SumrioPgina

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INTRODUO .......................................................................................... 1

1.1 Importncia do tema...................................................................................... 1 1.2 Objetivos ....................................................................................................... 1 1.3 Metodologia .................................................................................................. 1 1.4 Demais captulos ........................................................................................... 2 1.5 Referncia Bibliogrfica ............................................................................... 2

2

MATERIAIS PLSTICOS ........................................................................ 3

2.1 Introduo ..................................................................................................... 3 2.2 Histria dos Materiais Plsticos.................................................................... 4 2.3 Identificao, Principais Aplicaes e Caractersticas dos Materiais Plsticos mais Utilizados....................................................................................... 52.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 Polietileno Tereftalato................................................................................................ 5 Polietileno de Alta Densidade.................................................................................... 5 Policloreto de Vinila .................................................................................................. 6 Polietileno de Baixa Densidade/ Polietileno Linear de Baixa Densidade ................. 6 Polipropileno.............................................................................................................. 7 Poliestireno................................................................................................................. 8 ABS/SAN, EVA e PA................................................................................................8

2.4 Projeto de Produtos ....................................................................................... 9 2.5 Caractersticas Tcnicas e Aparncia do Produto......................................... 9 2.6 Desenho de Produto e Desenho de Molde .................................................... 92.6.1 2.7.1 Contrao ................................................................................................................. 10 Simplificao do Produto......................................................................................... 11

2.7 Normas para o Desenho do Produto ........................................................... 11 2.8 Estudo Experimental ................................................................................... 12 2.9 Reduo de Custo sem Comprometer a Qualidade do Produto.................. 13 2.10 Conceitos e Tcnicas................................................................................... 13 2.11 Como Aumentar a Rigidez do Produto....................................................... 162.11.1 2.11.2 Usando sees de parede espessas:.......................................................................... 16 Colocando reforos: ................................................................................................. 16

2.11.3 2.11.4 2.11.5

Projetando sees escalonadas................................................................................. 17 Projetando compensao de curvatura dobrada ....................................................... 17 Posicionando ou inserindo metal ou outro meio de reforo..................................... 17

2.12 ngulo de Sada ou Conicidade.................................................................. 17 2.13 Anis e Rebaixos......................................................................................... 18 2.14 Raios e Unies Curvas ................................................................................ 20 2.15 Tolerncia.................................................................................................... 21

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MOLDES .................................................................................................. 23

3.1 Definio ..................................................................................................... 23 3.2 Composio................................................................................................. 233.2.1 3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5 3.2.1.6 3.2.1.7 3.2.1.8 3.2.1.9 3.2.1.10 3.2.1.11 3.2.1.12 3.2.1.13 3.2.1.14 3.2.1.15 3.2.1.16 3.2.1.17 Descrio Especfica Dos Elementos Que Compe Um Molde .............................. 24 Placa de Fixao inferior ou placa base inferior............................................... 25 Coluna ou Espaadores..................................................................................... 26 Bucha guia ..................................................................................................... 26 Colunas de guia ................................................................................................ 26 Pinos extratores ................................................................................................ 27 Pino extrator do canal ....................................................................................... 27 Placa porta extratores ou contra placa extratora............................................ 27 Placa impulsora ou extratora ............................................................................ 27 Pinos de retorno ................................................................................................ 27 Placa suporte................................................................................................. 28 Postios ou cavidades ................................................................................... 28 Bucha de injeo........................................................................................... 28 Anel de centragem ........................................................................................ 29 Placa de fixao superior ou placa base superior ......................................... 29 Placa porta postio superior.......................................................................... 29 Placa porta postio inferior........................................................................... 29 Tope ou apoio ............................................................................................... 30

3.3 Formas de Obteno dos Moldes ................................................................ 303.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 Usinagem ................................................................................................................. 30 Cunhagem ................................................................................................................ 31 Fundio................................................................................................................... 31 Fundio de Preciso ou Fundio por Cera Perdida .............................................. 31

3.3.5 3.3.6

Eletrodeposio........................................................................................................ 31 Eletro-Eroso ........................................................................................................... 32

3.4 Acabamento dos Moldes ............................................................................. 33 3.5 Principais Caractersticas dos Aos para Moldes ....................................... 333.5.1 3.5.2 Mtodos Usados Para Endurecimento dos Aos...................................................... 34 Classes de Aos........................................................................................................ 36

3.6 Classificao ............................................................................................... 36 3.7 Sistemas de Extrao .................................................................................. 383.7.1 3.7.2 3.7.3 3.8.1 3.8.2 3.8.3 3.8.3.1 3.8.4 3.8.5 3.8.6 3.8.7 3.8.8 3.8.9 3.9.1 Sistema de Extrao por Placa Impulsora................................................................ 39 Sistemas de Extrao por Ar Comprimido .............................................................. 40 Sistema de Extrao por Ncleo Rotativo ............................................................... 41 Canais de Distribuio ............................................................................................. 42 Sistema de Alimentao Indireta ............................................................................. 45 Entradas.................................................................................................................... 46 Entrada Restrita ................................................................................................ 48 Entrada em Leque .................................................................................................... 51 Entrada Tipo Flash (Lateral Contnua) .................................................................... 52 Entrada Capilar ........................................................................................................ 53 Entrada em aba......................................................................................................... 55 Entrada submarina.................................................................................................... 55 Entrada em Anel ou Disco ....................................................................................... 56 Alimentao por Cmara Quente............................................................................. 57

3.8 Sistemas de alimentao ............................................................................. 41

3.9 Sistemas de Alimentao Direta ................................................................. 57

4

INTRODUO ANLISE DE INJEO POR ELEMENTOS

FINITOS.............................................................................................................. 59 4.1 Tecnologias geomtricas............................................................................. 60 4.2 Tecnologias de Banco de Dados ................................................................. 614.2.1 Tipos de Banco de Dados......................................................................................... 61

4.3 Tecnologias de engenharia.......................................................................... 62 4.4 Anlise de Fluxo ......................................................................................... 624.4.14.4.1.1 4.4.1.2

Desenvolvimento de Algoritmos de Fluxo Secionais .............................................. 63Equaes de fluxo..................................................................................................................... 63 Equaes de Transferncia de calor.......................................................................................... 65

4.5 Anlises Dimensionais ................................................................................ 66 4.6 Anlise por Elementos Finitos .................................................................... 70

4.6.1 4.6.2 4.6.3

Fluxo Ramificado..................................................................................................... 70 Esquemas de Elemento finitos ................................................................................. 71 Clculo de Distribuio de Fluxo ............................................................................ 73

5

ESTUDO DE CASO................................................................................. 75

5.1 Concepo do produto ................................................................................ 75 5.2 Projeto do produto....................................................................................... 76 5.3 Prototipagem do produto............................................................................. 77 5.4 Projeto do molde ......................................................................................... 795.4.15.4.1.1 5.4.1.2 5.4.1.3 5.4.1.4 5.4.1.5 5.4.1.6 5.4.1.7 5.4.1.8

Anlise de injeo .................................................................................................... 80Presso de injeo..................................................................................................................... 82 Reduo da presso de injeo ................................................................................................. 83 Expectativa de preenchimento da cavidade .............................................................................. 84 Temperatura do fluxo de injeo .............................................................................................. 85 Tempo de preenchimento.......................................................................................................... 86 Qualidade da injeo................................................................................................................. 87 Linhas de solda fria ou linhas frias ........................................................................................... 88 Bolhas de ar .............................................................................................................................. 89

5.5 Concluso .................................................................................................... 90 Anexo A ............................................................................................................ 931 Anexo B............................................................................................................. 932 6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................... 93

Lista de FigurasFigura 2.1 - Aplicaes do PET ...............................................................................................................5 Figura 2.2 - Aplicaes do PEAD...........................................................................................................5 Figura 2.3 - Aplicaes do PVC..............................................................................................................6 Figura 2.4-Aplicaes do PEBD/PELBD ................................................................................................7 Figura 2.5 - Aplicaes do PP.................................................................................................................7 Figura 2.6 - Aplicaes do PS.................................................................................................................8 Figura 2.7 - Aplicaes do grupo 7 .........................................................................................................8 Figura 2.8 - Bolhas e Depresses em Peas Injetadas..........................................................................14 Figura 2.9 - Sentido do Fluxo de Injeo .............................................................................................14 Figura 2.10 - Tcnicas para evitar depresses superficiais ..................................................................15 Figura 2.11 - Exemplo de Reforo com Nervuras................................................................................16 Figura 2.12 - Sees Escalonadas .........................................................................................................17 Figura 2.13 - Sees Postias................................................................................................................17 Figura 2.14 - ngulo de Sada ...............................................................................................................18 Figura 2.15 - Anis e rebaixos .............................................................................................................18 Figura 2.16 - Anis internos.................................................................................................................19 Figura 2.17 - Clculo do mximo anel interior para peas circulares ..................................................19 Figura 2.18 - Grfico de Concentrao de Tenses ..............................................................................21 Figura 2.19 - Distoro em Grandes reas ..........................................................................................22 Figura 3.1- Componentes bsicos de um molde.....................................................................................24 Figura 3.2 - Matriz de bloco nico e matriz composta..........................................................................30 Figura 3.3 - Classificao dos Moldes ..................................................................................................37 Figura 3.4 - Contrao de um produto slido........................................................................................38 Figura 3.5 - Contrao de um produto com forma interna ....................................................................38 Figura 3.6 - Exemplo de extrao por placa impulsora por pinos......................................................39 Figura 3.7 - Exemplo de extrao por placa impulsora por camisa ...................................................40 Figura 3.8 - Exemplo de extrao por ar comprimido ..........................................................................40 Figura 3.9 - Dimensionamento dos canais ............................................................................................44 Figura 3.10 - Lay-out das cavidades para uma presso de injeo igual ..............................................45 Figura 3.11 - Sistema de alimentao ...................................................................................................46 Figura 3.12 - Dimensionamento da entrada ..........................................................................................49 Figura 3.13 - Exemplos de entradas restritas .......................................................................................50 Figura 3.14 - Entrada em leque .............................................................................................................51 Figura 3.15 - Entrada em flash ..............................................................................................................52

Figura 3.16 - Entrada capilar.................................................................................................................53 Figura 3.17 - Aumento de espessura para entrada capilar.....................................................................54 Figura 3.18 - Entrada em aba ................................................................................................................55 Figura 3.19 - Entrada submarina ..........................................................................................................56 Figura 3.20- Entrada em disco ..............................................................................................................56 Figura 3.21 - Alimentao direta...........................................................................................................57 Figura 3.22 - Exemplo de molde com injeo por cmara quente .......................................................58 Figura. 4.1 - atrito = presso x espessura / (2 x comprimento) ............................................................63 Figura. 4.2 - Aplicao numa geometria ..............................................................................................64 Figura 4.3 - Distribuio da temperatura como funo do tempo e temperatura ................................68 Figura 4.4 - Dois eixos tensionados .......................................................................................................71 Figura 4.5 - Moldagem quadrada densidade de malha = 5, nmero de ns = 40..............................73 Figura 5.1 Desenho de produto 2d (tampa porta- talheres) .................................................................76 Figura 5.2 Desenho de produto 3d (tampa porta- talheres) .................................................................77 Figura 5.3 Exemplo de funcionamento e aplicao da estereolitografia.............................................78 Figura 5.4 Desenho de conjunto do molde (tampa porta-talheres) .....................................................79 Figura 5.5 Modelo transparente (tampa porta-talheres) ......................................................................81 Figura 5.5 Presso de injeo ..............................................................................................................82 Figura 5.6 Queda da presso de injeo ..............................................................................................83 Figura 5.7 Probabilidade de preenchimento........................................................................................84 Figura 5.8 Temperatura do fluxo de injeo .......................................................................................85 Figura 5.9 Tempo de preenchimento...................................................................................................86 Figura 5.10 Qualidade da injeo........................................................................................................87 Figura 5.11 Linhas frias ......................................................................................................................88 Figura 5.12 Bolhas de ar .....................................................................................................................89 Figura 5.13 Sada de ar........................................................................................................................90

Lista de Tabelas e Quadros Tabela 2.1 - poca do Incio da Industrializao dos Plsticos................................................. 4 Tabela 2.2 - Contrao de Moldagem de Vrios Termoplsticos .......................................... 11 Tabela 3.1 - Aos Recomendados para Moldes de Injeo..................................................... 35 Tabela 3.2 - Efeitos dos Elementos Especiais na Liga ............................................................ 36Quadro 3.1 - Sistemas de alimentao ..................................................................................................41

Tabela 3.3 - rea equivalente da seo trapezoidal e circular ................................................ 43 Tabela 3.4 - Dimetros de canais recomendados .................................................................... 44

Tabela 3.5 - Dimenses das abas............................................................................................. 55 Tabela 4.1 Para onde vai o dinheiro ...................................................................................... 60 Tabela 5.1 parmetros utilizados na simulao de injeo.................................................... 80

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11.1

INTRODUOImportncia do tema

O presente trabalho se dedica ao estudo e compreenso das tcnicas de injeo plstica, pois dentre todos os processo de transformao de materiais plsticos, a injeo a mais utilizada e a que mais se desenvolve em termos tecnolgicos. Sem grandes pretenses o mesmo poder ser usado como fonte de pesquisa para iniciantes e profissionais da rea, pois sero abordados os conceitos bsicos do projeto e desenvolvimento de produtos e moldes, bem como as novas tecnologias empregadas no setor, como por exemplo a anlise de injeo por elementos finitos, que vem sendo cada vez mais empregada.

1.2

Objetivos

a) b) c)

Apresentar as principais matrias primas utilizadas em peas plsticas; Descrever os princpios bsicos do projeto de produtos e molde; Apresentar novas tecnologias utilizados no setor (anlise de injeo por

elementos finitos).

1.3

Metodologia

Para se atingir os objetivos citados acima sero feitas pesquisas bibliogrficas em livros da rea, revistas e artigos especializados, internet, alm da experincia profissional do autor como prestador de servios na rea de injeo plstica.

2

1.4

Demais captulos

So partes componentes deste trabalho:

Captulo 2 Materiais Plsticos Neste captulo sero apresentados as principais matrias primas plsticas utilizadas pela indstria , suas principais aplicaes e caractersticas e tambm sero abordados detalhes tcnicos referentes ao projeto e desenvolvimento de produtos plsticos.

Captulo 3 Moldes Neste captulo sero descritos os tipos mais usuais de moldes para injeo plstica com seus detalhes tcnicos e construtivos, como por exemplo sistemas de extrao, tipos de injeo, dimensionamento de canais de alimentao.

Captulo 4 Introduo Anlise de Injeo por Elementos Finitos Neste captulo apresentaremos noes bsicas para se compreender funcionamento da anlise de injeo por elementos finitos, dando-se nfase anlise de fluxo e as principais variveis que o processo engloba.

Captulo 5 Neste captulo sero demonstrados todos os passos do projeto de um molde, desde a concepo do produto at o projeto e desenho do molde passando pela anlise de injeo.

1.5

Referncia Bibliogrfica Para a execuo deste trabalho foram utilizados livros tcnicos da rea de mecnica,

artigos de perodicos sobre injeo plstica e obtidos atravs de meio eletrnico (internet). Foram realizadas consultas a profissionais da rea e tambm foi levada em conta a experincia pessoal na rea de projetos e acessoria para empresas da rea de injeo plstica.

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2

MATERIAIS PLSTICOSNeste captulo sero apresentados os materiais utilizados para produzir peas plsticas

bem como suas principais aplicaes.

2.1

Introduo

Cada vez mais a indstria moderna vem se empenhando em produzir produtos bons, bonitos e baratos e por esse motivo est orientada em substituir os materiais tradicionais por materiais sintticos, que resultam em produtos de melhor qualidade e bem mais econmicos. Os materiais plsticos sem dvida alguma, esto entre os materiais sintticos de maior aplicao Utilizados em quase todos os setores da economia, tais como construo civil, agrcola, de calados, mveis, alimentos, txtil, lazer, telecomunicaes, eletroeletrnicos, automobilsticos, mdico-hospitalar e distribuio de energia. Nestes setores, os plsticos esto presentes nos mais diferentes produtos, a exemplo dos geossintticos, que assumem cada vez maior importncia na drenagem, controle de eroso e reforo do solo de aterros sanitrios, tanques industriais, entre outras utilidades. Outro setor que se beneficia muito dos materiais plsticos o setor de embalagens para alimentos e bebidas que vem se destacando pela utilizao crescente dos plsticos, em funo de suas excelentes caractersticas, entre elas: transparncia, resistncia, leveza e atoxidade.

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2.2

Histria dos Materiais Plsticos

Os plsticos j eram conhecidos nos laboratrios qumicos por volta de 1860, mas o primeiro plstico a ser industrializado foi o celulide (nitrato de celulose) em 1864 e que substituiu o marfim nos Estados Unidos em 1870. O celulide embora substitusse alguns materiais, criou um certo descrdito no uso dos plsticos pois no era um material estvel, decompunha-se quando exposto a luz ou ao calor e era altamente inflamvel. Este descrdito fez com que levassem longo tempo para aprimorar e desenvolver novos materiais plsticos. As pocas aproximadas do incio de industrializao dos primeiros plsticos esto na tabela 2.1.

Tabela 2.1 - poca do Incio da Industrializao dos Plsticos

MATERIAL Celulide Baquelite Silicone Acrlico Poliestireno Nylon Polietileno PVC Fonte: GAGLIARD (1983)

ANO 1864 1909 1930 1932 1933 1935 1939 1940

MATERIAL ABS Teflon Policarbonato Polipropileno Acetal PPO Poliamida

ANO 1946 1948 1958 1959 1960 1964 1965

A partir da descoberta desses materiais plsticos houve a necessidade de obter processos de fabricao dos produtos, assim, a injeo em moldes foi um desses processos que se aprimorou com o passar do tempo. Hoje possvel a industrializao de plsticos em grande produo em mquinas injetoras com moldes de alta qualidade fazendo com que o processo fique totalmente automatizado.

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2.3

Identificao, Principais Aplicaes e Caractersticas dos Materiais Plsticos

Mais Utilizados

2.3.1

Polietileno Tereftalato

IDENTIFICAO :

Utilizado principalmente em frascos e garrafas para uso alimentcio/hospitalar, cosmticos, bandejas para microondas, filmes para udio e vdeo, fibras txteis, etc.

Figura 2.1 - Aplicaes do PET Fonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: transparente, inquebrvel, impermevel, leve.

2.3.2

Polietileno de Alta Densidade

IDENTIFICAO

:

Utilizado principalmente em embalagens para detergentes e leos automotivos, sacolas de supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades domsticas, etc.

Figura 2.2 - Aplicaes do PEAD Fonte: ABIQUIM (2002)

6

Caractersticas: inquebrvel, resistente a baixas temperaturas, leve, impermevel, rgido e com resistncia qumica.

2.3.3

Policloreto de Vinila

IDENTIFICAO

:

Utilizado principalmente em embalagens para gua mineral, leos comestveis, maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulaes de gua e esgotos, mangueiras, embalagens para remdios, brinquedos, bolsas de sangue, material hospitalar, etc.

Figura 2.3 - Aplicaes do PVC Fonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: rgido, transparente, impermevel, resistente temperatura e inquebrvel.

2.3.4

Polietileno de Baixa Densidade/ Polietileno Linear de Baixa Densidade

IDENTIFICAO :

Utilizado principalmente em sacolas para supermercados e butiques, filmes para embalar leite e outros alimentos, sacaria industrial, filmes para fraldas descartveis, bolsa para soro medicinal, sacos de lixo, etc.

7

Figura 2.4-Aplicaes do PEBD/PELBDFonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: flexvel, leve transparente e impermevel.

2.3.5

Polipropileno

IDENTIFICAO :

Utilizado principalmente em filmes para embalagens e alimentos, embalagens industriais, cordas, tubos para gua quente, fios e cabos, frascos, caixas de bebidas, autopeas, fibras para tapetes utilidades domsticas, potes, fraldas e seringas descartveis, etc.

Figura 2.5 - Aplicaes do PP Fonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: conserva o aroma, inquebrvel, transparente, brilhante, rgido e resistente a mudanas de temperatura.

8

2.3.6

Poliestireno

IDENTIFICAO: : Utilizado principalmente em potes para iogurtes, sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartveis, brinquedos, etc.

Figura 2.6 - Aplicaes do PS Fonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: impermevel, inquebrvel, rgido, transparente, leve e brilhante.

2.3.7

ABS/SAN, EVA e PA

IDENTIFICAO: Utilizados principalmente em solados, autopeas, chinelos, pneus, acessrios esportivos e nuticos, plsticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomsticos, corpos de computadores, etc.

Figura 2.7 - Aplicaes do grupo 7 Fonte: ABIQUIM (2002)

Caractersticas: flexibilidade, leveza, resistncia abraso, possibilidade de design diferenciado.

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2.4

Projeto de Produtos

A fim de que se tenha um bom desempenho da pea a evitar inconvenincias que mais tarde possam ocorrer, aumentando o seu custo, necessrio que os seguintes fatores sejam analisados:

A possibilidade de moldar o produto nas formas desejadas; Material plstico adequado para o produto; As tolerncias dimensionais e geomtricas exigidas; Custo e a amortizao do investimento;

2.5

Caractersticas Tcnicas e Aparncia do Produto

H produtos que requerem somente caractersticas tcnicas, normalmente utilizadas em eletro-eletrnicos, aplicaes mecnicas e formando conjuntos de peas no visveis, desta. maneira no se preocupando com os aspectos estticos e h produtos que no requerem dimenses e propriedades rgidas mas de aparncia bastante importantes, tais como, brinquedos, utilidades domsticas e adornos. Por isso, ser necessrio avaliar estes itens para o projeto do molde, da confeco dos produtos (pontos de entradas, linhas de solda, dimenses).

2.6

Desenho de Produto e Desenho de Molde

Considerando que o molde a ferramenta que ter as dimenses e a forma do produto dever ento ser estudado com critrio as dimenses das cavidades devido a contrao do material que ser utilizado.

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2.6.1

Contrao

Na produo de peas de material plstico a contrao muito importante e deve ser atentamente considerada, pois esta refletir nas dimenses de produto moldado, alm de influir sobre:

- A solidez; a contrao pode provocar em vrios pontos do produto que tenha espessuras distintas, tenses que podem causar rachaduras, rupturas, chupagens, etc.

- A instabilidade dimensional com a contrao pode no ser uniforme em toda a superfcie da pea moldada e causar empenamentos e deformaes, isto acontece geralmente em peas que tem diferentes espessuras em suas vrias partes os quais, por conseqncia lgica, no sofrem contraes uniformes.

- O inserto de partes metlicos; a contrao do metal diferente do plstico; este ao resfriar-se pode contrair de duas a cinco vezes mais que os metais, consequentemente a fora desta contrao agindo sobre o metal que tem maior resistncia mecnica, o plstico poder vir a romper-se.

As tolerncias dimensionais obtidas conforme o coeficiente de contrao dos plsticos no sempre constante, pois este depende dos diversos fatores, tais como a. inconstncia das matrias primas empregadas em sua preparao, as variaes das fases do processo de fabricao, cujo controle exato quase nem sempre possvel; as condies de moldagem, etc. As tolerncias mdias que se adotam para determinar as dimenses de uma pea a ser moldada com material plstico devem ser a maior possvel sem comprometer a funcionalidade do produto. Os vrios materiais de moldagem tem diferentes valores de contrao, e estes so dados nas instrues do fabricante do material. Alguns valores, comumente adotados, so dados na tabela a seguir.

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Tabela 2.2 - Contrao de Moldagem de Vrios Termoplsticos

MATERIAL

CONTRAO MOLDAGEM (%)

APS

Acetato de celulose Acetato butirato de celulose Nylon P.V.C. Rgido P.V.C Flexvel Metil Metacrilato Poliestireno Acrilonitrila butadieno estireno (A.B.S.) Acrilonitrila estireno Polietileno - baixa densidade Polietileno - alta densidade Polipropileno Policarbonato Fonte: GAGLIARD (1983).

0,3-0,7 0,2-0,5 1,0-2,5 0,1-0,2 0,2-2,0 0,2-0,8 0,2-0,6 0,3-0,8 0,2-0,5 1,5-3,0 1,5-3,0 0,5-0,7 2,5

2.7

Normas para o Desenho do Produto

Algumas vezes, a criao de novos produtos de material plstico, dependendo da sua forma geomtrica, trazem srios problemas quando da elaborao do projeto e construo do molde. Para evitar a ocorrncia destes problemas deve ser observado ao se criar novos produtos o seguinte aspecto:

2.7.1

Simplificao do Produto

O requisito principal de uma pea do material plstico que este deva ser simplificado ao mximo, mantendo a funcionalidade para a qual foi projetada.

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aconselhvel, como regra geral, fazer uma anlise funcional da pea a produzir e observar atentamente todas as possveis funes que esta deva exercer. Pode-se verificar as necessidades do produto tomando como referncia quais so as funes requeridas quanto a:

- Forma esttica; - Resistncia as temperaturas; - Acabamento superficial; - Resistncia ao impacto; - Resistncia mecnica; - Resistncia eltrica; - Resistncia qumica; - Estabilidade dimensional;

As peas de caractersticas eminentemente tcnicas, devem ser estudadas atentamente no que diz respeito a sua forma e suas dimenses.

2.8

Estudo Experimental

Quando a anlise funcional deixa dvidas sobre o perfeito funcionamento, ou na resistncia de algumas partes, deve-se fazer um estudo experimental de todas as caractersticas funcionais. Podemos, para isso, nos basearmos em objetos similares ao que se est analisando, tentando assim eliminar todos os inconvenientes, erros ou falhas que apresenta. No caso de no existir peas similares, aconselhvel construir um prottipo em escala natural, empregando materiais com as mesmas propriedades e caractersticas de material a ser utilizado para produzir as peas. Quando a pea a ser construda tem apenas exigncias estticas, deve-se ter uma viso geral de como esta se apresentar depois de pronta, e para isso pode-se fazer um modelo em gesso, madeira, argila, etc. Sobre este deve-se fazer todas as correes e modificaes que forem necessrias. Em alguns casos os modelos podem ser feitos de metal ou ligas leves.

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2.9

Reduo de Custo sem Comprometer a Qualidade do Produto

A moldagem de peas de material plstico, requer geralmente uma ferramenta muito cara e produo de grande quantidade para que seja economicamente vivel. evidente que para amortizar o custo do molde, este incidir sobre o custo das peas. Quanto maior for o nmero de peas requeridas, menor ser a taxa de amortizao que corresponde ao custo do mesmo. O custo do material plstico empregado representa uma grande porcentagem do custo da pea, razo pela qual interessante aliviar-lhes ao mximo seu peso sem comprometer sua solidez. Deve-se considerar que aliviando o peso das peas, alm da economia de material plstico que evidente, ir conseguir tambm um menor tempo de moldagem e que refletir na economia do custo da produo alm de melhorar a qualidade das peas fabricadas.

2.10 Conceitos e Tcnicas

Depresses e bolhas de vcuo: todos os termoplsticos apresentam estes problemas em reas onde ocorrem bruscas mudanas na espessura da parede ou sobre nervuras e olhais. Este efeito se faz sentir, sobremaneira, nos polmeros cristalinos. As bolhas se formam quando a camada superior resfriar-se rapidamente e fica suficientemente rgida para suportar os esforos oriundos da contrao do fluxo interno. Por sua vez, a depresso superficial (chupagem) surge sobre regies espessas, na qual a massa interna possui calor suficiente para manter a camada interior no estado plstico quando ocorre a cristalizao; com a conseqente contrao interna, esta superfcie cede dando origem depresso (chupagem) conforme mostrado na figura 2.8.

14BOLHA

CHUPAGEM

INCORRETO

CORRETO

Figura 2.8 - Bolhas e Depresses em Peas Injetadas Fonte: PROVENZA (1985)

O fluxo do material injetado deve sempre ocorrer da seo mais espessa para a menos espessa, com o intuito de se evitar o surgimento de bolhas de vcuo, tenses internas e depresses superficiais

Quando for impossvel atender s condies, ento, deve-se procurar posicionar o ponto de injeo na seo mais espessa conforme mostrado na figura 2.9.

SENTIDO DO FLUXO CORRETO INCORRETO

Figura 2.9 - Sentido do Fluxo de Injeo Fonte: PROVENZA (1985)

A espessura tremendamente influenciada pelo fluxo do material, porm outra influncia deve ser levada em conta, ou seja, o custo de processamento. Quando a espessura for pequena demais, as camadas resfriadas estaro muito prximas, no permitindo o fluxo do plstico por maior que seja a presso e a velocidade do material ocorrendo, ento , o no

ESP. CONSTANTE

15

enchimento do produto em alguns pontos. Quando isto no ocorrer em outros pontos poderemos ter a criao de um excesso de tenses internas nas peas. O mnimo usual de mercado gira em torno de 1,2 mm, podendo se chegar 0,3 mm em funo da geometria e tamanho da pea. O custo de processamento cresce em funo direta do aumento da espessura, pois, um de seus componentes, que o tempo de resfriamento, ser tanto maior quanto for a espessura, devido baixa condutibilidade trmica do plstico. O mximo usual de mercado est por volta de 3,0 mm, podendo-se atingir 5,0 mm, correndo-se os riscos acima expostos. Porm, caso haja necessidade de uso de espessuras nesta ordem com a adequada escolha do material e como uso de agentes expansores, estes inconvenientes podem ser minimizados. Existe ainda um outro artifcio que o de se manter a espessura em torno de 3,O mm e reforar a estrutura com nervuras.Na figura 2.10 mostrado como evitar depresses superficiais em peas com grande espessura.

DEPRESSO EVITADA

CENTRO ESTENDIDO DENTRO DA PAREDE

REDUO DA PAREDE

2/3 "A"

AESP. "A"

2/3 "A"

Figura 2.10 - Tcnicas para evitar depresses superficiais Fonte: ROSSATO e ROSSATO (1995)

16

2.11 Como Aumentar a Rigidez do Produto

No que se refere rigidez do produto aps a apropriada seleo do tipo de matria prima, o projetista do molde poder usar cinco diferentes mtodos que conferem maior rigidez ao produto moldado:

2.11.1 Usando sees de parede espessas:

A vantagem deste mtodo que melhora a resistncia ao impacto e tambm rigidez, mas no to eficiente na economia do produto.

2.11.2 Colocando reforos:

Este o mtodo mais eficiente de melhorar a rigidez, usando quantidade mnima de material conforme mostrado na figura 2.11. Entretanto o custo do molde tende a aumentar e a resistncia ao impacto pode ser reduzida devido concentrao de tenses. Os reforos tambm tendem a deixar chupados na superfcie oposta.

Figura 2.11 - Exemplo de Reforo com Nervuras

Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970)

17

2.11.3 Projetando sees escalonadas

Este mtodo pode ser to eficiente quanto aquele de reforos internos, pois evita chupados conforme mostrado na figura 2.12 e os custos de usinagem so menores. Sees postias tambm so usadas neste mtodo para melhorar a rigidez, mas se a largura do canal formado for inferior a 30 mm, o projetista dificilmente poder colocar sistema de resfriamento na parte do molde que forma o canal. Isto poderia provocar grave deformao na borda externa conforme mostrado na figura 2.13.

Figura 2.12 - Sees Escalonadas

Figura 2.13 - Sees Postias

Fonte: Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970)

2.11.4 Projetando compensao de curvatura dobrada

Embora no seja o mtodo mais eficiente para melhorar a rigidez, isto geralmente proporciona boa resistncia ao impacto por causa da ausncia de concentrao de tenses.

2.11.5 Posicionando ou inserindo metal ou outro meio de reforo

Geralmente, este o processo mais adequado para melhorar a rigidez local, mas deve ser evitado pois aumenta o custo de produo da pea.

2.12 ngulo de Sada ou Conicidade

Em funo da rugosidade superficial do molde e do material plstico deve-se prever, no produto, ngulos de sada que facilitem a extrao do mesmo de dentro da cavidade. Esta sada pode ser expressa na forma de ngulos ou conicidade.

18

Na prtica encontram-se ngulos de 30' at 2 para cada lado na parede interna e externa em funo da porosidade do material. So ainda usados ngulos to pequenos quanto 15' ou 7,5', porm sua utilizao restringe-se s condies especiais de necessidade do produto ou caractersticas do material, e, sua determinao feita pelo mtodo de tentativa e erro; nestes e em outros casos em que possam surgir superfcies super tencionadas ou distorcidos, lana-se mo dos pinos extratores que facilitam a sada do produto de dentro do molde. Quando o produto possuir uma superfcie texturizada, ento devemos ter o cuidado de que o Desenho desta seja na mesma direo da inclinao. Quando a profundidade for relativamente grande e a forma da pea complexa, deve-se dar uma maior inclinao s paredes internas. A figura 2.14 mostra exemplos de aplicao de ngulos de sada.

NG. DE SADA

NG. DE SADA

prof.

prof.

. da prof

ur text

a

Figura 2.14 - ngulo de Sada Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970)

2.13 Anis e Rebaixos

Algumas aplicaes necessitam de anis ou rebaixos para facilitar a montagem mas, sempre que possvel, deve-se evita-los devido aos problemas, que descreveremos a seguir. O rebaixo exterior requer uma ou mais partes mveis, conforme mostrado na figura 2.15.PARTE MVEL PARTE MVEL

PEA

EXTRATOR

Figura 2.15 - Anis e rebaixos Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

19

O anel interior pode ser obtido por macho retratil ou pino partido (parte do pino est fixa a um lado do molde e parte ao outro lado conforme figura 2.16).SADA DO PINO

LINHA DE FECHAMENTO

PEA

SADA DO PINO

Figura 2.16 - Anis internos Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

Geralmente, no se empregam os anis externos ou rebaixos externos para desmontagem rpida, contudo pode-se, a partir de um cuidadoso projeto, obter razovel flexibilidade. Deve-se considerar trs fatores na execuo de rebaixos internos: - a fora necessria para extrair a pea do molde; - a possvel deformao da pea devido ao tipo de sistema de extrao escolhido.

Normalmente, para plsticos sem reforo a mxima deformao est em torno de 6%, e para plsticos com reforo, est em torno de at 2%. Conforme mostrado na figura 2.17 deve-se prover o rebaixo com um ngulo de sada para se evitar a ruptura da pea e facilitar a extrao. Pode-se usar limites mais amplos, porm deve-se eliminar concentraes de esforos e descontinuidade estrutural.

(D - d) / D x 100% = % de deformao

d DFigura 2.17 - Clculo do mximo anel interior para peas circulares Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

20

2.14 Raios e Unies Curvas

Uma das maiores causas de falhas de peas a presena de ngulos agudos e cantos vivos, pois so responsveis pela concentrao de tenses na rea. A minimizao destes ngulos atravs de raios de arredondamento e unies curvas, alm de reduzirem a concentrao de tenses, proporcionam peas com maior resistncia estrutural, permitem uma extrao mais fcil e melhoram as condies de fluxo do material durante a injeo. Geralmente, raios de 0,25 mm so adequados maioria das aplicaes. Para os casos em que a pea ir sofrer impactos e esforos severos, deve-se prever raios menores. Nas razes de roscas, se usarmos unies curvas com raios de mais ou menos 0,10 mm, obteremos uma melhor resistncia aos esforos.

As frmulas de concentrao de tenso so:

Flexo

T=

6FxL bxT2

Para uma viga cantilever, temos no grfico da figura 2.18 que nos d uma idia do efeito do raio sobre a concentrao de tenso. Podemos ver facilmente, que, para um incremento de 0,1 para 0,7 na relao R/T, o fator concentrao de tenses cai de 3,O para 1,5 , ou seja, 50%.

21Kt 4.5Fator de Concentrao de tenses4.0

F

R

bT t

3.5

3.0

2.5

L

2.0

1.5

1.0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4

R/T

Figura 2.18 - Grfico de Concentrao de Tenses Fonte: adaptado de ROSSATO e ROSSATO (1995)

2.15 Tolerncia

pratica comum se especificar nas notas gerais do projeto, tolerncias fracionrias e decimais, porm isto pode redundar em um custo elevado de processamento visto que, por vezes em peas projetadas para trabalhar numa ampla faixa de condies ambientais, no h razes para se aplicar uma tolerncia demasiadamente apertada, pois, as mudanas dimensionais ocasionadas somente pela variao de temperatura podem ser de 3 a 4 vezes a tolerncia especificada. Em muitos casos, devido resistncia do plstico, levando-se em conta o acima exposto, pode-se aplicar tolerncias que seriam criticas com metais. Para se reduzir custos de fabricao da pea pode-se utilizar a tolerncia funcional, ajustando-se as peas s contra peas ou vice-versa. Deve-se ter sempre um limite superior e um inferior formando uma faixa em torno de uma dimenso nominal. A tolerncia depende de dois fatores: - A capacidade da mquina de manter fixos os parmetros do processo; - A sensibilidade do material s variaes do processo.

Para materiais com uma contrao relativamente alta (1 a 2%) no se consegue tolerncias dimensionais excessivamente precisas; por exemplo, o Polipropileno geralmente possui uma tolerncia linear de 2% como padro normal de produo.

22

Nos casos em que se exige tolerncias menores, pode se utilizar meios tais como correo de molde aps amostragem ou tcnicas especiais de moldagem. Outro fator que pode afetar a tolerncia, alm da contrao linear, a distoro que esta exemplificada na figura 2.19. Se o produto deforma-se sob condies diversas de alimentao, a causa geralmente atribuda contrao diferencial ps - moldagem. Esta distoro pode ocorrer logo aps a extrao da pea ou como resultado de tenses internas (resfriamento), sendo visvel quando se submete o produto a altas temperaturas de trabalho; esta falha em grande parte pode ser resolvida pelo moldador, mas o projetista do produto poder auxiliar, se levar em conta as recomendaes que se seguem. As curvaturas simples ou duplas so superiores s bordas retas ou longas ou superfcies planas de grande rea (as curvaturas podem acomodar alguma contrao diferenciada, enquanto bordas retas ou superfcies planas nas mesmas condies apresentaro distores visveis).

Deformao de uma pea plana de grande rea

Sugesto: superfcie curvada

Figura 2.19 - Distoro em Grandes reas Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970)

23

3

MOLDESNa corrente de origem de uma pea injetada, desde o primeiro rascunho at a extrao

na mquina, o molde de injeo o ltimo elo, porm no o menos importante. A preciso e exatido de medidas, a qualidade e acabamento superficial da pea so fatores amplamente dependentes do molde. O projeto e execuo do molde, exige por isso grande cuidado do fabricante, como tambm do modelador da pea a ser injetada e do operador. Quanto mais intensamente so consideradas as questes, na construo do molde, desde sua primeira fase de desenvolvimento, tanto mais poder essa execuo ser colocada em concordncia com a qualidade exigida para o produto final.

3.1

Definio

Molde de injeo uma unidade completa, capaz de reproduzir formas. Suas cavidades possuem os formatos e as dimenses dos produtos desejados. A estrutura bsica do molde de injeo conseguida atravs de montagem de placas de ao em uma determinada ordem, aps usinagem, de acordo com o projeto.

3.2

Composio

Basicamente o molde de injeo est dividido em duas partes, que so o conjunto superior e o conjunto inferior. Esta diviso feita baseada na linha de abertura do molde, que a linha onde ocorre a separao do conjunto superior e do conjunto inferior possibilitando a retirada do produto. Abrindo-se o molde teremos como conjunto superior a parte que contm a bucha de injeo e como conjunto inferior a parte que, geralmente leva o sistema de extrao do produto como mostramos na figura 2.19. Na construo de um molde, indispensvel que suas placas, ao serem usinadas, fiquem perfeitamente paralelas, assim como os pinos de guia devem estar em esquadro perfeito, para permitir um funcionamento suave, na abertura do molde.

24

Legenda: 01. Placa de fixao inferior02. Coluna ou espaador 03. Bucha guia 04. Coluna guia 05. Pino extrator 06. Extrator do canal 07. Placa porta extratores 08. Placa impulsora 09. Pino de retorno 10. Placa suporte 11. Postios 12. Bucha de injeo 13. Anel de centragem . 14. Placa de fixao superior

15. Placa de montagem dos postios superior e inferior (I e II): a) cavidade; b) canal de distribuio16. Tope 17. Placa divisria 18. Bico para mangueira de refrigerao do ml 19. Pino posicionador 20. Pino macho 21. Anel de borracha para vedao

Figura 3.1- Componentes bsicos de um molde. Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983).

3.2.1

Descrio Especfica Dos Elementos Que Compe Um Molde

Cada um dos elementos do molde citados, possuem uma funo especifica, sendo a eles solicitados os mais variados esforos mecnicos.

25

Para um bom projeto, devemos dimensionar e calcular estes elementos de forma tal, que com o mnimo de material possamos obter a resistncia mecnica desejada.

3.2.1.1

Placa de Fixao inferior ou placa base inferior

Localizada no molde no lado do conjunto mvel, ou seja, do lado da extrao, esta placa tem como principal funo a de fixar o conjunto mvel placa da mquina injetora. No seu interior so feitos os alojamentos das cabeas dos parafusos, os furos para os topes e um furo central para a passagem do varo extrator da mquina injetora. Confeccionada em ao de baixo teor de carbono.

26

3.2.1.2 Coluna ou Espaadores

A funo dos espaadores de alojar o conjunto extrator, distanciando assim a placa suporte da placa de fixao inferior. Estes possuem furos para a passagem dos parafusos de fixao do conjunto mvel. Confeccionado normalmente de ao de baixo teor de carbono.

3.2.1.3 Bucha guia

Nos moldes, as buchas de guia cumprem uma funo muito importante que a de assegurar a centralizao entre o conjunto fixo e o conjunto mvel, mantendo assim um bom alinhamento entre ambos. aconselhvel que todos os tipos de moldes tenham as buchas e colunas de guia, que devem possuir dimenses proporcionais ao tamanho do molde. Para os moldes redondos deve-se usar no mnimo trs colunas. As suas disposies devem ser previstas, prximas a borda da placa, de forma tal que distanciem o mximo possvel uma da outra. As buchas de guia so confeccionadas com material de mesma caracterstica e tratamento trmico que os utilizados para as colunas de guia.

3.2.1.4 Colunas de guia

A sua forma cilndrica, e em uma de suas extremidades dever conter uma cabea para fixao, enquanto a outra extremidade cnica com um raio para facilitar a sua introduo na bucha de guia. aconselhvel que as colunas de guia, trabalhem com um ajuste deslizante afim de proteger os machos mais compridos. As colunas de guia devem ter um comprimento de mais ou menos 5 a 10mm maior do que o macho mais comprido, de maneira tal que esta chegue s buchas de guia antes que o macho comece a penetrar na matriz. Para construo das colunas de guia, so recomendados o uso de aos que possam ser endurecidos por um tratamento trmico de superfcie, o mais recomendado o ao cromo nquel para cementao.

27

3.2.1.5 Pinos extratores

Na sua maioria possuem a forma cilndrica, podendo variar conforme a necessidade e tem a funo especifica no molde de extrair o produto sem deform-lo. Para a sua confeco, normalmente usado o ao CrNi temperado e revenido.

3.2.1.6 Pino extrator do canal

O pino extrator do canal normalmente possui a forma cilndrica, construdo com ao CrNi temperado e revenido. Sua principal funo extrair o canal da bucha de injeo.

3.2.1.7 Placa porta extratores ou contra placa extratora

Sua principal funo de alojar as cabeas dos pinos extratores e de retorno, contm roscas para a sua fixao na placa extratora. Confeccionada em ao de baixo teor de carbono.

3.2.1.8 Placa impulsora ou extratora

Sua principal funo transmitir o movimente recebido da barra extratora da mquina injetora para acionar os extratores para frente afim de extrair o produto do molde. Nesta placa so feitos os alojamentos das cabeas parafusos que iro fixar o conjunto extrator, e dar apoio s dos pinos extratores. Confeccionada em ao de baixo teor de carbono.

3.2.1.9 Pinos de retorno

Componente de forma cilndrica que tem a funo de retornar o conjunto extrator sua posio de origem para que os pinos extratores fiquem paralelos superfcie da moldagem. Na sua confeco, o material mais empregado o ao - CrNi, tendo um tratamento trmico, temperado e revenido.

28

3.2.1.10 Placa suporte

Esta placa tem a funo de suportar toda a presso de injeo primria da mquina. Passando atravs desta os furos dos pinos extratores de retorno e a furao dos parafusos para a fixao do conjunto mvel. Como as outras placas j mencionadas esta tambm confeccionada com ao de baixo teor de carbono.

3.2.1.11 Postios ou cavidades

Postios ou macho

so elementos que do a forma interna do produto, e so

normalmente confeccionados de ao de boa qualidade, e apresentam as vantagens de poderem ser substitudos quando houver avaria nos mesmos sem que haja alteraes nos demais componentes do molde. Os postios nos moldes barateiam o seu custo, e podem receber usinagens e tratamentos trmicos individualmente sem deformar o molde. Cavidades ou fmeas, so elementos que do a forma externa do produto de material plstico, e so normalmente confeccionadas de ao de boa qualidade, e apresentam as mesmas caractersticas e vantagens dos postios machos.

3.2.1.12 Bucha de injeo

Este componente de forma cilndrica, tem em uma de suas extremidades um raio esfrico ou cnico, cuja funo a de permitir um perfeito acoplamento do bico da mquina injetora com o molde, possibilitando atravs de um canal cnico a passagem do material plstico at os canais de alimentao das cavidades. O canal cnico da bucha de injeo dever ser bem polido afim de facilitar o fluxo do material e a extrao do mesmo. A sua confeco normalmente feita em ao cromo nquel temperada e cementada, e a sua fixao feita atravs do anel de centragem.

29

3.2.1.13 Anel de centragem

A funo deste componente a de centralizar o molde na mquina injetora, e fixar a bucha de injeo atravs de trs parafusos do tipo allen. O anel de centragem deve ser construdo em ao de baixo teor de carbono.

3.2.1.14 Placa de fixao superior ou placa base superior

Localizada no conjunto fixo do molde, ou seja no lado da injeo, esta placa geralmente confeccionada com ao de baixo teor de carbono. Sua principal funo, possibilitar a fixao do conjunto fixo na placa da mquina injetora. Na sua execuo, so feitos furos e rebaixos para o alojamento dos parafusos de fixao do conjunto fixo, tambm possui como funo, alojar e dar apoio bucha de injeo, fixao do anel de centragem, assim como apoiar cabeas de postios e colunas de guia.

3.2.1.15 Placa porta postio superior

Nesta placa teremos a fixao das colunas de guia, parte da bucha de injeo, alojamentos de postios ou cavidades, normalmente parte dos canais de alimentao, sua refrigerao e as roscas para a fixao na placa de fixao superior. A face desta placa determina o ponto de abertura do molde. Confeccionada com ao de baixo teor de carbono, no caso de usarmos as cavidades postias, na mesma, ou se usinarmos as cavidades diretamente nesta placa, ento teremos que confeccion-la com um ao especial, devendo ainda ter um tratamento trmico de beneficiamento.

3.2.1.16 Placa porta postio inferior

Esta placa semelhante placa cavidade superior, sendo localizada no conjunto mvel do molde. Nela est contido o alojamento das buchas de guia, postios ou machos, parte dos canais de alimentao, sua refrigerao e as roscas para a fixao na placa de fixao inferior.

30

3.2.1.17 Tope ou apoio

Tem a forma cilndrica e para sua construo so normalmente utilizados aos com baixo teor de carbono. Sua principal funo assegurar um perfeito assentamento do conjunto de extrao e evitar uma possvel deformao do conjunto ocasionado por deposies de impurezas entre a placa impulsora e a placa de fixao.

3.3

Formas de Obteno dos Moldes

3.3.1

Usinagem

A maioria dos moldes para plstico obtida pela usinagem de um nico bloco ou pela composio e ajustagem de blocos, separadamente. Mesmo com as formas produzidas por outros, tais como cunhagem, fundio, etc., sempre necessrio considervel trabalho de usinagem posterior para a preparao da forma. Com o surgimento de mquinas CNC e poderosos programas de computador (CAD/CAM), a tarefa de usinar os moldes ficou bem mais fcil e o tempo de confeco dos mesmos caiu significativamente. Sempre que, possvel, prefervel usar moldes de um bloco que evitam o aparecimento de rebarbas e linhas de unio nas peas moldadas. Na figura 3.2 podemos observa um exemplo de matriz de bloco nico e composta.MATRIZ DE BLOCO NICO MATRIZ COMPOSTA

PLACA DE APOIO

Figura 3.2 - Matriz de bloco nico e matriz composta Fonte: adaptado de PROVENZA (1985)

31

3.3.2

Cunhagem

O processo de cunhagem consiste em formar cavidades por meio de um macho moldado, de material duro e tenaz, forado, com alta presso, contra um bloco metlico, mais macio e dctil. A cunhagem feita a frio. Se, durante a penetrao o metal da matriz endurecer, recorre-se a recozimentos intermedirios ou cunhagem a quente. A operao se efetua em prensas de cunhagem com capacidade de 50 a 5000 t. A presso de cunhagem varia entre 15 e 20 t/cm2. Este processo foi muito usado ha algum tempo atras para a confeco de ferramentas com cavidades multiplas, porque com um nico cunho mestre conformava-se todas as cavidades do molde. Economizava-se tempo e obtinha-se maior uniformidade do produto, porm com o surgimento das novas tecnologias de usinagem ficou obsoleto, pois era necessria grande experincia para se alcanar resultados satisfatrios.

3.3.3

Fundio

A fundio em areia com modelo de gesso ou madeira representa o mtodo mais econmico para produo de moldes com vrias cavidades, mas a trabalho de acabamento ser consideravelmente maior. Bons detalhes de acabamento so obtidos por meio da fundio sob presso e com moldes refratrios. Deve-se recorrer fundio somente quando a quantidade de metal a remover seja considervel

3.3.4

Fundio de Preciso ou Fundio por Cera Perdida

Consiste em fazer-se um molde da cavidade desejada em cera, recobrir com um barro refratrio, deixar secar, levar a um forno para que a cera se funda, deixando uma cavidade que ento ser preenchida com o metal que desejarmos.

3.3.5

Eletrodeposio

Este um processo de confeco do molde por meio de deposio eletroltica do metal sobre o modelo, num banho galvnico. O modelo pode ser. metlico ou no, mas para maior preciso ou rigidez so usados modelos de bronze e alumnio, colocados no banho galvnico, com um revestimento de separao.

32

Os materiais acrlicos (Plexiglass) so muito usados, j a madeira e o gesso no so adequados, mas prtica fundir PVC sobre este, obtendo-se uma matriz de transio e, posteriormente fundir resina acrlica nesta matriz obtendo-se mode1os em acrlico. Os modelos no metlicos, para que o tornem condutores, sero revestidos quimicamente com uma camada de prata, antes de irem para o banho galvnico. Na eletrodeposio, o modelo permanece imerso no banho galvnico at ser recoberto por uma casca de Ni de 3 a 5mm. Esta casca complementada por uma eletrodeposio de Cobre, bastante espessa, para a usinagem final e ajustagem no suporte de ao. Os moldes eletrodepositados so principalmente usados na moldagem por injeo, mas podem ser usados tambm para moldagens por compresso e por transferncia. A vida de um molde eletrodepositado no menor do que a de um molde de ao, mas para uma maior resistncia contra a abraso, o molde pode ser cromado. O nquel-cobalto inerte a todos os materiais plsticos, inclusive ao PVC. As principais aplicaes deste processo ocorrem no campo dos moldes pequenos, complexos, delgados e profundos e, especialmente na moldagem de bijuterias altamente decorados, distintivos, etc. Convm salientar que, com as novas tecnologias esse processo j no mais to utilizado, pois seu custo muito alto.

3.3.6

Eletro-Eroso

Este processo, tambm conhecido como eroso ou usinagem por centelhas, consiste em colocar, imersos em um liquido dieltrico e separados por uma pequena folga, um eletrodo com formato do modelo e um bloco de metal destinado a ser transformado em matriz. Um potencial eltrico, entre o modelo e o bloco, provocar nos pontos mais prximos, centelhas que fundiro e removero partculas do material do bloco, originando crateras, que gradativamente, formaro a cavidade do molde. A aproximao sucessiva do eletrodo com o bloco completamente automtica e existem mquinas de vrias capacidades. O eletrodo, geralmente de cobre eletriltico ou grafite, tem formato de modelo e, por eroso, reproduzir uma cavidade correspondente no bloco. O processo timo, para materiais muito duros e carbetos. muito usado tambm para a perfurao de matrizes de extruso e trefilao, em todos os formatos.

33

3.4

Acabamento dos Moldes

A superfcie do molde deve sofrer um acabamento fino, isto , devero ser eliminadas as rebarbas, os riscos de corte e as marcas das ferramentas de usinagem. O polimento dos moldes essencial para:

Facilitar o fluxo do material no interior do molde Diminuir a abraso e a corroso Proporcionar um bom acabamento nas peas moldadas Facilitar a extrao das peas moldadas.

A remoo inicial das rebarbas e marcas de usinagem efetuada com rasqueta, lima, esmeril especial e lixa rotativa. Completadas as operaes iniciais, passa-se ao polimento e lapidao. No polimento (brunimento) a ferramenta abrasiva, enquanto na lapidao, um fluido ou pasta abrasiva introduzido entre o lapidador (ferro-fundido, cobre ou madeira) e a pea. O polimento efetuado aps o tratamento trmico. Aps tratado termicamente e polido, o molde pode ser cromado para melhorar a resistncia abraso ou a resistncia qumica contra os materiais corrosivos de modelagem, tais como o PVC, o Acetal, etc.

3.5

Principais Caractersticas dos Aos para Moldes

a) Resistncia s tenses b) Facilidade de usinagem

A resistncia s tenses necessria, devida s altas presses empregadas durante a moldagem, que podem ser de 300 a 1400 Kgf/cm2. A necessidade de suportar as tenses de flexo e cargas de compresso, requer que a resistncia do ncleo de ao seja alta enquanto mantm uma dureza superficial suficiente.

34

A dureza superficial adequada permite:

suportar os 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 lhe

proporcione um bom aspecto.

Como regra geral, so endurecidas as partes do molde que esto em contato com o material plstico fundido e os elementos mveis que suportam atrito. As partes do molde que compem sua estrutura so de ao com baixo teor de carbono e no so endurecidas.

A escolha do mtodo de endurecimento varia com:

Tipo de ao empregado; Tipo de dureza necessria para a aplicao; A complexidade e preciso do molde.

3.5.1

Mtodos Usados Para Endurecimento dos Aos

Tmpera ao ar Tmpera em leo Cementao Nitretao

Tmpera ao ar , geralmente, usada para assegurar a mnima deformao, enquanto que a cementao e a nitretao so usadas para obter uma dureza mxima superficial. Devido a limpeza, a tmpera em leo facilita o polimento das partes onde moldado o produto. Alm dos requisitos fundamentais, importante que o ao seja de fcil usinagem e tenha uma estrutura homognea, que pode ser conseguida atravs do recozimento.

35

Tabela 3.1 - Aos Recomendados para Moldes de Injeo

COMPONENTES DO MOLDEPlacas base inferior e superior Coluna ou espaador Contra placa extratora Placa suporte Anel de centragem Placa extratora Placa de montagem dos postios Placa extratora Tope de retrocesso Bucha guia

AOS RECOMENDADOS

TRATAMENTO TRMICO

DUREZA Rc

ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040

-

-

ABNT 1020 A 1040 ABNT 1020 A 1040 Ao cromo-nquel ABNT 3310 Cementado e temperado 54 a 58

Coluna guia

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Bucha de injeo

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Postios machos e fmeas

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

58 a 60

Camisa extratora

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Pinos / lminas extratoras

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Extrator de canal

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Parafusos limitadores

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Pinos de retorno

Ao cromo-nquel ABNT 3310

Cementado e temperado

54 a 58

Fonte: GAGLIARD (1983)

36

3.5.2

Classes de Aos

Ao de baixo teor de carbono - ABNT l008 a l010 Ao de mdio teor de carbono - ABNT l020 a l040 Ao de alto teor de carbono - ABNT l050 a l090 Aos especiais

Tabela 3.2 - Efeitos dos Elementos Especiais na Liga

ELEMENTO Silcio Carbono Mangans Nquel Cromo Vandio Molibdnio TungstnioFonte: GAGLIARD (1983)

EFEITOS Dureza Endurecedor Desoxidante Tenacidade e resistncia Dureza (melhora o polimento) Purificador (aumenta a resistncia fadiga) Amplia a margem de tratamento trmico Dureza e resistncia ao calor

3.6

Classificao

Os molde de injeo so classificados de acordo com:

Sistema de extrao Sistema de alimentao

Estes sistemas so influenciados pela:

Forma do produto Material plstico ser injetado Mquina injetora

37

PINOS CAMISA PLACA IMPULSORA LMINA AO RETARDADA PLACA EXTRATORA TIRANTE

SISTEMA DE EXTRAO AR COMPRIMIDO NCLEO ROTATIVO

CLASSIFICAO CIRCULAR LEQUE FLASH CAPILAR ABA SUBMARINA ANEL DISCO

DIRETA

SISTEMA DE ALIMENTAO

INDIRETA

DIRETA CMARA QUENTE CANAL ISOLADO CANAL QUENTE

Figura 3.3 - Classificao dos Moldes Fonte: GAGLIARD (1983)

38

3.7

Sistemas de Extrao

Quando um produto esfria na cavidade de um molde, ele se contrai. Quando o produto moldado no tem forma interna, como por exemplo um bloco slido, a contrao se faz das paredes para o centro permitindo um fcil extrao (figura 3.4). Quando existe uma forma interna, ao esfriar-se ele se contrai sobre o macho (figura 3.5), o que obriga uma tcnica de extrao efetiva.

PRODUTO MOLDADO

CAVIDADE

CONTRAO

Figura 3.4 - Contrao de um produto slido Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

PRODUTO MOLDADOMACHO

DIREO DA CONTRAO

Figura 3.5 - Contrao de um produto com forma interna Fonte: GAGLIARD (1983)

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As consideraes mais importantes no desenho de um mecanismo de extrao so:

O dimetro dos pinos deve ser to largo quanto o desenho permitir; Colocar tantos pinos quanto possvel, sem interferir com a tubulao de refrigerao; Os pinos devem empurrar a pea uniformemente, para retir-la de maneira suave e sem

distores.

A presso necessria para extrair a pea injetada depende dos seguintes fatores:

ngulo de sada nos lados; rea de contato; Polimento dos lados; Presso de injeo (grau de recalque) Presena de agentes desmoldantes, tanto no plstico como na superfcie do molde.

3.7.1

Sistema de Extrao por Placa Impulsora

um sistema que consiste no deslocamento dos elementos que extraem o produto atravs, de uma placa chamado placa impulsora, ou extratora que faz parte do molde e acionada diretamente pela mquina injetora. Nas figuras 3.6 e 3.7 so mostrados os principais tipos desse sistema.EXTRATOR DO CANAL PRODUTO ENTRADA CANAL DA BUCHA PINO EXTRATOR

BARRA EXTRATORA DA MQUINA

Figura 3.6 - Exemplo de extrao por placa impulsora por pinos Fonte: PROVENZA (1985)

CURSO DE EXTRAO

40PRODUTO

CAMISA EXTRATORA

PLACA EXTRATORA

PLACA DE APOIO

Figura 3.7 - Exemplo de extrao por placa impulsora por camisa Fonte: PROVENZA (1985)

3.7.2

Sistemas de Extrao por Ar Comprimido

Consiste na introduo do ar comprimido entre a face do molde e o produto moldado. um mtodo eficiente para uma desmoldagem adequada, geralmente do tipo de caixa ou recipiente. O ar introduzido no ponto mais afastado da linha de contato, de tal forma que separe definitivamente a moldagem da face do molde, antes que possa haver escape do ar. Alm de fazer uma extrao positiva, a introduo do ar comprimido elimina o vcuo produzido, quando a moldagem do tipo fechado retirada da ferramenta-macho. Uma extrao tpica a ar mostrado na figura 3.8, que consiste em um tipo de vlvula de ao cromo-nquel temperado e retificado, que operado pela introduo do ar comprimido, por trs da cabea do mesmo. O retorno se faz atravs da ao de uma mola de compresso.PRODUTO

ENTRADA DO AR COMPRIMIDO

MOLA DE RETORNO DA VLVULA

Figura 3.8 - Exemplo de extrao por ar comprimido Fonte: ROSSATO E ROSSATO (1995)

41

3.7.3

Sistema de Extrao por Ncleo Rotativo

um sistema baseado na rotao dos ncleos (macho ou fmea) roscados, sendo os mesmos operados por: Cremalheira e pinho Engrenagens helicoidais Parafusos sem-fim e engrenagens usado em moldes para rpida e grande produo de produtos com rosca, onde estes so desenroscados automaticamente durante ou depois da abertura da mquina.

3.8

Sistemas de alimentao

O sistema de alimentao das cavidades pode subdividir-se em:

Quadro 3.1 - Sistemas de alimentao

CIRCULAR RESTRITA LEQUE INDIRETA FLASH CAPILAR ABA SUBMARINA ANEL / DISCO Fonte: GAGLIARD (1983) DIRETA DIRETA CMARA QUENTE CANAL ISOLADO CANAL QUENTE

Todo o percurso do material plstico fundido desde a mquina injetora at a cavidade do molde normalmente composto de canal de injeo da bucha, canal de distribuio (primrio e/ou secundrio), entradas ou ponto de injeo, produto moldado e poo frio (alimentao indireta).

42

3.8.1

Canais de Distribuio

Os canais de distribuio transferem o material desde o bico at as entradas das cavidades. Seu correto dimensionamento, portanto, fundamental: Canais com pequenas sees transversais (muito finos) necessitam altas presses de injeo e levam mais tempo para preencher as cavidades. Canais mais grossos permitem um melhor acabamento nas peas injetadas e minimizam linhas de. juno de fluxo e tenses internas. No entanto, canais excessivamente grossos tambm podem causar problemas, pelas razes seguintes: A solidificao dos canais mais demorada e, consequentemente, o ciclo mais prolongado. Peso dos canais maior e portanto diminui a capacidade til da mquina, como tambm a capacidade de plastificao. Canais largos produzem mais "galhos (que deve ser moido e reprocessado, aumentando o custo e aumentando a possibilidade de contaminao. Em moldes de duas placas com mais de oito cavidades, a rea projetada do sistema de canais aumenta significativamente a rea projetada das cavidades, reduzindo, dessa maneira, a fora de fechamento efetiva.

Note-se que estas objees no se aplicam a moldes com canal quente.

De forma geral, os canais circulares so os mais recomendados. Isto porque eles apresentam uma superfcie de contato mnimo entre o plstico e o molde e, consequentemente minimizando tambm as perdas por atrito. Na prtica, porm devido facilidade de construo so usados canais tambm de seo semicircular, retangular e trapezoidal, abertos em uma placa somente. Os canais totalmente circulares precisam ser trabalhados em ambas as metades do molde, de tal maneira que as duas metades se sobrepem quando o molde fechado. Estes custos adicionais de ferramentaria permitiro uma melhor injeo. Quando o canal se encontra de um lado s do molde, a forma trapezoidal a que mais se aproxima totalmente circular.

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Canais de sees semicirculares (meia-cana) ou retangulares no so recomendveis. Na forma trapezoidal a profundidade igual largura. A forma ideal (5 de afunilamento) obtida fazendo a largura 1.18 vezes a profundidade. Na Tabela 3.3, apresenta-se a profundidade necessria de forma trapezoidal para obter a rea equivalente da seo da forma circular.

Tabela 3.3 - rea equivalente da seo trapezoidal e circular

DIMETRO DO CANAL CIRCULAR (pol)

REA DA SEO (pol)

PROFUNDIDADE DO CANAL TRAPEZOIDAL EQUIVALENTE (pol2)

1/8 5/32 3/16 1/4 9/32 5/16 11/32 3/8 13/32 7/16 15/32 1/2 17/32 9/16

0.0123 0.0192 0.0276 0.0491 0.0622 0.0767 0.0928 0.1104 0.1296 0.1503 0.1725 0.1964 0.2219 0.2484

0.110 0.138 0.166 0.221 0.249 0.277 0.305 0.332 0.360 0.388 0.415 0.443 0.471 0.498

Fonte: PROVENZA (1985)

Canais mais compridos requerem dimetros maiores, como mostra a tabela 3.4. Num determinado molde, todos os canais principais devero ter o mesmo dimetro, sendo que todos os canais secundrios devero Ter pelo menos 80% dos principais.

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Tabela 3.4 - Dimetros de canais recomendados

Comprimento principal (mm) At 75 75 a 150 150 a 225 225 a 300

do

canal Dimetro do canal principal Dimetro (mm) 5 6 8 9.5 9.5

do

canal

secundrio (mm) 4 5 6 8 8

Mais de 300 Fonte: GAGLIARD (1983)

As interseces entre canais principal se secundrio devem ser arredondadas com raio de aproximadamente 3mm. Os canais devero ser dimensionados de forma a garantir que o material plstico neles contido no se solidifique antes que as cavidades estejam cheias e compactadas, nem muito tempo depois, para no prolongar o tempo de operao. A compactao se obtm permanecendo com a presso de injeo durante todo o tempo de solidificao do produto afim de compensar a contrao do material plstico. fundamental manter os canais os mais curtos possveis, afim de evitar perdas de presso e de calor. Na figura 3.9 mostrado o dimensionamento correto dos canais de injeo.0.5 - 1.2

0.5 - 1.2

d

ERRADO

CERTO

Figura 3.9 - Dimensionamento dos canais Fonte: adaptado de PROVENZA (1985)

dR

e

e

45

Nos moldes de cavidades multiplas, boa tcnica prolongar os canais principais alm do ponto de juno dos ltimos canais. Este prolongamento, (POO FRIO) funcionar como receptculo da primeira poro de plstico, que, sendo mais fria, prejudicaria a qualidade do produto ou o bom funcionamento do molde. Em moldes com muitas cavidades (Fig 3.10), o "lay-out" das cavidades e canais dever ser posicionado de tal forma que a distncia a ser percorrida pelo plstico, desde o bico at as cavidades, seja a mesma. Isto permite uma distribuio equivalente da presso de injeo para cada cavidade, de tal forma que a velocidade de entrada do material em cada cavidade ser a mesma.

MESMA DISTNCIA DO BICO AT CADA UMA DAS CAVIDADES

Figura 3.10 - Lay-out das cavidades para uma presso de injeo igual

Fonte: adaptado de PROVENZA (1985)

3.8.2

Sistema de Alimentao Indireta

A passagem pela qual o material flui, do bico de injeo da mquina at as cavidades onde moldado, chamada sistema de alimentao indireta. Normalmente, este sistema formado por: Canal de injeo da bucha, poo frio, canais de distribuio e entradas ou ponto de injeo.

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A figura 3.11 mostra um sistema de alimentao.

a. Canal de injeo da bucha b. Canal de distribuio primrio ou principal c. Canal de distribuio secundrio d. Entradas ou ponto de injeo e. Produto moldado f. Poo frio . f

d

e

a

cFigura 3.11 - Sistema de alimentao Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

b

Percurso do material: o material passa atravs do canal da bucha de injeo (a), ao canal primrio (b), aos canais secundrios (c) e nas entradas (d), antes de chegar s cavidades (e).

3.8.3

Entradas

A entrada controla a velocidade do material que entra na cavidade e controla tambm o "empacotamento" do material. 0 tamanho e a forma da pea determinam o tipo, localizao

47

e tamanho da entrada. A entrada dever ser localizada num lugar pouco ou nada visvel, pois deixa marcas de imperfeio. s vezes, este problema impede que a entrada seja colocada no lugar mais indicado. A entrada deve ser localizada o mais prximo possvel do centro da pea, para minimizar as distncias que o material deve percorrer para encher a cavidade. Quando projeto da pea impedir este posicionamento, dever ser colocada uma entrada maior ou vrias entradas por cavidade, para permitir enchimento mais rpidos. Na maioria dos casos, a entrada esta limitada pela posio da cavidade e a linha divisria do molde. prefervel localizar a entrada na seo mais espessa da pea, pois esta a seo que demorar mais em solidificar, evitando-se, assim, marcas de "chupado". Tambm desejvel que as entradas sejam localizadas em pontos onde a pea ser menos tencionada, pois normalmente a rea de entrada a mais fraca da pea. Chamaremos de "distncia de fluxo ao comprimento do caminho que o plstico dever percorrer desde a entrada at a extremidade oposta da cavidade. A expresso "razo do fluxo" significa a relao entre a distncia de fluxo e a espessura da seo nominal da pea. Cada material plstico possui um limite da razo de fluxo, caracterstico de suas propriedades reolgicas. Para poliestireno "standard" de uso geral, este limite de aproximadamente 300:1. Para poliestireno "standard" resistente ao calor, de 200:1. Para tipos de mdio e alto impacto, de 200:1 a 250:1, dependendo de seu ndice de fluidez. Quando o uso de uma entrada provocar uma razo de fluxo maior que as indicadas acima, devero ser usadas duas ou mais entradas. Um exemplo seria uma pea de refrigerador, com comprimento de 90 cm e espessura de 1,5 mm. Usando-se uma entrada apenas na regio central, a razo de fluxo seria de 45 cm dividido por 0,15 cm, ou seja, 300:1. Neste caso, a cavidade no seria preenchida convenientemente com poliestireno alto-impacto, a soluo seria usar uma entrada tipo "flash" ou usar duas ou mais entradas neste exemplo. O uso de duas entradas causar sempre uma linha de juno. A presena desta linha de juno aumenta medida em que aumenta a distncia entre a entrada e a linha de Juno. Portanto melhor usar trs ou quatro entradas, para obter uma linha de juno mais resistente e menos perceptvel. O uso de entradas mltiplas permite ainda que, cada entrada seja mais fina e, portanto, a solidificao seja mais rpida, permitindo a obteno de ciclos mais rpidos. Num molde de uma nica cavidade esta dever ser posicionada de forma simtrica em relao ao eixo do bico de injeo, para assegurar uma distribuio uniforme de presses. Em

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moldes com vrias cavidades a disposio das mesmas dever ser tambm simtrica, pelos mesmos motivos. Freqentemente estas necessidades determinam a localizao das entradas. A entrada ou ponto de injeo um canal ou orifcio que liga o sistema de alimentao cavidade. Tem uma pequena superfcie, em comparao com o restante do sistema de alimentao. Esta pequena seo necessria para:

Esfriar o material na entrada, logo que a cavidade esteja cheia de plstico. S ento a rosca da mquina injetora pode voltar, sem provocar suco no produto moldado. Permitir a separao do sistema de alimentao do produto, de forma manual ou automtica. Reduzir a marca no produto, consequentemente do sistema de alimentao. Reduzir a necessidade de compactao (presso fina1 de injeo) que durante a moldagem se faz necessria, para compensar a contrao do material plstico.

A dimenso da entrada depende: Da fluidez do material a ser moldado Da espessura da parede do produto Do volume de material a ser injetado Da temperatura do material fundido Da temperatura do molde Ha inmeras formas de entradas especiais, adotadas para servir as moldagens particulares, que so variaes das formas bsicas. 3.8.3.1 Entrada Restrita Entrada restrita a abertura que existe entre o canal de alimentao e a cavidade onde moldado o produto. usada para alimentao lateral ou pelo centro da pea. adequada particularmente para materiais de fcil fluxo.

Vantagens: Solidifica rapidamente, aps o material parar de fluir. Reduz a necessidade de manter a presso final para compactao, com a correspondente diminuio de tenses na rea do ponto de injeo.

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A entrada pode ser cortada com facilidade.

Desvantagens: No recomendado para materiais viscosos.

Caractersticas: Em geral as entradas restritas tem dimetros de 1,5 e 0,75 mm ou o correspondente mesma seo para formas retangulares.

Freqentemente, adota-se a regra aproximada de fazer o dimetro ou a espessura da entrada, igual a metade da espessura da pea no ponto de injeo. O comprimento da entrada (l) igual ao dimetro da entrada (d) como mostrado na figura 3.12. da entrada = d

~ comprimento da entrada : l = d

~ d=0.75 / 1.5 ~ D=4.5 d

Para entrada retangular:

do canal = D

l~ l=2.5h

Para equivalncia de seces, teremos: Pi d / 4 = l . h = 2.5 h ~ h = 0.55 d2 2

Figura 3.12 - Dimensionamento da entrada Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

h

50

Observao: Uma entrada muito longa causa queda de presso e, consequentemente, dificulta o enchimento da. cavidade. As entradas restritas (Fig 3.13) no se aconselham para alimentar seces grossas pois provocariam esguichamentos.

CAVIDADE

ENTRADA

CAVIDADE

ENTRADA

POSTIO

Figura 3.13 - Exemplos de entradas restritas Fonte: PROVENZA (1985)

As entradas circulares e as semicirculares foram as primeiras a serem utilizadas. Estas entradas, relativamente grandes, oferecem pouca resistncia ao fluxo do material e foram muito usadas no inicio do desenvolvimento da moldagem por injeo devido pouca presso disponvel das mquinas da poca. Estas entradas so usadas atualmente para injetar peas de grandes sees, como cabos de escovas, ou materiais sensveis ao calos e de viscosidade elevada. As entradas do tipo circular so geralmente usadas para peas de espessura maior que 6 mm. Esse tipo de entrada conveniente para reduzir as tenses internas, mas requerem maior tempo para solidificao.

51

3.8.4

Entrada em Leque

ENTRADA TIPO LEQUE

ENTRADA

Figura 3.14 - Entrada em leque Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)

Na figura 3.14, temos a entrada tipo leque, que no outra coisa seno o achatamento da entrada circular, e usada para peas de grande rea e paredes finas como visores de relgios, lentes e outras peas similares que tenham uma razo elevada entre a rea de superfcie e a espessura. Esta entrada espalha o material plstico diminuindo o efeito das marcas de fluxo. A rea de sua seo no deve ultrapassar a rea da seo do canal de distribuio. A espessura da entrada tipo leque no dever ser maior que a metade da espessura da parede da pea, de tal modo que a entrada solidificar rapidamente logo depois de ter sido completada a cavidade, para evitar as tenses na entrada. A largura dessa entrada depende do tamanho da cavidade, da forma que o material flui na mesma, e da rapidez de enchimento da cavidade que se deseja. A forma mais prtica comear com uma espessura de 1/3 de espessura da pea e com uma largura de aproximadamente 3 mm e depois aumentar gradativamente. Este mtodo parece demorado, mas vlido, pois a obteno de entradas pequenas permite ciclos rpidos.

52

3.8.5

Entrada Tipo Flash (Lateral Contnua)

CANAL PARALELO CANAL PRINCIPAL

ENTRADA

Figura 3.15 - Entrada em flash Fonte: PROVENZA (1985)

A entrada do tipo "flash", que aparece na figura 3.15, um desenvolvimento recente e se aplica para reas grandes e planas. Um canal secundrio que corre paralelo cavidade alimentado pelo canal principal. Este tipo de entrada permite um rpido enchimento da cavidade, bem como um resfriamento tambm rpido, o que permite ciclos curtos. A desvantagem da entrada tipo flash o longo canal de distribuio, que tem de ser modo. Assim, muitas vezes se d preferncia a uma entrada de desenho intermedirio entre os tipos de flash e leque.

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3.8.6

Entrada Capilar

Caracteriza-se geralmente por 0,5< d < 0,75 mm.BICO DA CAVIDADE BICO DO MOLDE

ENTRADA CAPILAR

CANAL

Figura 3.16 - Entrada capilar Fonte: PROVENZA (1985)

As entradas capilares so usadas nos casos em que a marca de alimentao dever ser a menor possvel, como nos casos das peas que necessariamente devero ser alimentadas por uma face visvel. A entrada capilar da figura 3.16 usada sempre quando o desenho permite. No deve ser usada com materiais muito viscosos ou sensveis ao calor. A entrada capilar a melhor maneira de controlar o fluxo de entrada cavidade e, portanto, de extrema importncia, para balancear as entradas dos moldes com muitas cavidades. Devido s suas pequenas dimenses, solidifica rapidamente, permitindo ciclos curtos e tenses reduzidas. O pequeno tamanho reduz ou elimina completamente as operaes de remoo da entrada e permite o corte automtico da mesma, em moldes com trs placas e com canais quentes. As capilares originam um fluxo turbulento com considerveis marcas de fluxo do material plstico, especialmente nas proximidades da entrada e nas moldagens de paredes finas. Isto resulta num enfraquecimento local principalmente se o material for frgil.

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Uma desvantagem que, quanto menor a entrada, maior ser a velocidade do plstico. Parte da energia cintica convertida em calor e em casos extremos, pode causar queima, degradao do material, ou "jateamento". Por esta razo, o capilar dever ser localizado de tal maneira, que o material que entra se choque imediatamente num obstculo (pino), ou para compensar este inconveniente aumenta-se a espessura do produto em correspondncia ao ponto de injeo como mostrado na figura 3.17.

e

RAIO ESFRICO

Figura 3.17 - Aumento de espessura para entrada capilar Fonte: PROVENZA (1985)

Deve-se evitar a alimentao de seces grossas por meio de capilares pois ocorreriam esguichamentos.

1/2 e

55

3.8.7

Entrada em aba

CAVIDADE DO MOLDE (VISTA DE PLANTA)

90

d = 8 a 10

ENTRADA RESTRITA

ABA

C = 12 a 35 e

ALTURA DA ABA = 1/2 e

Figura 3.18 - Entrada em aba Fonte: adaptado de PROVENZA (1985)

Muito utilizada para acrlicos, produz moldagens co