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Apostila Moldes, Notas de estudo de Cultura

Universidade de Caxias do Sul (UCS)Cultura

apostila basica sobre desenvolvimento de moldes plasticos

Tipologia: Notas de estudo

2011

Compartilhado em 13/05/2011

paulo-cesar-ribeiro-6
paulo-cesar-ribeiro-6 🇧🇷

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SOCIEDADE E
DUCACIONAL DE SANTA
CATARINA
Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR
MOLDES DE INJEÇÃO
Confecção Revisão
Professor Data Professor Data
Herto de Alencar Santana Julho/2002
Adriano Francisco Reinert Abril/2004
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Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

MOLDES DE INJEÇÃO

Confecção Revisão

Professor Data Professor Data

Herto de Alencar Santana Julho/2002 Adriano Francisco Reinert Abril/

Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

3

4 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

MÓDULO 4 – SISTEMAS DE ALI MENTAÇÃO E FORMAS CONSTRUTIVAS

    1. INTRODUÇÃO MÓDULO 1 – PARETES DO MOLDE DE I NJEÇÃO
    1. DEFINIÇÃO DE MOLD ES DE INJEÇ ÃO DE TERMOPLÁS TICOS
    • 2.1. PROCESSO DE INJEÇÃO
      • 2.1.1. COM PONENTES BÁSICOS DE UMA INJETORA
      • 2.1.2. COM PONENTES BÁSICOS DA UNIDADE INJETORA E HIDRÁULICA
      • 2.1.3. COM PONENTES BÁSICOS DA UNIDADE INJETORA
    1. PARÂMETROS NECESS ÁRIOS PARA PROJETAR UM MO LDE D E INJEÇ ÃO
    1. ETAPAS DE UM PROJETO
    1. FABRIC AÇÃO DO MOLDE – CRONOGRAMA
    1. MOLDE N A FERRAMENTARIA
    • 6.1. QUANTO CUSTA O MOLDE PARA FERRAM ENTARIA
    • 6.2. CICLO DE PROJETO DO PRODUTO
    1. PARTES DE UM MO LDE D E INJEÇ ÃO DE TERMOPLÁS TICO
    • 7.1. ANEL DE CENTRAGEM
    • 7.2. BUCHA DE INJEÇÃO
      • 7.2.1. MATERIAL AMORFO E CRISTALINO
      • 7.2.2. FURO DE PASSAGEM DA BUCHA
    • 7.3. LAXAS DE FIXAÇÃO DO MOLDE
    • 7.4. PLACA BASE SUPERIOR
    • 7.5. PLACA PORTA CAVIDADE SUPERIOR (FIXA)
    • 7.6. COLUNA GUIA e BUCHA GUIA
    • 7.7. PLACA PORTA CAVIDADE INFERIOR (MÓVEL)
    • 7.8. PLACA SUPORTE
    • 7.9. POSTIÇO (CAVIDADE)
    • 7.10.BLOCO ESPAÇADOR
    • 7.10. PLACA PORTA PINO EXTRATORES
    • 7.11. PINO GUIA
    • 7.12. PLACA IM PULSORA
    • 7.13. PINO EXTRATOR
    • 7.14. PINO DE RETORNO
    • 7.15. PLACA BASE INFERIOR
    • 7.16. PINO DE RETENÇÃO
    • 7.17. COLUNA DE APOIO
    • 7.18. PINO TOP
    • 7.19. CANAL DE DISTRIBUIÇÃO
    • 7.20. PONTO DE INJEÇÃO (GATE)
    • 7.21. MOLAS DE MATRIZ
    1. MOLDE D E 3 PLACAS PARA INJEÇÃO DE TERMOPLÁS TICOS MÓDULO 2 – TIPOS DE MOLDES, PARTES E SUAS FUNÇÕES
    1. MOLDE S TACK MOLD
    1. COMPARANDO OS 3 TIPOS DE MOLDES ES TUDADOS
    1. CAMAD A CONGELAD A
    1. JATO LIVRE Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR
    1. LINHA D E S OLDA e LINHA D E JUNTA
    1. CANAIS DE ENCHIMENTO
    1. BALANC EAMENTO DE CANAIS DE ENCHIMENTO
    1. POÇO FRIO
    1. RETENÇÃO DO CANAL DA BUCHA
    • 10.1. RETENÇÃO DO CANAL DA BUCHA COM CABEÇA INVERTIDA
    • 10.2. RETENÇÃO DO CANAL DA BUCHA COM PINO EM FORMA DE Z
    • 10.3. RETENÇÃO DO CANAL DA BUCHA EM FORM A DE ANEL REBAIXADO
    • 10.4. RETENÇÃO DO CANAL DA BUCHA COM PINO ARREDONDADO
    1. GEOMETRIA DOS CANAIS DE ALIMENTAÇ ÃO (OU ENCHIMENTO)
    • 11.1. REDONDO
    • 11.2. TRAPEZOIDAL M ODIFICADO
    • 11.3. TRAPEZOIDAL
    • 11.4. RETANGULAR ou QUADRADO
    • 11.5. M EIA-CANA
    1. S AÍDAS DE AR
    1. CANAL DE ENTRAD A (GATE) ou PONTO DE INJEÇÃO
    • 13.1. FUNÇÃO
    • 13.2. TAXA DE CISALHAM ENTO
    • 13.3. TENSÃO DE CISALHAM ENTO
    • 13.4. DIM ENSIONAM ENTO DO GATE
    • 13.5. LOCALIZAÇÃO DO GATE
    1. TIPOS DE CANAL D E ENTRADA (GATE)
    • 14.1. GATE TIPO ENTRADA RESTRITA RETANGULAR
      • 14.1.1. VANTAGENS
      • 14.1.2. DESVANTAGENS
      • 14.1.3. DIM ENS. DO GATE TIPO ENTRADA RESTRITA RETANGULAR
      • 14.1.4. DIM ENS. DO GATE TIPO ENTRADA RESTRITA CIRCULAR
    • 14.2. GATE TIPO LEQUE
      • 14.2.1. VANTAGENS
    • 14.3. GATE TIPO ABA
      • 14.3.1. VANTAGENS
    • 14.4. GATE TIPO ENTRADA EM FILM E
      • 14.4.1. VANTAGENS
    • 14.5. GATE TIPO ENTRADA CAPILAR
      • 14.5.1. VANTAGENS
      • 14.5.2. DESVANTAGENS
    • 14.6. GATE TIPO DISCO ou DIAFRAGMA
      • 14.6.1. VANTAGENS
      • 14.6.2. DESVANTAGENS
      • 14.6.3. PRECISÃO DURANTE O PROCESSO
    • 14.7. GATE TIPO ENTRADA em ANEL
      • 14.7.1. VANTAGENS
      • 14.7.2. DESVANTAGENS
    • 14.8. GATE TIPO CUNHA
    • 14.9. GATE TIO UNHA DE GATO
    • 14.10. GATE TIPO SUBMARINO Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR
    1. FORMAS DE EXTRAÇÃO DO MOLDADO
    • 15.1. TIPOS DE EXTRAÇÃO
    • 15.2. EXTRAÇÃO UTILIZANDO O AR COMPRIM IDO
    • 15.3. EXTRAÇÃO POR CAM ISA
    • 15.4. EXTRAÇÃO DE AÇÃO RETARDADA
    • 15.5. EXTRAÇÃO FORÇADA
    • 15.6. SISTEM A DE EXTRAÇÃO PATENTEADO PELA POLIM OLD
    • 15.7. TIPOS DE EXTRATORES
      • 15.7.1. PINOS
      • 15.7.2. PINÇAS
      • 15.7.3. LÂM INAS
    • 15.8. EXTRAÇÃO DE GAVETA COM ACIONAM ENTO POR PINO ACIONADOR
    • 15.9. GAVETA COM ACIONAM POR CUNHA M ECÂNICA E RET. POR M OLAS
    • 15.10. ACIONAM ENTO PRO CUNHA M ECÂNICA COM RETORNO PELA CUNHA
    • 15.11. ACIONAM ENTO POR PISTÃO HIDRÁULICO
    • 15.12. ACIONAM ENTO POR PINOS ACIONADORES – DETALHES INTERNOS
    • 15.13. CUNHA TRAVA DE GAVETA
    1. REFRIGERAÇÃO NOS MOLDES DE INJEÇ ÃO MÓDULO 3 – SISTEMAS DE REFRI GERAÇÃO
    • 1.1. CANAIS DE REFRIGERAÇÃO NO MOLDE
    1. ROTÂM ETROS
    1. TUBULAÇÃO
  • FLUXO TURBULENTO
  • TRANSFERÊNCIA DE CALOR
  • EFEITOS DA TROCA DE CALOR NO MOLDE
  • MOLDE QUENTE x AUM ENTAR PRODUÇÃO
    1. S IS TEMA D E REFRIGERAÇÃO DE CIRCUITO FECHADO
  • REGRAS PARA PROJETO DOS CANAIS DE REFRIGERAÇÃO
  • BAFFLE e BUBLLER
  • REFRIGERAÇÃO A AR
    1. TORRE DE REFRIGERAÇ ÃO
    1. EMPENAMENTO
    • 6.1. EM PEN. POR DIFERENÇA ENTRE MACHO – CAVIDADE
    • 6.2. EM PEN. POR LOCALIZAÇÃO DOS CANAIS DE REFRIGERAÇÃO
    • 6.3. EM PEN. POR ENCHIM ENTO DESBALANCEADO
    • 6.4. EM PEN. POR ORIENTAÇÃO MOLECULAR
    1. CÂMARAS QUENTES DE PRODUTOS
    • 1.1. TIPOS
    1. BUCHA QUENTE
    1. TIPOS DE BICO QUENTE
    • 3.1. BICO QUENTE
    1. TIPOS DE S IS TEMA DE ALIMENTAÇ ÃO
    1. GOTINHA NA PONTA DO BICO
    1. S IS TEMA D E ALIMENTAÇÃO COM ENTRADA DIRETA
    1. S IS TEMA D E ALIMENTAÇÃO COM ENT. RES TRITA COM C. Q.
    1. S IS TEMA D E ALIMENTAÇÃO COM CANAL IS OLADO
    • 8.1. VANTAGENS
    • 8.2. DESVANTAGENS
    1. S IS TEMA D E ALIMENTAÇÃO DE ALMA QUENTE
    1. PONTA DO BICO DA CÂMARA QUENTE
    1. S IS TEMA D E ALIMENTAÇÃO COM CANAL QUENTE
    • 11.1. VANTAGENS
    • 11.2. DESVANTAGENS
    1. TIPOS DE AGULHAS
    • 12.1. AGULHA PARA MATERIAL AM ORFO
    • 12.2. AGULHA PARA MATERIAL SEM ICRISTALINO
    1. PARTES DE UMA CÂMARA QUENTE
    1. EXEMPLOS DE CÂMARA QUENTE
    1. FORMAS CONSTRUTIVAS
    1. MOLDES QUE NÃO ES TÃO EM PRODUÇÃO
    1. COMO GUARDAR O MOLD E

6 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

2.1. PROCESSO DE INJEÇÃO

2.1.1. COM PONENTES BÁSICOS DE UMA INJETORA

Figura 2 : Partes principais de uma injetora.

2.1.2. COM PONENTES BÁSICOS DA UNIDADE INJETORA E HIDRÁULICA.

Figura 3 : Circuito hidráulico básico de uma injetora.

^ 

 Unidade de fechamento  Platô de fechamento

 Cilindro hidráulico de fechamento  Coluna guia

 Placa Mancal  Unidade de injeção

Braços articulados  Rosca ou fuso Placa móvel  Sistema de extração

7 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

2.1.3. COM PONENTES BÁSICOS DA UNIDADE DE INJEÇÃO

Figura 4 : Partes principais do conjunto injetor.

3. PARÂMETROS NECESS ÁRIOS PARA S E PROJETAR UM MOLD E D E INJEÇÃO
3.1. PRODUTO

M atéria prima a ser utilizada. Forma geométrica do produto. Aplicação ou emprego do produto. Produção prevista. Acabamento posterior à moldagem. Peso do produto.

3.2. MATÉRIA PRIMA

Tipo. Fabricante. Contração. Fluidez. Pressão de moldagem. Temperaturas de processo.

3.3 MÁQUINA INJETORA

Espaço entre colunas. Capacidade de injeção. Distância entre placas. Força de fechamento. Furo de centragem. Sistema de fixação do molde. Sistema de refrigeração.

9 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

8 a^ ETAPA – DESENHO DO CONJUNTO Desenho de todo o conjunto para verificar mecanismo de funcionamento.

9 a^ ETAPA – ESCOLHA DA MÁQUINA INJETORA M áquina compatível às dimensões do molde. Peso da moldagem, da taxa/hora da máquina para estimativa de custos de peça produzida.

10 a^ ETAPA – DESENHO DOS DETALHES Detalhamento de todas a placas, postiços e mecanismos do molde.

11 a^ ETAPA – LISTA DE M ATERIAIS Ter todos desenhos e cálculos prontos para fazer a compra de material. Tratamento térmico necessário.

12 a^ ETAPA – ESTUDO DE CAE Avanço da frente de enchimento Otimização e balanceamento dos canais de enchimento Linhas de solda e linhas de junta Saídas de ar Otimização das espessuras do produto Tensão e Taxa de Cisalhamento para otimizar o ponto de injeção Pressão de injeção Força de fechamento Eficiência dos canais de refrigeração Temperatura de processo Perfil de velocidade tempo de injeção Tempo de recalque Tempo de ciclo Peso do produto Orientação molecular Empenamento

13 a^ ETAPA – FABRICAÇÃO DO MOLDE Usinagem M ontagem Linha de fechamento Acabamento Try out e lote piloto

10 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

5. FABRIC AÇÃO DO MOLDE - CRONOGRAMA

CAD (M odelamento 3D) PROTÓTIPO (Prototipagem Rápida)

CAD (Alterações) CAE/CAD (Simulação)

CAD/CAM (Usinagem) Usinagem (fabricação do molde)

Try Out (1o^ Try out) Retrabalho no Molde (Ajustes Finais)

Try Out (Lote piloto para aprovação do cliente).

Figura 5 : Cronograma da contrução de um molde.

6. MOLDE N A FERRAMENTARIA

6.1 QUANTO CUSTA O MOLDE PARA FERRAM ENTARIA

Figura 6 : Cronograma de avaliação do custo de um molde.

12 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

Figura 9 : Partes principais de um molde de 2 placas.

  1. Placa Base Superior
  2. Parafuso fixação Conjunto Superior do Molde
  3. Coluna Guia
  4. Bucha Guia
  5. Parafuso fixação AC
  6. Pino de Retorno
  7. Bucha de Injeção
  8. Postiço da Cavidade Superior
  9. Anel de Centragem
  10. Postiço da Cavidade Inferior
  11. Placa Porta Cavidade Superior
  12. Espigão da Refrigeração
  13. Postiço Cavidade Superior
  14. Placa Porta Cavidade Inferior
  15. Fixação Postiço Macho
  16. Postiço Retenção Canal da Bucha
  17. Placa Suporte
  18. Pino Extrator
  19. Pino Retenção Canal da Bucha
  20. Bloco Espaçador
  21. Placa Base Inferior
  22. Pino fixação Placa Impulsora
  23. Placa Impulsora
  24. Placa Porta Extratores
  25. Pino Top
  26. Parafuso Fixação Conjunto Inferior do Molde

13

5. JATO LIVRE Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

7.1. ANEL DE CENTRAGEM

Pode ter 7 buchas (7 cores), a bucha pode estar descentralizada. Sua principal função é centralizar a bucha com o bico de injeção. Possui furo central para passagem da cabeça da bucha de injeção. Fabricado em aço 1045 e temperado. Fixado na placa base por 2, 3 ou 4 parafusos M 4 (ou maior). Usinado chanfro na parte externa para facilitar seu encaixe.

Figura 10 : Imagem do anel de centragem e centralização do bico com bucha de injeção.

7.2. BUCHA DE INJEÇÃO

Função de possibilitar passagem do material plástico fundido do bico da injetora ao canal de enchimento ou distribuição. Cuidado ao polir a bucha. M ovimentos em forma de hélice. Pois no sentido transversal, as estrias podem trancar o material durante sua passagem provocando solavancos durante o avanço da rosca. Conicidade da bucha varia de 1,5o^ 4,0o^. De 1,5o^ ~ 2,5o^ para materiais mais macios (mole), pois possuem uma alta contração facilitando a extração do canal da bucha (Ex: PP, PEBD, PEAD, POM, PA, ) De 3,0o^ ~ 4,0o^ para materiais duros, pois possuem uma pequena contração (ABS, P VC, PC, PSC, SAN, PMMA ).

Figura 11 : Imagem da bucha de injeção.

Fabricada em aço P20, H13 ou Aço Cromo Níquel cementado e temperado

15 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

7.2.2. FURO DE PASSAGEM DA BUCHA

Furo da bucha menor em relação ao bico de injeção Perde pressão Aumenta atrito Queima material Formação de chapéu no recuo do bico

Figura 13 : Furo da Bucha menor em relação ao bico de injeção.

Furo da bucha maior em relação ao bico de injeção Evita o chapeuzinho Gera turbulência Furo de passagem da bucha deve ficar entre 0,8 ~ 1,3mm maior (no raio) em relação à ponta da rosca (ideal é 1,0mm)

Figura 14 : Furo da Bucha maior em relação ao bico de injeção.

Figura 15: O furo do bico deve ser levemente menor que o furo da bucha de injeção.

Tabela 1 : Diâmetros de furos para bicos em diversos materiais.

MATERIAL DIÂM ETRO [mm] Nylon Polyethiylene

Inomer 2,3 ~ 9, Aceta; PolyestyrenePVC

Cellulosics Polycarbonate Polyester Polypropylene ABS SAN

PPO

Polysulfone

Acrylic 7,5 ~ 9,

16 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

7.3. LAXAS DE FIXAÇÃO DO MOLDE

Altura do calço (alinhamento e flexão). Recartilhado na área de contato. P = F/A (quanto menor área de contato, maior pressão de aperto). Altura da porca e filetes.

Figura 16 : Laxa de fixação. Figura 17 : Detalhe do recartilhado.

7.4. PLACA BASE SUPERIOR

Também denominada Placa Base Superior ou Placa de Fixação. Construída em Aço Baixo Carbono 1045 ou H13. Função de fixar o conjunto superior do molde à injetora através das abas laterais ou rasgos por meio das laxas. Usinado os rebaixos para alojar parafusos de fixação do anel de centragem. Aloja a bucha de injeção, cabeça dos postiços e colunas guias.

Figura 18 : Placa base superior.

7.5. PLACA PORTA CAVIDADE SUPERIOR (FIXA)

Também chamada de Placa Cavidade, Placa Porta Postiço Superior. Função de alojar as cavidades ou postiços da cavidade.

18 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

7.7. PLACA PORTA CAVIDADE INFERIOR (MÓVEL)

Também chamada de Placa Porta M achos, Placa Porta Postiço Inferior. Função de alojar os machos ou as cavidades ou postiços da cavidade inferior.

Aloja: buchas guias, parte do sistema de distribuição ou enchimento, furos para passagem dos pinos extratores, sistema de refrigeração dos machos.

Determina a linha de fechamento. Fabricada em Aço de Baixo Carbono 1045 ou H13. Postiços fabricados em Aço H13, P20, P40, P50, Cromo M olibdênio ou Aço Inox. Vantagem dos postiços no tratamento térmico do resto do conjunto não sofrer deformações devido ao processo.

Figura 21 : Placa Porta Cavidade Inferior (móvel).

7.8. PLACA SUPORTE

Função de suportar toda a pressão de injeção exercida no molde durante injeção do material. Suportar as pancadas do conjunto extrator. Espessura de 20 ~ 30mm para não precisar auxílio de coluna de apoio. Fabricada em Aço de Baixo Carbono 1045 e não temperada, daí o problema de flexão.

Figura 22 : Placa Suporte.

19 Centro de Educação Tecnológica do Paraná – CETT PR

7.9. POSTIÇO (CAVIDADE)

As cavidades podem ser usinadas direto nas placas ou por meio de postiços. Postiços são elementos que contém as cavidades ou formam os machos. Reduz o custo do molde. Facilmente substituído em casos de manutenção, avaria ou alteração no produto. Recebe tratamento térmico separado do molde sem provocar deformações na estrutura do molde. Fabricados em Aço H13, P20, P40, P50, Cromo M olibdênio ou Aço Inox.

Figura 23 : Placa Suporte.

7.10.BLOCO ESPAÇADOR

Função de limitar o curso do conjunto extrator. Possui pinos guias para montagem e furos passantes para os parafusos de fixação. Fabricado em Aço 1045. M olas para ajudar retorno do conjunto extrator. Assento paralelo das molas.

Figura 24 : Bloco Espaçador.

7.10. PLACA PORTA PINO EXTRATORES

Função de alojar cabeça dos pinos extratores (rebaixo). Usinado rosca para fixar a placa impulsora. Fabricada em aço de baixo carbono.

Figura 25 : Placa porta pino extrator.