor uniformidade dimensional MAIOR EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO - Utilização de máquinas com menor capacidade de plastificação e força de fechamento. - Redução de moagem dos resíduos - Fácil alteração de material e cor - Menores pressões no molde

1- Quais as vantagens de utilizarmos o sistema de câmara quente? 2- Quais os elementos que compõe uma câmara quente? 3- Qual aço que aplicamos na construção de um bloco de distribuição? 4- Quais elementos responsáveis pela redução do ciclo? 5- Explique quais as razões da qualidade do produto ficar melhor quando usamos câmara quente? 6- Como você justificaria a transformação de um molde convencional para câmara quente? 7- O que torna inviável a aplicação de câmara quente? 8- O que é expansão volumétrica? 9- Porque refrigerar a placa base superior de um molde de câmara quente? 10- Descreva o sistema de funcionamento de um molde de câmara quente.

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Figura: Bico de injeção direto

Figuras: Vistas do distribuidor de canal quente em cruz.

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Núcleo Rotativo

Este tipo de molde é aplicado em peças com roscas internas, tampas de cosméticos, bebidas, perfume entre outras. Este sistema de molde consiste em girar o macho que neste caso é um núcleo roscado que irá moldar o interno do produto. Que por sua vez estará ligado a um sistema de engrenagens ou catracas que realizarão as revoluções necessárias para o desroscamento do produto para que haja efetivamente a extração. Os machos podem ser acionados por formas diferentes: 1- Engrenagens, cremalheira, 2- Catracas, 3- Engrenagem e parafuso-sem-fim 4- Engrenagens helicoidais E as formas de acionamento dos sistemas podem ser através de cilindro hidráulico, motor elétrico o hidráulico e até mesmo sistemas de funcionamento manual por intermédio de manipulo e engrenagens cônicas.

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Questionário 1- Podemos utilizar este sistema para roscas externas? 2- Em roscas externas podemos usar qual outro sistema de molde sem ser o núcleo rotativo? 3- Como se faz os movimentos giratórios dos núcleos roscados? 4- Como se conclui o número de voltas que um macho roscado deverá executar para que a peça seja expulsa do molde? 5- Quando utilizamos moldes manuais (manípulos)?

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Molde de Sopro

O sistema de extrusão e sopro é aplicado na obtenção de peças ocas. Através deste processo obtemos frascos para cosméticos, shampoo, detergentes, refrigerantes, sucos entre outros. Este tipo de molde não possui machos uma vez que sua parte interna deverá ser totalmente oca. O processo obedece as seguintes etapas: 1- Extrusão do parison, 2- Fechamento do molde (corte do parison), 3- Avanço do bico do ar comprimido, 4- Moldagem do parison contra as cavidades, 5- Resfriamento do produto, 6- Abertura do molde, 7- Extração do produto. O projeto de molde de sopro depende muito da sopradora que será utilizada. Como em todas as operações de moldagem, um bom projeto é de grande importância econômica para a obtenção de produtos de qualidade, com elevada produtividade. MATERIAIS PARA MOLDES DE SOPRO Normalmente os moldes de sopro são de fácil projeto, mas devem aliar boa capacidade de troca térmica com resistência à abrasão. Conseqüentemente, a escolha do material dos moldes é um fator importante para seu projeto. Os materiais NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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usualmente empregados na construção de moldes de sopro são ligas de alumínio, cobre berílio, zamak e aços inoxidáveis.

A) Alumínio Liga de alumínio é uma excelente escolha para a maioria das aplicações de moldes de sopro, pois tem boa condutividade térmica e ductilidade, excelentes características de usinagem e pouco peso. A resistência à abrasão é geralmente baixa, porém algumas ligas de alta resistência têm sido utilizadas com sucesso em moldes de sopro. O alumínio é um material relativamente mole e pode ser facilmente danificado com tratamento bruto. Qualquer risco ou imperfeição na superfície do molde aparecerá como defeito na peça soprada. B) Cobre berílio O cobre berílio é um material bastante nobre, apresentando resistência à abrasão e condutividade térmica elevada. Dependendo da parcela de berílio na liga, a condutividade pode variar de 0,16 a 0,61 cal/cm2/s/°C. É provavelmente o material mais caro utilizado atualmente na construção de moldes. Para manter os custos reduzidos, é empregado apenas nas regiões afetadas pro abrasão no molde e onde maior quantidade de calor deve ser removida do frasco como, por exemplo, no gargalo, no fundo do molde e regiões da alça.

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CONTRAÇÃO Em todas as construções de moldes, deve-se levar em conta a contração da peça soprada. Os moldes para polietileno de alta densidade consideram cerca de 2% de contração na área da parede e cerca de 2,5% na área do gargalo, que é geralmente mais espessa. Para PVC, a contração é da ordem de 0,3 a 0,6%. REFRIGERAÇÃO DO MOLDE Os moldes de sopro devem ser refrigerados para se obter ciclos de moldagem rápidos e boa qualidade do produto. A refrigeração é geralmente feita por circulação de água ou outro fluido refrigerante, através de canais colocados no molde, próximo à superfície da cavidade. Em moldes de grande porte, utiliza-se o sistema de refrigeração por chicanas. Este sistema utiliza uma série de defletores para direcionar o fluxo de água através da câmara do molde. Sempre que possível, é desejável que a água entre no molde pelo fundo e saia pela parte superior. Desta maneira, garantimos o preenchimento da cavidade com fluido refrigerante, evitando bolsas de ar, que causariam pontos aquecidos localizados na cavidade do molde. Outro sistema de refrigeração, particularmente utilizado para moldes de tamanho pequeno é baseado em passagens perfuradas no bloco do molde. No projeto de moldes com furos de refrigeração, é importante localizar os furos com proximidade idêntica entre si, evitando pontos aquecidos, e também localiza-los próximos à cavidade, sem sacrificar estruturalmente o molde.

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SAÍDAS DE AR DOS MOLDES Moldes para sopro de polietileno de alta densidade, por exemplo, devem permitir a saída do ar que fica entre o parison e a cavidade do molde. Isto geralmente é feito usinando-se pequenos canais (0,01 a 0,05 mm de profundidade) na face de uma das metades do molde.

Além disso, a cavidade deve ser jateada com areia ou microesferas para facilitar o escape de ar preso. Este tratamento superficial aumenta a rugosidade da superfície, o que permite o escape do ar. Sem esta textura, a superfície do corpo soprado apresentaria pequenas bolhas devido ao ar preso. Para jatear moldes de sopro, utilizase geralmente esferas de grana 80. Assim obtemos um acabamento superficial satisfatório para a maioria das aplicações. Moldes muito grandes requerem granas maiores, até nº 30. Por vezes, utiliza-se grana maior em regiões determinadas do molde, para fins decorativos. Outra técnica de respiro inclui a colocação de ralos com fendas ou telas pressionadas em lugares adequados na cavidade do molde, ligados através de pequenos furos no corpo do molde com o exterior. Deve-se ter o cuidado de posicionar corretamente os ralos e furações para a saída de ar, evitando que estes interfiram nos canais de refrigeração do molde. Este artifício é principalmente utilizado em áreas particularmente difíceis de serem preenchidas, ou quando se apresentarem bolhas no produto acabado.

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CÂMARAS DE “PINCH-OFF” As câmaras de “pinch-off” são uma parte crítica do molde de sopro. Elas devem ter boa condutividade térmica, par ao resfriamento rápido e boa resistência, para longos períodos de produção.

A concepção “A” é a mais utilizada. Em alguns casos, porém, quando a peça acabada é grande em relação ao diâmetro do parison na região da câmara de “pinch-off”, o plástico tende a se estreitar, podendo ocasionar até falhas na linha de junção do NTP – Núcleo de Tecnologia do Plástico

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frasco. Utiliza-se então a concepção “B” para evitar este fenômeno, pois o ângulo menor do que 15º força o plástico par ao interior da peça soprada, aumentando a espessura na linha de junção. Outro método que demonstrou bons resultados é uma concepção similar à indicada na figura “A”, com adição de um degrau que promove o representamento do plástico na área do “pinch-off”, como mostrado na figura “C”. Alguns frascos, especialmente aqueles com alça, são difíceis de serem soprados com parison estreito o suficiente para não ocorrer o “pinch-off” até o raio externo do fundo do frasco. Um método utilizado pelos fabricantes de moldes para superar este problema é posicionar a área de corte de forma que o frasco não se apóie sobre a emenda.

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PLACA FLUTUANTE

O molde de placa flutuante ou de três placas, o seu funcionamento básico consiste de duas aberturas, uma para a liberação dos resíduos e outra para a extração do produto. Os resíduos ficam entre a P.B.S. e a PORTA CAVIDADES, as peças estão na linha de abertura normal do molde, para serem ejetadas por sistemas de extração de acordo com a necessidade do produto. Este tipo de molde é empregado em peças que necessitam o ponto de injeção do material na parte superior do produto, chamado de CAPILAR com diâmetro em torno de 0.8mm. Normalmente são tampas de perfumes, cosméticos, detergentes, bebidas ente outros. A forma de executarmos a primeira abertura pode ser através de garras conforme mostra o projeto com a finalidade de liberar o galho de injeção, a segunda abertura acontece após o destravamento das garras, com a abertura normal da maquina, estabelecendo assim a segunda abertura para extração do produto final. A câmara quente é o único tipo de molde que pode substituir o de placa flutuante, devido à injeção capilar. Ainda oferece vantagens de economia de matéria prima, redução de ciclo, diminuição do tamanho da maquina e produtos com qualidades mecânicas superior ao convencional.

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Questionário 1- Para quais tipos de peças utilizamos o molde com placa flutuante? 2- Qual elemento é responsável pela abertura da placa flutuante? 3- A placa flutuante esta suspensa por qual elemento do molde? 4- O destravador esta fixado em qual placa? 5- Qual tipo de molde pode substituir o de placa flutuante com maior eficiência? 6- Faça o croqui de uma peça que utilize o sistema de injeção capilar. 7- Após estudar ter estudado o projeto do molde com gavetas faça um relatório completo do seu funcionamento.

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