Moldes de injeção_ver00

Prévia do material em texto

<p>INJEÇÃO</p><p>MOLDES DE INJEÇÃO</p><p>SÃO LEOPOLDO, 2022</p><p>2</p><p>Aprendizagem Industrial Básica de Preparador de Máquinas Injetoras e Extrusoras</p><p>de Plástico</p><p>MOLDES DE INJEÇÃO</p><p>Cristian da Costa Rosa</p><p>Material de apoio didático elaborado para</p><p>utilização no Curso de Aprendizagem Industrial</p><p>Básica de Preparador de Máquinas Injetoras e</p><p>Extrusoras de Plástico ministrado pelo Centro</p><p>de Formação Profissional SENAI Edmundo</p><p>Antônio Bins.</p><p>3</p><p>SUMÁRIO</p><p>1 MOLDES DE INJEÇÃO ................................................................................. 4</p><p>1.1 TIPOS DE MOLDES ................................................................................ 5</p><p>1.2 SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO ................................................................ 8</p><p>1.3 PERFIS DE CANAIS DE INJEÇÃO ....................................................... 10</p><p>1.4 PONTO DE INJEÇÃO ........................................................................... 12</p><p>1.5 BALANCEAMENTO DE CANAIS DE INJEÇÃO .................................... 20</p><p>1.6 SISTEMAS DE RETENÇÃO .................................................................. 21</p><p>1.7 SISTEMA DE SAÍDA DE GÁS ............................................................... 22</p><p>1.8 SISTEMA DE EXTRAÇÃO .................................................................... 24</p><p>1.9 SISTEMA DE RESFRIAMENTO ............................................................ 26</p><p>1.10 SISTEMA DE CÂMARA QUENTE ......................................................... 28</p><p>4</p><p>1 MOLDES DE INJEÇÃO</p><p>O molde é um dispositivo em forma de bloco, construído em aço, bi ou tripartido,</p><p>cuja função é conter uma ou diversas cavidades que receberá o termoplástico já</p><p>plastificado, dando forma a uma determinada peça.</p><p>O molde é um item de grande importância no processo de injeção, por isso seu</p><p>projeto e o material com o qual é construído, podem ser um fator determinante para o</p><p>bom processamento de um termoplástico. Hoje, alguns moldes são os responsáveis</p><p>por inúmeros problemas técnicos na moldagem por injeção.</p><p>O molde é, sem dúvida, uma das partes mais caras no desenvolvimento de</p><p>uma peça projetada para ser obtida pelo processo de injeção. Daí, o projeto do molde,</p><p>bem como o material que será usado em sua construção, merecem ampla discussão.</p><p>As funções e sistemas de um molde estão descritas no Quadro 1.</p><p>Funções do Molde Sistemas do Molde</p><p>Dar forma ao material Cavidade</p><p>Conduzir material até a cavidade Sistema de alimentação</p><p>Expelir ar da cavidade durante o preenchimento Sistema de saída de gases</p><p>Manter suas partes alinhadas durante todo processo Sistema de alinhamento</p><p>Resfriar o material Sistema de resfriamento</p><p>Abrir para permitir extração Linha de separação</p><p>Extrair o moldado Sistema de extração</p><p>Quadro 1 – Funções e sistemas de um molde.</p><p>Os componentes básicos de um molde de injeção são mostrados na Figura 1.</p><p>5</p><p>Figura 1 – Molde padrão – vista em corte.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Onde:</p><p>1. Placa suporte;</p><p>2. Placa porta inserto;</p><p>3. Placa superior;</p><p>4. Bucha da coluna guia;</p><p>5. Coluna guia;</p><p>6. Pino extrator;</p><p>7. Insertos (cavidades);</p><p>8. Pino de retorno;</p><p>9. Placa espaçadora;</p><p>10. Placa inferior;</p><p>11. Placa impulsora;</p><p>12. Anel de centragem;</p><p>13. Bucha de injeção.</p><p>1.1 TIPOS DE MOLDES</p><p>Basicamente são utilizados três tipos de moldes no processo de moldagem de</p><p>plásticos por injeção: molde de duas placas, molde de três placas e molde com canais</p><p>6</p><p>de distribuição quentes (Câmara quente). Há também os moldes de dois andares, não</p><p>muito comuns, pois possuem aplicações bem específicas.</p><p>O molde de duas placas é um</p><p>molde simples, de duas placas e usado</p><p>para processos convencionais; a peça</p><p>moldada é retirada com os canais de</p><p>distribuição. Em alguns casos, estes</p><p>canais devem ser retirados</p><p>manualmente. Um exemplo de molde</p><p>de duas placas é mostrado na Figura 2.</p><p>Figura 2 – Molde de duas placas.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>O molde de três placas possui como característica um sistema que se abre</p><p>em dois compartimentos: o primeiro é o compartimento da peça moldada; o segundo</p><p>é o compartimento dos canais de distribuição, como mostra a Figura 3. Neste sistema</p><p>é usado um ponto de injeção tipo capilar de forma que sua retirada da peça ocorra</p><p>fácil e automaticamente.</p><p>Figura 3 – Molde de três placas.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>Já o molde com canais de distribuição quentes, também conhecido como</p><p>molde de câmara quente, é um sistema onde todos os canais de distribuição são</p><p>aquecidos, desde a bucha de injeção que, obrigatoriamente deverá ser do tipo quente,</p><p>até os pontos de injeção que, preferencialmente deverão ser do tipo bico quente.</p><p>É um molde mais sofisticado que os anteriores, pois possui um sistema de</p><p>canais de distribuição aquecidos, o que acarreta uma série de vantagens e controles.</p><p>É o sistema mais indicado para peças com grande área projetada e multipontos de</p><p>injeção, ou para pequenas peças injetadas em moldes com grande número de</p><p>7</p><p>cavidades. Um exemplo de molde com canais de distribuição quentes é mostrado na</p><p>Figura 4.</p><p>Figura 4 – Molde com canais de distribuição quentes.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>As vantagens no uso de um sistema com canais de distribuição quentes são:</p><p>• Melhor fluxo do termoplástico amolecido;</p><p>• Eliminação da bucha e canais de distribuição, suprimindo suas</p><p>recuperações;</p><p>• Eliminação da operação de acabamento do ponto de injeção;</p><p>• Automatização do ciclo;</p><p>• Aumento de produtividade.</p><p>Outras vantagens são a redução do custo do produto através da redução de</p><p>mão-de-obra, matéria-prima, energia e menor pressão de injeção, e redução do tempo</p><p>de ciclo através de menor tempo de resfriamento, menor curso de abertura e menor</p><p>tempo de injeção.</p><p>Também conhecido como molde de dois andares, o stack mold possui como</p><p>características fundamentais duas linhas de fechamento de molde. Sem aumentar o</p><p>tamanho do cilindro de fechamento da máquina, é possível dobrar a quantidade de</p><p>peças produzidas.</p><p>8</p><p>Figura 5 – Stack Mold.</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>Normalmente, esse tipo de molde tem um número igual de cavidades, mas</p><p>pode ocorrer de serem diferentes em cada superfície de separação, produzindo peças</p><p>de formas e tamanhos variados em um único ciclo.</p><p>Stack mold são utilizados para produções, em larga escala, de produtos com</p><p>ciclo de vida longo, como tampas de refrigerante, por exemplo, que não vem sofrendo</p><p>alterações de design nos últimos anos. Algumas vantagens do molde stack mold são</p><p>descritas a seguir:</p><p>• Dobra-se a produção de peças: em vez de aumentar o tamanho do molde</p><p>por meio da adição de mais cavidades;</p><p>• Redução do preço da peça: o preço da peça, normalmente, é determinado</p><p>pela taxa de hora máquina que está diretamente relacionada com a</p><p>tonelagem da máquina;</p><p>• Melhor eficiência e automação: é possível produzir conjuntos de</p><p>multicomponentes, utilizando os mesmos parâmetros, em uma única</p><p>máquina.</p><p>Em relação à desvantagem do stack mold, podemos citar o seu custo de</p><p>manutenção elevado.</p><p>1.2 SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO</p><p>O fornecimento do material plástico às cavidades do molde é feito pelo bico do</p><p>cilindro, através da bucha de injeção e para os canais de distribuição e, destes para</p><p>9</p><p>as cavidades do molde, através dos pontos de injeção no caso de moldes de</p><p>cavidades múltiplas.</p><p>A bucha de injeção (Figura 6) é</p><p>a primeira região que recebe o</p><p>termoplástico já plastificado, após este</p><p>deixar o cilindro de plastificação. Deve</p><p>possuir formas suaves, a fim de se</p><p>evitar a degradação por cisalhamento</p><p>do termoplástico, pois ele passa pôr ela</p><p>em alta pressão e velocidade.</p><p>Figura 6 – Bucha de injeção.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>A bucha de injeção deve ter em sua parte inicial, um diâmetro ligeiramente</p><p>maior que o diâmetro do bico de injeção; a parede interna do conduto deve ser bem</p><p>polida e ter conicidade que varie de 2° a 6°; e, deve-se evitar ao máximo os cantos</p><p>vivos; essas características evitam a degradação do termoplástico por cisalhamento.</p><p>O final da bucha deve conter um poço frio com profundidade e diâmetro iguais ao</p><p>maior diâmetro do conduto.</p><p>O poço frio é um prolongamento dos canais de injeção onde a porção fria de</p><p>material, da frente de fluxo, se deposita. Com esta porção fria retida no poço frio, o</p><p>material com maior temperatura entra nas cavidades.</p><p>Figura 7 – Poço frio.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>10</p><p>O poço frio (Figura 7) evita que a porção fria continue se resfriando, podendo</p><p>ocasionar uma solidificação nesta porção, que dificultaria o fluxo do termoplástico já</p><p>plastificado.</p><p>O canal de injeção tem como funções principais:</p><p>• conduzir o termoplástico plastificado rapidamente e sem restrições até a</p><p>cavidade, num percurso o mais curto possível e com mínima perda de</p><p>temperatura e pressão;</p><p>• Garantir que o material chegue a todos os pontos de injeção ao mesmo</p><p>tempo e com a mesma pressão e temperatura;</p><p>• Possuir seção transversal suficiente grande de modo a garantir que o tempo</p><p>de resfriamento seja igual ou pouco superior ao tempo de resfriamento do</p><p>molde. Desta forma busca-se tornar a etapa de recalque mais eficiente.</p><p>Um exemplo de canal de injeção é mostrado na Figura 8.</p><p>Figura 8 – Canais de injeção.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>1.3 PERFIS DE CANAIS DE INJEÇÃO</p><p>Os sistemas de canais frios ligam o canal de injeção às entradas das cavidades,</p><p>e estão situados na linha de partição do molde. Dois aspectos devem ser</p><p>considerados, o leiaute do canal e a forma da seção transversal.</p><p>11</p><p>O leiaute deve proporcionar um preenchimento simultâneo de todas as</p><p>cavidades, fazendo o termoplástico já plastificado percorrer sempre a mesma</p><p>distância desde o canal de injeção até a entrada da cavidade.</p><p>O formato da seção transversal deve permitir o melhor fluxo do material através</p><p>do molde com a mínima perda de pressão. Podem ser classificados quanto à seção</p><p>transversal podendo ser:</p><p>• Circulares;</p><p>• Trapezoidais;</p><p>• Semicircular;</p><p>• Retangular.</p><p>No canal de injeção com perfil circular, quando o termoplástico já amolecido</p><p>entra no molde, forma-se uma casca de material sólido, devido ao contato com a</p><p>parede fria do molde; o fluxo do termoplástico corre, então, pela parte central do canal,</p><p>até o completo preenchimento da cavidade.</p><p>Por isso, os canais de distribuição devem ter forma circular, pois a casca de</p><p>material sólido formado após o início da passagem do termoplástico plastificado é</p><p>mais uniforme, permitindo um fluxo mais livre.</p><p>Os canais circulares (Figura 9) apresentam uma superfície de contato mínima</p><p>entre o material e o molde, minimizando perdas por atrito. Os canais circulares são</p><p>trabalhados em ambas as metades do molde, isto é considerada uma certa</p><p>dificuldade.</p><p>Figura 9 – Perfil circular.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Canais trapezoidais (Figura 10) também apresentam bons resultados, neste</p><p>caso deverá apresentar, no mínimo, profundidade igual à largura de sua maior base.</p><p>Não são recomendados os canais tipo meia-cana devido à sua forma irregular, que</p><p>acarreta diferenças no resfriamento da casca, com consequente irregularidade do</p><p>fluxo na parte central.</p><p>12</p><p>Quando o canal de injeção se encontra em apenas uma metade do molde, a</p><p>forma trapezoidal é a mais indicada por se aproximar mais do canal circular.</p><p>Figura 10 – Perfil trapezoidal.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Os canais de perfis semicirculares (Figura 11) são de fácil usinagem. Devem</p><p>ser evitados sempre que possível. Possui baixa transferência de pressão ao longo do</p><p>canal.</p><p>Figura 11 – Perfil semicircular.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Assim como os canais de seção semicirculares, os canais de perfis</p><p>retangulares (Figura 12) também devem ser evitados sempre que possível, pois</p><p>possuem baixa transferência de pressão ao longo do canal. Sua extração é difícil</p><p>devido ao ângulo ser zero.</p><p>Figura 12 – Perfil retangular.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>1.4 PONTO DE INJEÇÃO</p><p>O ponto de injeção ou entrada de injeção (também conhecido como gate) é o</p><p>ponto por onde a peça será preenchida e é um item que merece ampla discussão em</p><p>13</p><p>sua definição. A entrada de injeção controla a velocidade com que o termoplástico já</p><p>plastificado entra na cavidade e, também, o seu empacotamento. Estas duas</p><p>características influenciarão na performance e aparência da peça injetada.</p><p>Problemas podem ser eliminados se o tipo de ponto (ou pontos) de entrada e</p><p>sua localização forem bem definidos. Isto, basicamente, irá depender do desenho da</p><p>peça, fluxo do termoplástico e requerimentos de uso da peça moldada. Durante o</p><p>fluxo, o termoplástico amolecido entra em contato com a parede resfriada do molde</p><p>criando uma camada congelada. Por onde à frente de fluxo passa, ela gera esta</p><p>camada congelada, que vai aumentando de espessura conforme o tempo de injeção</p><p>aumenta.</p><p>A Figura 13 mostra uma aceleração da geração da camada congelada quando</p><p>a velocidade de preenchimento é menor. Com isso, conclui-se que o preenchimento</p><p>deve ser o mais rápido possível a fim de evitar falhas de injeção, excesso de pressão</p><p>de injeção e recalque demasiado.</p><p>Figura 13 – Diferenças entre o preenchimento rápido e lento quanto à formação da frente de fluxo e</p><p>da camada congelada</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>Outra situação interessante quando analisado o fluxo de material é que devido</p><p>à camada congelada os pontos de entrada de injeção devem estar localizados nas</p><p>paredes mais grossas do produto. Essa importância é mostrada através da Figura 14.</p><p>14</p><p>Figura 14 – Melhor localização do ponto de injeção em relação às diferenças de espessura do</p><p>produto.</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>Quando o ponto de injeção não está localizado na parede mais grossa observa-</p><p>se uma menor temperatura nas paredes mais finas quando comparada a parede mais</p><p>grossa do produto. A temperatura maior facilita o fluxo de material.</p><p>As dimensões da entrada do ponto de injeção dependem das seguintes</p><p>variáveis:</p><p>• Fluidez do material a ser moldado (pressão, taxa e tensão de cisalhamento);</p><p>• Espessura da parede do produto (pressão de injeção);</p><p>• Volume de material a ser injetado (quantidade de pontos);</p><p>• Temperatura do termoplástico plastificado (recalque);</p><p>• Temperatura do molde.</p><p>Os principais tipos de ponto de injeção são:</p><p>• Entrada direta;</p><p>• Entrada tipo flash;</p><p>• Entrada restrita;</p><p>• Entrada em leque;</p><p>• Entrada em túnel ou unha de gato;</p><p>• Entrada submersa ou submarina;</p><p>• Entrada capilar;</p><p>• Entrada tipo diafragma;</p><p>• Entrada em aba;</p><p>• Entrada sobreposta.</p><p>15</p><p>A entrada direta (Figura 15) é a forma mais simples de ponto de injeção, e é</p><p>sempre posicionada na região de maior espessura da peça. Tem como maior</p><p>desvantagem a marca deixada no produto. É muito utilizado para peças grandes, de</p><p>extração profunda, ou de paredes grossas onde a máxima pressão de injeção é</p><p>necessária.</p><p>O seu canal deve ser polido ou cromado em seu interior (para minimizar as</p><p>forças de extração), e deve-se evitar a utilização de diâmetros excessivos para que o</p><p>tempo de ciclo e o consumo de material não sejam aumentados.</p><p>Figura 15 – Entrada direta.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>A entrada tipo flash (Figura 16) é usada para alimentar peça plana e fina, de</p><p>grande área. A entrada espalha o material, diminuindo o efeito das marcas de fluxo.</p><p>Orientação é paralela ao caminho de fluxo. O preenchimento da cavidade é mais</p><p>balanceado e minimiza as marcas deixadas pelo ponto de injeção.</p><p>Figura 16 – Entrada tipo flash.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>A entrada restrita (Figura 17) é utilizada para alimentação lateral ou pelo</p><p>centro, sendo adequada particularmente para materiais de fácil fluxo e que não sejam</p><p>sensíveis ao calor. Pode ser circular</p><p>ou retangular.</p><p>16</p><p>Figura 17 – Entrada restrita.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>A entrada em leque (Figura 18) nada mais é que uma entrada circular</p><p>achatada, usada para peças com grande área e paredes finas, que tenham uma</p><p>elevada razão entre a área de superfície e a espessura.</p><p>Figura 18 – Entrada em leque.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>O leque estende o fluxo do material através da cavidade, uniformizando seu</p><p>preenchimento.</p><p>A entrada em túnel (Figura 19), também conhecida como unha de gato,</p><p>permite a separação do canal e do produto (desgalhamento) de forma automática</p><p>durante o processo de moldagem.</p><p>Figura 19 – Entrada em túnel ou unha de gato.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>17</p><p>Não é recomendado este tipo de entrada para materiais rígidos e reforçados.</p><p>A entrada submersa é muito utilizada em moldes para peças pequenas onde</p><p>o ponto de injeção pode ser posicionado na lateral da peça. A entrada submersa</p><p>(Figura 20) é muito utilizado pois, permite a separação do canal e do produto</p><p>(desgalhamento) de forma automática durante o processo de moldagem.</p><p>Esse tipo de entrada possui como vantagem a possibilidade de separação</p><p>automática entre as peças e o canal de alimentação, utilizando um molde de duas</p><p>placas. Porém tem como desvantagem a possibilidade de quebra, para materiais</p><p>frágeis, do canal dentro do canal submerso ficando preso dentro do mesmo.</p><p>Figura 20 – Entrada submersa.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>A entrada capilar é um tipo de entrada usada em molde de três placas. Permite</p><p>a separação automática dos canais e deixa um acabamento na região do ponto de</p><p>entrada da peça muito bom. A Figura 21 mostra em exemplo de entrada capilar.</p><p>Figura 21 – Entrada capilar.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>18</p><p>Possui como vantagens:</p><p>• É utilizada na maior parte dos materiais, pois permite uma separação</p><p>automática;</p><p>• Muito utilizado onde a alimentação fica na parte visível do produto;</p><p>• Acabamento no ponto de injeção (corte por cisalhamento);</p><p>• Defeitos mínimos;</p><p>• Sem trabalho de corte no canal;</p><p>• Sempre utilizado quando o projeto permite;</p><p>• Bom para balancear a entrada de fluxo à cavidade;</p><p>• Ótimo para balancear as entradas dos moldes com muitas cavidades;</p><p>• Devida pequena dimensão, permite ciclo rápido e tensões reduzidas;</p><p>• Possibilidade de colocar o ponto de injeção no centro das superfícies.</p><p>Desvantagens:</p><p>• Não deve ser utilizado com materiais muito viscosos;</p><p>• No deve ser utilizado com materiais muito sensíveis ao calor;</p><p>• A energia cinética é convertida em calor e pode causar queima ou</p><p>degradação do material;</p><p>• Se o diâmetro de entrada (ataque) for muito pequeno, pode provocar quebra</p><p>das fibras.</p><p>A entrada tipo diafragma (Figura 22) é utilizada para produtos de forma</p><p>tubular o furo central muito grande (molde de uma cavidade). O fluxo radial do plástico</p><p>favorece uma boa orientação molecular.</p><p>• Permite um preenchimento uniforme de peças com forma cilíndrica.</p><p>• Permite a eliminação de linhas de solda.</p><p>• Utilizada em peças onde o macho é fixado apenas em uma das metades do</p><p>molde.</p><p>Tem como desvantagem a remoção da entrada que normalmente é feita por</p><p>estampagem ou usinagem.</p><p>19</p><p>Figura 22 – Entrada tipo diafragma.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>A entrada em aba (Figura 23) é utilizada nos casos onde o material que</p><p>penetra na cavidade não pode dirigir-se diretamente contra algum obstáculo.</p><p>Figura 23 – Entrada em aba.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>Muito utilizado em materiais do tipo PMMA e PC. Produz moldagens com</p><p>menores tensões residuais e com aspecto ótico claro. Tem como vantagem:</p><p>• A restrição produz um aumento na temperatura durante a passagem do</p><p>plástico melhorando a moldagem;</p><p>• Quebra de fluxo evitando o jato livre.</p><p>A entrada sobreposta (Figura 24) é utilizada para minimizar o jateamento de</p><p>material dentro da cavidade do molde.</p><p>Figura 24 – Entrada sobreposta.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>20</p><p>1.5 BALANCEAMENTO DE CANAIS DE INJEÇÃO</p><p>Na construção de um molde com múltiplas cavidades, um aspecto que é de</p><p>fundamental importância para a qualidade das peças é o balanceamento dos canais</p><p>de injeção. Isto quer dizer que todas as cavidades deverão ser preenchidas</p><p>simultaneamente, pois se o preenchimento de cada uma das cavidades ocorrer em</p><p>momentos diferentes vamos ter peças, do mesmo molde, com características</p><p>diferenciadas. Também, há a possibilidade de uma ou mais cavidades não serem</p><p>preenchidas. O balanceamento pode ser do tipo natural ou artificial.</p><p>O balanceamento natural, como mostra a Figura 25, é quando os canais de</p><p>injeção possuem o mesmo dimensional e o balanço se dá pelo layout das cavidades.</p><p>Figura 25 – Canais balanceados naturalmente.</p><p>Fonte: Adaptado de Harada (2008).</p><p>O balanceamento artificial, como mostra a Figura 26, acontece quando o</p><p>dimensional dos canais de injeção é alterado para um preenchimento uniforme das</p><p>cavidades.</p><p>Figura 26 – Canais balanceados artificialmente.</p><p>Fonte: Adaptado de Harada (2008).</p><p>21</p><p>1.6 SISTEMAS DE RETENÇÃO</p><p>O sistema de retenção em z é</p><p>muito utilizado na indústria, sendo</p><p>adequada para a maioria dos</p><p>termoplásticos. A Figura 27 mostra um</p><p>exemplo de sistema de retenção em Z.</p><p>Figura 27 – Sistema de retenção em Z.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>O sistema de retenção de</p><p>cabeça invertida também é muito</p><p>utilizado na indústria, sendo adequada</p><p>para a maioria dos termoplásticos.</p><p>Contudo, pressupõem-se alguma</p><p>deformação do material durante a</p><p>extração do sistema de alimentação.</p><p>Logo, é mais adequada na injeção de</p><p>materiais com alguma flexibilidade. A</p><p>Figura 28 mostra um exemplo de</p><p>sistema de retenção de cabeça</p><p>invertida.</p><p>Figura 28 – Sistema de retenção de cabeça</p><p>invertida.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Outro sistema bastante utilizado é o de retenção anel rebaixado, sendo</p><p>adequada para a maioria dos termoplásticos. Como na solução acima também sofre</p><p>deformação do material durante a extração do sistema de alimentação. Logo, é mais</p><p>adequada na injeção de materiais com alguma flexibilidade. A Figura 29 mostra um</p><p>exemplo de sistema de retenção anel rebaixado.</p><p>Figura 29 – Sistema de retenção anel rebaixado.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>22</p><p>Bastante utilizado na injeção de elastômeros ou PVC o sistema de retenção</p><p>com pino em lança e arredondado devido à ligeira contra saída do pino que permite</p><p>que o sistema de alimentação se desloque com o lado da extração. A Figura 30 mostra</p><p>um exemplo de sistema de retenção com pino em lança e arredondado.</p><p>Figura 30 – Sistema de retenção com pino em lança e arredondado.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>O sistema de retenção tipo gancho cônico é utilizado na extração as placas</p><p>se movem para frente, em relação ao pino estacionário, cisalhando ou arrancando o</p><p>material do rebaixamento. A Figura 31 mostra um exemplo de sistema de retenção</p><p>tipo gancho cônico.</p><p>Figura 31 – Sistema de retenção tipo gancho cônico.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>1.7 SISTEMA DE SAÍDA DE GÁS</p><p>Quando o termoplástico plastificado penetra na cavidade do molde, é</p><p>importante que existam saídas de gases, cuja função é permitir que o ar contido na</p><p>cavidade saia e, também, os gases formados a partir da fusão do termoplástico. Estas</p><p>saídas deverão estar posicionadas na direção do fluxo.</p><p>Saídas ineficientes ou mal localizadas poderão originar peças com manchas,</p><p>incompletas, frágeis, com rebarbas, linhas de emendas fracas, principalmente nas</p><p>peças com paredes mais finas.</p><p>23</p><p>Um dos principais defeitos que ocorre, é a degradação da parte da peça</p><p>próxima à saída de gás; como a saída é inadequada, a entrada do termoplástico na</p><p>cavidade provocará uma força contrária à pressão de injeção, o turbilhonamento</p><p>sofrido pelos gases neste momento será tão intenso que ele será superaquecido,</p><p>queimando a peça injetada.</p><p>As saídas de gases (Figura 32) são confeccionadas na linha de partição do</p><p>molde, em forma de pequenos canais,</p><p>o suficiente para apenas permitir a saída dos</p><p>gases, e insuficiente para permitir a formação de rebarbas.</p><p>Figura 32 – Saídas de gás.</p><p>Fonte: SENAI (2011)</p><p>Caso não seja possível a construção deste tipo de saída, elas podem ser feitas</p><p>através de pinos extratores especialmente colocados com esta finalidade. Consiste</p><p>em deixar uma pequena folga entre ele e o furo pôr onde passa, ou confeccionar um</p><p>pequeno sulco em seu comprimento. O Quadro 2 mostra a profundidade dos rasgos</p><p>de saída de gases conforme o polímero.</p><p>Polímero Profundidade (mm)</p><p>PP – PC – PBT 0, 015 – 0, 020</p><p>PEBD – PEAD – PELBD 0, 015 – 0, 025</p><p>PS – ABS – SAN 0, 015 – 0, 038</p><p>PMMA 0, 015 – 0, 040</p><p>PVC 0, 040 – 0, 060</p><p>PA 0, 025 – 0, 030</p><p>Quadro 2 – Profundidade dos rasgos de saída de gases conforme o polímero.</p><p>24</p><p>1.8 SISTEMA DE EXTRAÇÃO</p><p>É o sistema que impulsiona a peça para fora das cavidades. O ângulo de saída</p><p>da peça, a área de contato, o polimento das cavidades, a pressão de injeção utilizada</p><p>e o uso de agentes desmoldantes têm influência na pressão de extração. As</p><p>considerações mais importantes quanto ao projeto de um sistema de extração são:</p><p>• Os extratores deverão deslocar as peças suavemente e uniformemente</p><p>para evitar distorções;</p><p>• O número de extratores deverá ser o maior possível;</p><p>• As dimensões dos extratores deverão ser as maiores possíveis.</p><p>Os sistemas de extração em um molde podem ser por: placa impulsora, núcleo</p><p>rotativo, pneumático.</p><p>O sistema de placa impulsora pode ser: por pinos, por camisa, por lâmina, por</p><p>ação retardada, por placa extratora e por tirantes.</p><p>A extração por pinos é o tipo de extração mais comum devido à facilidade de</p><p>colocação no molde. O produto moldado é extraído pela aplicação de uma força. Os</p><p>pinos extratores têm o formato cilíndrico e são fixados na placa impulsora. Após a</p><p>extração, estes retornam à posição original através dos pinos de retorno.</p><p>Figura 33 – Pinos extratores circulares.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>Na extração por lâminas (Figura 34), são utilizadas lâminas finas retificadas,</p><p>rigorosamente planas para um perfeito funcionamento. São frequentemente usadas</p><p>na extração de produtos com nervuras finas e profundas.</p><p>25</p><p>Figura 34 – Pinos extratores tipo lâmina.</p><p>Fonte: O autor.</p><p>• As lâminas também são empregadas quando o uso de pinos redondos não</p><p>for possível (diâmetros muito pequenos, por exemplo). Neste caso, as</p><p>lâminas aumentam a área de contato facilitando a extração.</p><p>• O extrator de lâmina deve se limitar à espessura da nervura.</p><p>• O curso da lâmina deve ser o menor possível, suficiente apenas para</p><p>extração da peça.</p><p>A extração por placa extratora (Figura 35) é empregada onde a área de</p><p>extração é uma aresta viva. A extração por placa extratora possibilita uma retirada</p><p>segura do produto sendo um dos tipos de extração mais eficientes devido a maior área</p><p>de contato com a peça a ser extraída.</p><p>Figura 35 – Extração por placa extratora.</p><p>Fonte: Adaptado de Harada (2008).</p><p>Este tipo de extração pode ser feito por tirantes ou por correntes e são presos</p><p>na parte móvel e fixa do molde.</p><p>26</p><p>O sistema de extração por núcleo rotativo é utilizado para extração de</p><p>elementos com rosca, como, por exemplo, tampas para garrafas. O acionamento pode</p><p>ser: hidráulico, mecânico ou elétrico (motor).</p><p>A Figura 36 mostra um sistema de extração de núcleo rotativo acionado</p><p>mecanicamente.</p><p>Figura 36 – Sistema de extração de núcleo rotativo acionado mecanicamente.</p><p>Fonte: Adaptado de Harada (2008).</p><p>Outro tipo de extração é a extração pneumática. Este sistema consiste em</p><p>introduzir ar comprimido, através de uma válvula, entre o molde e a peça. Este sistema</p><p>de extração é muito utilizado para peças do tipo potes, caixas, baldes e recipientes.</p><p>O ar é inflado no ponto mais afastado da linha de contato, área de contato entre</p><p>peça e cavidade, para que possa acontecer a desmoldagem. Além de extrair a peça</p><p>o ar elimina o vácuo criado entre peça e molde. O retorno da válvula de ar é feito</p><p>geralmente através de mola de compressão.</p><p>1.9 SISTEMA DE RESFRIAMENTO</p><p>O resfriamento do molde é necessário para reduzir a temperatura do material</p><p>injetado na cavidade, até um ponto de resfriamento que permita a correta extração da</p><p>peça injetada.</p><p>Desta forma, o processo de refrigeração do molde de injeção tem como</p><p>finalidade diminuir de forma homogênea, rápida e constante, a temperatura da peça</p><p>moldada até que atinja seu estado sólido. O processo que envolve a fase de</p><p>refrigeração do molde depende:</p><p>• Da temperatura externa da superfície do molde;</p><p>27</p><p>• Do ambiente que circunda o molde;</p><p>• Das condições do fluído refrigerante;</p><p>• Do material do molde;</p><p>• Do material a ser injetado.</p><p>Há situações em que se torna necessário o pré-aquecimento do molde, em</p><p>função do tipo de material a ser injetado, como: injeção de peças transparentes em</p><p>policarbonato (PC), nylon ou poliamida (PA).</p><p>O molde é refrigerado pela passagem de algum fluido refrigerante através de</p><p>canais usinados no interior do bloco de aço, a fim de se manter uma temperatura de</p><p>trabalho ideal para o termoplástico que está sendo injetado.</p><p>O fluido poderá ser a água, no caso de necessidade de temperaturas próximas</p><p>à sua solidificação, até à sua ebulição (injeção de commodities, pôr exemplo). Óleos</p><p>refrigerantes poderão ser usados quando houver necessidade de temperaturas altas,</p><p>acima de 95°C (para injeção de plásticos de engenharia ou de alta performance).</p><p>Algumas considerações devem ser feitas para se obter um bom sistema de</p><p>resfriamento:</p><p>• Os condutos para refrigeração deverão estar próximos à cavidade do molde</p><p>(ou cavidades);</p><p>• Os circuitos devem ser distribuídos de forma paralela, e não em forma de</p><p>looping (Figura 37);</p><p>Figura 37 – Circuito de refrigeração.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>• O controle de temperatura entre as partes macho e fêmea deve ser</p><p>independente.</p><p>• Partes da peça com espessura de parede mais grossa deverão ter um</p><p>resfriamento local mais eficiente.</p><p>28</p><p>A correta temperatura do molde conduzirá à obtenção de uma peça com</p><p>performance esperada, e ciclo de injeção mais econômico. Uma temperatura incorreta</p><p>irá influenciar diretamente o acabamento superficial e orientação molecular da peça</p><p>injetada, que pôr sua vez provocará grandes alterações na tensão interna residual,</p><p>resultando em peças empenadas, com baixa resistência mecânica, com manchas e</p><p>fora das dimensões definidas.</p><p>1.10 SISTEMA DE CÂMARA QUENTE</p><p>O sistema de câmara quente é a forma mais eficiente de se otimizar a produção</p><p>e melhorar a qualidade de um produto injetado. Este sistema é basicamente uma</p><p>extensão do bico de injeção da máquina, funcionando como distribuidor do fluxo para</p><p>cada uma das cavidades.</p><p>Através de canais de distribuição constantemente aquecidos, é possível manter</p><p>o material na mesma temperatura do cilindro da máquina injetora, livre de variações e</p><p>sem os inconvenientes canais de alimentação (galhos).</p><p>• São adequados a maioria dos termoplásticos, inclusive materiais reforçados</p><p>e espumas.</p><p>• Não são indicados para materiais termo degradáveis e materiais com</p><p>retardadores de chama.</p><p>Porque utilizar sistemas de câmara quente?</p><p>• Redução de custo.</p><p>o Economia na utilização de matéria prima.</p><p>o Menor ciclo de injeção.</p><p>o Custo operacional reduzido.</p><p>• Flexibilidade no projeto.</p><p>o Facilidade na definição dos pontos de alimentação de grandes</p><p>peças.</p><p>o Diversificação dos tipos de entrada de material.</p><p>o Maior número e possibilidades de pontos de injeção.</p><p>o Ampla variedade de buchas de injeção e de ponteiras.</p><p>o Fácil obtenção de layouts com fluxo equilibrado.</p><p>29</p><p>o Aplicações para moldes de produção e de peças técnicas.</p><p>o Aplicável em plásticos de massa e materiais de engenharia.</p><p>• Redução do tempo de ciclo.</p><p>o Redução do tempo de resfriamento.</p><p>o Não há a necessidade de resfriamento de canais</p><p>de alimentação.</p><p>o Cursos de abertura reduzidos.</p><p>o Ideal para moldes de paredes finas.</p><p>• Melhoria na qualidade das peças moldadas.</p><p>o Maior uniformidade dimensional no produto acabado.</p><p>o Vestígios de injeção podem ser controlados e em alguns casos</p><p>tornam-se praticamente imperceptíveis.</p><p>o Menor tensão residual nos componentes moldados.</p><p>o Eliminação de operações secundárias.</p><p>• Maior eficiência do equipamento.</p><p>o Utilização de máquinas com menor capacidade de força de</p><p>fechamento e capacidade de plastificação.</p><p>o Redução da quantidade de moinhos granuladores para moagem</p><p>de canais.</p><p>o Menor pressão de injeção.</p><p>A estrutura dos moldes de canais quentes é semelhante à dos moldes de três</p><p>placas. No entanto, por razões de rendimento energético, a zona de aquecimento foi</p><p>individualizada na forma do distribuidor.</p><p>Algumas considerações sobre os componentes para os sistema de câmara</p><p>quente.</p><p>Anel de centragem: É fornecido com o diâmetro determinado pelo cliente, de</p><p>acordo com o modelo da máquina injetora a ser utilizada.</p><p>Bucha acopladora padrão e estendidas com resistência: As buchas padrão</p><p>ou estendidas são fornecidas conforme determinação do cliente com relação ao raio</p><p>ou ângulo, de acordo com a máquina injetora a ser utilizada.</p><p>Suporte superior: Situados entre o manifold e a placa base superior, são</p><p>fornecidos em titânio, para um melhor isolamento e uniformidade de temperatura, e</p><p>retificados prevendo um afastamento frio entre o manifold e a placa base superior.</p><p>30</p><p>Assim, quando o sistema for aquecido e houver a dilatação térmica, ocorrerá</p><p>uma pressão (efeito sanduíche) entre as cabeças das buchas quentes, manifold e a</p><p>placa base superior, pressão essa que tem, por objetivo, evitar vazamentos.</p><p>Suporte central e centralizador: Espaçador situado entre a placa porta matriz</p><p>e o manifold na mesma linha do bico da máquina, para suportar a pressão de injeção</p><p>da máquina injetora. É fornecido em titânio, para melhor isolamento e uniformidade</p><p>de temperatura. O centralizador é montado junto ao suporte central para centralização</p><p>do manifold.</p><p>Pino de localização: O pino de localização é necessário para alinhar o</p><p>manifold durante a montagem. Estes pinos permitem que ocorra a dilatação térmica</p><p>normalmente.</p><p>Distribuidor ou manifold: É o elemento que contém o sistema de alimentação</p><p>permanentemente amolecido durante a operação do molde. A Figura 38 mostra</p><p>alguns tipos de distribuidores.</p><p>Figura 38 – Tipos de distribuidores.</p><p>Fonte: SENAI (2011).</p><p>O aquecimento do distribuidor é assegurado por resistências de cartucho ou</p><p>tubulares.</p><p>Resistências de cartucho: Mais adequadas onde os bicos são aquecidos</p><p>indiretamente pelo distribuidor. Permite o aquecimento individual de zonas específicas</p><p>do molde.</p><p>31</p><p>Resistências tubulares: Recomendadas para bicos aquecidos diretamente,</p><p>sempre que se pretenda um aquecimento uniforme do distribuidor.</p><p>Bicos quentes: Tem como função:</p><p>• Transportar isotermicamente o termoplástico plastificado desde o</p><p>distribuidor até a zona moldante;</p><p>• Impedir o resfriamento prematuro na ponteira dos bicos.</p><p>• Providenciar uma barreira térmica entre o distribuidor quente e a cavidade</p><p>moldante fria;</p><p>• Assegurar a separação (sem formação de fio) entre o material plastificado</p><p>e o resfriadoo na cavidade;</p><p>• Vedar as zonas de transição entre o distribuidor e a cavidade.</p><p>Existem dois tipos de bicos quentes. O bico para ataque indireto e o bico para</p><p>ataque direto. O bico para ataque indireto é utilizado quando:</p><p>• A injeção da peça é realizada através de ataques frios;</p><p>• Há impedimentos estéticos da peça ao ataque direto;</p><p>• Existem imposições de forma e posicionamento dos ataques na própria</p><p>peça;</p><p>• Os vários ataques na peça estejam tão próximos que seja impraticável o</p><p>emprego de vários bicos quentes.</p><p>Figura 39 – Bico de ataque indireto.</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>Os bicos para ataque direto (Figura 40) terminam na própria zona moldante,</p><p>ao contrário dos bicos indiretos que terminam num pequeno canal frio. Deixam uma</p><p>32</p><p>marca na peça injetada, cuja dimensão depende da geometria da ponteira e das</p><p>propriedades do material.</p><p>De forma a garantir uma boa separação do bico da peça injetada, existe uma</p><p>grande variedade de ponteiras adequadas à especificidade de cada material.</p><p>Figura 40 – Bico de ataque direto.</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>Há também o sistema de câmara quente valvulada (Figura 41), que permite</p><p>abertura controlada da entrada de material na cavidade.</p><p>Figura 41 – Bico valvulado.</p><p>Fonte: SENAI (2015).</p><p>O sistema apresenta uma agulha que é acionada por meio hidráulico ou</p><p>pneumático e que, quando recuada, permite a passagem do material plástico até a</p><p>cavidade do molde e quando avançada evita a passagem do material. A válvula de</p><p>vedação tem como finalidade vedar o fluxo do material injetado, para que ele não</p><p>escoe demasiadamente, dando melhor acabamento na peça e desperdiçando menos</p><p>material. É utilizado para plásticos de engenharia que apresentam uma faixa muito</p><p>estreita de temperatura de fusão, como o PBT e o náilon.</p><p>33</p><p>É recomendado também para peças grandes onde o diâmetro do ponto de</p><p>injeção é razoavelmente grande, evitando a formação de fios. Permite a injeção</p><p>sequencial de peças grandes como para choque de carros. Para moldes com mais de</p><p>uma cavidade ou uma cavidade com mais de um ponto de injeção possibilita o controle</p><p>da evolução da frente de fluxo na cavidade, direcionando linhas de emenda e</p><p>reduzindo pressões de preenchimento.</p><p>Na etapa de projeto do molde, o material que será utilizado para a produção da</p><p>peça precisa estar definido pois isso influenciará, dentre outros, no tipo de agulha que</p><p>será utilizado.</p><p>As agulhas para materiais amorfos (PS, PMMA, PC, PVC, ABS, PPO, etc.)</p><p>vedam por cisalhamento enquanto agulhas para materiais semi cristalinos (PET, PBT,</p><p>POM, PPS, PTFE, PE, PP, PA, etc.) vedam por esmagamento.</p><p>34</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>ASSUNTO de chão de fábrica: defeito em peças plásticas. Remoldes, [S.l], p. 10-34,</p><p>abr. 2013. Disponível em:</p><p><http://www.remoldes.moldesinjecaoplasticos.com.br/Abril.pdf>. Acesso em: 14 out.</p><p>2015.</p><p>FILZ, F. Paul; WEBELHAUS, Karl. Cadmould 3D F fill: user manual. Würselen:</p><p>[S.n], 2011.</p><p>GOODSHIP, Vanessa (Edit.). Arburg practical guide to injection moulding.</p><p>Cleveland: Rapra Technology, 2004.</p><p>GODOY. Everton Felipe. Demonstração do desenvolvimento de um molde de</p><p>injeção plástica para apliques de um volante automotivo. Itatiba: Universidade</p><p>São Francisco, 2005.</p><p>HARADA, Júlio. Moldes para injeção de termoplásticos: projetos e princípios</p><p>básicos. São Paulo: Artliber, 2008.</p><p>HARPER, A. Charles (Edit). Handbook of plastic technologies: the complet guide</p><p>to properties and performance. New Jersey: Wiley, 2006b.</p><p>HARPER, A. Charles (Edit). Handbook of plastic processes. New Jersey: Wiley,</p><p>2006a.</p><p>MANRICH, Silvio. Processamento de termoplásticos: rosca única, extrusão e</p><p>matrizes para extrusão, injeção e moldes para injeção. 2. ed. São Paulo: Artliber,</p><p>2013.</p><p>MAXIMIANO, Antonio Cesar Amaru. Introdução à administração. 5 ed. São Paulo:</p><p>Atlas, 2000.</p><p>ROSATO Dominick V.; ROSATO, Donald V.; ROSATO, Marlene G. Injection</p><p>molding handbook. 3rd ed. Norwell, Massachusetts, USA: Kluwer Academic</p><p>Publischers, 2000.</p><p>SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Departamento Nacional.</p><p>Análise e solução de problemas em processos de transformação de plásticos</p><p>por injeção. Porto Alegre: SENAI/RS, 2015.</p><p>SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL (RS). Operador de</p><p>processos de transformação de plástico: ênfase injeção. Porto Alegre: Serviço</p><p>Nacional da Aprendizagem Industrial (RS), 2011. (Coleção Polímeros v. 2).</p><p>TECPLÁSTICO. Guia prático de soluções na injeção plástica-06. [S.l.], [20--].</p><p>Disponível em: < http://tecplastico.no.comunidades.net/contatos>.</p><p>Acesso em: 16</p><p>out. 2015.</p><p>http://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Dominick+V.+Rosato%22</p><p>http://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Marlene+G.+Rosato%22</p>