apostila de moldes cefet-rs

7/28/2019 Apostila de Moldes CEFET-RS

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CEFET-RS Fundamentos de projetos de ferramentas Prof. Mauro Csar Rabuski Garcia

MOLDES PARA INJEO DE TERMOPLSTICOS

1. INTRODUO

Os moldes de injeo so hoje os mais largamente usados no processamento de polmeros.Os primeiros moldes foram concebidos, ainda no sculo XIX, quando os irmos Hyatt, nos EstadosUnidos patentearam a primeira mquina de injeo para um material celulsico.

Um molde de injeo pode ser entendido como um conjunto de sistemas funcionais que per-mitem que um espao em que a pea vai ser moldada, definido pela cavidade, sejam preenchidascom o plstico fundido em condies controladas, pelos outros sistemas que garantem a qualidadedimensional e estrutural das peas produzidas. Estes sistemas funcionais so:

A estrutura que assegura a solidez estrutural do molde;O guiamento que mantm o perfeito alinhamento da cavidade com a bucha;A alimentao (bucha, canais de alimentao e pontos de injeo), que permite o percurso

do fundido, desde o bico da injetora at cavidade;O controle de temperatura que assegura que nas superfcies moldantes a temperatura seja to

uniforme quanto possvel e que o resfriamento se faa de forma rpida e eficiente;A extrao que faz com que as peas sejam retiradas do molde.Para alm destes sistemas, os moldes de injeo mais elaborados, podem ser dotados de sis-

temas especiais que assegurem os movimentos, a monitorao de temperatura e presso, a extraocontrolada com robs ou o controle independente da temperatura no sistema de alimentao (mol-des de canais quentes).

A figura mostra exemplos de moldes de injeo.

Moldes de injeo

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Por sua vez o molde o sistema funcional da mquina de injeo diretamente associado aum produto. Dependendo das peas a produzir, podem ser mais ou menos complicados. Os moldesutilizados podem ser agrupados em trs tipos principais:

- Moldes convencionais ou de duas placas;

- Moldes de trs placas;- Moldes de canais quentes.Os moldes dos dois ltimos tipos so muito usados na produo de peas para embalagens,

por permitirem obter uma pea j separada do sistema de alimentao.Nos moldes convencionais e nos de trs placas necessrio fazer-se a reciclagem do materi-

al do sistema de alimentao, mas, nos de canais quentes, tal operao desnecessria devido aosistema de alimentao permanecer sempre dentro do molde.

No sistema de alimentao so importantes: o tipo e a localizao dos pontos de injeo, queso as entradas do material fundido na cavidade; o aspecto final das peas e a prpria maneira comose faz a extrao desta zona do sistema de alimentao.

Em peas de grandes dimenses, como caixas ou tabuleiros, freqente fazer-se a injeo

direta, fazendo da bucha a ligao do bico da injetora cavidade. Tambm nas peas de grandes di-menses freqente o enchimento da cavidade atravs de vrios pontos de injeo.

Os alimentadores devem ter preferencialmente seo circular, com dimetro da ordem de 9mm para os alimentadores principais e, 6 e 7,5 mm para os secundrios.

O resfriamento assegurado, normalmente por gua circulante em canais (linhas de gua)distribudos regularmente na bucha e na cavidade e acompanhando tanto quanto possvel a sua for-ma. Para o caso de materiais de engenharia, moldados a temperaturas mais elevadas, como o poli-carbonato, o fluido de resfriamento, funcionando acima de 100 C, um leo. Para que o controlede temperatura do molde seja eficiente este fluido deve ser mantido a uma temperatura constante,usando-se, para o efeito termo-reguladores (para as temperaturas acima de 40 50 C) ou refrigera-dores para temperaturas abaixo da ambiente.

Durante a injeo, o ar existente dentro da cavidade deslocado pelo material plastificado.Se este ar no sair da cavidade durante a injeo, a sua compresso provocar a necessidade de mai-or presso de injeo, tempo de injeo mais longo e, mesmo, carbonizao do polmero por exces-sivo aquecimento. Por isso, os moldes devero dispor de canais na superfcie de partio para o es-cape do ar, geralmente colocados nas ltimas zonas a serem preenchidas.

Hoje, os moldes de injeo de termoplsticos so construdos em variados tipos de materiaisdesde os aos de alta liga usados em moldes para sries muito longas e mais exigentes, at aos aocarbono para peas menos crticas e sries muito curtas. Para alm disso, para sries prottipo ou

para sries muito curtas so usadas ligas de alumnio ou, mais recentemente, materiais no metli-cos nas zonas moldantes, dando origem ao que se designa por moldes hbridos (isto , com materi-

ais metlicos e no metlicos). Tambm se comeam a utilizar moldes em que as buchas e cavida-des so obtidas, quase diretamente, por recurso a tcnicas de prototipagem rpida que fazem a sinte-rizao de partculas metlicas.

2. MOLDAGEM POR INJEO

O processo de moldagem por injeo foi patenteado em 1872 pelos irmos Hyatt. Ao longodo sculo XX teve uma grande evoluo, cujos principais marcos foram a mquina hidrulica (anos40), a mquina de parafuso alternativo (1951) e a mquina eltrica (1988).

Inicialmente desenvolvido para a transformao de resinas termoendurecveis, como uria-formaldedo (comercialmente conhecido como Baquelite), o processo teve um enorme desenvolvi-

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mento com o advento dos materiais termoplsticos que se verificou aps a Segunda Guerra Mundi-al.

Atualmente, a moldagem por injeo um dos principais processos de transformao de ma-teriais de base polimrica, com enorme importncia nos grandes mercados consumidores, como,

embalagens, construo civil, automvel e material eltrico e eletrnico.O grande sucesso desta tecnologia deve-se ao efeito combinado de uma srie de vantagenscomparativas, entre as quais se salientam: a elevada produo, a grande reprodutibilidade e precisodimensional, a grande flexibilidade em termos de geometria e dimenses das moldagens (a gama de

produo vai desde a micromoldagens, inferiores a 1mg, at peas com mais de 100 kg).Podem ser moldados por injeo termoplsticos, termofixos e elastmeros vulcanizados

(borrachas e silicones). A moldagem por injeo tambm pode ser utilizada para a fabricao de pe-as cermicas ou metlicas, a partir de compostos que utilizam um material polimrico como vetor.

A moldagem por injeo de termoplsticos obedece s etapas tpicas de transformao des-tes materiais, envolvendo, sequencialmente, as etapas seguintes: aquecimento do material at esteadquirir uma viscosidade suficientemente baixa; conformao sobre presso; e resfriamento com

conseqente recuperao da rigidez.Esta rotina exercida sobre compostos a moldar, com caractersticas especficas, sendo de

realar:

Baixa difusividade trmica: os plsticos so intrinsecamente maus condutores de calor, difi-cultando as trocas trmicas necessrias sua transformao. Por isso, em moldagem por injeodeve-se minimizar a espessura das peas a moldar.

Comportamento reolgico: os termoplsticos, quando no estado fundido, apresentam-se soba forma de fluidos de elevada viscosidade e com comportamento viscoelstico. A sua viscosidade funo da taxa de deformao imposta pelo material, podendo ser relativamente baixa para veloci-dades de deformao elevadas. Por isso, o preenchimento de cavidades tende a ser efetuado com ve-locidades de injeo elevadas.

Elevada dependncia trmica da densidade: o modo de organizao das cadeias molecularesconstituintes de um sistema polimrico altamente dependente da temperatura. De fato, um aumen-to da temperatura provoca o crescimento do volume livre intermolecular e a conseqente expansodo material. Do ponto de vista prtico, este efeito traduz-se em valores elevados do coeficiente dedilatao linear (cerca de 5 a 6 vezes superiores ao do ao para termoplsticos no reforados) e naexistncia do fenmeno da contrao, associado ao resfriamento de peas injetadas

O equipamento a utilizar e as estratgias a seguir para otimizar o processo devero conside-

rar a qualidade do produto final.Em termos conceituais, o processo de moldagem por injeo de termoplsticos desenvolve-se da seguinte forma:

1. O material plstico a transformar, originalmente no estado slido e normalmente sob aforma de gros, carregado no funil da mquina de injetar e alimentado para o interiordo cilindro de plastificao onde aquecido a fim de tornar-se fluido e homogeneizado;

2. O aquecimento do material garantido pelo calor transmitido atravs das paredes do ci-lindro por resistncias eltricas e pelo calor gerado por efeito de dissipao viscosa, emresultado do esforo mecnico da rotao do parafuso;

3. O fundido resultante forado a fluir para o interior de um molde, o qual ir preencher arespectiva cavidade e resfriar devido s trocas de calor com as superfcies moldantes;

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4. O processo conclui-se com a extrao da moldagem, que ocorre aps o perodo de resfri-amento.

No caso da moldagem de termofixos ou de borrachas vulcanizadas o molde est a uma tem-

peratura mais elevada que a do cilindro, para garantir a reticulao do material aps a injeo.O processo utiliza dois equipamentos essenciais: a injetora e o molde. Contudo, a moldagemde qualidade pode exigir um conjunto adicional de equipamentos: dispositivos para transporte e ali-mentao de matria-prima, rob/manipulador para manuseamento de moldagens ou sistemas dealimentao, esteira transportadora, moinho granular (para reciclagem integrada de desperdcios) edispositivos para controle da temperatura do molde.

3. O CICLO DE MOLDAGEM

A moldagem por injeo um processo cclico. O conjunto de operaes necessrio pro-duo de uma moldagem designa-se por ciclo de moldagem.

A otimizao deste ciclo fundamental para assegurar a competitividade econmica do pro-cesso, dado o elevado investimento em capital, requerido para a instalao deste tipo de equipamen-to (injetora, molde e equipamentos auxiliares).

Ciclo de moldagem

Na atividade industrial o objetivo produzir peas, conforme as respectivas especificaes,no mais curto intervalo de tempo possvel. Para o efeito, condies de processamento tais como

presso de injeo, temperaturas do fundido e do molde, velocidade de injeo e contrapresso, ne-

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cessitam ser ajustadas tendo em conta as propriedades do material (o seu comportamento reolgicoe trmico), a geometria da moldagem e as especificaes do produto final.

As fases do ciclo de moldagem so praticamente independentes do tipo de mquina. Contu-do a sua durao pode ser muito diversa, variando de tempos inferiores a 1 segundo para peas mui-

to finas, a dezenas de minutos para moldagens muito espessas.Poder desenvolver-se segundo os regimes seguintes:- Manual: a seqncia de operaes definida e acionada pelo operador (utiliza-se durante

as fases de ajuste do processo).- Semi-automtico: a seqncia de operaes do ciclo desenvolve-se de uma forma auto-

mtica, mas o incio de um novo ciclo necessita da confirmao do operador (utiliza-sequando o processo requer a interveno do operador, por exemplo, para ajudar a retiraruma pea ou para colocar insertos).

- Automtico: O processo desenvolve-se integralmente segundo uma seqncia pr-defini-da e sem a interveno do operador. A maximizao da produtividade e da repetibilidades conseguida em ciclo automtico, at porque muitas das funes do controle dos

equipamentos mais modernos s esto ativas neste tipo de funcionamento.

FASE 1 Fechamento

Esta operao corresponde ao incio do ciclo (quer o funcionamento seja em regime autom-tico ou semi-automtico) deve ser to rpido quanto possvel. No entanto, existem limitaess velocidades a utilizar para o fechamento do molde resultantes de:- A inrcia das grandes massas metlicas dos conjuntos molde / placas da mquina;- A necessidade do encosto das duas partes do molde ser suave para evitar a danificao

das superfcies de ajustamento;- Eventuais movimentos internos no molde, que se desenvolvam simultaneamente com o

avano do molde.De fato, o tempo para esta operao depende da mquina e das caractersticas do molde e da

distncia a percorrer (curso de abertura). A sua otimizao implica a minimizao do intervalo deabertura entre as metades dos moldes (ajustado ao valor mnimo necessrio para possibilitar a extra-o do moldado) e o ajuste criterioso das velocidades de fechamento utilizadas.

FASE 2 Injeo e Pressurizao

A fase de injeo garantida pelo avano linear do fuso que, funcionando com um pisto,fora o material fundido (previamente depositado sua frente) a entrar no molde e a fluir no interior

da cavidade.A injeo inicia-se aps o cilindro ter encostado o bico ao molde (em alguns casos o bico deinjeo pode estar permanentemente encostado) e dever terminar quando a cavidade est preenchi-da a 95% do respectivo volume.

A velocidade de injeo selecionada (ou idealmente o perfil de velocidades) deve correspon-der a um compromisso entre rapidez (para assegurar o preenchimento global da impresso) e a qua-lidade do produto final (velocidades muito elevadas podem gerar marcas na superfcie, efeitos de

jato ou superaquecimento da matria-prima).De fato, para cada moldagem existir um ajuste de velocidade timo, correspondendo situ-

ao em que as especificaes do produto final so garantidas com um nvel mnimo da presso deinjeo.

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Aps o preenchimento da cavidade necessrio continuar a pressurizar o moldado para au-mentar a sua densidade.

FASE 3 Recalque

A seguir ao preenchimento do molde e pressurizao, necessrio aplicar uma presso nacavidade, a fim de reduzir o efeito da contrao por resfriamento e evitar o refluxo do fundido. Noentanto, esta presso no deve ser excessiva porquanto da podem advir danos pea (por exemplo,desenvolvimento de tenses internas) e dificultar a sua extrao.

Esta fase termina logo que a entrada do material nas zonas moldantes (ponto de injeo), oua prpria pea, sejam suficientemente resfriados para inibir o fluxo de material.

O ajuste desta fase crtico para a qualidade do processo. De fato, o seu incio est associa-do a uma mudana de regime de funcionamento do equipamento, que passa de uma fase de controleda velocidade de injeo (fase dinmica), para uma fase de controle da presso (fase esttica).

Esta fase tambm pode ser designada por segunda presso ou ps-presso.

FASE 4 Resfriamento

Logo que tenha ocorrido a solidificao da entrada, o parafuso de plastificao pode come-ar a girar iniciando a plastificao de material para o ciclo seguinte. Durante este processo, o para-fuso obrigado a recuar por efeito da presso criada pelo material que se vai depositando na suafrente. O moldado continua a resfriar no molde.

Quando o volume programado estiver dosado, o parafuso pra. Por vezes, segue-se o seu re-cuo linear no sentido de aliviar a presso sobre o material fundido e evitar que este escorra pelo bico(no caso de ser um bico aberto). Esta fase, opcional do ciclo de injeo, designa-se por descompres-so.

A fase de resfriamento termina logo que a pea atinge uma temperatura que permita a des-moldagem sem distoro. Esta parte do ciclo uma operao de troca de calor transportado pelomaterial, dependendo sobretudo, da espessura do moldado e do projeto do molde. Velocidades deresfriamento baixas (garantidas por temperaturas de molde elevadas) permitem reduzir as tensesinternas criadas pelo resfriamento, mas correspondem a aumentos significativos do tempo de ciclo.

FASE 5 Abertura e extrao

O tempo para esta operao uma funo da mquina utilizada, (caractersticas da unidadede fechamento), do curso de abertura do molde e dos movimentos desta ferramenta necessrios para

garantir a extrao da moldagem. uma operao crtica do ponto de vista produtivo, pois em si-multneo, e mediante a utilizao de mecanismos apropriados, pode ser efetuada a separao do ca-nal de injeo dos canais de alimentao. cada vez mais freqente a utilizao de dispositivos au-xiliares de manipulao para garantir um elevado grau de automatizao do processo.

FASE 6 Tempo de pausa (Tempo morto)

o perodo de tempo que decorre entre o fim da extrao e o incio do novo ciclo. alta-mente desejvel que seja nulo, o que dever acontecer em situaes de funcionamento em regimeautomtico. No entanto, pode ser prolongado nos casos em que a remoo da pea seja manual outenha que ser feita a colocao de insertos. Pela sua prpria natureza, o tempo morto depende da ap-

tido do operador, do nvel de automatizao do molde e do tipo de afinao utilizada. Tempos6


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mortos prolongados e com variao de ciclo para ciclo afetam drasticamente a reprodutibilidade doprocesso.

4. INJETORAS

O sucesso da tecnologia de moldagem por injeo o resultado do efeito combinado de di-versos fatores, como:

- as propriedades dos materiais plsticos;- a existncia de equipamento de transformao de grande produtividade e confiabilidade;- a capacidade de modelagem do processo com base em ferramentas informticas relativa-

mente amigveis.A situao atual o resultado de um processo de evoluo contnuo e sistemtico verificado

na segunda metade do sculo XX. No entanto, foi ao longo das dcadas de 80 e de 90 que a molda-gem por injeo se imps como um dos principais processos industriais de produo de componen-tes para os mais diversos mercados consumidores, incluindo peas de elevadas tolerncias dimensi-

onais. A injetora um dos elementos chave do processo.

Injetora Arburg

As injetoras podem ser classificadas de diferentes maneiras, como:

Quanto natureza dos materiais a processarInjetoras para termoplsticos, termoendurecveis ou borrachasAs injetoras so na grande maioria mquinas de processamento de termoplsticos. A molda-

gem de termoendurecveis ou de borrachas baseia-se na utilizao de temperaturas relativamentebaixas no cilindro de plastificao e de moldes muito quentes (cerca de 150 a 180C) para garanti-rem o processo de cura/vulcanizao. Estas mquinas tm parafusos de comprimento reduzido, paraminimizar o tempo de residncia a evitar a cura prematura do composto a moldar.

Quanto ao tipo de acionamentoInjetoras hidrulicas, eltricas, pneumticas e mistas.A grande maioria das injetoras atual baseada em potncia leo-hidrulica. Esta tecnologia

garante o ajuste de presses e de deslocamentos (com velocidades controladas). No entanto, uma7


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tecnologia de baixo rendimento energtico e com dificuldades em garantir ambientes de trabalho deelevada limpeza.

As mquinas eltricas tm vindo a ganhar importncia comercial desde os finais da dcadade 80, com mquinas de pequena e mdia dimenso (at 4000 kN de fora de fechamento). Aliam

um baixo consumo energtico, ambiente de trabalho limpo e resposta muito rpida.Alguns equipamentos de pequena dimenso so baseados em dispositivos pneumticos.Recentemente, tm vindo a ganhar importncia as solues mistas que combinam aciona-

mento hidrulico e eltrico.

Quanto dimensoInjetoras micro, pequenas, mdias e grandes.As dimenses das injetoras so normalmente quantificada pela fora de fechamento, respec-

tivamente, assim:

Injetoras pequenas Menos de 1000 kN

Injetoras mdias 1000 a 5000 kNInjetoras grandes Superiores a 5000 kN

As mquinas de maiores dimenses atingem 50 000 a 90 000 kN de fora de fechamento.Existem igualmente injetoras capazes de injetar micropeas (moldagens com massa inferior a 0,1g). Estas mquinas requerem uma unidade de injeo especial capaz de dosar e injetar quantidadede materiais to reduzidos.

A constituio tpica de uma mquina de moldar por injeo ou injetora baseada em quatrounidades:

Injetora

Unidade de potncia

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O conceito de unidade de potncia est indissociavelmente ligado mquina de acionamentohidrulico. Os diversos atuadores so alimentados por leo a presso e vazo controlados, desenvol-vendo os movimentos e as presses necessrias s diferentes funes do processo.

Fornece a energia adequada aos diversos atuadores da mquina. Est baseada num sistema

de presso leo-hidrulico, cuja bomba respectiva acionada por um motor eltrico.Designam-se por atuadores os cilindros hidrulicos (que garantem movimentos lineares) e osmotores hidrulicos (que desenvolvem movimentos lineares).

O conceito de unidade de potncia caracterstico das injetoras baseadas em tecnologialeo-hidrulica. De fato, esta a soluo tecnolgica utilizada e praticamente nica dos equipamen-tos de grandes dimenses. Contudo, em injetoras at 400 toneladas de fora de fechamento tm vin-do a ganhar importncia crescente s injetoras integral e diretamente acionadas por motores eltri-cos.

A unidade de potncia envolve os elementos seguintes: bomba, reservatrio e sistema demanuteno de leo, atuadores, vlvulas, tubulaes e acumuladores.

Unidade de Injeo

Promove o transporte, aquecimento, plastificao e homogeneizao do material (original-mente em gro ou p), desde a base da tremonha (funil) at o bico de injeo. Tambm garante asubseqente injeo e pressurizao do fundido.

Na grande maioria dos casos est baseada num parafuso sem-fim que garante os processosde plastificao e injeo.

Os parafusos das injetoras apresentam relaes de comprimento/dimetro, L/D entre 18:1 e22:1, sendo o valor tpico 20:1. O seu curso mximo de 4D.

Do ponto de vista construtivo, distinguem-se as principais variantes:- injetora de rosca recproca;- injetora de duas estaes.A mquina de parafuso alternativo a soluo que se imps a partir da dcada de 60, corres-

pondendo grande maioria dos equipamentos industriais. Utiliza a capacidade de homogeneizaoe de plastificao de um parafuso de extruso em combinao com um movimento de translaoque garante a pressurizao do material.

Durante a fase de plastificao, o fuso animado de um movimento de rotao que provoca

um avano do material a moldar desde a base do funil at ao bico de injeo. A ao combinada docalor, transmitido por conduo a partir das resistncias do cilindro, e do aquecimento provocadopela dissipao viscosa associada a fenmenos de atrito garantem o aumento da temperatura neces-sria a transformar o composto a moldar numa massa homognea de baixa viscosidade.

A deposio de material plastificado na frente da rosca (que ser injetado no ciclo seguinte),desenvolve a presso necessria para provocar o recuo do fuso, numa extenso correspondente qualidade de material a dosar.

Aps o incio de um novo ciclo com o fechamento e travamento do molde, o fuso animadode um movimento linear e, funcionando como um pisto, injeta o material para o interior do molde.

As mquinas de duas estaes foram um conceito inicialmente utilizado para injetoras (nosanos 50). Atualmente utilizam-se em situaes muito especficas onde se requer uma grande capaci-

dade de plastificao ou a injeo de quantidades muito pequenas de material. A plastificao efe-9


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tuada por uma extrusora de funcionamento intermitente, e a injeo garantida por um pisto inde-pendente.

A dimenso desta unidade quantifica-se pela capacidade de injeo (expressa em gramas depoliestireno).

Unidade de Fechamento

Assegura a fixao e a movimentao do molde, devendo ser capaz de a manter fechado du-rante as fases de injeo e de pressurizao. Integra tambm os dispositivos necessrios extraodos moldados.

Construtivamente, corresponde a uma prensa que ter de ser capaz de suportar a fora resul-tante da injeo do plstico.

Existem vrias solues construtivas, sendo as mais comuns as unidades de articulaes oude fechamento hidrulico.

Quantifica-se pela fora de fechamento (normalmente expressa em kN ou toneladas).

Unidade de Comando

As operaes e os dispositivos necessrios para assegurar a monitorao e controle das di-versas variveis do processo esto centralizadas nesta unidade. Assegura, igualmente, a interfacecom o operador e as comunicaes com perifricos ou sistemas de gesto de informao.

As unidades de comando esto baseadas em microprocessadores que podem incluir funesde gesto da produo, de diagnstico de processo e de controle auto-adaptativo.

EQUIPAMENTO AUXILIAR

Designa-se por equipamento auxiliar o conjunto de dispositivos que integram a clula demoldagem por injeo, alm da injetora e do molde. Uma clula tpica composta por:

- Dispositivos para alimentao e preparao da matria-prima;- Controlador de temperatura do molde;- Rob / manipulador;- Esteira transportadora.

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Rob Arburg trocador de moldes

Podero ainda existir equipamentos para controle de sistemas de moldes de canais quentes(quando no integrados na prpria injetora), dispositivos para separao automtica de peas e siste-mas de alimentao, equipamentos para operaes de controle de qualidade, etc.

Alimentao e preparao da matria-prima

Por questes de produtividade e qualidade, o circuito de alimentao e preparao de mat-ria-prima deve ter um elevado grau de automatizao. Deste modo, minimizam-se as possibilidadesde contaminao e de erros humanos associados a formulaes.

A matria-prima deve ser alimentada automaticamente a partir de um sistema centralizadoou de recipientes colocados junto injetora. Para o efeito, utilizam-se sistemas pneumticos (basea-dos em redes de vcuo ou aspiradores eltricos independentes) ou mecnicos (baseados em espiraismetlicas flexveis).

A eventual adio de pigmentos (sob a forma de granulados de masterbatch, ps ou lquidos)deve ser efetuada na mquina, antes do material entrar no cilindro de plastificao. Para o efeito po-dem ser usados diferentes tipos de equipamentos dosadores e misturadores.

Os processos baseados em moldes de canais frios geram um desperdcio associado ao res-pectivo sistema de alimentao. Sempre que as especificaes do produto final o permitam, alta-mente recomendvel a reciclagem integrada deste desperdcio na clula produtiva. Para o efeito de-vem ser utilizados moinhos granuladores insonorizados e dispositivos de dosagem (normalmentevlvulas pneumticas proporcionais), para controlar a percentagem de incorporao.

Diversas matrias-primas requerem uma fase de secagem, antes da sua transformao, demodo a serem desumidificadas. Esta operao poder ser efetuada em sistemas centralizados (comsubseqente transporte de material seco) ou junto da clula produtiva.

Controle da temperatura de moldes

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A temperatura das superfcies moldantes uma varivel crtica do processo, que deve sercriteriosamente controlada por questes de produtividade e de qualidade do produto final. Depen-dendo do tipo de matria-prima e das especificaes da moldagem, dever ser ajustada uma tempe-ratura de molde (por vezes utilizam-se temperaturas distintas nas duas partes do molde) cujo contro-

le pode ser assegurado de diferentes modos.

Manuseamento automtico de moldados

A produo de peas que no possam cair do molde por gravidade (devido a questes estti-cas ou logsticas) dever ser assistida por dispositivos automticos para garantir a sua completa ex-trao do molde. Estes dispositivos designam-se por robs ou manipuladores consoante a sua solu-o construtiva (baseada em cilindros pneumticos ou em motores eltricos servoatuadores) e o tipode programao que permitem. Por vezes utilizam-se manipuladores simples apenas para retirar osistema de alimentao, verificando-se a queda das peas para um recipiente ou tapete colocado de-

baixo do molde.

Normalmente, o rob/manipulador coloca a pea numa esteira transportadora, onde esta es-tabiliza e , eventualmente, sujeita a operaes de controle, antes de ser embalada ou entrar nas fa-ses subseqentes do respectivo processo produtivo.

5. O MOLDE

Um molde dever produzir peas de qualidade, num tempo de ciclo o mais curto possvel,ter o mnimo de manuteno durante o tempo de servio e desempenhar corretamente as seguintesfunes:

- definir o(s) volume(s) com a forma da(s) pea(s) a produzir, assegurando a reprodutibili-dade dimensional, de ciclo para ciclo;

- permitir o preenchimento desse(s) volume(s) com o polmero fundido;- facilitar o resfriamento do polmero;- promover a extrao da(s) pea(s).A constituio dos moldes , assim, determinada pela necessidade de realizar adequadamen-

te as funes associadas execuo do ciclo de moldagem.Nesta perspectiva, um molde pode ser considerado como uma estrutura (um conjunto de pla-

cas ou chapas) onde so montados os sistemas funcionais que, como o prprio nome indica, so ossistemas que permitem que o molde cumpra as suas funes.

Os sistemas funcionais de um molde so:

- cavidades (zonas moldantes);- sistema de alinhamento;- sistema de alimentao;- sistema de ventagem (escape de gases);- sistema de resfriamento;- Sistema de extrao.As cavidades (zonas moldantes) o espao definido pela conjugao da cavidade e da bu-

cha, que dar a forma (s) pea(s) a produzir.O sistema de alinhamento o sistema que permite, por um lado montar o molde na mquina,

e por outro ajustar as duas (ou mais) partes do molde, assegurando a reprodutibilidade dimensionaldas peas.

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O sistema de alimentao o sistema que permite passagem do polmero fundido desde o ci-lindro da injetora at s zonas moldantes, permitindo o seu preenchimento.

O sistema de escape de gases o sistema que permite que o ar existente nas zonas moldantespossa sair, possibilitando o seu preechimento com o polmero fundido.

O sistema de resfriamento o que constitui para um resfriamento rpido das peas.O sistema de extrao o que permite fazer a extrao das peas.A estrutura de um molde um conjunto de placas e calos, cujo nmero depende do tipo de

molde.Como exemplo, apresenta-se uma estrutura tpica de um molde de duas placas, que o tipo

de molde mais simples, e constitudo por uma parte fixa (ou lado da injeo) que formada por:- placa base superior;- placa porta cavidades.E por uma parte mvel (ou lado da extrao) que compreende:- placa porta cavidades;- placa suporte;

- calos ou espaadores;- placa base inferior;- placa porta extratores;- placa impulsora.

Na placa porta-cavidades superior (ou num postio montado nessa placa) usinada a cavida-de parte fmea do molde que define a forma exterior da pea.

Na placa porta cavidades inferior (ou num postio nela montado) usinada a parte macho domolde, que define a forma interior da pea.

Apesar do que foi dito, de notar que a cavidade e o macho podem estar situados indiferen-temente na parte fixa ou na parte mvel do molde. No entanto, mais comum a configurao des-crita em que a cavidade fica na parte fixa e o macho na parte mvel, j que esta configurao facili-ta a extrao das peas.

Os calos ou espaadores permitem definir o espao necessrio aos movimentos do sistemade extrao e podem contribuir para a altura mnima do molde, exigvel pela mquina onde vai sermontado.

Para dar rigidez ao conjunto, as placas tm que ser aparafusadas e encavilhadas entre si, deforma a criar tantas partes quantas as necessrias ao tipo de molde em questo.

TIPOS DE MOLDES

Apesar de existir alguma tipificao definida para uma pequena parte dos diferentes tipos demoldes para injeo de plsticos, considera-se que ela insuficiente e inadequada, sendo necessriomelhor-la alargando substancialmente a sua caracterizao.

A primeira grande diviso entre moldes slidos (MS) e moldes estruturados (ME). O fatode moldes slidos de duas ou mais cavidades estarem suportados por placas que, tambm, faro par-te de uma estrutura no retira esta lgica de diviso entre Moldes Slidos e Moldes Estruturados. Jque esta caracterizao tende a incluir sobre as placas que diretamente suportam as cavidades (zo-nas moldantes).

Moldes Slidos 2 cavidades

Nos moldes slidos 2 cavidades o mais importante :13


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- centragem, ligao e encaixe da cavidade e do macho nas placas;- travamento cavidades machos.

Molde slido duas cavidades

Os moldes de injeo de plsticos so montados na unidade de fechamento (placas mvel efixa) das injetoras. Durante o ciclo de moldagem as placas abrem e fecham promovendo-se assim aremoo das peas do molde. Para garantir esta funcionalidade, existe a necessidade de ser recorrera um sistema de guiamento que permita um correto e rigoroso alinhamento das metades do molde,assim como um fechamento preciso e ajustado. A ausncia de um tal sistema, contribuiria para de-feitos e desvio nas espessuras das paredes das peas moldadas.

A centragem da cavidade e da bucha deve ser feita tendo em conta a produtividade, a resis-tncia e a confiabilidade.

Os tipos de centragem podem ser: centragem em caixa, guiamento, rguas e cantos. Abaixoexemplificaes de cada tipo.

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Tipos de centragem

Em certas situaes o sistema de centragem por si s no suficiente para garantir um fun-cionamento correto do molde, nesses casos o projetista ter de introduzir no molde sistemas de tra-vamento. O travamento para alm da finalidade de guiamento e centragem, proporciona tambm ummelhor ajustamento e proteo s metades do molde, particularmente quando se trata de moldes degrandes dimenses com cavidades profundas.

Moldes slidos mltiplas cavidades

Os moldes slidos podem permitir a moldagem de vrias peas. Como exemplo apresenta-seum molde de copos de paredes finas de 4 cavidades, podendo estas ser redondas ou quadradas. Estetipo de moldes com a cavidade e a bucha suficientemente rgidas, com travamento e com o sistemade controle de temperatura bem concebido, permite produzir peas com qualidade. Se forem usadosanis, estes devem ter folga para permitir a dilatao das placas. A placa que aloja o sistema de inje -o deve ter a temperatura controlada.

Molde slido multicavidades

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Moldes estruturados

Fala-se de moldes estruturados quando a cavidade das zonas moldantes no so feitas direta-mente nas placas (placas porta cavidades). Neste caso so abertas nas placas caixas, onde so intro-

duzidas as cavidades e os machos.Os moldes estruturados podem ser de dois tipos:- caixa- aroOs moldes estruturados caixa possuem as caractersticas a seguir: forte, econmico, caixa de

preciso mdia e no permite retificao.

Molde estruturados em caixa (esquerda) e em aro (direita)

Os moldes estruturados aro so mais fracos, sobretudo em moldes de grandes dimenses;econmicos, maior preciso e permite retificao.

A escolha do tipo de molde estruturado deve ser feita relativamente resistncia s pressese dilataes (melhor em caixa), ou preciso de retificao (melhor em aro).

O uso de um aro reforado uma boa opo. Para definir os canais de alimentao pode sernecessrio o uso de insertos temperados.

Moldes Estruturados cavidades cilndricas

A nica diferena destes moldes que o formato das cavidades so cilndricos.

Molde com cavidades cilndricas16


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Moldes de trs placas (canais frios)

Relativamente aos moldes de trs placas (canais frios), so 3 tipos:- o molde em que o bico da injetora vai dentro do molde;

- o molde com bico quente;- o molde com mini canal de injeo.

Molde 3 placas canais frios com o bico da mquina dentro do molde

Molde 3 placas canais frios com bico quente

O acionamento das aberturas A e B, ver figuras, feito pelo sistema apresentado (1), ou poroutros sistemas normalizados existentes. A abertura limitada pelas peas (2) e (3). A quantidadede sistemas acionamento, normalmente 2 ou 4, (1), depende da dimenso do molde, sendo, namaioria dos casos, colocados lateralmente. Quando h rob ter-se- que verificar se existe interfe-rncia.

O funcionamento do molde de trs placas o seguinte:- extrao do canal de injeo da cavidade, abertura (A);- extrao do canal de injeo, abertura (B);

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- Abertura do molde, abertura ( C );- Extrao das peas (D).

Molde com mini canal de injeo

Molde mini canal de injeo

Este tipo de molde apresenta algumas vantagens relativamente aos anteriores:- So mais baratos e menos complexos, pois, em moldes multicavidades, no necessrio

colocar um distribuidor, como aconteceria num molde em que se utilize exclusivamentesistema de canais quente;

- Na produo de peas de dimetro reduzido, por exemplo tampas de esferogrficas,pode-se fazer um molde mais pequeno pois no necessrio colocar um bico quente emcada cavidade;

- O material dos mini canais pode ser reutilizado/reciclado e entrar no processo produtivode forma automtica;

- O sistema de controle de temperatura mais simples, mais barato, e a energia consumidano aquecimento menor.

Moldes de Canais Quentes

Relativamente aos moldes de canais quentes, h basicamente dois tipos:- os moldes de bicos quentes;- com bicos valvulados.

Moldes Famlia

O conceito de moldes famlia prende-se idia de no mesmo molde se poder moldar umconjunto de peas distintas, otimizando-se assim sinergias ligadas capacidade produtiva do molde.Sendo as vantagens bvias existe, no entanto, a necessidade de se balancear as distintas cavidades

para que o fluxo de matria plstica chegue ao mesmo tempo a todas elas.

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Molde com cremalheira

Para que com a abertura da mquina a parte que suporta as cavidades fique a meio, os acio-namentos podem ser efetuados atravs de:

- cremalheira e roda dentada;

- fusos e porcas helicoidais;- hidrulicos;- alavancas;- tirantes.O acionamento mais comum atravs de cremalheira e roda dentada.Os sistemas de acionamento devem ser fortes e ajustados s dimenses do molde e sua

complexidade.O movimento para a extrao das moldagens pode ser efetuado atravs de:- tirantes, que corresponde ao exemplo apresentado, apesar de ser pouco habitual;- hidrulico, que o mais utilizado;- braos ligados a processos de alavancas.

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Molde em andares (molde sandwich)

Molde bi-material

O molde para a tcnica de injeo de bi-material um tipo de molde que corresponde mol-dagem de dois ou mais materiais. Os materiais podem ser diferentes (compatveis ou no) ou o mes-mo material, mas com cores diferentes. A moldagem bi-material pode ser efetuada, atravs dos se-guintes processos:

- transferindo as moldagens de uma mquina para outra atravs de robs;- transferindo as moldagens da 1 posio de injeo para a 2 posio, no mesmo molde,

atravs de robs;- por rotao incorporada no molde ou na placa da mquina que tem duas, ou mais, unida-

des de injeo.

Os processo indicados so escolhidos de acordo com os seguintes fatores:- economia;- produtividade;- tipo de produto;- equipamento disponvel.

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6. MATERIAIS PARA MOLDES

No projeto e fabricao de um produto essencial que os materiais e os processos sejamcompreendidos. Os materiais so um elemento chave dos sistemas de produo. Compreender as

suas propriedades, caractersticas, aplicabilidade e usinabilidade essencial para a competitividadedas empresas industriais.Como todos os produtos incorporam materiais, fundamental o conhecimento das suas pro-

priedades de modo a poder selecionar os mais aptos para cada aplicao e que, simultaneamente,determinam custos de produo mais baixos. Os aspectos econmicos na sua seleo so to impor-tantes como as consideraes de ordem tecnolgica relativas s suas propriedades.

A crescente introduo no mercado de uma vasta gama de novos materiais plsticos com ca-ractersticas tcnicas especficas determina, por vezes, um desgaste anormal por abraso e corrosoqumica dos equipamentos de produo. Neste contexto, os fabricantes de moldes so confrontadoscom a necessidade de encontrar solues para incrementar a resistncia dos seus produtos e, simul-taneamente, com nveis de exigncia para a qualidade final dos produtos cada vez mais elevados.

O endurecimento superficial das peas um conceito amplo e um fator muito importantepara o controle de desgaste das peas. Pode-se dividir os processos de endurecimento das superfci-es em trs grupos: revestimentos, tratamentos termoqumicos e tratamento trmico superficial.

Por exemplo, a utilizao dos modernos revestimentos PVD nos moldes, permite um melhorcontrole do desgaste provocado pelos movimentos cclicos de partes metlicas que entram em con-tato diretamente umas com as outras, o controle de desgaste provocado por abraso de alguns mate-riais plsticos, particularmente os materiais reforados com fibras, o controle do desgaste provocado

por corroso qumica das superfcies moldantes e a reduo das foras de extrao que, se foremmuito elevadas, podem introduzir elevados nveis de tenso nas peas.

Aos

Os aos usados na fabricao de moldes devem ser resistentes s tenses e fceis de usinar.A resistncia s tenses necessria devido s altas presses empregadas durante a molda-

gem, que podem ser de 300 a 1400 kgf/cm2, bem como pela necessidade de suportar as tenses deflexo e as cargas de compresso, exigindo que a resistncia no ncleo de ao seja alta enquanto semantm uma dureza superficial adequada.

Uma dureza superficial adequada permite:- suportar efeitos de eroso dos materiais termoplsticos rgidos nas zonas do molde em

que o fluxo restrito ou obstrudo,- resistir ao desgaste, especialmente em grandes produes,

- manter na superfcie um alto grau de polimento, que facilite a extrao do produto e lheproporcione um bom acabamento.Alm da resistncia mecnica e facilidade de usinar outras caractersticas importantes so:

tratamento trmico sem problemas, resistncia ao calor, alta condutividade trmica, resistncia corroso e caractersticas que permitam usinagem econmica.

Como regra geral, as partes do molde em contato com o material plstico fundido e os ele-mentos mveis que suportam atrito devem ser tratadas. As partes do molde que compem sua estru-tura so de ao com baixo teor de carbono no tratadas.

A escolha do mtodo de tratamento varia de acordo com o tipo de ao empregado, a durezanecessria para a aplicao, alm da complexidade e preciso do molde.

Os mtodos usados para tratamento superficial so a tmpera ao ar, em leo e a cementao.

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A tmpera ao ar geralmente empregada para assegurar uma deformao mnima, enquantoque a cementao usada para obter uma dureza mxima superficial.

Devido a limpeza, a tmpera em leo facilita o polimento das partes onde o produto mol-dado.

Alm dos requisitos fundamentais, importante que o ao seja de fcil usinagem e tenha aestrutura homognea que pode ser conseguida atravs de recozimento.

Tabela orientativa dos aos recomendados para molde de injeo

Componentes do molde Aos recomendados Tratamentotrmico

Dureza RC

Placa fixao inferior esuperiorColuna ou espaadorPorta extratoresPlaca suporteAnel de centragemPlaca extratoraPlaca de montagem dos

postiosPlaca impulsora

ABNT 1020 a 1040 - -

Bucha-guiaColuna-guiaBucha de injeo

Ao Cromo-Nquel ABNT 3310

Postios fmeas

Postios machosCamisa extratoraPinos extratoresExtrator de canalParafusos limitadoresLminas extratorasPinos de retorno

Ao Cromo-Nquel ABNT 3310

Cementadoe Temperado

54 a 5854 a 5858 a 6058 a 60

58 a 6054 a 5854 a 5854 a 5850 a 5650 a 56

Classes de ao, segundo normas ABNT- ao de baixo teor de carbono ABNT 1008 a 1010- Ao de mdio teor de carbono ABNT 1020 a 1040- Ao de alto teor de carbono ABNT 1050 a 1090- Aos especiais

SELEO DE TRATAMENTOS TRMICOS E DE TRATAMENTO DE SUPERFCIE

No processo de injeo de plsticos h uma ampla variedade de produtos, de matria-prima, e deproduo que no possvel fixar um padro de poucas combinaes de aos e tratamentos. Dife-rentemente, por exemplo, do processo de injeo de alumnio, no qual uma vez fixada e controladaas variveis de processo de injeo, restam poucas opes para tipos de ao, tratamento trmico e

tratamento de superfcie.23


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A produo de lentes de faris para automveis em policarbonato exige muito mais do mol-de do que manteigueiras fabricadas em PS de uso geral, mas, tambm porque a quantidade de lentes

produzida maior do que as da outra pea. Assim, o ferramental utilizado para fabricar as lentesser muito mais sofisticado em termos de aos e tratamentos trmicos do que no caso das mantei-

gueiras.Outros fatores a considerar, para a seleo do ao e dos tratamentos trmicos, so o que sepode chamar de Requisitos Especiais, em particular a resistncia corroso e a polibilidade, con-dio muito importante neste segmento em funo das necessidades do produto. Estas propriedadesesto intimamente relacionadas com a qualidade do ao utilizado e com o tratamento trmico apli-cado.

Para sua orientao e para determinar a combinao das variveis produo, abrasividadedo polmero e requisitos especiais, foi elaborada a tabela a seguir, combinando aos e tratamen-tos trmicos.

Tabela I Abrasividade do polmero

Abrasividade Material

Baixa

PEBDPEBDLPEAD

PPGPPSHIPS

PA 6, PA 6.6POM

ASASANABS

MdiaPETPBTPPO

Alta

PCPEEKPPS

ASA/PCMateriais com carga: fibra de vidro,microesfera de vidro, CaCO3, dixidode titnio, antichama

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Tabela II Recomendaes para seleo de aos, tratamentos trmicos e tratamentos de superfcie

SeleoPadro

Produo desejada

Baixa Mdia Alta

Abrasividaded

oproduto

Baixa Ao: ao carbono

(1020/1045)TT: nenhum

Ao: ao carbono(1020/1045)TT: nenhum

TS: Nitrocarbonetao

Ao: ABNT 4340 ouP20

TT:nenhumTS: Nitrocarbonetao

Mdia

Ao: ao carbono(1020/1045)TT: nenhum

TS: Nitrocarboneta-

o

Ao: ABNT 4340 ou P20TT: nenhum

TS: Nitrocarbonetao

Ao: Classe Precipitati-on Hardening

TT: envelhecimentoTS: Nitrocarbonetao/ Nitretao a plasma/

PVD

Alta

Ao: Classe Precipi-tation Hardening

(PH)TT: envelhecimentoTS: Nitrocarboneta-

o/Nitretao a plas-ma

Ao: ABNT H13TT: Tmpera a vcuoTS: Nitrocarbonetao

/PVD

Ao: ABNT H13TT: Tmpera a vcuoTS: Nitrocarbonetao

/ PVD

RequisitosEspeciais Polibilidade: Ao: P20 ou ABNT 420; TT: Tmpera a vcuo (420) e nenhum (P20); TS:

PVD

Corroso: Ao: P20 ou ABNT 420; TT: Tmpera a vcuo (420) e nenhum (P20); TS: PVDBaixa Deformao: Ao P20 ou ABNT 420; TT: Tmpera a vcuo (420) e nenhum (P20)

Aos indicados

Os aos indicados na Tabela III a seguir so os de uso corrente no Brasil e so oferecidos por fabri-cantes nacionais e tambm por importadores. A relao apresenta as principais caractersticas dosaos indicados e a dureza com que utilizada aps tratamento trmico.

importante notar que os aos indicados so para a seleo padro para moldes de injeode plstico. Em funo de requisitos especiais, o mercado de aos oferece outras opes. Por exem-

plo, nas famlias dos inoxidveis martensticos, h grande variedade disposio do mercado queapresenta polibilidade superior ao 420 convencional. Em funo da necessidade de polimento,

pode-se alterar a seleo do ao inox 420 para outro da mesma famlia, mas com polibilidade supe-rior.

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Tabela III Aos padro para injeo de plsticos

Ao Equivalncias Caractersticas Dureza de utilizaoSAE 1020/1045 Ao carbono comum Utilizado no estado de

fornecimento (recozi-do)

AISI 4340 VM40 (Villares) Ao carbono baixa liga.Fornecido no estado

pr-beneficiado

Utilizado no estado defornecimento pr-bene-ficiado com durezas de28/32 HRC

AISI P20 VP20IM (Villares)P20 (Gerdau)IMPAX (Uddeholm)M200 (Boehler)THYROPLAST 2311(Thyssen)

Ao ferramenta, espec-fico para moldes plsti-cos. Alta polibilidade.Fornecido no estado

pr-beneficiado

Utilizado no estado defornecimento, pr-be-neficiado com durezasde 28/32 HRC

CLASSE PH VP50IM (Villares)ADINOX 41 VAR(Thyssen)M261EXTRA(Boehler)

CORRAX (Uddeholm)

Aos ferramenta endu-recveis por tratamentotrmico por precipita-oElevada polibilidade.

Corrax e Adinox 41 soinoxidveis. Deforma-o no tratamento tr-mico menor do que nostemperveis

VP50IM e M261 EX-TRA 38/42 HRCADINOX41 38/42HRCCORRAX 46/48

HRCTodos aps tratamentotrmico de envelheci-mento

AISI H13 VH13IM (Villares)W302 (Boehler)ORVAR (Uddeholm)H13 (Gerdau)THYROTHERM 2344(Thyssen)

Ao ferramenta paratrabalho a quenteEndurecvel por tmpera

Utilizado no estadotemperado para 50/52HRC

AISI 420 VP420IM (Villares)M310 ISOPLAST(Boehler)STAVAX (Uddeholm)420 (Gerdau)THYROPLAST 2083(Thyssen)

Ao inoxidvel marten-sticoAlta polibilidade (variade acordo com a quali-dade)Endurecvel por tmpera

Utilizado no estadotemperado para 50/52HRCA polibilidade variacom o processo de tra-tamento trmico e aqualidade do ao.

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Aos para moldes caractersticas gerais

Caractersticas VP20 ISO VP20 IM VP50 IM VP 420 IM VH13 IM

UsinabilidadeBoa, tanto re-cozido comobeneficiado

Boa, tanto re-cozido comobeneficiado

Excelente Boa Boa

Soldabilidade Boa Boa Excelente Difcil MdiaPolibilidade Excelente Excelente Excelente Excelente Excelente

ReprodutibilidadeCondio Normal

de entrega

BoaBeneficiadopara 30/34

HRC

BoaBeneficiadopara 30/34

HRC

BoaSolubilizado,dureza de

30/35 HCR.Pode ser entre-gue envelheci-do com 40/42

HCR

BoaRecozido, du-reza de 200HB ou na

verso VP420TIM tempera-do e revenidopara 28/32

HCR

BoaRecozido, du-reza mximade 197 HB

Aplicaes tpi-cas

Moldes parainjeo de ter-moplsticosno cloradosMatrizes paraextruso de

termoplsticosno cloradosMoldes para

sopro

Moldes parainjeo de ter-moplsticosno cloradosMatrizes de

extruso paratermoplsticosno cloradosMoldes para

sopro

Moldes parainjeo de ter-

moplsticosno cloradosMatrizes paraextruso de

termoplsticosno cloradosMoldes para

termoplsticosreforadoscom carga.Plsticos de

EngenhariaMoldes parasopro

Moldes paraplsticos cor-rosivos (clo-

rados) acetatoe PVC

Resistncia aatmosferas

midasMoldes para

sopro

Mandris e ou-tros compo-nentes de ex-

trusorasMoldes para

injeo de ter-moplsticosno clorados

que requer altograu de poli-

mento

Nitretao Sim Sim Sim No Sim

CementaoSim, antes de

temperarSim, antes de

temperarNo No No

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Aos UDDEHOLM para moldes.

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Ao Poroso - Porcerax II

O Porcerax II um metal parecido com a pedra de pomes com uma porosidade que varia en-tre 20 e 30% por volume. Um sistema de poros interligados com um dimetro mdio de 7 m

(0,007 mm) encontra-se distribudo por todo o material.30


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O Porcerax II pode ser usado como uma parte do material do molde (postio), permitindo aliberao do gs num ponto especfico selecionado. Pode-se ainda usinar o molde e postio monta-dos, pois o Porcerax II possui tima usinabilidade.

O no-preenchimento do material plstico ocorre geralmente quando uma camada de ar ou

gs fica presa a superfcie do molde e do material injetado. O Porcerax II permite a sada deste gs,evitando problemas de preenchimento e brilho no uniforme causadas pela adeso irregular do pls-tico superfcie do molde.

Materiais metlicos no-ferrosos

Ligas de Cobre-berlio

As ligas constitudas de teores de berlio acima de 1,7% apresentam melhoria nas proprieda-des mecnicas e reduo nas propriedades trmicas. A resistncia trao acima de 1200 MPa edureza de 440 HB, sendo que uma dureza de 330 a 360 HB suficiente. uma liga dctil, possvel

de polimento, temperado e pode ser temperada.Por outro lado as ligas com menos de 1,7% de berlio so usadas em trocadores de calor,

pois so resistentes a corroso. Podem ser recobertas com nquel ou cromo. Podem ter a dureza au-mentada para at 780 HB, temperatura de tratamento 400C, podem soldados, usinados ou fundi-dos.

TRATAMENTOS TRMICOS

O tratamento trmico tem como principal funo conferir propriedades mecnicas elevadasao ao. No entanto, por atuar diretamente na microestrutura do ao, ele acarreta sempre indesejveldeformao.

Esta deformao inevitvel e na maior parte dos casos imprevisvel, razo pela qual ab-solutamente imprescindvel que seja deixado sobremetal. H muitas situaes em que no h neces-sidade de executarmos tmpera nas ferramentas em funo da baixa solicitao mecnica do proces-so de injeo. Nestas situaes, o que ocorre, em geral, uma elevada solicitao ao desgaste, que

pode, facilmente, ser resolvido com tratamento de superfcie.Existem ainda situaes em que, em funo da baixa produo e/ou baixa abrasividade do

polmero, no necessria a tmpera ou mesmo tratamento de superfcie, podendo a ferramenta serusada na condio bruta de usinagem.

Envelhecimento

um tratamento de endurecimento, aplicado em uma classe especfica de aos, que temcomo caracterstica a baixa temperatura de tratamento (em geral, variando de 480C a 570C);

Apresenta vantagem em relao a tmpera devido as temperaturas so abaixo da temperaturacrtica, no ocorrem deformaes devido a transformaes microestruturais, e se restringem, portan-to, aquelas causadas pelo efeito de temperatura apenas. Conseqentemente, as deformaes sosubstancialmente menores e permitem que se deixe o mnimo de sobremetal, ou at mesmo nenhumresqucio, dependendo da geometria e do processo de tratamento adotado.

Na maioria dos casos interessante utilizar diretamente a nitretao por terem temperaturasbem prximas, conferindo simultaneamente endurecimento e camada de alta resistncia ao desgas-te.

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Tmpera em vcuo

A tmpera em vcuo um processo conhecido de endurecimento. No caso especfico demoldes de injeo de plstico, recomenda-se o tratamento em fornos a vcuo devido a ausncia de

dano na superfcie, diferentemente dos tratamentos em banho de sais fundidos ou mesmo em fornossem atmosfera controlada. Pela ausncia de oxignio, no ocorre oxidao da superfcie dos moldes.No caso de banho de sais fundidos ou fornos sem atmosfera, comum a ocorrncia de absorode sal ou impurezas nas porosidades naturais da superfcie do ao, o que, necessariamente, prejudi-car o posterior polimento.

A tmpera em vcuo, alm da melhoria na qualidade superficial, apresenta tambm melhorhomogeneidade no que se refere a aquecimento e resfriamento. Naturalmente que melhorando a ho-mogeneidade microestrutural aps a tmpera, h influncia direta no desempenho da ferramenta, emespecial naquelas que tm elevados requisitos de solicitaes mecnicas em trabalho.

REVESTIMENTOS DE SUPERFCIE

Os metais tendem a voltar sua fase inicial como se encontram na natureza, da a sua deteri-orao progressiva. neste sentido que preciso encontrar solues para a sua proteo. Os custoseconmicos de uma proteo so bastante elevados, mas a degradao prematura dos materiais esuas conseqncias, muitas vezes ocasionando perda de vidas humanas, so incalculveis.

Os tratamentos de superfcies constituem um dos meios que permitem melhorar significati-vamente a resistncia das peas metlicas ao desgaste e corroso. Mais recentemente, o desenvolvi-mento de novas tecnologias, como por exemplo, barreiras trmicas, permitem obter importantes ga-nhos de energia e de matrias-primas.

Atualmente, o domnio da aplicao dos tratamentos de superfcies est consideravelmentealargado. Com efeito, as tcnicas atuais permitem, no apenas, realizar revestimentos protetores (re-vestimentos eletrolticos e qumicos, depsitos qumicos e fsicos em fase de vapor, revestimentos

projetados...), mas tambm, modificar o estado das superfcies, tanto do ponto de vista mecnico,qumico ou microestrutural.

Na maior parte dos casos, o projetista e o prtico so sempre confrontados com dois proble-mas, a saber:

- escolha do revestimento;- escolha do processo de produo.A escolha ditada pelas condies de explorao industrial, designadamente, o custo, pro-

dutividade e limitaes processuais.

As diversas tcnicas de tratamento e revestimento de superfcies podem ser agrupadas, deum ponto de vista lgico, em quatro grandes grupos, cada um dos quais com um mecanismo funda-mental, a saber:

- os tratamentos superficiais com transformao estrutural, sem material de adio;- os tratamentos termoqumicos com difuso;- os tratamentos por converso qumica;- os revestimentos, ou depsitos.

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Classificao de tratamentos de superfcie

Tabela Tratamentos por transformao estrutural

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Cementao

Consiste no enriquecimento superficial de carbono de peas de ao de baixo carbono. Atemperatura de aquecimento superior temperatura crtica e as peas devem ser envolvidas porum meio carbonetante que pode ser slido (carvo), gasoso (atmosferas ricas em CO) ou lquido(banhos de sal base de cianetos). A pea cementada deve ser posteriormente temperada.

Nitretao

Consiste no enriquecimento superficial de nitrognio, que se combina com certos elementosdos aos formando nitretos de altas dureza e resistncia ao desgaste. As temperaturas de nitretao

so inferiores s da zona crtica e os aos nitretados no exigem tmpera posterior. O tratamento feito em atmosfera gasosa, rica em nitrognio ou em banho de sal.

Carbonitretao

Endurecimento superficial que consiste na introduo simultnea na superfcie do ao decarbono e nitrognio em atmosfera gasosa.

Filmes finos

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A definio de filmes finos no unnime. No entanto, uma definio prtica pode ser ex-pressa como sendo aqueles revestimentos e tratamentos com uma espessura ou profundidade de pe-netrao inferior a 3 micrometros. Os filmes finos mais utilizados so os revestimentos de TiN-TiCN e semelhantes, aplicados por PVD ou CVD.

A aplicao de diamante-carbono, diamante, TiN, carbonitreto de titnio, verses melhora-das destes revestimentos, nas quais so includas camadas de cermicas, outros metais ou uma com-binao de vrios outros materiais. O revestimento de TiN comeou a ser aplicado no final dos anos80, em ferramentas de corte.

Estes revestimentos so escolhidos para aumentar a dureza dos substratos, e a sua espessuranormal de 2 micrometros. Os substratos mais aconselhveis so aqueles que possam suportar tem-

peraturas na ordem dos 425C. O revestimento de TiN significativamente mais duro que o cromo.Muitos revestimentos de TiN tm uma significativa rugosidade inerente ao processo de de-

posio. Esta rugosidade no se apresenta como um problema, se a superfcie revestida for submeti-da, apenas, a abraso provocada por abrasivos ligeiros. Por outro lado, se a superfcie revestida forcolocada em contato com superfcies muito lisas, pode provocar um desgaste muito rpido das lti-

mas.Existe um outro tipo de filmes finos cuja importncia est a aumentar, os revestimentos de

diamante. Este tipo de revestimentos pode ser aplicado por PVD ou CVD. A nica limitao atualprende-se com a dificuldade em aplicar em certos substratos metlicos revestimentos aderentes. Al-guns revestimentos de diamante s apresentam boa aderncia sobre nitretos de silcio, outros apenassobre carbonetos.

Os utilizadores deste tipo de revestimento tm necessidade de investigar a sua aderncia adiferentes substratos, sempre que seja necessrio avaliar potenciais fornecedores destes revestimen-tos.

Processos de aplicao de filmes finos

CVD (Chemical Vapour Deposition)

Processo que permite a deposio de um produto slido numa superfcie aquecida mediantereaes qumicas.

Os filmes mais vulgarmente depositados so os seguintes;TiCN, TiN, DLC, Diamante, TiC, CrC e Al2O3Tem como vantagens, a baixa tenso interna do revestimento, o que permite a deposio de

espessuras elevadas com aderncia muito elevada.Como desvantagens, a elevada temperatura (cerca de 1000C) em que decorre, limitando

significativamente o tipo de substratos.

PVD (Phisycal Vapour Deposition)

Processo que permite a deposio de um produto slido num substrato, por meios fsicos eem estado vapor.

Este processo pode ser aplicado atravs das seguintes tcnicas:Sputtering;Evaporao por feixe de eltrons;Evaporao por arco voltaico.

Sputtering

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uma tcnica de deposio inica que consiste em produzir um plasma metal-vapor, a partirde um ctodo slido, fazendo nele, ons de gs com alta energia.

Depositam-se filmes de TiN, TiAIN, CrN, TiZrN e Tic, para metalizao de isoladores, pro-teo antidesgaste e anticorroso.

Evaporao por feixe de eltrons

Nesta tcnica de deposio, a fonte de eltrons ao incidir sobre o metal fundido produz umplasma onde se ioniza o metal a depositar.

Depositam-se filmes de Ti-Au; Al; Al-Cu-Si, para metalizao de cermicos, SiO; MgF2,em aplicaes pticas (propriedades reflexivas, anti-reflexivas e resistncia abraso).

Evaporao por arco catdico

Esta tcnica permite depositar filmes de TiN, TiAlN, CrN, TiCN, ZrN, para proteo anti-

desgaste em instrumentos cirrgicos.

7. PROCESSOS DE FABRICAO

Os processos de alterao das formas que no contexto da indstria de moldes tm mais im-portncia, por acrescentarem mais valor, so os processos de remoo de material, com especial n-fase para a usinagem em geral, eletroeroso e retificao.

Fresagem

Numa operao de fresagem, a ferramenta de corte gira em torno de um eixo enquanto apea se desloca segundo um determinado movimento, linear ou circular. Existe uma coordenao demovimentos entre a ferramenta, com uma ou vrias arestas de corte, e a pea a usinar.

O desenvolvimento a que assistimos nos ltimos anos, quer dos aspectos construtivos dasmquinas (fresadoras ou centros de usinagem), quer dos comandos CNC e dos sistemas de CAM,quer das ferramentas de corte, permitem a execuo de vrias operaes com uma eficincia e qua-lidade impensveis no passado.

Fresamento

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O corte em fresagem emprega u ou a combinao dos seguintes mtodos:Fresagem de topo uma combinao da ao de corte realizada pelas arestas de corte da

periferia e da face frontal. O movimento da pea faz-se segundo uma direo perpendicular ao eixoda ferramenta e a superfcie da pea perpendicular ao eixo da ferramenta.

Fresagem perifrica O corte executado pelas arestas de corte da periferia da ferramenta.A fresa gira num eixo paralelo ao avano tangencial e a superfcie da pea paralela ao eixo da fre-sa.

Fresagem com avano axial Avano paralelo ao eixo de rotao, uma operao tpica defurao.

Torneamento

um processo de corte que consiste em gerar formas de revoluo com uma ferramenta deuma s aresta de corte, geralmente sem movimento de rotao. O movimento e corte dado pela ro-tao da rvore da mquina com movimento simultneo da ferramenta seguindo uma diretriz defini-

da no mesmo plano do eixo da pea. um processo que est bastante otimizado, mas requer umaanlise exaustiva de determinados fatores para as diferentes aplicaes.

O torneamento a combinao do movimento de rotao da pea e o movimento de avanoda ferramenta segundo, normalmente, dois eixos lineares independentes: o eixo Z com a direo doeixo da rvore da mquina e o eixo X normal ao anterior. Esta soluo construtiva permite gerarformas cilndricas, cnicas e interpolaes circulares.

Os centros de torneamento podem ter mais um eixo linear normal aos outros dois, um oudois eixos rotativos controlados por CNC, e mais do que uma torre para fixar ferramentas. Esta con-figurao de mquina permite a execuo, no mesmo tempo, de operaes de torneamento, fresa-gem, furao e roscagem na direo radial e axial das peas ou uma combinao das duas. Por ex-emplo, roscas interrompidas impossveis de executar em modo torno, so exeqveis pelos centrosde torneamento.

Quando a dureza dum material aumenta como resultado dum tratamento trmico ou mecni-co (at 63 HRC), a sua usinabilidade diminui como conseqncia de mecanismos de desgaste queesto particularmente ativos para cargas e temperaturas bastante elevadas. A qualidade das superf-cies e a sua integridade podem, igualmente, ser um problema. A retificao tem sido a tecnologiaque melhor resposta dava a este problema. Hoje, o torneamento com ferramentas ultraduras (HPThard part turning), como o nitreto cbico de boro policristalino, so uma alternativa com vanta-gens tecnolgicas e econmicas.

Na indstria dos moldes, este mtodo pode ser aplicado em desbastes simples ou acabamen-tos de materiais com durezas na ordem de 40 a 63 HRC. Quando o torneamento pode ser aplicado,

por substituio da retificao, a seqncia operacional vem, por vezes, simplificada por eliminaode algumas fases de fabricao ou reduo dos custos de produo.

Furao

Furao o termo utilizado para descrever todos os mtodos de execuo de furos cilndri-cos em peas, usando ferramentas de corte em geral multicortantes. O termo furao serve para de-signar subseqentes usinagens, tais como mandrilagem, escareamento e roscagem e determinadasformas de acabamento. Em todos estes processos comum um movimento rotativo principal da fer-ramenta ou da pea combinado com um movimento de avano linear, segundo uma diretriz retilneacoincidente com o eixo de rotao.

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A furao uma combinao de dois movimentos: um movimento principal de rotao e ummovimento linear de avano. Na furao normal em mquinas convencionais, a forma mais comumde trabalho consiste em ambos os movimentos de rotao e de avano serem realizados pela ferra-menta. No entanto, a utilizao de tornos ou centros de torneamento com controle CNC, para execu-

o de furao normal, levaram a um aumento na utilizao da combinao entre pea rotativa eferramenta com movimento linear, ou pea rotativa e ferramenta com movimento rotativo e linear.

Usinagem em alta velocidade (high speed)

Na indstria de moldes, a essncia da usinagem a alta velocidade, consiste em fazer a maiorquantidade de movimentos com pequenos passos, em alta velocidade. Esta estratgia funciona emoperaes de desbaste mas, sobretudo, em operaes de acabamento.

Esta nova tecnologia d suporte a operaes de torneamento, furao, rosqueamento, no en-tanto, a grande rea de aplicao a fresagem.

Em operaes de desbaste, uma menor profundidade no corte com avanos superiores per-

mitem obter uma maior remoo de material por unidade de tempo. O tempo de vida da ferramentapode ser incrementado como resultado da maior estabilidade do processo de corte.

Para velocidades de corte elevadas, so produzidas alteraes no comportamento plsticodos materiais, isto , a formao do cavaco produz-se aps ruptura frgil com a conseqente forma-o do cavaco curto.

Altas temperaturas na zona de corte primrias ajudam a acelerar o processo de deformaoplstica que resulta na formao do cavaco. Devido alterao do comportamento plstico dos ma-teriais, no corte a alta velocidade verifica-se uma diminuio na fora de corte necessria para re-mover o cavaco.

A percentagem de calor que retirada pelo cavaco superior ao verificado em usinagem avelocidades convencionais. Este fato resulta das maiores velocidades de avano que no do tempodo calor se dissipar pelo material que est a ser usinado.

Retificao

A retificao um processo tecnolgico em que o material removido por ao de um rebo-lo abrasivo. O rebolo permite a remoo de micro cavacos, e conseguem-se bom acabamento super-ficial e tolerncias dimensionais pequenas.

Os abrasivos convencionais: xido de alumnio e carboneto de silcio.Super abrasivos: nitreto cbico de boro e diamante policristalinoO rebolo uma ferramenta empregue para conferir acabamento s peas de grande dureza

em que as tolerncias dimensionais so pequenas e/ou exigncias para os estados de superfcie mui-to apertadas.A retificao plana o tipo mais comum de retificao. Tipicamente gera formas planas e as

peas so seguras, normalmente, por um prato magntico. O rebolo montado na rvore horizontalou vertical da mquina podendo a mesa ser rotativa.

A retificao cilndrica serve para gerar formas de revoluo e algumas geometrias especfi-cas como os filetes duma rosca.

A retificao sem centros um processo de alta produo para superfcies cilndricas exteri-ores e interiores em que a pea no apoiada entre centros, trabalha entre dois rebolos e suportada

por uma lmina ou por rolos.Honing um processo de baixa velocidade porque o material removido acontece para velo-

cidades mais baixas do que na retificao tradicional. O calor e presso so baixas, resultando ex-39


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celentes tolerncias dimensionais, acabamento de superfcie e um bom controle metalrgico da su-perfcie.

Eletroeroso por penetrao

A eletroeroso um processo de corte que utiliza a energia eltrica para remoo de materialda pea. O material removido por ao de uma sucesso de descargas eltricas entre um eletrodo ea pea que esto imersas num fluido dieltrico.

A forma do eletrodo assim reproduzido negativamente na pea medida que o eletrodo pe-netra na pea. Cada descarga gera uma quantidade de energia trmica que provoca a fuso e ebuli-o dos materiais da pea e do eletrodo.

No existe contato entre o eletrodo e a pea que esto distanciadas dum intervalo designadopor gap.

Uma das grandes vantagens deste processo tecnolgico reside no fato das foras de corte se-rem nulas. Sendo assim, determinadas caractersticas mecnicas do material a erodir, como a dure-

za, no tem influncia no processo.Este processo tem grande aplicao no processamento de materiais duros, como o metal

duro, materiais endurecidos por tratamento trmico, peas com geometrias complexas e cavidadesdifceis de realizar por outro processo e com a vantagem de no deixar rebarbas.

Eletroeroso por penetrao

Eletroeroso a fio

uma tcnica complementar do procedimento de usinagem por eletroeroso em que o ele-trodo tem a forma de um fio. Em vez de imprimir na pea a forma negativa do eletrodo, as mqui-nas de eletroeroso por fio utilizam um eletrodo metlico com a forma de um fio.

A pea a cortar fixa sobre uma mesa em que os deslocamentos relativos do eletrodo fiopermitem definir os movimentos em funo do contorno a cortar.

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Eletroeroso a fio

8. SISTEMA DE ALIMENTAO COM CANAIS FRIOS

O sistema de alimentao constitudo por uma srie de canais geralmente usinados numaou mais placas do molde pelo qual o polmero plastificado transportado desde o bico de injeoat cada zona moldante (impresso).

O polmero entra no molde pelo canal de injeo que pode comunicar-se diretamente com acavidade ou ramificar-se num sistema de alimentadores fazendo a ligao do canal de injeo s ca-vidades. A entrada do polmero fundido nas cavidades feita atravs das entradas ou pontos de inje-o.

O canal de injeo

O canal de injeo tronco-cnico divergente, com um ngulo de abertura de 2 a 5, que ligao bico da injetora aos alimentadores ou prpria cavidade (no caso de moldes com uma s cavida-de). Esta conicidade necessria para facilitar a sua extrao.

Normalmente, este canal no usinado diretamente nas placas do molde, mas num compo-nente chamado injetor principal ou bucha de injeo. Este componente deve ter um dimetro de en-trada ligeiramente superior e possuir uma concavidade com raio superior ao do bico da injetora.

O injetor principal apresenta algumas vantagens como, por exemplo, a possibilidade desubstituio em caso de desgaste. Este desgaste pode ser causado pelo prprio fluxo do material, es-

pecialmente se forem injetados materiais reforados com fibras e/ou pelo encosto repetido do bicode injeo da mquina.

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Canal de injeo = 1 3Ds = Dn + 1,0 mm

De modo a garantir a extrao do canal de injeo freqente considerar um puxador do ca-nal no lado da extrao. Durante a abertura do molde, a contra-sada obriga a sada do canal de inje-o. Em alguns casos, a usinagem da contra-sada do lado da extrao cria um poo-frio, o qual re-tm o material mais frio durante a injeo, evitando que este entre na cavidade ou obstrua as restan-tes zonas do sistema de alimentao.

Canais de alimentao

Os alimentadores, ou canais de alimentao ligam o canal de injeo s entradas das cavida-des e, em moldes simples, esto situados na superfcie de partio.

A disposio dos alimentadores depende principalmente do nmero e da forma das cavida-

des, do tipo de molde e do tipo de entrada.Considerando como exemplo um alimentador circular, tanto o dimetro como o comprimen-

to, afetam a resistncia ao fluxo. Quanto maior for o dimetro do alimentador, menor ser a resis-tncia ao fluxo, ou seja, menor ser a queda de presso. No entanto, o tempo necessrio para o res-friamento aumenta. Deste modo, dever existir um compromisso entre a minimizao da queda de

presso e a reduo do tempo de resfriamento. Isto especialmente importante para o aumento daprodutividade, uma vez que o tempo de resfriamento, representa, freqentemente, 50 75% do tem-po de ciclo. Outro aspecto importante que o projetista de moldes deve considerar a reduo domaterial a reciclar, uma vez que a reciclagem implica custos adicionais.

Canais de alimentao

O dimetro do alimentador principal pode ser estimado recorrendo a algumas regras empri-cas com base no peso e espessura da moldagem. As curvas dos grficos das figuras representam odimetro do alimentador em funo do peso de cada moldagem com espessuras de 1 a 5 mm.

Exemplo:- o molde produz 8 peas em cada ciclo,- cada moldagem tem um peso de 25 g,- o alimentador para cada moldagem tem 30 mm de comprimento,- o material a injetar o PP,- as moldagens tm 2 mm de espessura.

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Cada alimentador injeta um peso de 25 g. Atravs da figura seguinte e com base na peso in-jetado pelo alimentador pode-se determinar o dimetro do alimentador sem a correo do compri-mento.

d = 4,1 mm

Dimetro recomendado para PE, PA, PC e POM (sem correo)

Dimetro recomendado para PS, ABS e SANComo o alimentador tem 30 mm de comprimento, o fator de correo de 1,05. Deste

modo, o alimentador (dR2) dever ter um dimetro 4,3 mm.

dR2 = d . CfdR2 = 4,1 . 1,05 = 4,3 mm

Os dimetros dos restantes alimentadores podem ser determinados utilizando a seguinte re-gra emprica.

D = dR . n[1/3]

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Em que:dR= dimetro do alimentador ramificadon = nmero de ramificaes

d = dimetro do alimentador a ramificarO alimentador R1 foi ramificado em dois alimentadores R2. Logo dimetro do alimentador:

dR1 = 4,1 . 2[1/3] = 5,2 mm

O alimentador principal foi ramificado em dois alimentadores R1:DP = 5,2 . 2[1/3] = 6,6 mm

Fator de correo em funo do comprimento do alimentador

Alternativamente, para moldagens at 200 g e espessuras at 3 mm, pode ser utilizada umaexpresso emprica, recomendada por R.G. W. Pye que permite estimar o dimetro dos alimentado-res e do canal de injeo a partir do peso da moldagem a jusante e do comprimento do alimentador.(ou do canal de injeo).

7,3

4 2LP

d =

onde:d dimetro do alimentador (ou mdio do canal de injeo) (mm)P peso da moldagem a jusante (g)L comprimento do alimentador (ou canal de injeo) (mm)

Regras de projeto

- Nos canais trapezoidais utilizar um ngulo de sada entre 5 - 15,- O dimetro mnimo de um alimentador de 1,5 mm,- Para a maior parte dos plsticos, os canais de alimentao devem ser polidos de modo a

facilitar o fluxo e a extrao.44


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- recomendado a colocao de extratores ao longo do percurso do sistema de alimenta-o,

- Todas as interseces dos canais devem ter um poo frio de forma a captar o materialmais frio que se encontra na frente de fluxo. O comprimento do poo frio deve ser igual

ao dimetro do canal.

Regras de projeto

Tipos

O canais de alimentao podem ser classificados quanto seo transversal. Podendo ser:- Circulares,- Trapezoidais,- Trapezoidais ramificados,- Semicirculares- Retangulares

Tipos de canais

O canal circular o tipo de canal mais eficiente. A resistncia ao fluxo deste tipo de canais relativamente menor comparada com os outros. A queda de temperatura do fundido durante o pre-enchimento tambm menor. A nica desvantagem a necessidade de ser usinado nas duas meta-des do molde.

Por outro lado, o canal trapezoidal modificado a melhor aproximao ao canal circular etem a vantagem de ser usinado em apenas um dos lados do molde. Deste modo, bastante utilizadopara todos os tipos de moldes, pois tem a melhor relao custo/benefcio. Ou seja, custos de usina-gem e propriedades fluxo. Existem moldes, em que a usinagem dever ser realizada s numa meta-de do molde como por exemplo nos moldes com placa extratora ou de 3 placas.

Os canais com seo semicircular e retangular devero ser evitados sempre que possvel.

Balanceamento

Os moldes com mais de uma cavidade produo de peas distintas durante o mesmo ciclode injeo so chamados moldes famlia. Por vezes, o tempo de preenchimento de cada cavidade

diferente, originando diferenas de compactao. Ou seja, no momento em que uma das cavidades45


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est completamente cheia, compactada durante o preenchimento da(s) outra(s). As diferenas decontrao de cada pea, conduzem a variaes dimensionais e por isso, o balanceamento do preen-chimento especialmente importante neste tipo de moldes.

O balanceamento pode ser conseguido atravs da variao do dimetro de cada alimentador /

entrada induzindo diferenas intencionais de resistncia ao fluxo. Os efeitos de cada variao po-dem ser simulados atravs da utilizao de um software apropriado de previso de preenchimento.As figuras seguintes ilustram como a variao do dimetro dos alimentadores pode influen-

ciar o preenchimento. Nesta caso trata-se de um molde de duas cavidades distintas. O dimetro ini-cial considerado para cada alimentador de 8 mm.

Atravs da variao do dimetro do sistema de alimentao, possvel garantir que ambas ascavidades encham ao mesmo tempo. Deste modo, a compactao semelhante para as duas molda-gens. O dimetro do alimentador para a pea mais pequena foi reduzido para 6,5 mm.

Outra forma de proporcionar um preenchimento simultneo de todas as cavidades (no casode moldes de cavidades iguais) fazer com que o fundido percorra sempre a mesma distncia desdeo canal de injeo at cada uma das cavidades.

Alimentao equilibrada em moldes com diferentes nmeros de cavidades

Entradas

A entrada uma constrio entre os alimentadores e as cavidades e tem como finalidades:- Sujeitar o fundido a uma taxa de corte suficientemente elevada para que o aquecimento

resultante da dissipao viscosa mantenha essa passagem, de pequena seo, aberta du-rante o preenchimento e a fase de pressurizao. No entanto o aumento excessivo datemperatura poder provocar a degradao do material. A entrada deve solidificar a tem-

po de permitir que o cilindro da injetora possa recuar sem perigo de refluxo do material;- Facilitar o controle do preenchimento, principalmente em moldes de vrias cavidades ou

de cavidades com mais de uma entrada;

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- Permitir a separao fcil da pea e do sistema de alimentao (eventualmente automti-ca), no deixando uma marca muito pronunciada.

O dimetro mnimo do ataque pode ser estimado utilizando o grfico abaixo. Este grfico re-

presenta o dimetro da entrada em funo da vazo injetada, considerando as taxas de corte mxi-mas permitidas para cada material.

Regras de projeto

A posio das entradas deve ser tal que permita controlar/minimizar/evitar alguns defeitosde preenchimento. O ponto de injeo deve ser localizado.

- Preferencialmente nas zonas mais espessas da pea, de forma a evitar vazios ou rechupesnas peas moldadas.

- De modo a garantir um preenchimento equilibrado da moldagem;- De modo a evitar ou minimizar a fragilidade das linhas de solda;

- O mais afastado das zonas de hesitao devido diferena de resistncia ao fluxo;- De forma a evitar o efeito de jato.

Efeito da hesitao

A hesitao um defeito causado pela estagnao do fundido numa zona com variaes sig-nifcativas de resistncia ao fluxo. Isto , quando o fundido injetado numa cavidade com grandesvariaes de espessura tende a encher primeiro as zonas que oferecem menor resistncia ao fluxo,ou seja, as zonas mais espessas. Assim, o fluxo pode estagnar nas zonas mais frias resfriando a me-dida que o fundido enche as restantes zonas da cavidade. No final do enchimento e dependendo doestado de solidificao do material, a presso de injeo pode no ser suficiente para fazer o fundi-do fluir da zona de hesitao. Mesmo que isto no acontea pode ficar sempre uma marca na super-fcie da pea devido hesitao.

Influncia da localizao do ponto de injeo na hesitao

Efeito de jato

O efeito de jato ocorre quando o material plstico injetado a uma grande velocidade atra-

vs de uma entrada para uma zona espessa, em bater nas paredes prximas do ponto de injeo.47


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Entrada lateral a cavidade

Este tipo de entrada mais comum e tem, geralmente, uma seo retangular. As principaisvantagens deste tipo de entrada so:

- facilidade de usinagem e conseqente baixo custo;- a grande exatido dimensional e a facilidade de variao das suas dimenses. Assim, a

velocidade de preenchimento da cavidade pode ser controlada independente do tempo desolidificao do ataque e permitir moldar todos os materiais comuns;

- pode ser facilmente alterado durante o try-out do molde.Desvantagem de deixar marca na superfcie visvel da pea, em particular se a moldagem for

simplesmente partida pela entrada sem operaes secundrias.

- comprimento recomendado (L): 0,5 1 mm- Largura recomendada (W): 1,6 12,7 mm- Espessura recomendada (h): 6 75% da espessura nominal da pea

Entrada em Flash

Este tipo de injeo utilizado principalmente em peas planas, a alimentao feita atravsde uma fenda ao longo da borda da pea, permitindo, assim, um preenchimento uniforme da cavida-de. Tem o inconveniente de ser mais fcil de partir (freqentemente tem de se recorrer a dispositi-vos especiais, por exemplo, facas quentes) e deixa uma marca visvel na borda da pea.

- Comprimento recomendado (L): 0,5 1 mm49


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- Espessura recomendada (h): 20 50% da espessura nominal da pea

Entrada em leque

Neste tipo de entrada a alimentao feita atravs de uma fenda de um orifcio. Permite umpreenchimento mais uniforme do que o ataque lateral mas menos uniforme do que a entrada emflash, constituindo, por isso, uma soluo de compromisso entre os dois tipos de entrada referidos.

utilizado em peas com grandes superfcies e paredes finas.

apostila de moldes cefet-rs

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