ferramentaria - moldes para plsticos

7/22/2019 Ferramentaria - Moldes Para Plsticos

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NTP - Ncleo de Tecnologia do Plstico

FERRAMENTEIRO DE MOLDES PARAPLSTICOS

SENAI Mario Amato


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Escola SENAI Mario Amato Ferramenteiro de moldes para plsticos

NTP Ncleo de Tecnologia do Plstico 1

Ferramenteiro de moldes para termoplsticos SENAI-SP, 2001

Trabalho elaborado pelo Banco Cultural, NTP - Ncleo de Tecnologia do Plsticoda Escola SENAI Mario Amato, para o Departamento Nacional do SENAI, para

curso AE Aprendizagem Industrial - Especializaes.

Equipe responsvelCoordenao geral Milton Gava

Coordenao Fausto Carlos MachiniElaborao Bruno Balico dos Santos

RevisorWander Burielo de Souza

Reviso 01Colaborao --

Editorao Banco Cultural

Produo grfica ImagixDigitalizao Banco Cultrual

SENAI Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialEscola SENAI Mario AmatoCENATEC - Centro Nacional de Tecnologia em Cermica,Plsticos e QumicaFaculdade de Tecnologia Ambiental

Avenida Jos Odorizzi, 1555 Bairro Assuno09861-000So Bernardo do Campo - SP

TelefoneTelefax

SENAI on-line

(0XX11) 4109 9499(0XX11) 4351 69850800 - 55 1000

E-mailHome page

[email protected]:// www.sp.senai.br/1.16


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MATRIA-PRIMA

Definies

Plstico

a denominao de uma numerosa famlia de materiais sintticos

formados por grandes molculas constitudas basicamente de Carbono (C). So

materiais moldveis pela ao do calor e temperatura ou solventes. Alis, o

vocbulo plstico indica a relativa facilidade de levar-se tais materiais ao

estado plstico. Podem receber aditivos, como estabilizadores, que lhes

conferem resistncia ao impacto, cidos, calor e raios solares e tambm receberpigmentos, que lhes do cores e tonalidades desejadas.

H plsticos que tm como matria-prima uma resina sinttica

proveniente, por sua vez, de outras substncias que combinadas, lhe deram

origem. E tambm h plsticos que no procedem de resinas sintticas, mas,

sim, de substncias naturais, como o caso, por exemplo, da celulose

(substncia proveniente de vegetais) e da casena (protena encontrada no

leite).

Principais matrias primas para obteno do plstico:

Petrleo

Hulha

Gs natural

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Monmero

a matria prima dos polmeros. Consiste de molculas simples de

produtos obtidos a partir do gs natural e principalmente do petrleo. Alguns

monmeros foram por muitos anos, resduos da gasolina ou leo de

aquecimento. Da participao de cada produto fabricado a partir de petrleo,

notado que apenas 4% da produo total usada para fabricao de plsticos.

Consumo mundial de etrleo

Petrleo: Extra o Destila o Fracionada Refino da NAFTA edistribui o


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Exemplos de polmeros com suas respectivas unidades repetitivas.

Polmero Monmero Unidade Repetitiva

Polietileno

(PE)

H2C CH2 CH2 CH2

n

Polipropileno

(PP)

H2C CH

CH3n

CH2 CH

CH3

Poliestireno

(PS)

H2C CH CH2 CH

n

Polmero

A palavra polmero originada do grego, cujo significado muitas

partes (poli: muitas, mero: partes). A denominao polmero foi dada s

grandes molculas formadas por unidades qumicas simples repetitivas. As

unidades simples so originadas de molculas simples, que foram definidas

como monmeros.

Polimerizao

O conjunto de reaes atravs das quais os monmeros reagem entre si,

formando uma macromolcula polimrica, chamado polimerizao. O

rendimento, a velocidade de reao e os seus mecanismos dependem de vrios

fatores, dentre eles, os principais so temperatura, presso, tempo e tipo de

reator.


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Peso molecular - PM

O peso molecular pode ser definido como a somatria das massas

atmicas de cada elemento qumico que compe uma molcula. Sabendo-se o

peso molecular da unidade repetitiva do monmero que produz o polmero e seu

grau de polimerizao, pode-se obter o peso molecular de uma macromolcula

do polmero.

Distribuio de peso molecular - DPM

A curva de distribuio de peso molecular permite a verificao de como

os diferentes tamanhos de macromolculas esto distribudos no material

plstico. Estas informaes so teis, pois plsticos com DPM estreita tem uma

fuso de suas macromolculas mais uniforme, sendo indicado para o processo

de Injeo, j plsticos com DPM larga indicada para o processo de extruso.

Cristalinidade

Quanto ao estado de ordem em polmeros lineares e ramificados, a

disposio relativa das cadeias de molculas umas para as outras,

completamente desordenada, tem como resultado um estado amorfo. Um alto

estado de ordem produzido pelo grande ordenamento como um resultado de

orientao, ou pela formao de cristalitos localizados, dando alinhamento

paralelo ordenado das cadeias de molculas. Sob estas condies, regiescristalinas so intercaladas dentro do material amorfo.

Como regra, estas duas regies diferem em densidade, conforme figura

abaixo:

A= Arranjo Amorfo

B= Arranjo Cristalino

A densidade do material plstico pode ser alterada com os diversos graus

de cristalinidade


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Entre as poliolefinas, o polietileno , em particular, notvel pela larga faixa

de possveis graus de cristalinidade, isso pode ser demonstrado

mensuravelmente de maneira simples pela determinao da densidade:

Densidade do:

PEBD - 0,915 a 0,930 g/cm3(grau de cristalinidade 65% a 75%)

PEMD - 0,930 a 0,945 g/cm3(grau de cristalinidade 75% a 80%)

PEAD - 0,945 a 0,965 g/cm3(grau de cristalinidade 80% a 95%)

Aumentando o grau de cristalinidade e densidade, aumentam:

Faixa de fuso - PEBD funde de 105 a 112 C

PEAD funde de 127 a 135 C

Resistncia trao;

Mdulo de elasticidade (rigidez)

Dureza;

Resistncia a solventes

Impermeabilidade a gases e vapores;

A resistncia ao impacto, resistncia ao tensofissuramento ambiental e

transparncia mostram decrscimo.

Foto polarizada de cristais deplsticos na forma esferultica


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Classificao

Os polmeros classificam-se sob vrios aspectos, neste curso destacamos

alguns aspectos:

Origem (natural ou sinttico);

Estrutura qumica (linear, ramificado, reticulado);

Caractersticas de fusibilidade (termoplstico, termofixo);

Heterogeneidade da cadeia (homopolmero e copolmero);

Quanto heterogeneidade da cadeia

Homopolmeros: so polmeros formados por um nico tipo de monmero.

Ex: A+....+A ~~A-A-A-A-A-A~~ A=monmero

Copolmeros : so polmeros formados por mais de um tipo de monmeroEx: A+...+A + B+...+B + C+...+C ~~A-A-B-B-C-C~~

Quanto origem

Os polmeros originados da natureza, como celulose, amido, protenas do

leite, lignina, so ditos polmeros naturais. Os polmeros sintticos so obtidos

atravs de reaes (polimerizaes) de molculas simples (monmeros)

fabricadas pelo homem, exemplos destes polmeros so o polipropileno,

polietileno, poliestireno.


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Quanto estrutura

Linear

So polmeros que possuem macromolculas que cresceram em uma

direo apenas, portanto estes polmeros passam a apresentar uma estrutura

molecular linear.Ex: polietileno de alta densidade (PEAD)

Polmeros que possuem grupos pendentes como polipropileno,

poliestireno, podem tambm ser lineares, com a utilizao de catalisadores

estreo-especficos.

Ramificado

So polmeros cuja cadeia principal, possui molculas curtas ou longas

dependuradas, resultando em estruturas moleculares ramificadas. Ex: polietilenode baixa densidade.


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Reticulado ou polmeros com ligaes cruzadas

So polmeros com molculas entrelaadas que formam ligaes

primrias entre elas, formando reticulados tridimensionais. Ex: Fenol-

Formaldedo.

No existe um polmero 100% linear ou 100% ramificado, os polmeros

possuem uma determinada estrutura predominante. Polmeros com alto grau de

linearidade possuem maior facilidade em se cristalizarem, podendo ser

denominados de semi-cristalinos, enquanto que polmeros altamente ramificados

possuem dificuldade de se arranjarem ordenadamente, no formando cristais,

so normalmente chamados de amorfos.

Figura: exemplos de cadeias ramificadas

Quanto s caractersticas de fusibilidadeAs caractersticas de fusibilidade dos polmeros determina a tcnica do

processamento do polmero. Sob este aspecto, classificam-se os polmeroscomo: Termoplsticos e termorrgidos (termofixos).

TermoplsticosSo polmeros que sob efeito de temperatura e presso fundem e fluem

podendo ser moldados, e quando resfriados, endurecem, adquirem a forma domolde. Aplicando-se temperatura e presso novamente eles podemreiniciar um novo ciclo de fuso e endurecimento. (Ex: PE, PP, PVC, PET)


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SLIDO PASTOSO SLIDO

N VEZES

TermofixosSo polmeros que so obtidos sob efeito de temperatura e presso em

pr-polmero, que fundem, fluem, adquirem a forma do molde e reagem entre siquimicamente formando ligaes cruzadas, e se solidificam. Este tipo depolmero no permite novo ciclo de fuso (Ex.: fenol-formaldedo, polisterinsaturado, resina fenlica, epxi, silicone)

Aditivos para os materiais plsticos

Os aditivos so substncias qumicas que, adicionadas ao material

plstico, melhoram suas propriedades e alteram suas caractersticas fsicas e

qumicas. Entre os mais utilizados temos:

PigmentosSo adicionados aos materiais plsticos para melhorar o seu aspecto

visual.

Lubrificantes

Tem a funo de facilitar o fluxo do material durante o processamento,

evitando a aderncia nos componentes do equipamento.

Plastificantes

Geralmente so lquidos que aumentam a flexibilidade dos materiais

plsticos e facilitam seu processamento.

Estabilizantes

Sua funo a de retardar a degradao do polmero durante o

processamento.

Cargas

So incorporadas aos materiais plsticos, para reduzir o custo, ou

melhorar alguma propriedades fsica, do produto final.

Anti-Oxidantes

Evitam a oxidao dos materiais temperatura ambiente.

Reforos

SLIDO PASTOSO SLIDO

1 VEZ


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So incorporados nos materiais plsticos para aumentar a resistnciamecnica, qumica, trmica e eltrica.

Outros aditivos tais como os absorvedores de Raios Ultra Violeta,

Retardadores de Chama, Agentes de Expanso, Antiestticos, Aromatizantes,tambm podem ser utilizados.Os aditivos so incorporados aos materiais plsticos, misturados

mecanicamente atravs de extrusoras, calandra ou misturadores do tipoBanbury.

Principais propriedadesPropriedades dos materiais plsticos

As propriedades dos materiais podem ser divididas em trs: Propriedades fundamentais (intrnsecas) Propriedades de processamento Propriedades do produto.

Deve-se frisar que estas trs categorias de propriedades esto fortemente

inter-relacionadas.

Deve-se frisar que estas trs categorias de propriedades esto fortemente inter-relacionadas.

MATERIAL PLSTICOEx: Polipropileno PP

ProcessamentoMquina Injetora

PRODUTOEx:Ventiladores

Propriedadesde

processamento

Propriedadesdo

produto

Propriedadesdo

material

plstico


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INJEO DE PLSTICOS

Definies

Na moldagem por injeo, um polmero em forma de grnulos

aquecido, fundido (terminologicamente, a forma mais correta seria estado fluido

ou pastoso) e forado sob presso para dentro de um molde, por meio de um

pisto; ainda dentro do molde, a pea moldada resfriada abaixo da

temperatura de amolecimento do termoplstico; o molde ento aberto e a pea

moldada extrada.

O processo de moldagem intermitente, ou seja, aps cada pea ser

extrada do molde, um novo ciclo j teve inicio. O processo entocaracterizado pelas etapas: alimentao, plastificao (homogeneizao),

enchimento do molde, resfriamento, abertura do molde e extrao da pea;

etapas que sero detalhadas mais adiante.

A moldagem por injeo , sem dvidas, o mtodo mais usado para

transformar termoplsticos em artigos para uso final. Estima-se que 35% dos

artigos plsticos para uso, sejam produzidos por este processo. um processo

simples, rpido, preciso e, hoje em dia, razoavelmente econmico.

So inmeros os fabricantes e tipos de e tipos de mquinas para a

injeo de plsticos, as conhecidas injetoras, desde as mais simples at as

controladas por computadores, desde pequenas para produzir um minsculo

conector eltrico, at as maiores para produzir um pra-choque para

automveis.

Mquinas de Injeo

O enorme crescimento do processo de injeo, reflete-se nos diversos

tipos e tamanhos de mquinas existentes no mercado.

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Injetoras so, em regra geral, mquinas universais. Sua funo abrange

a produo descontinuada de peas, preferencialmente a partir de fundidos

macromoleculares, apesar de a moldagem ocorrer sob presso.

Unidade de Injeo ou Sistema de Injeo

Mquinas a pisto (convencional): cilindro horizontal e cilindro vertical

Mquinas com rosca pisto: acionamento hidrulico para rotao da rosca;

acionamento eltrico para rotao da rosca; pr-plastificador de rosca,

acionamento hidrulico, injeo a pisto.

Nesta unidade o plstico fundido, homogeneizado transportado,

dosado e injetado no molde. A unidade de injeo tem assim duas funes:

Injeo e Plastificao do Material Plstico

Atualmente comum o uso de mquinas com rosca; estas injetoras

trabalham com uma rosca, que tambm serve de mbolo de injeo.

A rosca gira em um cilindro aquecido, ao qual o material alimentado

atravs do funil. A unidade de injeo move-se geralmente sobre a mesa damquina.

Cilindro

Constitudo de um tubo de ao robusto, capaz de suportar a presso

necessria para a injeo, geralmente envolvido e aquecido por resistncias

eltricas, o calor gerado pelo sistema de aquecimento conduzido atravs das

paredes do cilindro para fundir ospelletsde material, a fim de que estes possam

ser injetados homogeneamente no molde.


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Geralmente o aquecimento do cilindro dividido em zonas de

temperaturas controladas individualmente com o intuito de obter fuso gradativa

do material e maior homogeneidade do fundido.

H pelo menos trs zonas de aquecimento controladas individualmente

com preferncia ao tipo proporcional, ou controles de temperatura de voltagem

dupla. A temperatura no bico dever ser controlada separadamente, por

pirmetro ou reostato individuais.

Presso de Injeo

Deve ser varivel e atingir at 20.000 psi pelo menos (1400 kgf/cm2).

Preferencialmente em dois estgios (presso de injeo para encher o molde e

recalque para evitar o retorno do material ao cilindro), cada um controlado por

um tempo (timer).

Velocidade de Injeo

Deve ser varivel controlada com velocidade mxima de pelo menos

cerca de

150 cm / min.

Alimentao Ajustvel

Deve ser precisa para permitir um controle do peso de cada injeo

CilindroHidrulico

ColunasGuiasCilindro de

Injeo

Resistncias Eltricas

rea deIntroduo daMatria-prima

RoscaPlastificadoraBico de

Injeo


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Tempos

Devem ser precisos para medir os tempos como por exemplo: tempo de

injeo; tempo de fechamento do molde; tempo de recalque; tempo de extrao

do produto.

Rosca

A rosca utilizada na injeo em geral classificada em trs zonas:

A. Zona de alimentao;

B. Zona de compresso;

C. Zona de homogeneizao ou de mistura.

A. Zona de alimentao

De baixa compresso, tem por funo assegurar a presso de

alimentao do material e pr aquece-lo at prximo da temperatura de

plastificao.

B. Zona de compresso

Na zona de compresso, o espao entre os filetes da rosca reduzido

mediante o incremento do dimetro do seu ncleo. Limitando-se assim o espao

para o material plstico que vem avanando.

C. Zona de homogeneizao ou de mistura

Deve homogeneizar a massa fundida com perfeio. Bem como misturar

todo e qualquer componente que ainda no tenha sido disperso.


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Razo de compresso: a razo entre o volume de uma volta no primeiro

canal da zona de alimentao e o volume de uma volta no ltimo canal da zona

de mistura.

A razo de compresso da ordem de 2 1/2 a 4:1 e a, razocomprimento/dimetro (L/D) pode variar de 15 a 25 d em funo do tipo de

material a ser processado. Para poliolefinas em geral, a razo de compresso

prxima de 3:1 e o comprimento da rosca de aproximadamente 20 d.

Bico de Injeo

um elemento do conjunto de injeo que, com perda mnima de presso

e temperatura, permite a conexo mecnica do cilindro aquecido com o molde.

O dimetro do orifcio do bico do lado roscado nunca deve ser menor do que o

do cilindro. Para evitar a estagnao e degradao da resina.

O dimetro do orifcio do bico deve ser levemente menor que o dimetro

do canal de fluxo da bucha do molde, a fim de evitar ocorrncia de problemas na

extrao do canal de alimentao.

A curvatura do bico deve ser ligeiramente menor que a da bucha do

molde. De maneira a garantir um contato adequado entre as peas, alm de

uma perfeita estanqueidade, preciso lembrar. Ainda que todas as superfciesenvolvidas devero estar bem polidas para facilitar a extrao do canal de

alimentao.

O dimetro dos canais de fluxo variam conforme o volume da

cavidade do molde.

PESO DO MOLDADO (g) DIMETRO DOS CANAIS (mm)

0,25 3

0,80 5

2,0 7

3,5 8

A temperatura do bico deve ser controlada por termopar para evitar o

superaquecimento, que provoca degradao do material e o sub-aquecimento

que pode vedar o bico.


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Sistema de Fechamento do Molde

Cilindro Hidrulico, Fechamento Horizontal

Fechamento Com Articulao: Horizontal e Vertical.

So as seguintes as exigncias mais importantes para a unidade de

fechamento:

manuteno do fechamento do molde, com a mnima flexo das placas;

ciclos rpidos de movimentao e de travamento;

integrao do extrator, puxador de machos ou vlvulas pneumticas;

boa acessibilidade para a instalao do molde e dos perifricos;

proteo do molde, sensvel e de ajuste fcil;

Placa FixaPorta Molde

Placa Mvel

Porta Molde

Placa deAncoragem

Unidade deExtrao

Sistemajoelho deFechamento

PistoHidrulico

Coluna Guia


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posicionamento exato.


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PROCESSO DE INJEO

Abaixo Apresentamos um Esquema do Processo de Injeo

A = estgio de injeo

B = estgio de resfriamento (incio da dosagem e homogeneizao)

C = estgio de extrao da pea

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Decisivo para a rentabilidade do processo o nmero de peas

introduzidas por unidade de tempo. Ele depende fortemente do tempo de

resfriamento da pea no molde e este, da maior espessura da parede da pea.

O tempo cresce com o quadrado da espessura da parede. Por motivos

econmicos, muito rara a produo de peas com grandes espessuras de

parede. Normalmente no se encontram paredes com espessuras superior a 8

mm.

Ciclo de moldagem

Tambm chamado de ciclo de injeo, ou ciclo de produo, o intervalo

total de tempo entre o instante em que o molde se fecha durante um ciclo e o

instante correspondente em que ele se fecha no ciclo seguinte: a seqncia

desse ciclo esta representada na figura abaixo:

Podemos considerar que o ciclo de injeo comea no momento em queo molde vazio fecha-se para receber o polmero fundido, em seguida, o pisto ourosca de injeo comea a avanar compactando os grnulos e comprimindo opolmero fundido at este fluir atravs do bico de injeo;

Devemos considerar aqui um tempo morto durante o qual o pistoavana, porm no h vazo de material atravs do bico, uma vez iniciado ofluxo do polmero este sai pelo bico e enche as cavidades do molde; quandoest totalmente cheio o pisto deve permanecer por um certo tempo em posioavanada mantendo a presso para compactar e compensar a contrao que o


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polmero sofre durante o resfriamento. Ao recuar o pisto de injeo, cessa apresso e uma pequena quantidade de material tende a retornar para amquina.

Aps isto, o polmero que ocupa as entradas das cavidades, se resfria o

suficiente para solidificar e suportar a queda de presso dentro da cavidade. Aosolidificar a entrada, a cavidade do molde fica totalmente isolada do resto dosistema. Uma vez isolada a cavidade do sistema. O polmero que ocupa acavidade se resfria em volume e densidade constantes, a menos que a pressoalcance valor zero durante este resfriamento ou a temperatura da cavidade noseja uniforme.

Finalmente, abre-se o molde, extrai-se a pea e inicia-se o prximo ciclode moldagem, portanto para uma discusso terica podem-se considerar nociclo de moldagem as seguintes etapas: Incio do avano do pisto at que o polmero comece a fluir para dentro do

molde; Etapa de enchimento; Etapa de compactao; Etapa de retrocesso do polmero; Etapa de resfriamento das entradas;Etapa de resfriamento em volume constante com as entradas fechadas(solidificadas).

Para controlar o processo, o moldador dispe dos seguintes controles:

Temperatura do cilindro de aquecimento; Presso / tempo aplicado pelo pisto (presso de injeo);

Presso / tempo com que o pisto permanece avanado (presso derecalque);

Tempo do molde fechado; Tempo do molde aberto; Temperatura do molde; Velocidade tempo de fluxo.

As interaes destes controles com o polmero ditar as propriedades doproduto acabado. Obviamente outros fatores so igualmente importantes como

espessura da cavidade, comprimento da trajetria do fluxo, posio e dimensesdas entradas, sistema de refrigerao, comprimento e tamanho dos canais dealimentao, etc., e no podem ser considerados como variveis independentesdo processo.


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ASPECTOS FUNDAMENTAIS NO

DESENVOLVIMENTO DE MOLDES

Antes de iniciar a construo de um molde importante ter em mente osseguintes fatores:

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Forma da pea, volume de pedidosrequeridos, quantidade/tempo

Nmero de cavidades Seleo damquina de injeo

Forma de execuo do molde

Molde de duas placas Molde de trs placas

canal quente canal frio plastificaonormal

canal quente Canal frio

Disposio das cavidades

Distribuio simtrica Distribuio em srie

Sistema de canal

Normal Ponto Laminar (Pelcula) RetangularDisco,

guarda-chuva


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Sistema de regulagem de temperatura

Superfcies Cavidade

leo Resistncias eltricas gua leo ar gua

Sistemas de Extrao

extratores Seguim.(anel ou padro) Mordaas, corredias

Sistemas de sada dos gases (ou ventilao)

Nvel de diviso Postios inseridos Extratores Lminas Espigassinterizadas

canais canais

Materiais de construoBase do molde

Placas ou Postios CavidadeAos de tmperaintegral, decementao, debeneficiamentosem fundir

Aos de tmperaintegral, decementao, debeneficiamento

Aos detmperaintegral, decementao, debeneficiamento


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Esta classificao j cumpre com seu objetivo e transmite de forma clarae detalhada as experincias adquiridas at agora na construo de moldes de

injeo. Ao tratar um novo problema, o projetista pode ver como se temconstrudo ou se tem de construir um molde em casos similares.

Sem impedimentos, o projetista sempre tratar de avaliar as experinciase construir algo melhor, em lugar de copiar a execuo anterior. Uma exignciaelementar de cada molde que tem de ser utilizada em uma mquina no cicloautomtico que as peas sejam extradas automaticamente sem anecessidade de uma operao adicional (separao do canal de injeo,operao para determinadas realizaes, etc.).

A classificao de moldes de injeo regida logicamente pelas

caractersticas principais de construo e funcionamento. Estas so: O tipo de canal de injeo e sua separao; O tipo de extrao das peas injetadas; A existncia ou no de contra-sadas exteriores na pea a injetar; O tipo de desmoldagem.

O esquema representa um procedimento para o desenvolvimentometdico e planificado de moldes de injeo.

Para a construo e dimensionamento das peas de injeo e seuscorrespondentes moldes, se utilizam cada vez com maior freqncia o mtodo

de elementos finitos (FEM), assim como procedimentos de clculos comoCadmold, Moldflow, etc. Com estes mtodos pode-se reduzir o tempo dedesenvolvimento e os custos, assim como otimizar a funcionalidade das peas.

S quando se tem determinado a pea a injetar e todas as exigncias queinfluem no desenho de um molde, pode-se executar a construo definitivadeste.

Forma da pea Sistema de canal Condies de elaborao

Construo

Determinao da Contrao


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CLASSIFICAO DOS MOLDES

DE INJEO

A norma DIN E 1675 (Moldes de injeo para materiais plsticos) contm

uma diviso dos moldes segundo o seguinte esquema:

Molde padro (molde de duas placas);

Molde de gaveta;

Molde de extrao por seguimentos;

Molde de trs placas;

Molde de pisos (molde sandwich);

Molde de canal quente.

Semelhantes aos moldes de canal quente para injeo de materiais

termoplsticos existem moldes de canal frio para a injeo sem canal de

materiais termofixos.

Se no possvel a disposio de canais de distribuio no plano de

abertura do molde, ou se tem de unir centralmente as peas de um molde com

cavidades mltiplas, se requer um segundo plano de separao para a

desmoldagem do canal solidificado (molde de trs placas) ou uma alimentaode material atravs de um sistema de canal quente. Em moldes sandwich,

montam-se praticamente dois moldes em srie no sentido de fechamento, sem

que requeira o dobro da fora de fechamento. A condio prvia para este tipo

de molde uma elevada quantidade de peas desenho simples, como peas de

formato plano. Como vantagem essencial tem de se mencionar os baixos custo

de produo. Os moldes sandwich hoje em dia so equipados sem exceo com

sistemas de canais quentes com extremas exigncias, sobre tudo no que se

refere ao equilbrio trmico (homogeneidade trmica).

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5.2 Molde de Trs Placas

Alm das duas placas, uma do lado fixo e outra do lado mvel, como no

molde de duas placas, o molde de trs placas tem uma outra, conhecida como

placa flutuante ou central. Esta ltima possui a entrada, parte do sistema de

distribuio e uma parte da cavidade. Na posio de abertura, essa terceira

placa separada das outras duas, permitindo a extrao do moldado de um lado

e o canal de injeo e canaletas de distribuio do outro. As principais

utilizaes para esse tipo de ferramenta so:

Alimentao central das peas nas ferramentas de cavidades mltiplas; por

exemplo, uma ferramenta de boto de rdio, com alimentao de entrada

capilar no centro de cada boto.

Alimentao central de peas com entradas restritas em ferramentas decavidade simples; por exemplo, uma alimentao de entrada capilar central

na base de uma vasilha.

Alimentao de reas de peas com mltiplas entradas restritas; por

exemplo, pontos de injeo mltiplos na superfcie de uma bandeja.

Entrada de aresta das ferramentas de cavidade simples ou cavidades

mltiplas desbalanceadas sem a produo de um molde excntrico; isto

importante nos grandes moldes.

evidente que nenhuma das ferramentas relacionadas poderia ser feitacomo um molde de duas placas, porque seria impossvel remover o sistema de

canal de injeo e canaletas de distribuio e desta forma, usa-se a terceira

placa. Os moldes de trs placas so sempre mais caros do que os de duas,

algumas vezes consideravelmente mais dispendiosos. H tambm uma

tendncia em serem de produo mais baixa devido necessidade do operador

ter de tirar o sistema de canais na abertura do molde. Geralmente isto deve ser

feito manualmente, a menos que haja um dispositivo especial para faz-lo.


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As ferramentas de trs placas so freqentemente usadas na produo

de componentes pequenos ou mdios. Entretanto, devido ao aumento de peso

da placa flutuante, elas so menos usadas nas moldagens maiores e raramente

nas muito grandes.

A figura abaixo ilustra diagramaticamente um molde de cavidades duplas,

entrada capilar e trs placas, que representativo dos moldes de trs placas

empregados para peas pequenas. Os vrios elementos da ferramenta so:

empregados para peas pequenas. Os vrios elementos da ferramenta so:


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Legenda:

1. Placa de apoio (lado estacionrio).

2. Placa central flutuante ou terceira placa. Esta placa deve estar suficiente-

mente separada da placa de apoio para permitir a fcil extrao do sistema de

canais. A distncia entre as placas governada pelo comprimento dos

parafusos de extrao (7).

3. Placa de extrao. Na ferramenta mostrada, a extrao das peas dos

machos efetuada por meio de uma placa de extrao. O sistema extrator ado-

tado, entretanto, depende do tipo da pea.

A ferramenta na posio fechada est mostrada na vista superior e,

completamente aberta na inferior. Aps a injeo, no resfriamento, haver a

contrao sobre os ncleos-macho, soltando-se da cavidade.

O movimento inicial da placa mvel divide o molde entre as placas (3) e


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(4), sendo isto ajudado pelas moldagens que ficam nos ncleos-macho. Quando

esses ncleos deixam as cavidades fmeas, as cabeas dos parafusos de

extrao (8) encostam no lado de injeo da placa de extrao (3). A placa (3)

ento extrai as moldagens dos ncleos-macho. Durante esse movimento ulterior,

as porcas de ajustagem das hastes limitadoras (9) encostam na face posterior

da placa (5) e, ento comeam a mover a placa (2) para frente, fazendo uma

nova linha de separao entre as placas (2) e (1).

O movimento inicial de (2) destaca o canal da bucha em virtude dos

recessos nas alimentaes dos machos. A placa de extrao da alimentao (6)

mantida entre a placa (2) e o sistema de distribuio superior, devido aos

mesmos recessos.

Entretanto, a placa (6) tem apenas um movimento limitado que determi-

nado pelo comprimento dos parafusos limitadores (10). Quando as cabeas de(10) se encostam no lado de extrao da placa (6), o movimento desta termina,

e ela destaca a alimentao, afastando-a dos ncleos-macho, vencendo a

resistncia dos recessos. O movimento total de (2) restrito ao comprimento

entre a parte inferior das cabeas dos parafusos de extrao (7) e a face da

bucha.

O sistema de distribuio possibilitado cair livremente de (6), porque a

face (11) tem a forma de um rasgo de extremidade aberta, sendo o extremo

aberto projetado para ficar virado sempre para baixo. evidente que as ferramentas de trs placas necessitam de maior curso

de abertura do que as ferramentas correspondentes de duas placas.

importante que a disponibilidade de curso necessrio seja comparada com as

distncias distribudas nas vrias partes mveis.

4. Placa montagem dos insertos.

5. Placa de apoio (lado mvel).

6. Placa de extrao do canal de injeo.

Em operao, quando a ferramenta se abre, o canal principal puxado

para fora da bucha pelo agarramento dos canais das duas cavidades, fazendo-

se recessos nestes canais, se necessrio. Isto ento provoca o deslizamento da

placa (6) para frente, ao longo dos pinos (10). Quando a placa completa seu

movimento, a continuao da abertura da ferramenta provoca a retirada dos

canais dos ncleos, at que eles estejam separados. O canal de injeo e

canaletas de distribuio estaro livres e caem da ferramenta atravs das

fendas na placa (6).

Os pinos que suportam a terceira placa devem ter resistncia adequada


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para esse fim e, para tal, necessrio assegurar-se que os pinos tenham o

tamanho suficiente para manter as tenses dentro de valores seguros; e que a

deflexo dos mesmos, sob a ao do peso da placa na posio de

completamente distendida, no seja excessiva.

Tenso nos Pinos

aconselhvel admitir que toda a carga seja suportada apenas por dois

pinos, porque, se o alinhamento no for perfeito, essa condio pode aparecer.

Em muitos casos, os pinos que suportam a terceira placa tambm atuam

como pinos-guia, assim a carga de alinhamento da ferramenta exceder a de

suporte da terceira placa e, podem ser especificados pinos de dimetro maior do

que o mostrado nos clculos anteriores.

Deflexo dos Pinos

A mxima deflexo possvel pode depender de diversos fatores; mas, ela

no deve exceder 0,5 mm e, devem-se colocar limitadores positivos no fim do

curso. Em muitos casos, essa deflexo bem pequena e pode ser ignorada.

As figuras A e B (abaixo) mostram a aplicao de uma ferramenta de trs

placas para alimentao capilar mltipla numa moldagem do tipo de bandeja. As

vistas (a) e (b) ilustram, respectivamente, a seo lateral e plana dessa

moldagem, onde se observa que os quatro canais de distribuio (2) divergemdo canal de injeo para penetrar pelas quatro entradas capilares (3), moldagem

(15). Os canais de distribuio so usinados na placa estacionriaA, e terminam

na terceira placa ou placa flutuante B. A placa C ligada diretamente placa

mvel. A terceira placa B guiada pelos pinos (1), estes atuando tambm como

pinos-guia para toda a ferramenta. Quando a ferramenta se abre, o canal

arrancado e as mltiplas entradas so destacadas por meio de seus respectivos

ganchos (4). Neste projeto, nenhuma proviso feita para a extrao

completamente automtica do sistema de canais, e aps a separao inicial naforma descrita, o sistema de alimentao manualmente removido aps a

abertura.


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Figura: molde de trs placas com alimentao mltipla de entradas capilares

A forma macho na placa B localizada em relao fmea, por meio dos

postios cnicos (6). Estes servem para o desgaste e, a fim de que a ajustagem

possa ser feita, se necessrio, para o posicionamento relativo das duas metades

da forma. Uma vlvula de ar (5) instalada, possuindo uma sede cnica, e

mantida fechada por meio de uma mola de compresso. Quando o ar admitido

por trs da Vlvula, esta se abre ligeiramente e permite a penetrao do ar com-

primido entre a moldagem e a superfcie da cavidade macho. Como a

profundidade da moldagem pequena, ela pode ser facilmente removida

manualmente, ajudada pela quebra do vcuo e pela pequena presso de ar

fornecida pela vlvula de ar. A vista (c) mostra um dos quatro parafusos

limitadores (7) que evita a continuao do movimento da terceira placa aps sua

abertura de uma quantidade desejada.


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5.3 Molde com Gavetas

H muitas variedades de moldes deste tipoe um nmero correspondente de mtodos

de operao. Esse tipo de molde empregado onde algum detalhe damoldagem forma um empecilho relativo linha de extrao, e o molde deve seraberto numa segunda direo, antes que apea possa ser extrada. Esta segundaabertura freqentemente em ngulo retocom a linha de ao do fechamento, masisto depende da pea, e assim os ngulos

de abertura podem variar. Em muitoscasos, toda a cavidade est contida naspartes mveis mas, em outros, apenas algumas pores, sendo o restanteextrado normalmente. Este ltimo caso ocorre quando apenas um detalheparticular na moldagem forma um rebaixo ou rasgo.

As principais formas de ferramenta com partes mveis so as seguintes:

Partes mveis no lado estacionrio da ferramenta e operadas por carnes

ou pinos do lado mvel.

Partes mveis no lado mvel da ferramenta e operadas por cames ou pinos

no lado estacionrio.Partes mveis operadas pelo mecanismo extrator.

Ferramentas com partes mveis portteis que so operadas manual-mente

ou por meio de dispositivo.

5.3.1 Partes mveis no lado fixo do molde

As partes mveis so montadas em corredias do lado fixo (injeo) da

ferramenta, e so usualmente separadas por meio de molas de compresso

adequadas, ou por molas externas de tenso; ou posicionadas por meio de

prendedores de esfera embaixo dos blocos. Alm de outras funes, esses

dispositivos evitam o fechamento das partes mveis, sob a ao da gravidade,

quando a ferramenta est aberta, com o conseqente perigo de avaria da

mesma, quando o fechamento for acionado.

A forma externa das partes mveis freqentemente cnica, sendo as

mesmas mantidas juntas pela localizao em um recessocnico na parte mvel

da ferramenta. Quando a ferramenta se abre, as partes se separam sob a ao

dos pinos colocados em ngulo, montados no lado mvel do molde. Durante o

fechamento do molde, ocorre o inverso, sendo as partes juntadas pelos pinos.No desenho mostrado, os furos nas partes mveis para os pinos so feitos com


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Se for empregada uma ferramenta com as partes mveis montadas dolado estacionrio, o ncleo a seria extrado, mas a moldagem deveria ainda ser

extrada do ncleo b, e para essa extrao seria necessrio a utilizao de

corrente ou barra. Entretanto, se a ferramenta for do segundo tipo, com as

partes mveis no lado mvel, o retardamento correspondente folga entre os

pinos e os furos, possibilita ao ncleo b ser extrado antes das partes mveis se

separarem, enquanto a moldagem depois extrada do ncleo a, sendo a

camisa de extrao operada diretamente do mecanismo extrator da prensa.

Ser observada a existncia de um gancho de retirada do canal de injeo neste

tipo de ferramenta. Isto deve ser feito para extrair o canal com a moldagem,

durante a abertura da prensa.

Um tipo alternativo de pino para uso com esses moldes mostrados na

prxima figura. Este do tipo de co, ou seja, um pino em ngulo, que d um

maior retardamento. Como anteriormente, D a parte de retardamento do curso

de abertura da ferramenta durante o qual no ocorre qualquer abertura das

partes mveis, e R a abertura em cada parte mvel, que no deve ser menor

do que a necessria para livrar o recessona pea.


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Figura: pino tipo "co"

importante que o ngulo dos pinos seja menor do que o existente no

bloco de travamento; especialmente se o tempo de retardamento for pequeno ou

inexistente. Se o ngulo for o mesmo ou maior do que o do bloco, as partes

tendero a se abrir mais rapidamente do que o afastamento das faces angulares

de fechamento com a possibilidade de sria danificao na ferramenta. O ngulo

dos pinos no deve ser maior que 30 da vertical.

Em muitas ferramentas, apenas uma parte da pea tem um recesso, epode ser inconveniente a colocao de toda a ferramenta em partes mveis

especialmente com ferramentas maiores. Em tais casos, a parte com recesso

pode ser livrada pela utilizao de um bloco macho separado, que pode ser

removido para permitir a extrao do componente, da forma usual. Tal macho

pode ser operado por meios pneumticos ou hidrulicos mas, em muitos casos,

o movimento mecnico do bloco efetuado pelo mecanismo de extrao.

5.4 Molde de Canal QuenteTambm conhecido como um molde sem canal de injeo ou canais de

distribuio, tem como principal objetivo no ser necessria a remoo de todo

ou parte do sistema de alimentao que inerente ao tipo convencional de

molde. Com os moldes de cavidade simples, isto significa o encurtamento ou

eliminao do canal de injeo e, nos moldes de cavidades mltiplas, a

eliminao de ambos os sistemas. Na ferramenta convencional, esse sistema de

alimentao resfriado ao mesmo tempo que a moldagem, sendo removido da

ferramenta ao mesmo tempo, para subseqente reaproveitamento. Na

moldagem de canal quente, todo o sistema de alimentao, ou parte dele,


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mantido numa temperatura elevada, tal que o material no sistema de

alimentao seja mantido fundido, pronto para o prximo ciclo. Isto tem diversas

vantagens:

ciclos mais rpidos;eliminao de operaes de acabamento na remoo do ponto de injeo;

e reduo de refugo que vem dos canais de injeo e de distribuio.

Os moldes desse tipo so mais adequados para grande produo, porque

geralmente o custo da ferramenta mais elevado. A moldagem de canal quente

conseguida por vrios mtodos que usualmente so os seguintes:

Pela extenso do bico aquecido do cilindro de injeo atravs da ferra-

menta, at que ele esteja em contato direto com a cavidade do molde. No

caso das ferramentas de cavidades mltiplas, vrios bicos aquecidospodem ser tomados de um distribuidor aquecido montado diretamente no

cilindro de injeo, cada bico com comunicao direta para uma das

cavidades. A menos que os bocais sejam prximos, podem aparecer

dificuldades na passagem pelo furo de tamanho normal na placa fixa da

prensa. A ferramenta com bico de extenso simples a mais til desse

tipo. Pela sua utilizao, so obtidas vantagens na facilidade de

aquecimento, reduo de problemas de isolao e facilidade de acesso

pelo movimento do conjunto de injeo em relao a placa fixa.

O bico de injeo aquecido e extendido para passar na ferramenta e

terminar num canal convencional, mas de comprimento considervelmente

reduzido. Isto produz uma moldagem com um toco de canal que, por

vezes, pode ser deixado na moldagem.

Moldes de canal quente nos quais o material do cilindro aquecido vai para

um distribuidor (manifold) tambm aquecido, do qual vrios bicos com

aquecimento se estendem para as cavidades. Este mtodo normalmente

empregado nos moldes de cavidades mltiplas mas, tambm pode ser usadonas de cavidade simples de mltiplas entradas ou quando a alimentao for

efetuada numa entrada simples na moldagem afastada da linha de centro

(evitando uma ferramenta excntrica). Os bicos podem se estender diretamente

para a cavidade, para dar um molde sem canal de injeo, conforme mostrado

em (D) ou pode ser encurtado para dar um toco de canal.

A operao dos moldes deste tipo depende de se manter o material de

moldagem no interior do bico, numa temperatura suficientemente alta para evitar

a solidificao, mas no to alta para possibilitar o escorrimento do material nacavidade quando a ferramenta estiver aberta. De forma anloga, o resfriamento


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no deve provocar a solidificao do bico, mas deve ser suficiente para permitir

a solidificao da moldagem na zona de entrada.

Figura: (A) Moldagem sem canal com bico de extenso de contato direto; (B)

Moldagem sem canal na ferramenta de cavidades mltiplas com bicos de

extenso mltiplos; (C)Bico de extenso com toco de canal; (D)Moldagem sem

canal com molde de canal quente. As diversas partes e membros so

designados da seguinte forma: a, cilindro dc aquecimento; b,placa estacionria;

c, aquecedor de bico de extenso; d, aquecedores; e, bico de extenso; f, bicos

mltiplos de extenso e distribuidor; g, tocode canal; h,espaadores isolantes; j,distribuidor de canal quente e bicos.


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Figura: Bico de injeo direto

Esses requisitos significam um controle preciso do aquecimento do bico,

rea mnima de contato entre o bico e a ferramenta, e controle da temperatura

do molde. A manuteno contnua do ciclo de moldagem essencial porque os

ciclos errticos no atrapalhem o ajuste crtico de calor, especialmente nos

moldes sem canal de enchimento.

O primeiro requisito preenchido pela utilizao de controladores

adequados no distribuidor separado e no sistema de aquecimento do bico e,

usual a colocao de um termopar to prximo quanto possvel da extremidade

do bico. A reduo das perdas de calor conseguida por meio de reas de alvio

de material nos pontos de contato entre o bico e a ferramenta, e a isolao

adequada entre o bico de extenso ou distribuidor quente e o restante da

ferramenta. O controle da temperatura do molde requer que os canais de

resfriamento estejam to prximos quanto possvel da rea do bico, e que a

temperatura do meio de resfriamento possa ser controlada apropriadamente. Em

alguns casos, o resfriamento diferencial entre as reas adjacentes ao bico e o

restante da ferramenta pode ser necessrio, porque o resfriamento numa

temperatura pode ser satisfatrio para evitar a solidificao do bico, mas pode

ser muito alta para uma temperatura total do molde, que permita a solidificao


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suficientemente rpida da moldagem. Assim, usam-se circuitos separados

nessas duas reas.

O bico deve ser isolado efetivamente da cavidade, por meio de uma folga

de 0,8 a 1,5 mm, que preenchida com plstico fundido na injeo. O bicoquase atinge a cavidade, sendo uma entrada usinada na mesma. Na injeo, o

resfriamento da pelcula isolada atravs do orifcio do bocal limitado pela

isolao existente e levada na injeo seguinte.

A manuteno crtica do ajuste da temperatura no bico do molde sem

canal de injeo facilitada se a moldagem for produzida com um canal curto

(toco), e esse comprimento freqentemente preferido. No caso das

ferramentas de cavidades mltiplas, particularmente, tais moldes tambm

economizam todo o sistema de canais frios, com a vantagem de condies mais

fceis de trabalho.

O projeto de um molde de canal quente ou sem canal necessita de

ateno a diversos pontos de detalhes da construo, alm daqueles de

aquecimento e resfriamento.

O controle de qualquer vazamento de material de moldagem, no interior

do molde, de importncia capital. Tal vazamento pode ocorrer na juno do

bico e ferramenta, mas tambm pode aparecer nas juntas entre os bicos de

extenso e o distribuidor de canal quente, e entre estes o cilindro de injeo. No

projeto da ferramenta, til considerar tais possibilidades e, primeiramente,assegurar que tal vazamento possa ser prontamente detectado e, em segundo

lugar, prover os meios de eliminao de tal vazamento para fora da ferramenta,

sem afetar o sistema de aquecimento ou interferir com a operao do molde. Se

a ferramenta ficar bloqueada pelo material de vazamento no detectado e retido,

haver considervel trabalho e conseqente perda de tempo. Por isso,

essencial a ajustagem e aperto das partes do sistema de canal quente, incluindo

a solda ou construo slida quando possvel. Deve-se empregar o nmero

mnimo de partes que devam ser ajustadas.Para evitar o vazamento para trs do bico, no apenas deve ser bom o

contato das faces mas, deve ser mantida presso suficiente entre, o bico e a

ferramenta. Entretanto, essa presso no deve ser excessiva, para que no haja

recalque do bico na ferramenta com a provvel

distoro da superfcie da cavidade do molde em

torno da entrada. Pelas mesmas razes, deve-se

ter cuidado com uma ferramenta de cavidades

mltiplas, para que todos os bicos se assentem naferramenta ao mesmo tempo. De outra forma,


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ocorrer o vazamento ou presso excessiva ter de ser aplicada aos bicos

maiores, para assegurar o assentamento dos mais curtos. Tais discrepncias de

comprimento podem aparecer se os bicos de extenso no forem feitos ou

ajustados apropriadamente ou feitos de vrias peas ajustadas.

Com distribuidores grandes, o efeito da expanso trmica deve ser

considerado, porque isto pode acarretar distoro do bico, onde um extremo

mantido na sede e o outro se move para fora medida que o distribuidor se

aquece. Um mtodo para evitar isto consiste em fazer uma face plana no bico

que firmemente mantido contra uma parede plana. O orifcio na sede feito

maior do que o do bico. Assim, quando o distribuidor se expande, as faces

planas deslizam entre si sem impedir a passagem.

No caso dos distribuidores flutuantes, o sistema de canal quente

carregado pelo cilindro de injeo, com os bicos fazendo contato com aferramenta. A presso de contato transmitida ao cilindro de aquecimento, e

nenhum outro contato ou suporte substancial feito entre o molde e o sistema

de canal quente. Isto diminui os problemas de isolao de calor, mas significa

que a ferramenta e o sistema de canal quente so duas partes separadas.

freqentemente prefervel construir o sistema de canal na ferramenta como uma

unidade. A isolao trmica feita por meio de um espao de ar entre os

distribuidores de canal quente e o bico de extenso, exceto para os pontos

locais, onde o contato e a montagem so feitas por meio de apoios. Essesapoios so colocados atrs do distribuidor de canal quente (entre este e a placa

de suporte), opostos a cada bico de extenso e, um apoio simples na frente do

distribuidor oposto entrada do cilindro de aquecimento. Os primeiros so para

suportar e resistir a presso dos bicos de extenso e das cavidades, e o ltimo

para evitar o movimento para frente do canal quente e para suportar qualquer

presso transmitida pela unidade de injeo. Esses apoios podem ser de

amianto duro ou mesmo de ao.

Alm do espao de ar de isolao, deve-se prover amplo resfriamento

com gua na placa das cavidades adjacente ao distribuidor. A montagem do

sistema de canal quente na ferramenta deve ser exata para assegurar o contato

apropriado entre os bicos e a ferramenta.

No caso das ferramentas que empregam um bico de extenso direto do

cilindro de aquecimento, o acesso aos aquecedores para manuteno pode ser

facilmente conseguido pelo recuo da unidade de injeo ou movimento da placa

estacionria.

No caso dos moldes que empregam um sistema de canais quentes

integrados, deve existir um acesso semelhante, porque a remoo e


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desmontagem da ferramenta para substituio do elemento queimado pode ser

difcil.

Figuras: Vistas do distribuidor de canal quente em cruz.

O distribuidor montado de encontro placa de suporte, sendo separadopor espaadores isolantes, e sua posio para frente mantida por uma parte

elevada no centro que se apia na placa de acesso. Alm desses apoios de

localizao, o distribuidor isolado em volta por meio de um espao de ar. Os

bicos de extenso, em si, so aquecidos por meio de aquecedores eltricos de

cinta. O acesso imediato aos bicos e aquecedores conseguido por meio de

uma placa. Esta placa de acesso presa por parafusos de encontro placa

estacionria, quando em uso normal, e retm a forma macho. Se for necessria

a inspeo ou manuteno dos aquecedores, ou se ocorrer um vazamento, osparafusos da placa de acesso so removidos e invertidos para fixar a placa de

acesso na placa mvel.

Nos moldes em que so empregadas cintas de aquecimento dos bicos,

estes so feitos de cobre-berlio. Quando inmeros bicos forem cogitados (por

ex., nas ferramentas grandes de cavidades mltiplas), difcil a manuteno das

timas condies de temperatura em cada entrada. Nesses casos, de boa

prtica prover cada aquecedor de bico com um controle de temperatura

individual.

A seguir mostrado o esquema de montagem de bucha quente e


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manifold:

Bicos longos do distribuidor so necessriosa fim de estender a profundidade do nc


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ferramenta que fica no lado estacionrio. Isto deixa o distribuidor e os blocos

espaadores (colunas) do lado fixo como os bicos de extenso salientes, com

acesso total aos mesmos. A manuteno pode ser rapidamente executada sem

a necessidade de remoo e desmontagem da ferramenta. Deve ser observada

a proviso de bastante gua de resfriamento, sendo os canais usinados nos

blocos e vedados entre si por meio de anis de borracha.

Uma variante da ferramenta de canal quente, que foi originalmente desen-

volvida para tirar vantagem das boas propriedades isolantes do polietileno, a

ferramenta de canal de distribuio isolado. Nesse molde, os canais na ferra-

menta do tipo de trs placas so consideravelmente maiores em dimetro. A

terceira placa fixa com a placa estacionria. Quando o material plstico inje-

tado, a camada externa do canal se solidifica, mas o ncleo permanece fundido

para a prxima injeo. Nos ciclos subseqentes, a camada externa inicial per-manece no lugar como um isolante e o material novo flui continuamente pelo

ncleo quente, enquanto o ciclo for mantido. Desta maneira evitada a necessi-

dade de remoo do sistema de canais, inerente ferramenta de trs placas.

Uma tcnica usada mais extensamente empregada com uma

ferramenta de duas placas, entrada central e cavidade simples. Por esse meio, a

entrada restrita com as condies de alimentao quase direta pode ser

conseguida simplesmente numa ferramenta de duas placas. A conicidade inver-

tida no canal permite a remoo rpida pela separao do bico da bucha docanal, no caso de ocorrncia de solidificao.


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5.5 Molde de Extrao por Seguimentos

Utilizado na moldagem de peas complexas por exemplo, peas com

reentrncias no lado interno.

Figura:Exemplo de extrao por etapas: 1) placa de montagem da cavidade; 2)

placa de montagem dos machos; 3) coluna-guia; 4) postio de centragem

cnico; 5) postio; 6) coluna-guia; 7) anel de extrao; 8) anel de extrao; 9)

tirante de extrao; 10) coluna distanciadora; 11) vlvula pneumtica.

5.6 Molde de Pisos Mltiplos (sandwich)Em moldes de pisos (placas mltiplas), praticamente dois ou mais moldesem srie so montados no sentido do fechamento, sem que seja necessrio o

dobro de fora de fechamento do equipamento. A condio prvia para este tipo

de molde uma elevada quantidade de peas relativamente fceis, como, por

exemplo, peas de forma plana ou tampas. Como vantagem essencial,

importante mencionar os baixos custos de produo. Os moldes de placas

mltiplas hoje so equipados, sem exceo, com sistemas de canal quente com

extremas exigncias, principalmente no que se refere ao equilbrio trmico.


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CONSTRUES ESPECIAIS

6.1 Moldes com machos perdidos (ncleo termo-fusvel)

A tcnica de machos perdidos se utiliza para a fabricao de peas cominteriores ou contra sadas no desmoldveis. Aqui se usam ligas reutilizveis

com um ponto de fuso muito baixo baseadas no zinco; bromo, bismuto, cdmio,

ndio e antimnio, que segundo sua composio, se fundem a temperaturas

muito diferentes (o ponto de fuso mais baixo de 50 C). Mediante aplicao

de calor (por exemplo, aquecimento por induo), o macho metlico pode ser

extrado da pea injetada com muitos poucos restos de impurezas e resduos da

injeo.

6.2 Moldes prottipo de alumnioA liga de alumnio-zinco-magnsio-cobre um material idneo termo-

endurecvel para a fabricao de prottipos, e tambm para fabricao de sries

pequenas e medianas. As vantagens de utilizar este material so a reduo de

peso, fcil homenagem e boa conduo trmica em relao ao ao, enquanto as

desvantagens so a baixa resistncia mecnica, baixa resistncia ao desgaste,

pouca rigidez como consequncia do baixo mdulo de elasticidade e o relativo

elevado coeficiente de dilatao trmica. Cabe a possibilidade de combinar

vantajosamente as propriedades do alumnio com o ao.

6.3 Moldes prottipo de plsticoPara reduzir os elevados custos de mecanizao na fabricao de

moldes, pode-se aplicar resinas endurecidas com moldes sensveis. Reforando

estes moldes com elementos metlicos ou com fibras de vidro, estas resinas

podem cumprir tambm exigncias mais elevadas. Tem de se ter em conta

baixa resistncia ao desgaste das resinas. Os moldes fabricados desta forma s

6


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servem para a fabricao de prottipos ou para a fabricao de sries reduzidas

de injeo.

6.4Moldes para injeo auxiliada por gsA injeo de gs feita:Junto com o material plstico, no mesmo ponto de entrada (bico de

injeo)

Em forma separada do material plstico

Existem motivos para as duas verses de injeo de gs. A injeo

atravs do bico injetor da mquina especialmente vantajosa e recomendada

em produtos grossos, hastiformes. Com isso o molde no precisar de

execues especiais. tambm oferece vantagens quando o ponto de entrada de

gs deve ser lacrado aps a injeo. Isso possvel com uma segunda injeo

seqente, atravs do canal de injeo que permaneceu oco.

Injeo Convencional

Injeo auxiliada por gs

6.4.1 Bicos injetores da mquina

O bico aberto empregado sempre que o material plstico no exige um

bico de fechamento. Esse bico pode ser empregado como substituto do bico

injetor normal da mquina.

Processo de injeo com gs entre a pea e a parede do molde

Em oposio ao processo de injeo do gs no interior da pea, o gs

no injetado ao interior do material plastificado, entre parede do molde e a


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O recobrimento de poucos microns de espessura, melhora alm da

resistncia ao desgaste e corroso, a desmoldagem de peas e a limpeza do

molde.

7.3 Desmoldagem / sada de gasesSegundo a geometria da pea e do tipo de material a injetar se tem de

prever diferentes ngulos de moldagem que podem estar entre 1 e 3.

Ao desmoldar as peas de termofixos, elas no esto completamente

endurecidas e so relativamente frgeis. Por isso, deve-se prever extratores

suficientes ou superfcies para outros elementos de extrao para evitar danos

pea durante a extrao.

Alm da extrao, os extratores tm de cumprir a funo de purgar a

cavidade de gases durante a fase de injeo. Este o motivo pelo que osextratores tm de situar-se atrs de nervuras ou setores de perfil profundo onde

possam produzir bolsas de gases.

Deve ser evitado extraes foradas de contra sadas devido a

insuficiente tenacidade de peas de termofixo.

A espessura dos canais de sada de gases tem de oscilar entre 0,01 e

0,03 mm. Estes canais devem ser bem polidos para desmoldar completamente a

rebarba ali produzida.

7.4 Aquecimento

Para obter uma homogeneidade trmica suficiente aplicado um sistema

de aquecimento formado por resistncias localizadas nas placas porta cavidades

e porta moldes. Para cada circuito de regulagem tem de se dispor um termopar

situado entre o elemento calefator e a zona conformadora da pea.

Os moldes devem ser equipados com placas de isolamento, para evitar

perdas de calor e com elas, diferenas de temperatura resultantes. Tais placaspodem ser instaladas entre as placas de fixao do molde e da mquina, entre

as placas porta cavidades e em possveis setores mveis do molde.

7.5 Construo das entradas e canais de injeo

Basicamente pode-se aplicar todos os tipos de entradas conhecidas na

injeo de termoplsticos, igual a estes, o tipo de disposio das entradas

influem nas propriedades fsicas das peas injetadas. A diferena dos pontos de

injeo de termoplsticos, que devem ser o maior possvel para evitar

degradar o material por causa de efeitos de cisalhamento ou atrito, no caso dos


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termofixos as entradas tem a finalidade de elevar a temperatura do material pelo

atrito.


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ASPECTOS FUNDAMENTAIS NA

CONSTRUO DE MOLDES

O caminho do material at a cavidade tambm merece ateno especial.

O tipo do canal de distribuio e do ponto de injeo influi em aspectos como:

Produo econmica; Propriedades da pea injetada;

Estabilidade dimensional;

Unies das linhas de fluxo;

Acabamento da pea injetada;

Tenses do material, etc.

7.1 Fluxo de Material

O sucesso do processo de injeo de termoplsticos estdiretamente ligado ao comportamento do polmero durante o

preenchimento do molde.

As propriedades de uma pea moldada dependem de como este moldado

feito. A medida que o polmero comea a penetrar no molde, resfria-se muito

rapidamente, formando numerosas camadas solidificadas junto s paredes frias

do molde, passando a se locomover pela parte central da cavidade que

permanece fundida.

Inicialmente a camada congelada muito fina, e a troca de calor entre o

polmero fundido e o molde maior. Isto resulta em mais polmero sendo

solidificado, aumentando a espessura desta camada e, conseqentemente,

diminuindo a rea do ncleo por onde o polmero fundido passa.

As camadas do polmero no se movem mesma velocidade, pois ocorre

um arrastamento das camadas, uma sobre as outras, resultando atrito entre as

molculas (figura abaixo).

7


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A contrao do produto sempre ocorrer por sobre o macho afastando-se

da cavidade facilitando a extrao, pelo fato do sistema extrator localizar-se do

lado mvel. A medida final do molde ser obtida de acordo com a seguinte

formula:

Onde:

D = Dimenso final do molde em mm.

P = Dimenso do produto em mm.

S = Valor da contrao em porcentagem (%).

7.2 Tolerncias dimensionaisAs tolerncias dimensionais solicitadas no desenho de produto devem

garantir trs fatores de muita importncia na fabricao do molde e na produo

das peas:

Variao de contrao no processo: os valores indicados pelo fabricante

so obtidos atravs de testes efetuados em condies especificas, e no

possuem as mesmas condies particulares da maquina injetora, podendo

haver diferenas.

ngulos de sada: conicidade obrigatria para tomar possvel a extraodo produto dos machos.

Tolerncias de variao na confeco das cavidades: considerando-se que

impossvel obtermos peas opinadas com tolerncias zero, devemos

prever os desvios no processo de homenagem das cavidades. Em casos

que temos tolerncias pequenas podemos prever um sobremetal nas

peas usinadas de forma que possa ser retirado material (ao) para

possibilitar a adequao do molde aps o exame dimensional do produto.

Para tal devemos executar os machos dentro das tolerncias mximas e ascavidades dentro das tolerncias mnimas

Verifique o exemplo abaixo:

Material Polipropileno contrao 0,4%

Para se obter uma constante e tomar os clculos mais geis podemos usar:

Constante 1,004

Tolerncia = +1- 0,1

D = P + S

X = 1 + %100


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Para determinarmos as medidas para o molde, devemos inicialmente jogar com

as tolerncias do produto, observando sempre que no macho as tolerncias vo

para mais e na matriz as tolerncias vo para menos. Disso resulta que

devemos proceder da seguinte maneira:

Produto

Medidas para cavidade:

_ Medidas da Matriz

25 0,1 toler. = 24,9 x 1.004 = 24,99

12 0,1 toler. = 11.9 x 1.004 = 12,12

R2 x 1.004 = 2,01 (arredondamento)

R4 x 1.004 = 4,02 (arredondamento)

_ Medidas para o macho

21 + 0,1 toler. = 21,1 x 1.004 = 21,18

10 + 0,1 toler. = 10,1 x 1.004 = 10,14

Cavidades

A ferramenta fmea pode ser construda pela usinagem de um bloco

massio de ao, eventualmente com a utilizao de insertos, ou pela

composio de blocos usinados separadamente.

Sempre que possvel, toda a altura do molde deve ser produzida no

molde fmea, a fim de evitar a formao de linhas de rebarba e para dar maior

resistncia ferramenta. s vezes a usinagem nestas condies no possvel,

e a sub-diviso da altura da pea entre as duas partes da ferramenta se torna

invivel.


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A fim de assegurar a correo da usinagem usual produzir-se antes um

modelo da pea a produzir, em um material de fcil usinagem (alumnio, lato),

que progressivamente comparado com modelos em gesso duro, sem

contrao, extrados da ferramenta que se est usinando.

No caso de perfis complicados, a usinagem pode ser grandemente

facilitada fazendo-se a composio de insertos. A utilizao de insertos

apresenta as seguintes vantagens:

usinagem facilitada de blocos individuais,

polimento facilitado nas faces,

possibilidade de substituio de insertos no caso de dano ou modificaes de

projeto.

Como desvantagens, porm, tem-se a necessidade de uma carcaa para

servir de base para os insertos e um tamanho normalmente maior da ferramentaem face da espessura combinada dos insertos e da carcaa.

Cavidade de forma complexa e profundidade varivel so confeccionados

a partir de blocos individuais de usinagem mais fcil.

7.2 Canal de injeo7.2.1 Canal de Injeo Principal ou Canal de Alimentao

De um modo geral, os moldes podem possuir vrias cavidades ou

cavidade nica. Nesse ltimo tipo de molde, a alimentao poder ser feita peloprprio canal de injeo principal (figura abaixo), suprimindo os canais de

distribuio e os pontos de injeo. Este artifcio geralmente aplicado em

peas de parede de espessura relativamente grossa e tambm para a

transformao de materiais de elevada viscosidade.

No projeto deste tipo de canal deve haver um ajuste perfeito do bico de

injeo da mquina ao bico de injeo do molde, evitando a ocorrncia de


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situao, todas as cavidades de um molde mltiplo sejam preenchidas de forma

simultnea e homognea (supondo que as cavidades sejam idnticas).

Geralmente os canais de distribuio localizam-se na placa mvel do

molde e dispensam polimento especial.Nos moldes de cavidades mltiplas, recomenda-se prolongar os canais de

distribuio principais para alm do ponto de juno dos ltimos canais. Este

prolongamento, denominado poo frio, tem a funo de reter a primeira poro

de material que, sendo mais fria, prejudicaria a qualidade do produto.

7.2.3 Entradas ou Pontos de Injeo

Devem ser localizados criteriosamente de modo a facilitar o fluxo e a

distribuio do material na cavidade e a evitar que o material penetre nela em

forma de jato. Isso provocaria tenses internas e mau acabamento superficial da

pea.

Sempre que possvel, o ponto de injeo deve localizar-se o mais perto

possvel do centro da cavidade, a fim de assegurar um preenchimento uniforme.

Em geral o ponto de injeo localiza-se na regio de maior espessura da

pea, fazendo com que o material flua progressivamente para as regies de

menor espessura.

Na produo de peas grandes ou retangulares, recomenda-se a

utilizao de vrios pontos de injeo para se obter preenchimento e presso de

recalque uniforme. Neste caso essencial evitar marcas crticas provocadas por

linhas de emenda ou linhas de solda.


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Este tipo de entrada possui seo de admisso relativamente pequena e

utilizada normalmente em moldes de duas placas para produo de peas de

paredes finas. Possui a vantagem de reduzir o tempo total do ciclo, pois a

entrada se solidifica rapidamente aps o material parar de fluir. Alm disso, a

entrada pode ser cortada ou removida com perfeio, melhorando o aspecto do

produto sem requerer operaes de acabamento.

Normalmente, faz-se o dimetro de entrada igual metade da espessura

da pea no ponto de injeo.

As entradas restritas devem ser

posicionadas de maneira que o fluxo de

material seja direcionado

perpendicularmente a uma das paredes do

molde, a fim de evitarem-se marcas de fluxoindesejvel, provocado pelo esguichamento

do material.

7.5 Entrada capilar:

utilizada geralmente em moldes de trs placas ou em moldes de

cavidade nica, alimentados diretamente pelo bico da injetora, nas moldagens

de peas de paredes finas e nos casos em que a marca de alimentao dever

ser a menor possvel, como nos casos das peas que necessariamente deveroser alimentadas por uma face visvel.

A entrada capilar origina um fluxo turbulento que pode ocasionar marcas

de fluxo do material plstico, principalmente nas proximidades da entrada. Para

compensar este inconveniente, recomenda-se aumentar a espessura do produto

na regio do ponto de injeo.

A utilizao de entrada capilar dificulta a aplicao do recalque pea.

Portanto recomenda-se evitar sua utilizao em peas com espessura de

paredes acima de 2,5 mm.

A entrada capilar possibilita que as peas se separem de forma

automtica.


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7.6 Entradas auto-extraveis ou submarinas:So utilizadas em moldes automticos de alta produtividade, pois o

produto j sai acabado.

Estas entradas so submersas e perfuradas em ngulo, terminando em

arestas finas que so cortadas automaticamente durante a extrao do produto.

A entrada submarina adequada para a injeo lateral das peas. Sem

considerar os possveis problemas por obstruo precoce, a entrada submarina

permite sees muito pequenas e, com isso, se conseguem marcas residuaisquase invisveis sobre a pea.


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trabalho, tais como temperatura e velocidade, porm, em muitos casos, significa

um molde mais complexo e maior.

7.5 Reteno dos Canais de Injeo (Poo frio)Para que os canais de injeo e distribuio possam ser retirados do

molde, necessrio que sejam retidos e arrastados pela placa mvel. A funo

do poo frio captar a frente fria da massa a ser injetada, reter os canais de

injeo na parte mvel do molde e sacar o resduo da bucha injetora, por isso

temos este detalhe com um ngulo reverso que funciona como reteno do lado

da extrao.

Tipos mais usados:


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8. Controle de Temperatura nos Moldes de Injeo

Um correto resfriamento do molde essencial para aperfeita moldagem por injeo.

A posio dos canais de refrigerao depende de requisitos tcnicos e

consideraes econmicas. A fabricao de um molde com apropriado sistema

de refrigerao normalmente muito caro, mas esses custos so compensados

pela qualidade das peas e pelo ciclo rpido de injeo alcanado.

A rentabilidade do molde pode ser muito influenciada desta forma. Os

moldes para injeo de termoplsticos amorfos no so necessariamente

adequados para a injeo de materiais parcialmente cristalinos. Uma maior

contrao durante o processo, tal como acontece com os materiais parcialmentecristalinos, tem que ser compensada, na maioria dos casos, com uma

distribuio de temperatura mais homognea e mais intensiva. A distribuio de

temperatura no deve ser alterada pela situao de extratores, gavetas. etc.

Alm disso, a mxima diferena entre a temperatura de sada e a de entrada do

meio refrigerante no deveria passar dos 5C. Desta forma praticamente

impossvel a unio em srie de vrios circuitos de refrigerao. Na maioria dos

casos a melhor alternativa a conexo em paralelo destes circuitos ou a

aplicao de circuitos individuais com dispositivos de ajuste separados. Acontrao durante o resfriamento funo direta da temperatura da parede do

molde. Diferenas de temperatura no molde e/ou diferentes velocidades de

resfriamento podem ser responsveis por empenamentos e deformaes da

pea.

Se a gua usada como meio de refrigerao, a corroso, e o depsito

de calcrio nos canais de distribuio tm que ser evitados, j que, desta forma,

a intensidade da transmisso trmica no molde reduzida.

Todo sistema de resfriamento de molde deve ser projetado de maneira que omaterial fundido tenha uma temperatura uniforme em todos os seus pontos at a

concluso do processo de injeo. As sees do molde mais prximas dos

pontos de injeo que so mais aquecidas pelo fundido exigem resfriamento

mais intensivo do que as regies mais afastadas do ponto de injeo.

A utilizao de canais de resfriamento em paralelo deve ser evitada para

peas axialmente simtricas. Nestes casos recomenda-se a utilizao de

sistemas de refrigerao em espiral. O fluido de resfriamento deve entrar no

molde pelo centro da espiral. medida que flui na direo da borda do molde,sua temperatura aumenta, equilibrando a temperatura do material fundido no


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molde.

Para peas retangulares, recomenda-se a utilizao de canais de

resfriamento direcionados longitudinalmente cavidade do molde. A relao

entre o dimetro dos canais e a distncia entre os centros deles deve ser

aproximadamente 1:5 (por exemplo, distncia entre canais = 50 mm - dimetro

do canal = 10 mm).

O lquido refrigerante deve entrar no sistema pelo ponto mais baixo do

circuito e sair pelo ponto mais alto, de modo a evitar a reteno de ar preso nos

canais que tem efeito isolante, prejudicando o resfriamento.

O empenamento das paredes laterais de peas retangulares

freqentemente causado por deficincias do resfriamento. A parede de um

recipiente geralmente abala na direo do lado mais quente do molde. Se as

paredes empenam para dentro, o ncleo do molde necessita resfriamento

intensivo e vice-versa.

preciso, contudo, observar:

a) O duto de resfriamento no dever estar demasiado prximo (o que geraria

pontos frios e falhas de moldagem) nem afastado (ao insuficiente) da

superfcie de moldagem, recomendando-se afastamentos da ordem de 24 a

45 mm;

b) O fluxo do fludo refrigerante deve ser suficiente para garantir a eficincia dosistema de refrigerao sob a condio de mxima produo;

c) A fim de no obstruir a liberdade de acesso do operador mquina, as

conexes de entrada e sada do fludo refrigerante devem ser dispostos de

um mesmo lado do molde;

d) A temperatura de diferentes regies do molde deve ser, tanto quanto

possvel, homognea;

e) Materiais como polietilenos, que so mais suscetveis s distores, devem

Ter um fluxo de resfriamento que coincida com o fluxo de material;

f) A refrigerao deve assegurar que a solidificao tenha incio nas partes

mais afastadas, e termine no canal de alimentao, do contrrio ocorrero

bolhas e chupagens.


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8.1.2 Sistema de Refrigerao com Laminas ou chicanas

8.1.3 Sistema de Refrigerao de Cascata e Pino e Cobre Berlio ou

Cpsula


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8.1.5 Sistema de Refrigerao lateral para cavidades Redondas


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Elementos do Molde

Funo dos elementos do molde:

Placa Base Superior

Fixao do molde na parte fixa da injetora atravs de garras. Neste elementoesto fixados o anel de centragem e a bucha injetora.

Anel de Centragem

Responsvel pela centralizao do molde na injetora e fixao da bucha injetora.

Bucha de injeo

Faz a ligao do bico do cilindro de injeo com o interior do molde.

Porta Cavidade

Placa onde so insertas as cavidades em forma de canecas ou placas inteirias.

Alojam-se em suas laterais as colunas do molde, responsveis em guiar a parte

superior com a inferior do molde. E possibilita a conexo dos bicos de

mangueira.

Porta Macho

Placa onde so insertados os machos em forma de postios. Alojam-se em suas

laterais as buchas das colunas do molde para ocorrer o deslizamento no

momento da abertura e fechamento. A linha de fechamento acontece nas faces

das placas porta machos e cavidades.

Placa Suporte

Elemento fixado sobre os calos com a funo de suportar a presso de injeo

que incide sobre a rea projetada no momento do preenchimento das cavidades,

devendo ser previamente calculada sua espessura e prever suportes pilares que

servem de sustentao para a placa suporte evitando sua deformao.

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Evita sujeira sob as placas extratoras, facilitam o ajuste e perpendicularidade em

relao aos elementos extratores.

Placa Base Inferior

Realiza a fixao do molde na parte mvel da injetora atravs de garras.

Olhal

Elemento para acoplamento do gancho da talha para transporte.

Tubo Trava

Posiciona o conjunto inferior (placa suporte, espaador e placa base inferior). As

demais placas so posicionadas com as cabeas de buchas e colunas. Pode-se

usar pinos de guia em substituio dos tubos.

Pino de Retorno

Levam as placas extratoras ao lugar correto aps o fechamento, evitando que

fiquem avanados no momento da injeo.

Mola

Elementos espirais que re

ferramentaria - moldes para plsticos

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