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SdZ!l~EW d sdPloW SOJI1SV'1d , LÁSZLÓ SORS . LÁSZLÓ BARDÓCZ ~, ISTVÁN RADNÓTI PLÁSTICOS Moldes e Matrizes Resumo dos processos de moldagem de plásticos mais freqüentemente utilizados e Projeto de moldes e matrizes de moldagem a quente e Dimensionamento das peças dos moldes de conformação a quente e Material-e fabricação dos moldes e Ferramentas de rebarbação e limpeza para plásticos e Apêndice c r ~ ------ Tradução: Luiz Roberto de Godoi Vidal Capa: Sergio Ng Supervisão: Maxim Behar Titulo original: Müanyagalakító Szerszámok Título em inglês: Plastic Molds and Dies © Copyright by Akadémiai Kiadó, Budapeste, Hungria. © Copyright 2002 by Hemus S .A. Todos os direitos adquiridos e reservada a propriedade literária desta publicação pela HEMUS LIVRARIA, DISTRIBUIDORA E EDITORA S.A. Visite nosso si te: www.hemus.com.br Pedidos e Correspondência: Caixa Postal 073 - CEP 80011-970 - Curitiba - PR Impresso no Brasil / Printed in Brazil INDlCE INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 RESUMO DOS PROCESSOS DE MOLDAGEM DE PLÁSTICOS MAIS FREQÜENTEMENTE UTILIZADOS .... __ ... _.. _ .. ____ . . . . . 13 1. PROJETO DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE. . . . 17 1.1. Moldes de compressão (László Sors) ......... _ . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.1. Construçã'o e peças principais dos moldes de compressão. . . . . . 17 1.1.1.1. Peças principais dos moldes de compresslfo. . . . . . . . . 17 1.1.1.2. Inserção-padrã'o, corpo do molde. . . . . . . . . . . . . . . 21 1.1.1.3. Projeto da câmara de alimentação. . . . . . . . . . . . . . . 28 1.1.1.4. Projeto de punção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.1.1. S. Projeto de annações-padrão inferior e superior . . . . . . 33 1.1.1.6. Ejetores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.1.1.7. Extratores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.1.1.8. Pino-guia e bucha-guia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.1.2. Moldes de produtos rosca dos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.1.2.1. Rosca na direçã'o da prensa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.1.2.2. A linha de centro da rosca desvia-se da direção de pren sagem (prensagem de roscas inclinadas ou horizontais) . 62 1.1.3. Moldes de produtos rebaixados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1.1.3.1. Moldes divididos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.1.3.2. Moldes com macho lateral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 1.1.3.3. Outros tipos de moldes para a formaç[o de rebaixos. . . 76 "1.1.4. Inserções de metal em peças plásticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 1.1.4.1. Inserçã"o de metal na direç[o da prensagem. . . . . . . . . 81 1.1.4.2. Inserções de metal colocadas obliquamente â direçã"o de prensagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 1.1.4.3. Inserções de metal tipo placa. . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 1.1.4.4. Uso de metais instalados em vez de prensados. . . . . . . 91 1.1.5. Construções especiais de moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.5.1. Moldes de múltiplos níveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1.1.5.2. Moldes com placa giratória. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 1.1.5.3. Moldes com cabeça basculante e carro basculante . . . . 97 1.1.6. Moldes de produtos de paredes delgadas, altos ou grandes. . . . . 98 1.1.7. Moldes semi-automáticos e automáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . 103 1.1.8. Auxiliares de moldagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109 1.1.8.1. Equipamento "de alimentaçã"o. . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 1.1.8.2. Moldes de pré-moldagem (tabletagem). . . . . . . . . . . . 110 1.1.8.3. Dispositivos de remoção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 111 1.1.8.4. Modelos de resfriamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 1.1.8.5. Dispositivos de abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 112 Bibliografia do Capítulo 1.1 ......... _. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 113 5 6 PLÁSTICOS 1.2. Moldes de transferência (Lász1ó Sors). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133 l.2.1. Tecnologia da moldagem de transferência, partes principais do molde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 1.2.1.1. Vantagens e desvantagens da mo1dagem de transferência 113 1.2.1.2. Principais partes dos moldes de transferência . . . . . .. 116 1.2.2. Tipos de moldes de transferência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120 1.2.3. Partes metálicas nos produtos moldados por transferência. . . . . 122 1.2.3.1. Produtos com peças de metal que se projetam de ambos os lados ........ '. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 122 1.2.3.2. Tubos e fios nos produtos moldados por transferência. 124 1.2.4. Moldes de transferência para produtos longos, ocos e de paredes delgadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 126 1.2.5. Moldes de transferência para produtos de paredes grossas, ou com espessura de parede não-uniforme . . . . . . . . . . . . . . . .. 126 l.2.6. Automatização dos moldes de transferência. . . . . . . . . . . . . . 129 Bibliografia do Capítulo l.2 ........................... " 133 Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 1.3. Moldes de injeção (László Sors e István Radnóti) . . . . . . . . . . . . . .. 133 1.3.1. Moldes de injeção em geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133 1.3.2. Partes dos moldes de injeção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 140 1.3.2.1. Jito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 140 1.3.2.2. Canais de distribuiç<Yo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 142 1.3.2.3. Garganta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 144 1.3.2.4. Sistemas de jito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 146 1.3.2.5. Sistemas ejetores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 151 1.3 .2.6. Retenç<to do resíd uo de canal de pinos ejetores. . . . .. 159 1.3.2.7. Dispositivos de separação do resíduo do canal. . . . . . . 160 l.3.2.8. Resfriamento dos moldes de injeção. . . . . . . . . . . .. 161 1.3.2.9. Ventilação dos moldes de injeção. . . . . . . . . . . . . .. 165 1.3.3. Efeito dos vários materiais termoplásticos no projeto dos moldes de injeção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 167 1.3 A. Moldes de produtos com rosca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 l.3.5. Moldes de injeção de produtos rebaixados . . . . . . . . . . . . . .. 178 1.3.5.l. Moldes com macho lateral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 1.3.5.2 . Moldes com pino-guia e barra-guia. . . . . . . . . . . . .. 182 1.3.5.3. Moldes divididos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 186 1.3.5.4. Molde de produtos internamente rebaixados. . . . . . .. 189 l.3.6 . Inserções de metal e de plástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 191 1.3.7. Moldes especiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 1.3.7.1. Moldes de dois ou múltiplos níveis. . . . . . . . . . . . . . 194 l.3.8. Moldes de injeção para plásticos termoflXos (P. Baranovics). . .. 196 Bibliografia do Capítulo 1.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 203 Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 204 1.4. Matrizes de extrusã"o (László Sors). . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 205 104 .1. Matrizes de extrusã'o de tubos com várias seções transversais . . . 208 ÍNDICE 7 1.4.1.1. Matrizes de extrusão de tubos (mangueiras) de 208 1.4.1.2. Matrizes de extrusão para tubos de não·circular .. 211 1.4.2. Matrizes de extrusão adequadas à produção de chapas (folhas) .. 213 1.4.3. Extrusão de fitas perflladas (perfis de plástico) ........... . 217 1.4.4. Revestimento de fios e cabos com plástico .............. . 218 1.4.5. Matrizes de extrusão para a produção de de garrafas ............."........................ . 219 1.4.6. Equipamento de ....................... . 222 1.4.6.1. a vácuo ....................... . 222 1.4.6.2. Calibragem com ar comprimido ............... . 224 Bibliografia do Capítulo IA ............................ . 225 Leitura adicionai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............ . 225 1.5. Moldes para a fabricação de garrafas (L Sors e L Bardócz). . . . . . . .. 226 1.5.1. Produção do (modelo) pré·fabricado . . . . . . . . . . . .. 226 1.5.2. Entrada de ar comprimido, calibragem da boca da 232 1.5.3. da cavidade de . . . . . . . . .. ....... 232 1.5.4. Resfriamento das ferramentas de sopro de ar) . . . . . . . 235 1.5.5. Divisão da ferramenta e das bordas de corte. . . . . . . . . . . . . . 236 Bibliografia do Capítulo 1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 238 Leitura adicional. ....... .. ....................... 238 1.6. Projeto de ferramentas de conformação de e folhas termoplás· ticas a vácuo ou a ar (LászIó $ors). . . . . . . . . . . . . . . .. 238 1.6.1. Perfil das . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 239 1.6.1.1. Conformação a vácuo com molde negativo. . . . . . . .. 239 1.6.1.2. Conformação a vácuo com molde positivo ....... " 241 1.6.1.3. a ar comprimido. . . . . . . . . . . . . . . . . 242 1.6.2. Projeto dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 251 Bibliografia do Capítulo 1.6 . . . .. ....................... 257 Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 2. DIMENSIONAMENTO DAS PEÇAS DOS MOLDES DE CONFORMAÇÃO A QUENTE SORS) .............................. , 259 2.1. Cálculo da resistência das peças do molde. 259 2.1. 1. Cálculo da resistência das caixas de molde dividido . . . . . . . .. 259 2.1.1.1. Cálculo de resistência de caixas de moldes divididos angulares forma de tronco de pirâmide). . . . . . .. 259 2.1.1.2. Cálculo de resistência de caixas de moldes divididos em forma de tronco de cone. . . . . . . . . . .. ........ 263 2.1.2. Cálculo de resistência de anéis de contração a quente. . . . . . .. 266 2.1.3. Cálculo de resistência de anéis protendidos. . . . . . . . . . . . . .. 270 2.1.4. Dimensionamento de parafusos de moldes de compressão e de 8 PLÁSTICOS transferência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 276 2.1.4.1. Parafusos paralelos à direção da prensagem. . . . . . . .. 277 2.1.4.2. Parafusos normais à direção de prensagem . . . . . . . .. 281 2.1.5. Dimensionamento de molas helicoidais . . . . . . . . . . . . . . . .. 283 2.1.6 . Dimensionamento de molas Belleville . . . . . . . . . . . . . . . . .. 285 Bibliografia do Capítulo 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 288 2.2. As bases da reologia e sua aplicação no projeto. . . . . . . . . . . . . . . .. 288 2.2.1. Fundamentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 289 2.2.1.1. Escoamento em condutos de seção circular. . . . . . . . . 291 2.2.1.2. Escoamento em condutos de seção quadrangular . ... , 298 2.2.1.3. Escoamento em seções anulares. . . . . . . . . . . . . . .. 299 2.2 .1.4. Escoamento em condutos com outras seções trans versais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 300 2.2.1.5. Perdas localizadas: entradas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 2.2.1.6. Equação de estado de Van der Waals para os plásticos.. 301 2.2.1.7. Aquecimento dos líquidos que escoam como resultado do atrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 302 2.2.1.8. Variação da viscosidade do fluido em função da tem peratura.... .. . . .... . . .... . . .. . ....... :. 302 2.2 .2. Exemplos práticos para a aplicação das fórmulas reológicas . .. , 303 2.2.3 . Dimensionamento e conformação da zona de uniformização (cabeça da matriz) das matrizes de extrusão .. . . . ....... " 305 2.2.4. Conformação ótima da zona do adaptador das matrizes de extrusão do ponto de vista da mecânica dos fluidos . . . . . . . .. 308 2.2.4.1. Seção com diâmetro uniformemente convergente . . .. 309 2.2.4.2. Seção que assegura o aumento de velocidade proporcio nalmente à distância percorrida . ..... .. .. '" . . . . 311 2.2.4.3. Determinação do perfil que assegura aceleração uni forme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 312 2.2.5. Dimensionamento dos sistemas hidráulicos. . . . . . . . . . . . . .. 316 2.2.6. Dimensionamento das baterias hidráulicas . . . . . . . . . . . . . .. 319 Bibliografia do Capítulo 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 2.3. Cálculos térmicos associados ao projeto dos moldes de conformação a quente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 2.3.1. Dimensionamento do aquecimento dos moldes de compressão. . 322 2.3.1.1. Determinação da potência dos aquecedores elétricos .. 323 2.3.1.2 . Dimensionamento do aquecimento de vapor e água quente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 2.3 .2. Aquecimento de termo plásticos e resfriamento de produtos no molde e ao ar livre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 327 2.3 .2.1. Resfriamento e aquecimento na máquina e no molde.. 327 2.3 .2.2 . Resfriamento do produto ao ar livre . . . . . . . . . . . .. 331 2.3.3. Resfriamento de moldes de injeção de plásticos . . . . . . . . . . .. 332 fNDlCE 9 2.33.1. Determinação da quantidade de calor dissipada com o resfriamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 334 2.3.3.2. Dissipação de calor com o resfriamento natural do molde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 335 2.3.3.3. Temperatura média das paredes da cavidade do molde e amplitude da variação de temperatura. . . . . . . . . . .. 335 2.3 .3.4. Resistência térmica do corpo do molde. . . . . . . . . .. 337 2.3.3.5. Transmissão de calor entre a superfície do furo de res friamento e a água de resfriamento. . . . . . . . . . . . .. 340 2.3.3.6. Resumo do dimensionamento e construção do sistema de resfriamento correto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 343 2.304. Equipamento de resfriamento e calibragem para matrizes de extrusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 349 Bibliografia do Capítulo 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 353 Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 353 2.4. Cálculos elétricos associados ao projeto dos moldes. . . . . . . . . . . . .. 354 2.4.1. Dimensionamento dos aquecedores elétricos. . . . . . . . . . . . . . 354 2.4.2. Controle dos aquecedores elétricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 2.5. Problemas de automatização dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3602.5.1. Atuadores ou acionadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 361 2.5.2. Unidades de controle elétricas e hidráulicas (marcadores, relês, válvulas de gaveta). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 363 2.5.3. Diagramas de circuitos de controle hidráulico. . . . . . . . . . . . . 364 2.5 A . Alguns aspectos quanto ao projeto de automatização . . . . . . .. 371 Bibliografia do Capítulo 2.5 . . ....... . . . ....... . . .. ..... , 376 2.6. Cálculo econômico dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 376 2.6.1. Detenninação do número de cavidades mais econômico, baseada no mínimo custo inicial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 376 2.6.1.1. Seleção da máquina economicamente ótima. . . . . . .. 379 2.6.1.2. Determinação do número de cavidades econômico em uma máquina arbitrariamente selecionada . . . . . . . .. 382 2.6.1.3. Interpretação correta dos conceitos utilizados nas deduções. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 383 Bibliografia do Capítulo 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 391 2.7. Tolerâncias de peças de plástico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 391 2.7.1. Propriedades dos plásticos para processamento, no que tange à precisa-0 dimensional dos produtos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 394 2.7.1.1. Plásticos termo fixos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 2.7.1.2. Materiais termoplásticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 395 2.7.2. Padrões relativos à tolerância dimensional . . . . . . . . . . . . . .. 399 2.7.3. Correlaç[o entre tolerâncias dimensionais do molde e do pro duto na moldagem a quente de plásticos . . . . . . . . . . . . . . .. 399 2.7.4. Tolerância das roscas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 406 10 PLÀSTICOS 2.7 .5. Tolerâncias dimensionais para a distância axial entre as partes de metal . . ... .. . .. .. .... . ...... . ..... . ... . . . . " 407 2.7.6. Tolerâncias dimensionais lográveis com usinagem subseqüente.. 407 Bibliografia do Cap ítulo 2.7 . ... ... .. . ... . ... .. .. .. . . .. . , 408 Leitura adicional . ....... . . . . . .... . ...... . . . ... .. .. " 409 3. MATERIAL E FABRICAÇÃO DOS MOLDES (LÁSZL6 SORS) 3.1. Seleção do material dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 411 3.2. Produção dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 3.2.1. Métodos de produção modernos de moldes de compressão e transferência para plásticos terrnofixos . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 3.2.1.1. Usinagem por eletroerosão . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 418 3.2.1.2. Fundição por inversão (cera perdida). . . . . . . . . . . . . 419 3.2.1.3. Produção da cavidade do molde com fresagem a frio (L. Sórse L. Nagy) .. .. , .. . ... . . . . . . . , ... . , 421 3.2.2. Produção moderna dos moldes de injeção para termo plásticos .. 444 3.2 .2. 1. Produção de moldes pelo método galvanoplástico . . . . 444 3.2.2.2. Produção de moldes a partir de poliéster e resina epóxi 446 3.2.2.3. Produção de moldes através da prensagem de metal fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 447 3.2.3. Produção dos moldes a vácuo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 Bibliografia do Capítulo 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 452 Leitura aclicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 453 4. FERRAMENTAS DE REBARBAÇÃO E LIMPEZA PARA PLÁSTICOS (LASZL6 BARD6CZ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 455 4.0. Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 455 4.1. Ferramentas de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 4.1.1. Serras circulares e serras de fita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 4.1.2. Discos de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462 4.1.3. Tesourões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462 4.2. Matrizes de estampar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462 4.3. Rebarbação e suas ferramentas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 464 4.4. Ferramentas de tornear e aplainar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 467 4.5. Ferramentas para corte e perfuração de roscas . . . . . . . . . . . . . . . .. 468 4.6. Fresas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 4.7. Brocas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 470 4.8. Ferramentas de esmerilhar . .... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 4.9. Ferramentas de polimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Bibliografia da Parte 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 APBNDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 INTRODUÇÃO o desenvolvimento da indústria de plásticos assumiu uma posição proeminente na produção industrial de todo o mundo. De acordo com dados estatísticos, a produção de plásticos foi de cerca de 1 ,5 milhâ'o de toneladas em 1950, e de 14,6 milhões de toneladas em 1965. De acordo com os dados encontrados em publicações técnicas, a produçâ'o tem crescido desde então, e uma decuplicação da produção ocorrerá dentro de outros 15 anos. Entretanto, não é suficiente desenvolver somente a quantidade e a qualidade em termos de matérias-primas, mas é necessário assegurar a expansão do processamento, igualmente. Existem duas possibilidades abertas para esse propósito: ou o número de máquinas processadoras terá de ser aumentado, ou uma melhor utilização das máquinas-ferramentas existentes deverá ser efetuada. O primeiro método envolveria substanciais meios materiais. Conseqüentemente, sua aplicação é limitada. O resultado desejado é conseguido de maneira relativamente mais fácil através do segundo método: com a aplicação de matrizes e moldes bem desenhados, bem construídos e automatizados. Em vista do que foi dito, talvez não seja exagero afinnar que um dos pontos chaves de todo o desenvolvimento industrial é o projeto de alto padrlfo e a cons trução moderna de moldes de plástico. Esta é a única fonna de satisfazer a demanda rapidamente crescente de produtos de plástico diretos ou indiretos que se manifesta em praticamente toda a produção industrial. O projeto de moldes modernos é assunto de treinamento e prática. Pode exigir um longo tempo, mesmo sendo fornecido um livro técnico adequado; entretanto, esse é um item difícil de obter. Assim, há uma necessidade urgente de um livro que, além da infonnaçâ'o relativa ao desenho do molde, inclua todos os seguintes cálculos: de resistência, ténnicos, elétricos e econômicos. Até agora, o projetista somente tinha de ser capaz de encontrar esses cálculos espalhados aqui e ali em publicações domés ticas e estrangeiras. Este livro também pretende discutir e apresentar a solução mais prática de cada problema utilizando exemplos adequadamente detalhados. Os auto res esperam que este livro ajude a superar as deficiências existentes. Fica para o leitor a decisão de até que gonto esse objetivo foi conseguido. Finalmente, gostaríamos de mencionar que, desde que foi publicado pela primeira vez na Europa, o livro emprega o método de projeção europeu e as unidades técnicas do sistema internacional. Já que há vários sistemas de medidas utilizados em todo o mundo, apresentamos uma tabela de conversão no Apêndice,para facilitar o uso dos cálculos apresentados neste livro. 11 RESUMO DOS PROCESSOS DE MOLDAGEM DE PLÁSTICOS MAIS FREQÜENTEMENTE UTILIZADOS Os plásticos são moldados com ferramentas adequadas nas condições a quente e a frio. Assim, as ferramentas devem ser agrupadas conformem ente. As ferramentas a serem utilizadas para moldagem de material a quente são determinadas primordialmente pelo material. Algumas variações desse processo são conhecidas. J:! tarefa do tecnólogo de processamento selecionar o método mais conveniente. Se nenhum dos processos de moldagem a quente for adequado para se atingir um dado objetivo, a "usinagem" a frio permanece como um último recurSO: cinzelagem (separaçã'o de material) ou percussão. As máquinas de usinagem de metal são utilizadas para a cinzelagem, mas as ferra mentas devem ser projetadas de acordo com as propriedades do material plástico. A compressã'o, moldagem por injeção, extrusão, etc., moldes (isto é, máquinas de processamentb de plásticos e moldes praticamente projetados para compressão, molda gem por injeção, extrusão, etc.) são necessários para a moldagem a quente. Os proce dimentos mais freqüentemente utilizados para a moldagem a quente de plásticos podem ser encontrados na tabela seguinte . 13 Métodos mais comuns para a moldagem a quente de plásticos -"" ." t'"Método >r.n >-l Moldagem de compressão MOIQllgem de Moldllgem de Intrusão Extrusão Estíramento a quente Característica de Tecnologia o material levemente frio é moldado em um com uma grande pressão "'1:'"",",,,,,,. o material amolecido pelo calor é com alta pressão através do orifício confonnação do perfil. """""(111"",,,10 e amolecido é ou a frio no ubseqüentemente o molde é o material amolecido a quente é moldado com baixa pressão de ar específica em molde frio (resfriado). o material fundido endurecido à ternp,eratUlra ambiente ou maior, sem a Termofixo Pó Pó ou grão Pó ou grão Pó ou grão Folha ou Notas o mais antigo método de pr()CesSlllmeJnto utilizado para a de peças fonnadas. J:: mais mOluagem de Para a produção de peças conformadas. J:: conseguida maior na molctllgem de produzidas têm tlroàucao de barras, tubos, tiras rroaucao de peças ocas, caixas, etc. Produção de peças ocas, garrafas, etc. nrortllcao de peças ou blocos ri O r.n Sopro Fundição apllcaç.aO de pressão. Prensagem Material de consistência pastosa ou materiallaminado pressionado contra as paredes do molde por uma bolsa de borracha cheia de vapor ou ar comprimido. Endurecido em fornalha ou autocla~. I Termoflxo I . Pãpel Imninado ou pastoso, folha chapeada ou painel de I fibra de vidro. - Para a produção de grandes peças (p. ex., cascos de barcos). Moldagem a vácuo (mold. a ar compr.) Painel amolecido pré-aquecido formado por vácuo ou ar comprimido entre o molde e o painel. Termosplástico Folha ou película Para a produção de peças grandes de paredes delgadas. Laminação MateIiãl frio ou levemente pré-aquecido laminado a painel ou tira por cilindros opostos em movimento de sentidos Termoplástico Pó ou grão Para a produção de folhas e tiras. contráriº~ Processamento de fibras Plástico fundido ou solução pressionada através de furos de diâmetro adequado em ar ou líquido que agem como solidificadores ou precipitadores. TermopIástico Fundido ou solução A espessura adequada da fibra é conseguida por estiramento em um ou mais estágios. Banho ou recobrimento O molde oco pré-aquecido é mergulhado em um plástico fundido ou dissolvido, o material que adere é gelatinizado à temperatura adequada. TermopIástico Fundido ou solução Para a produção de galochas ou outros objetos de paredes delgadas. Borrifamento O material fundido é jogado sobre o objeto a ser recoberto pela aplicação de ar quente fluindo em alta pressão, onde assenta e constitui urna camada contínua. TermopIástico Pó Para recobrir tanques, tubos, etc. :;:c tr1 C ~ ::: O t:1 O ~ 'ti :;:c O ~ ~ ~ O ~ t:1 tr1 ::: O t'"" t:1 :> C"l M ::: t:1 tr1 'ti t'"" :>' ~ ::l (') O ~ VI 1. PROJETO DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 1.1. Moldes de compressão (Uszló Sors) 1.1.1. Construção e peças principais dos moldes de compressão 1.1.1.1. Peças principais dos moldes de compressão A compressão é o método de moldagem a quente dos plásticos tennorreativos. O plás tico, na fonna de pó ou de pelotas cilíndricas basicamente pré-comprimidas, é colo cado na cavidade apropriadamente fonnada do molde quente. Primeiro amolece como resultado da pressão aplicada. Esta condição é freqüentemente chamada de "H". Simultaneamente, uma reação química com a liquefação a quente também se inicia, deixando o material na condição "C". Ele endurece; assim, o produto pode ser retirado do molde e utilizado após rebarbação ou polimento. A própria tecnologia descrita detennina as peças mais importantes dos moldes de compressão. ~ necessária uma cavidade no molde, fonnada em algum tipo de material (metal), que se adeqüe ao fonnato da peça necessária. Além disso, há necessidade de um sistema de aquecimento que assegure a quantidade de calor necessária para a reação química. Outras peças-ferramentas poderiam ser necessárias para comprimir a peça moldada e forçá-la em todos os pontos da cavidade do molde. Naturalmente, essas peças, através das quais o produto endurecido pode ser retirado do molde, devem ser providenciadas. Além disso, as peças-ferramentas através das quais o molde é preso à . máquina de prensagem devem também ser providas. A cavidade do moMe é fonnada no corpo do molde. Este - independentemente do encolhimento ·que ocorre no resfriamento - corresponde à forma geométrica do pro duto desejado. Já que o pó plástico ou as pelotas pré-comprimidas colocadas no molde são ainda muito mais desagregadas que o produto acabado será, a cavidade do molde deve ser expandida com a câmara de alimentação. O punção penetra nessa câmara de alimentação, fechando a cavidade do molde e transmitindo a pressão necessária para a moldagem da máquina para o material plástico. Para assegurar o aquecimento unifor me, ambas as peças do molde têm de ser aquecidas com um sistema de aquecimento superior e um inferior. Se a parte inferior do produto for oca, um macho é colocado no corpo. A peça é removida do corpo pelo ejetor, ou por um extrator, se pennanece no punção. A ope ração simultânea de vários pinos de ejetor ou extrator é assegurada pela placa do ejetor e pela placa do extrator. O ajuste preciso do punção do molde e da câmara de alimentação é obtido pela aplicação de pinos-guias e buchas. O espaço necessário para o movimento da placa do ejetor ou do extrator é assegurado pelas placas de expansão superior e inferior ou cilindros. Se existirem rebaixamentos no produto, então a cavidade do molde não é feita diretamente no corpo do molde, mas numa inserção fendilhada na fonna de um cone ou uma pirâmide truncados . A produção de plásticos moderna utiliza bastante moldes de múltiplas cavidades visando o aumento de produtividade. Neste caso, os corpos de moldes, chamados inserções-padrão, são montados em armações-padrão caracterizadas. Isso, ao mesmo 17 00 L ~ . ~ -~- 15 _ _ ó 2 .." r6 o ;>. - 7 O ~ n(1) O 1:1> 16 --_ . - 5 _ 13 -- 10 - -- + !.. - r: ~ 11. '.! / 9 Fig.1 .1.1. Molde de inserção-padIão dupla com inserção-padIão cilíndrica. 1 = caixa (corpo) do molde, 2 = armação do retentor superior, 3 = inserção-padrão superior, 4 = placainferior, 5 = placa de sustentação inferior, 6 =pino-guia, 7 = bucha-guia, 8 =contrapi no, 9 = pino detentor , l O "" placa ejetora, 11 = pino ejetor, 12 == sapata ejetora, 13 = pilar-guia, 14 = bucha-guia, 15 = placa de aquecimento superior, 16 = placa de aquecimento inferior, 17 = inserçãO-padrão inferior. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 19 . ~ 19 3 l- O O o 0 O O O O I O O [, 1 I l 9 / ' 13 10 9 ~ ;~Z ' . . 11J ~ ' ~~;~ . , .:.J r @. I ~ . -: ·· 1- ".-- \;!,. ~ -- ?~-. -+ ~r' }e!:'5 1 ~f -,.. .~_~~'i.~;:": . - ----J..J-- - <o;:o?' . -'} ... '. '~ . : .~.~ -;' .. , . ~ -~·r~ .~~ @) Fig. 1.1.2. Molde angular com inser~âo-padrão simples com inserção-padrão cônica fendida (dividida). 1 = caixa de molde, 2 = armação do retentor da inserção-padrão superior, 3 = in serção-padrão superior, 4 = placa inferior, 5 =placa de sustentação inferior, 6 = pino-guia, 7 = bucha-guia, 8 = contrapino, 9 = pino detentor, 10 = placa eje tora, 11 = pino ejetor, 13 = pilar-guia, 14 = bucha-guia, 15 = placa de agueci mento superior, 16 = placa de aquecimento inferior, 18 = inserção-padrão conica, 19 = caixa fendida. tempo, assegura a massa necessária para a temperatura unifonue (capacidade ténuica e acumulação de calor), A anuação-padrão pode ter fonua angular ou de disco. O número de cavidades das armações-padrão angulares na maioria dos casos é divisível por três. Dá-se prefe rência a moldes de 3, 6 ou 9 cavidades. Se qualquer uma das unidades for destruída, juntamente com a unidade defeituosa será retirada a unidade simetricamente oposta. 20 PLÁSTICOS Assim, o arranjo do corpo e da carga do molde permanecerá simétrico. Portanto, a produção continua mesmo durante o tempo de reparos. As armações-padrão em forma de disco são bem adequadas para acomodaçã'o de uma ou quatro inserções-padrão. Entretanto, raramente s!o utilizadas. A Fig. 1.1.1 mostra o corte transversal de um molde com duas inserções-padrão cilíndricas. A Fig. 1.1.2 mostra um molde angular com uma inserção-padrão fendi lhada cônica. A Fig. 1.1.3 mostra um molde cilíndrico de quatro cavidades. A Fig. 1.1.4 mostra um molde de bloco de uma só cavidade. 15 2 -- 3 ----_í:i7Y 5n~~L-~~jt~---6 17 -----l~ 8 ~~~~~_} ~---7 11----~~1H fjlj-- ·-16 10--______ ~~~~~~=--- 5 I.----j.-~ A G Fig_ 1.1.3. Molde cilíndrico de 9uatro cavidades com corpo cíhndrico. Designações confonne a figura 1.1.1. Além das peças de molde já mencionadas, vários elementos de acionamento ou travação podem ser encontrados nos moldes de compressão, mas no caso de produtos simples, uma ou duas das peças relacionadas poderão ser onútidas. Essas peças são designadas nas Figs. 1.1.1 a 1.1.4. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 21 " 10 Fig. 1.1.4. Molde de bloco angular de uma s6 cavidade. Designações conforme a f~ 1.1.1. A =punção, B = par te infenor do molde. l.1.1. 2. Inserção-padrão, corpo do molde Croquis da parte inferior e da superior (punção) da inserção-padrão típica são mostra dos nas Figs. 1.1.5 e 1.1.6. As dimensões pertinentes estão relacionadas na Tabela 1.1.1. Um faceado de 0,5 rum de profundidade e 7 mm de largura serve para puncionar o número de desenho e outras marcas na superfície de contato das inserções-padrão inferior e superior. Em caso de superalimentação, o material que transborda da câmara de alimentaç:ro pode deixar o molde através do sulco aplainado de S2 de largura e 0,5 rum de profun didade que corre em ambas as direções na superfície superior do corpo. Naturalmente, somente as dimensões das partes inferior e superior da inserção-pa drão que se ajustem às partes inferior e superior da armação-padrão podem ser caracte rizadas. A parte do punção que atinge o copo, que depende do formato do produto, não pode ser caracterizada. A posição relativa das partes inferior e superior da inserção-padrão é assegurada por aplainamento ou retificação do flange de fixação (cujo diâmetro externo é sempre maior de 5 mm que o diâmetro externo da inserção-padrão). Um sulco da mesma largura e com 5 mm de profundidade é usina do tangencialmente aos furos da arma ção-padrão inferior e superior. A posição do produto no corpo do molde deve ser considerada com cuidados espe ciais. As experiências seguintes podem auxiliar a resolver esse problema: 22 PLÁSTICOS Tabela 1.1.1. Escolha das dimensões das inserções·padrão· (Dimensões em mm) Número de cavidades Diâmetro da inserção- Altura da parte inferior da inserçã"o- IParte Inf. à inserção Punção 'Padrão (m7) (Fig. L 1.6) (Fig. 1.1. 1 3 4 5 -padrão 50 70 90 110 130 150 170 190 210 240 m 13 s2 d14 m3 m 13 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 55 75 90 I lO 145 170 190 210 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 5 20 40 30 5 5 20 60 30 5 5 20 70 30 5 5 30 90 30 5 5 30 120 30 5 8 30 140 50 8 8 40 150 50 8 8 40 160 50 8 5) '" Veja as figuras 1.1.5 e 1.1.6 1. A fonnação de crostas necessariamente ocorrerá entre as peças móveis . do molde - por exemplo, entre o corpo do molde e o pino de ejeção - já que o encaixe das peças móveis exige um certo intervalo no qual o material penetra quando é pressi(). nado. Com o desgaste do molde, o intervalo expande-se e a crosta engrossa; sua total remoção é trabalhosa e cara. ~ r I I I t ' --j ! ~=~===T::f h: l. SO / -- .! Fig. 1.1.6. Esboço da yarte inferior (corpo) da inserçao -padrão. .. J Fig. 1.1.5. Esboço da parte superior (punção da inserção -padrão). PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 23 2. As fonnaçôes de furos na direção da prensagem podem ser produzidas com um molde muito mais simples que aquelas cujos eixos tenham outras direções. 3. Mecanismos como machos roscados (desenroscáveis do produto) e peças lateral mente móveis (para preparação de rebaixos e furos laterais) podem ser mais facilmen te construídos na peça inferior do molde, principalmente estacionária. 4. As inserções de metal podem ser mais facilmente colocadas na parte inferior que na parte superior. Neste último caso, sua fIxação deve ser assegurada (veja o item 1.1.4). S. Do ponto de vista de fabricação, é preferível que o pó plástico seja comprimido pelo punção. Entretanto, isso significa um risco de desperdício, se o material tiver de fluir contra o punção, isto é, para cima. O risco de desperdício é maior quanto maiores e mais finas forem as paredes laterais. 6. A pressão da máquina poderia ser melhor utilizada, ou seja, o molde poderia ter o sistema de cavidades múltiplas, se a pressão reagisse com o lado do produto com a menor superfície. Por outro lado, é verdade que as cavidades de molde profundas exigem maiores aberturas de moldes, o que tem um efeito adverso sobre a produção horária da máquina de prensar. A aplicação prática da lista incompleta anterior pode ser estudada utilizando-se o seguinte exemplo: Há que se considerar a posição da caixa do instrumento mostrado pela Fig. 1.1.7 no molde de compressão. g evidente que existem duas possibilidades: I) a superfí cie representativa (externa) é a parte inferior do molde (Fig. 1.1.8); e 2) alternativa mente, a superfície externa é a parte superior do molde (Fig. 1.1.9). Um arranjo inclinado ou vertical não tem razão de ser; assim, está fora de questão. As vanta r4 ~ I ' !1:a eGj® CJCPc=::J 0°6°0O O ~ truIJ Fig. 1.1.7. Esboço da caixa de instrumento. 24 PLÁSTICOS gens em a superfície externa ser fonnada pela parte inferior do molde sã'o as seguintes: 1. As inscrições a serem puncionadas s[o altamenteadequadas para o propósito de levantar o produto sazonado para fora do molde com os pinos do ejetor nesses locais. É preferível colocar o sistema ejetor na parte inferior do molde, estacionária. Entretanto, é necessãrio examinar se os espaços para inscrições e números com superfícies relativamente pequenas serão suficientes para levantar o produto. Os pinos do ejetor n[o seriam mwto finos? (Risco de ruptura!) O arranjo das inscrições é ade quado às condições de elevação? 2. A alimentação de pó de plástico na parte inferior do molde é conveniente, não havendo necessidade de pelotas. As desvantagens de a superfície externa ser fonnada pela parte inferior do molde são as seguintes: 1. O material liquefeito flui para cima, contra o punção que se move para baixo. A movimentação contrária envolve excessivos atrito e desenvolvimento de calor; assim, especialmente as peças de paredes finas podem ser comprimidas numa tempera tura mais baixa, reduzindo, portanto, a produção. Provavelmente, deverá ser utiliza da uma qualidade mais cara do material. 2. As porcas roscadas, necessárias para a montagem, devem ser colocadas no pun ção e rosqueadas em um pino adequadamente roscado. O encaixe desses pinos no punção é complicado. É necessária a fIxação do pino através de mola ou esfera. Em caso de a superfície externa ser fonnada pela parte superior do molde, as desvantagens da moldagem pela parte inferior são eliminadas. /. -- - - -. B - ----- - 15 - -~ IJ - - - - - 70 - - _ Fig. 1.1.8. Uma das alternativas do molde de com pressão para a caixa do instrumento mostrada pela figura 1.1.7. A = estampa, B = caixa do molde; outras designa ções confonne a fIgUra 1.1.1. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 25 Vedação à prova de gás /// Luva de bronze 15 - A- 8 ~-_ 16 --- ---17 10 L ~-. ~~,'Ç't0<\,~ __ . ::;~.;' /. " . /~ Fig. 1.1.9. Outra alternativa para o molde de compressão para a caixa de instrumento mostrada pela figura 1.1.7. A =estampa, B =macho; outras designações conforme figura 1.l.1. Se a conicidade da superfície externa for maior que a da superfície interna, poderá ocorrer a retenção do produto no macho inferior. Neste caso, o produto pode ser removido do macho pela elevação dos pinos de sujeição das porcas roscadas. (O pro duto permanecerá no macho caso a superfície do macho for mais áspera que a da parte do molde que forma a superfície externa, ou se o macho estiver a uma tempera tura de 5 a lOoC inferior à da peça do molde.) As desvantagens da superfície externa ser formada pela parte superior do molde são as seguintes: 1. g necessária a aplicação de pelotas pré-comprimidas. Deve-se verificar se a alimentação das pelotas, isto é, do material pré-dimensionado para o molde, reduzirá ou não o tempo de compressão a um ponto tal que o operário seja capaz de manejar duas máquinas. Neste caso, a desvantagem irá tornar-se uma vantagem. 2. Os gases que são desenvolvidos durante a compressão se acumularão naparte superior do molde (fechada em sua parte superior) produzindo uma superfície porosa e descolorida, e, possivelmente, até mesmo bolhas. 26 PLÁSTICOS Existem vários métodos para evitar isso, mas a construção do molde será mais com plicada, e portan to mais cara. Com base nessas considerações, o arranjo que parece ser o preferível é o da super fície externa formada pela parte superior do molde, desde que a saída dos gases seja assegurada pelo descrito. A linha de pensamento anteriormente descrita ilustra que wn estudo adequado é necessário para tomar·se uma decisão, mesmo em um caso como esse, relativamente simples. Os casos que ocorrem na prática são normalmente mais complicados que o do exem!plo dado. Fig. 1.1.10. Molde positivo. Fig.l.1.11. Molde semi positivo. Fig. 1.1.12. Molde semipositivo. Crosta (rebarba) na direção Rebarba normal à direção de inclinado. Rebarba inclinada em da pressão. prensagem. relação à direção de prensagem. A direção de formação da crosta não é irrelevante com relação ao molde e à manu faturação. A crosta pode ocorrer na direção da prensagem, normal a ela ou ,inclinada (Figs. 1.1.10 e 1.1.12). Se a crosta for na direção da pressão, a seção transversal da câmara de alimentação concordará com o perfil do produto. Tais moldes são cha mados moldes positivos. A espessura da crosta depende da precisão do encaixe entre o punção e a câmara de alimentação. É necessário certificar-se de que o punção ou a placa porta-punção assenta-se diretamente na armação-padrão inferior ou numa fita de encosto. No caso de moldes positivos, a pressâ'o da máquina é resistida diretamente pelos produtos; assim, a força de compressão da máquina é totalmente utilizável. A espessura é assegurada pelas tiras de encosto externas já mencionadas. Os aplaina mentos usados nos corpos e moldes, como mostrado nas Figs. 1.1.5 e 1.1.6, ajudam a esgotar o excesso de material. Esse tipo de molde permite a produção de produtos com espessura uniforme em construção de cavidades múltiplas, porque mesmo se uma das cavidades fosse alimen tada em excesso, receberia uma pressão maior que as outras; assim, o excesso de material seria espremido para fora. Entretanto, o ajuste de molde positivo nem sempre é aplicado. Por exemplo, no caso mostrado pela figura 1.1.13, um "fio de navalha" seria desenvolvido nas bordas do punção, o que, naturalmente, é inadmissível. Para tais produtos, é desenhado um molde semipositivo (Fig . 1.1.14) com a crosta perpendicular à direção da pressão. É necessária uma compressão consideravelmente maior para os moldes semipositi vos, porque uma pressão muito alta é necessária para comprimir o material da parte do flange mais fino (e, assim, para endurecimento mais rápido), quando o molde é fechado. Imediatamente antes de fechar o molde, o intervalo já é tão estreito que o excesso de material não pode fluir para fora do molde; conseqüentemente, uma crosta grossa ou wna peça demasiadamente grande será obtida, mesmo em caso de alta pressão específica. Esse problema pode ser corrigido' utilizando-se canais de descarga. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 27 A Fig. 1.1.15 mostra uma construção de molde comprovada. Aqui somente de 1 a 2 mm do flange do punção de 4 a 5 mm de largura atingem a vizinhanç~ da borda do corpo; o restante (3 a 4 mm) é esmagado. Para proteger o molde, é feito wn flange externo; assim, mesmo no caso de um molde fechado, uma folga de cerca de 0,1 mm permanecerá entre os flanges opostos do punção e do corpo nos plásticos do tipo 31, e uma folga de 0,4 a 0,5 mm nos plásticos dos tipos 51, 54,71 e 74*. Na prática, pode ocorrer que possam ser utilizados tanto o molde positivo como o semipositivo, e compete ao projetista selecionar o mais adequado no caso dado. H Blf8 J 17 77 # fl.O ' -, -77 Fig. 1.1.13. Projeto de punção incorreto. "Fio de navallia" desenvolvido no lugar indicado pela seta. Designaç.ões confonne a figura 1.1.1 . H8/f8 77 Fi!J. 1.1.14. Molde semipositivo. Designações confonne a figura 1.1.1. li) o' , -.J à Ponta 31 "" 0,1 mm 51.54.71. 74 ponta: 0,4·0,5mm , - 2 1.-5 Fig. 1.1.15. Projeto de molde semifositivo. Designações·confonne a figura .1.1. • Tipo 31 = resina fenótica com enchimento de serragem (composto para propósitos gerais). Tipo 51 = resina fenólica com enchimento de tecido de celulose (papel). Tipo 54 resina fenólica com enchimento de flocos de celulose (papel). Tipo 71 resina fenótica com enchimento de fibras têxteis. Tipo 74 resina fenótica com enchimento de flocos têxteis. Tipo 131 = resina de uréia e fonnaldeído com enchimento de pó de celulose. 28 PLÃSTICOS Neste caso, além da já mencionadadiferença de pressão de moldagem, é necessário considerar os problemas de ejeção do produto e remoção da crosta. Em certos casos, é praticável utilizar um molde semipositivo inclinado (Fig. 1.1.16).. Aqui, o material em excesso sai do molde facilmente, e a crosta inclinada é fácil de remover. A desvantagem é que o encaixe entre o corpo do molde e o punção exige uma operaça'o mais cuidadosa. O flange, nesses moldes, tem uma inclinação entre 30° e 45°. O uso de um molde de flange aberto é preferido para botões ou para produtos de PontilJ1: 0,2 mm 51. 51•. 7l.; 0,1. mm H81/8 2-33 3 17 17 Fig. 1.1.16. Projeto de molde Fig.1.1.17. Moldedeflange semipositivo inclinado. aberto. Designações confonne a Designações confonne a figura 1.1.1. figura 1.1.1. arcoS baixos similares (Fig. 1.l.l7). O material é introduzido, na fonna de pelotas, nesses moldes. Já que o punção não penetra no corpo desses moldes, o guiamento das partes superior e inferior do corpo deve ser projetado com cuidados especiais. Uma peça de 0,5 a I mm vaza do corpo e do punção através de um flange delgado (2 a 3 mm), para pennitir o fluxo de saída do excesso de material entre o punção e o corpo. O material descarregado freqüentemente toma a fonna de um "biscoito" comum no molde de cavidades múltiplas; assim, as peças curadas podem ser removi das com um único movimento. Esses moldes são muito produtivos. Sua desvantagem é o maior consumo de material; devido ao vazamento, a porcentagem de material desperdiçado é maior. 1.1.1.3. Projeto da câmara de a]imentação De acordo com uma prática comprovada, a câmara de alimentação é l!fustada ao punção com uma tolerância H8/f8 num trecho de 4 a 6 mm da borda superior do0produto. A parte acima é feita com 1/3 a 10 de conicidade (Fig. 1.1.18). Se a excentricidade - que advém da faixa de tolerâncias - não for pennissível em produ tos de precislIo especial, então serão utilizados ajustes mais apertados (H7/n) PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 29 e canais de dimensões adequadas para facilitar o estravasamento do material. A s~ luçã'o mostrada pela Fig. 1.1.19 também é freqüentemente utilizada. Os canais de descarga - uniformemente distribuídos pela circunferência - são principalmente utilizados nesta construção. Os canais não devem ter profundidades maiores que 0,1 a 0,2 mm. Se s![o mais profundos, o material escapa. A dimensã'o ótima do canal depen de da deliqüescência do material, velocidade de fechamento do molde, pressã'o de moldagem e da temperatura. Assim, é aconselhável alargá-los primeiro somente de 2 a 3 mm quando o molde é fabricado ; então, se necessário, são alargados gradual mente na ocasi![o do escorrimento do molde. - 1/3- 1° H71f 7 H8ff8 ~3 Fig. 1.1.18. Projeto de câmara de alimentação. Designações conforme a figura 1.1.1. O volume da câmara de alimentação é determinado multiplicand~se o produto acabado pelo fator de massa do material (Tabela 1.1.2), Se o corpo do molde for montado em duas peças, nunca deverá ser partido ao lon go do flange , embora isso pareça ser bastante tentador à primeira vista (Fig. 1.1.20a). Neste caso, a alta pressão forçaria as peças do molde a se separarem, e o material pren sado tornaria difícil a remoção do produto e, em casos graves, impossível. O encaixe - se inevitável nas vizinhanças do flange - deve ser feito uns poucos milímetros acima do flange (Fig. 1.1.20b), ou illl1 encaixe de "sobrefecho" ou "labirinto" deve ser utilizado (Fig. I.! .20c). Essa regra deve ser seguida mesmo se o corpo for fendido em várias partes, no plano normal à direção da pressã'o ou paralelo a ela. As construções correta e incorreta são mostradas nas Figs. 1.l .21 e 1.1.22. O desenvolvimento do efeito de calço é ampliado e distorcido na parte "incorreta" direita da Fig. 1.1.21 . No encaixe de sobrefecho do lado esquerdo, desenhado para ser "correto", não pode haver desenvolvimento do efeito de calço, nem mesmo se o Tabela 1.1. 2. Fatores de massa dos plásticos mais freqüentemente utilizados 0,1 Fig. 1.1 .19. Projeto alternativo de câmara de alimentação. Designações conforme a figura 1 .1 .1 . Tipo de material 31 ~I S4 7\ 74 131 Fator de massa Solto 2,5-3 5- 6 9-10 6-7 7-8 3 Pelotas 1,3-1.5 1,6- 2 1,6-2 1,6-2 1,6- 2 1,5 30 PLÁSTICOS encaixe for imperfeito. Devido a esse propósito, o material deve mudar perpendicu larmente sua direção. O atrito resultante deteria o fluxo do material, especialmente porque o aumento de temperatura no curso do atrito facilita o endurecimento do material. A Fig. 1.1.22a mostra a divis[o incorreta do molde, e a Fig. 1.1.22b mostra a divis[o correta . Pode ocorrer que o plano inferior do punção não seja normal à direção da pressão. Neste caso, a componente oblíqua da força pressiona o punção para um dos lados, ) J7 a) Incorreta b) Incorreta c) Correta Fig. 1.1.20. Divisão do corpo do molde em um plano normal à direção de compressão. O plano da divisão deve estar acima do plano mais alto do produto de uns poucos milímetros, mas o encaixe das partes do molde é melhor com superposição. Designações conforme a Fig. 1.1.1. A Fig. 1. 1. 21. Divisões correta e incorreta do corpo do molde em um plano normal à direção de compressão. a) I nco rreta b) Correta Fig. I. J.22. Divisões correta e incorreta de moldes no plano da direção de compressão. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 31 levando a um emperramento ou a desgaste excessivo. Assim, é aconselhãvel colocar wna placa de guia temperada na parte superior da câmara de alimentação (Fig. 1.1.23). Os moldes de cavidades múltiplas algumas vezes têm uma câmara de alimentação comwn, Sua construção é geralmente mais barata, que encaixar separadamente o punção a cada uma das cavidades no corpo do molde. Entretanto, a superfície de contato entre o punção e o corpo é muito grande. Isto é danoso por duas razões: I) é necessãria uma grande área de superfície da má· quina de moldagem de contato de alta capacidade, o que requer maior energia e força uma operação mais vagarosa; e 2) a câmara de alimentação comum resulta numa perda significativa de material. Portanto, a câmara de alimentação comum deve ser evitada, exceto nos casos em que sua aplicação é preferível em relaça-o à remoção do produto, como na fabricação de tampinhas de tubos de pasta de dente. Após curar as tampinhas, o macho que forma a rosca deve ser desrosqueado das peças. O hexágono externo é formado pelo punção, que não mantém as peças em posição enquanto os machos são desrosqueados. Entretanto, a película desenvolvida como resultado da câmara de alimentação comum fixa as tampinhas de tal forma que os machos podem ser simultaneamente desrosqueados de todos os produtos por um sistema de desrosqueamento central. ~M"51 ~ .--L- 8 A " Aço temperado 6 - 7 Fig. 1.1.23. Se o plano inferior do punção não for normal à direção de compressão, as forças laterais causarão o desgaste do molde. Para evitar isso, são colocadas inserções de aço temperado. A = caixa do molde, B = estampas; outras designações conforme a Fig. 1.1.1. Uma outra vantagem da câmara de alimentação comum é que o material pode ser preparado através de uma única medição, representando uma redução nos tempos de produção das peças. 32 PLÁSTICOS 1.1.1.4. Projeto de punção o punção fecha a cavidade do molde, e, ao transmitir a pressão da máquina, forma a parte superior (possivelmente interna) do produto. O material introduzido na cavida de do molde - se nã'o for pré-comprimido - aglomera-se principalmente em um dos lados da cavidade, causando, com isso, a press[o excêntrica do punção quando a cavidade é fechada. Ao mesmo tempo, o materialflui do local superalimentado, reaco moda-se, com grande força para empenar o punção. Tudo isso leva ao fato de que o b) Incorreto a) Incorreto c) Correto Fig. 1.1.24. Projetos correto e incorreto de punção. Uma diferença de diâmetros excessiva pode causar rachaduras durante o endurecimento. Com uma construção correta, a inserção pode ser facilmente substituída em caso de ruptura. o) t- a) Correto b) Incorreto Fig. 1.1. 25. Projetos COrreto e incorreto de punção para a moldagem de produtos cilíndricos longos (buchas ou artigos similares) PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 33 punção é uma das peças mais exigidas do molde em relação à resistência. Entretanto, suas dimensões não podem ser escolhidas livremente, pois são determinadas pelas características geométricas do produto. Assim, as grandes concentrações de tensões causadas por variações de seção transversal, cantós vivos, sulcos profundos, ou outros locais passíveis de concentração de esforços têm de ser evitados com cuidado especial no projeto. Nas Figs. 1.1.24 e 1.1.25 são mostrados alguns modelos corretos e incor retos. Dentro dos limites do produto, determinados por seu propósito imaginado, o pun ção e a cavidade do molde devem ser moldados conicamente. A conicidade normal mente é de l/3° alo. Selecionando-se o ângulo correto de conicidade, o produto ou permanecerá no corpo do molde, ou será levado com o punção. O produto sempre permanecerá na parte do molde cuja conicidade for menor que 1/3°, desde que a qualidade e a temperatura de ambas as partes do molde sejam idênticas. 1.1.1.5. Projeto de armações-padrão inferior e superior As inserções·padrão são assentadas nas armações-padrão inferior e superior, o que assegura a posição de uma em relação à outra com a ajuda de pinos-guias. Padroni zando-se as armações, as inserções-padrão são substituíveis. Isso reduz o custo de produção do molde, assim como do tempo de operação necessário para a produção. 1.1.1.6. Ejetores Assegurar a remoção dos produtos curados é uma das tarefas mais importantes do projetistá de moldes. A remoção rápida do produto do molde é essencial porque 1) aumentará a quantidade de produção e 2) o produto resfriará rapidamente no molde aberto, e isso poderá causar contração na parte do molde em tal dimensão, que ele acabará rachando ao ser removido. As condições para o resfriamento do produto podem ser resumidas com base no item 2.3.2, como segue: 1. As condições de resfriamento dos produtos são determinadas a partir da relação entre a superfície e o peso, S = A/G. 2. A taxa de resfriamento é a mais rápida imediatamente após o macho do molde ser retirado. O produto perde a maior parte de sua temperatura em um intervalo de tempo pequeno, após ser retirado. 3. A força necessária para desparafusar (levantar/puxar) o produto depende das dimensões do produto e da diferença de temperatura entre o produto e o macho do molde. Em condições adversas, o esforço originado pode causar rachaduras na peça. 4. A qualidade e a condição intata das superfícies dos machos do molde são essen ciais. edesejável sua cromagem. O projeto do ejetor depende do formato do produto. Se suas superfícies decorati vas estiverem abaixo do molde (olhando-o da direção de prensagem), em consideração à eliminação da dificuldade na remoção das crostas, o produto será levantado com a parte do molde que forma a superfície completa. Neste caso, é necessário evitar que o macho do molde que sobe atrite-se em toda a cavidade do molde e na câmara de 34 PLÁSTICOS alimentaç1fo; caso contrário poderão ocorrer contrações. Essa construção é utilizada somente para moldes menores. A espessura do macho móvel deve ser no mínimo metade de seu comprimento. As soluções correta e incorreta são mostradas nas Figs. 1.1.26 e 1.1.27. Se o ejetor não levantar toda a superfície do produto, então poderá ocorrer defor mação na remoção, e isso deve ser evitado. Assim, o produto somente deve ser utili zado para empurrá-lo. A soluçã"o como a da Fig. l.l.28a não é correta, pois o ejetor pode quebrar ou distorcer a parte central do produto. A solução conforme a Fig. 1.1.28b também não é correta, pois nela o ejetor esten de-se pela câmara de alimentação e pode causar contrações. c) Correto Fig. 1.1.26. Fig. 1.1.27. Projetos correto e incorreto de machos ejetor, se a superfície representativa do produto for formada pelo macho. Incorreto o) b) c) Fig. 1.1.28. Projetos coneto e incorreto do macho ejetor. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 35 o modelo ilustrado pela Fig. 1.l.28c é correto quando metade da parede lateral é levantada pelo ejetor. Aqui, o produto pode ser facilmente puxado do macho com uma forquilha adequada. Em certos casos toda a superfície do produto não é levantada. Nesses são utiliza dos pinos ejetares. Seus traços, entretanto, ficam visíveis nos produtos; assim, são utilizados somente se seus traços não prejudicarem a estética da superfície. Marcas e inscrições freqüentemente são gravadas nas superfícies dos pinos ejetores, justifi cando o traço causado pela crosta. eaconselhável rebaixá-los no produto. Para estudar a construção e os cálculos de resistência dos pinos ejetores, é necessá rio levar em consideração o fato de que o pó plástico torna-se deliqüescente no molde quente (estado "8"), e pode ser considerado como um líquido denso. A pressão Iúdrostática surge em todos as direções da cavidade do molde durante a prensagem. Já que há uma folga necessária entre o pino ejetor e sua luva, o material liquefeito fica prensado. Quando o material liquefeito endurece, a pressão Iúdrostática torna-se constante. Se o diâmetro superior do pino ejetor for d(em), a pressão específica de moldagem for p(kp/cm2 ), a largura do colar prensado na lateral do pino for m(cm), e a força que se manifesta for F (Fig. 1.1.29), então, F = d.m.p (kp). Se o coeficiente de atrito for 11, a força necessária para elevação será: Q = F.j1. = d.j1..m.p (kp). Já que, mesmo com moldes novos, cuidadosamente feitos, m será igual a 2 mm e com moldes gastos m = 3 a 5 mm, a pressão específica para material tipo 31 será igual a 300 kp/cm2 • Com uma rugosidade média de superfície (Ra) igual a 1,6 mícron, o atrito estático é de 0,2 a 0,4. Substituindo, Q = (54 - 180).d (kp). Já que o diâmetro dos pinos do ejetor é igual a 5 a 8 mm, a força de ejeção por pino pode variar: Q === 27 - 144 kp, mas poderia mesmo ser muito maior Se o furo ou a superfície do pino ejetor estivesse danificada. Atenção especial deve ser dada à fixação da localização dos pinos ejetores no produto. Não existem regras rigorosas a serem seguidas. Entretanto, é sempre aconse lhável localizar os pinos ejetores: I) na junção das paredes laterais finas; 2) na vizi nhança de nervuras, especialmente se a conicidade estiver abaixo de 3 a 5°; e 3) sob peças metálicas estampadas, que devam ser ejetadas juntamente com o produto. Há uma experiência prática a ser considerada quanto ao princípio básico de ejeção, de acordo com: I) o produto nlIo ter de ser utilizado em puxã'o (mas somente em d Fig. 1.1.29. 36 PLÁSTICOS empurrão) no instante da ejeçlfo; e 2) a ejeç[o n[o seja segura se as paredes laterais do produto tiverem de ser levantadas em ambos os lados de entre peças de molde estacionárias (a peça do molde, como é uma das superfícies laterais, deve ser movida Juntamente com o produto). Existem outras considerações quanto a onde e como os pinos ejetores são locali zados no molde. As barras dos ejetores das máquinas de prensagem estão na parte central da mesa , principalmente no meio do molde. Assim, se os pinos ejetores não forem simetricamente colocados ou tiverem diâmetros diferentes, então, devido à diferença entre as forças deejeção, facilmente poderá ocorrer esforço de flexão sobre o pino ejetor. Como resultado da flexão, o pino fica travado no furo, deforma-se, e possivelmente quebra-se. Se a qualidade da superfície e a precisão de encaixe dos pinos de ejeção forem idênticas, ent[o o ponto médio da barra do ejetor será colocado no centro de gravi dade da seção transversal dos pinos ejetores. Entretanto, essa suposição nem sempre é justificada na prática, especialmente se qualquer das peças for danificada durante a operação. A contração dos pinos ejetores pode ser evitada através de guiamento ade quado. É provável que não ocorra contraç1ro até que (V. Ref. 1) : h e';;;; 2/1 onde, de acordo com a Fig. 1.1.30, e == distância entre a força aplicada e o centro do pino ejetor, em cm; h = comprimento guiado do pino, em cm; /1 == coeficiente de atrito (3!: 0 ,15 a 0,20). Substituindo-se os valores anteriores h ~ (0,3 a 0,4).e é obtido, isto é, o comprimento guiado do pino ejetar deve ser no mínimo um terço da distância medida entre o pino ejetar e a barra do ejetar. Se, por qualquer raz[o , essa regra não puder ser obedecida, entã<.> será essencial Fig. 1.1 .30. Determinação do comprimento guiado dos pinos ejetores. Deve ser maior que um terço da distância e, entre o pino ejetor e a barra ejetora. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 37 o guiamento adequado da placa do ejetor. Isso pode ser conseguido com pinos-guias e buchas. Em vez de utilizar uma barra de ejetor, isso pode ser obtido levantando-se simultaneamente ambos os lados da placa ejetora. Isso pode ser feito de várias manei ras. A utilizada mais freqüentemente é mostrada pela Fig. 1.1.31. Utilizando as desig nações da Fig. 1.1.1, isto é, 2 representa a armaç!Io do retentor da inserç!Io-padrão superior, 10 a placa ejetora e 4 a placa inferior (placa-base). O bico projetado no gancho A, que levanta a placa ejetora, é articulado com rótula no pino D na placa do retentor da inserção-padrão superior. A barra de came B é presa à base do molde. Quando a máquina de prensar é aberta (isto é, quando o punção começa a subir), o bico do gancho carrega e levanta a placa ejetora até que o domo, projetado da barra de carne, empurre o bico para fora de seu ninho com o pino C do gancho. Então, o molde será aberto mais para levantar o produto. O gancho retoma sua posição vertical como resultado da mola E. O processo é invertido quando o molde é fechado. A su perfície superior inclinada do domo da barra de came empurra o gancho, que passa por cima dele, e fica pronto para nova elevação. Em certos casos não é desejável levantar a placa ejetora enquanto o molde está começando a abrir, mas depois. Neste caso, um gancho mais longo deve ser utilizado. Naturalmente, 'em tais casos é necessário evitar batidas do gancho contra a mesa da máquina no estado fechado do molde. Algumas vezes é utilizada uma corrente de roletes, encaixando um eixo roscado, porca e contraporca na extremidade, para ajuste 2 ...-- E O F . , A c\2] 8 oi b l Fig.1.1.31 . Projeto e operação do gancho que levanta a placa ejetora por ambos os lados. 2 = armação do retentor da inserção-padrão superior, 4 =placa inferior,10 =placa ejetora .A =gancho,B =barra de carne, c I di C e D =pinos, E =molas, a) a d) = fases diferentes da abertura do molde. 38 PLÁSTICOS preciso e compensação para uma possível elongação (Fig. 1.1.32). A construçã"o mostrada pela Fig. 1.1.33 também é utilizada para levantar a placa ejetora. A extremidade rosqueada do cano A é aparafusada na placa ejetora 10, e a inserção B é soldada na extremidade superior. Por levantamento da placa porta-punção 2, também o punção é puxado para fora do corpo do molde. Em um estágio poste rior da ejeção, a cabeça do eixo roscado C faz contato com a inserção B; com isso, o tubo A e com ele o disco ejetor 10 também sobem. As molas 8elleville D no eixo roscado C asseguram o assentamento adequado da placa ejetora quando o molde está fechado. Para certos produtos, o levantamento ocorre em duas etapas. Um exemplo é mos trado pela Fig. 1.1.34. A rosca interna pode ser desrosqueada somente quando o colar não estiver assentado no anel do macho do molde. Existem disponíveis vários métodos para tais casos. Por exemplo, o molde pode ser projetado como mostrado pela Fig. 1.1.35. Nessa construção, a barra ejetora A da máquina levanta a placa eje tora D do molde. O bloco C, que é flxado a essa placa, empurra a placa ejetora de tal modo que o pino ejetor E e a luva ejetora F, funcionando ao mesmo tempo, levan tam os produtos do corpo da inserção-padrão 17. Entretanto, durante a elevação da placa ejetora D, os pinos inclinados G empurram para trás as travas H, que são manti das pressionadas pelas molas K. Quando as travas s[o totalmente retraídas, o bloco 1 // / / 2 ' 3 " • -é~• 5 6 Fig.1.1.32. Levantamento da placa ejetora com corrente de roletes (corrente Gall). 1 == placa de sujeição superior , 2 == porta-correia, 3 == corrente Gall, 4 = placa ejetora, 5 = eixo roscado, 6 = placa inferior. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 39 - u _ 4 Fig. 1.1.33. Levantamento com ejetor telescópico. 2 = arm ação do retentor da inserção-padrão superior , 4 = placa inferior, 10 = placa ejetora , A = cano de gás, B =inserção, C = párafu so, D = molas Belleville . C não suporta a placa ejetora D; assim, os pinos ejetores E levan tam os produtos de suas luvas F. Subseqüentemente, os produtos podem ser desrosqueados dos pi nosE. Observa-se que esse método é aplicável a moldes de duas ou, no máximo, quatro cavidades. Em caso de moldes de cavidades múltiplas, os produtos a serem desros queados subseqüentemente encolhem no macho roscado, tornando difícil a remoção e maior o tempo de ciclo. Em ou tros casos, são utilizadas cremalheiras que, em um certo ponto da elevação, desengatam um dos sistemas de elevação. De acordo com a construção mostrada ~. '>:\~ I'. : ~ I I Fig. 1.1.34. Desenho de tampa roscada. Para evitar paredes grossas, foi projetado um rasgo em torno da parte roscada. Esse rasgo poupa bastante material, reduz o tempo de cwa, mas o produto somente pode ser removido em duas etapas. É necessário um mecanismo de ejeção adequado. 40 PLÁSTICOS pela Fig. 1.1.36, a barra ejetora B levanta a placa ejetora A. No início da elevação, o rolete E (entre os braços C e D) gira sobre a superfície lateral da placa F. Elevan do-se a placa ejetora A um pouco mais, o role te E atinge a placa F (sobe nela), os braços C e D nlIo mais atuam para levantar a placa superior do ejetor G, que nlIo sobe mais. Com esse método, é importante que o ponto inferior da rotaçlIo do braço C esteja afastado da trajetória de guia de alguns milímetros mais que o ponto de rota ção do braço superior D, para que a força de elevação tenha também uma componente 75 77 --f-r--T1'Ç 16 E F D C J------+----~-r----I 5 B Fig. 1.1.35. Mecanismo ejetor que funciona em duas etapas, para a tampa mostrada na Fig. 1.1.34. A = barra ejetara, B = placa ejetora inferior, C =bloco, D = placa ejetora superior, E = pino ejetor , F = luva do ejetor, G = pino inclinado, H = trava, K = molas; outras designações conforme Fig. 1.1.1. G E PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 41 horizontal que pressione o role te E para a lateral da placa F, isto é, de forma que se dobrem os braços após sair da trajetória F. O produto da construção demonstrada pela Fig. 1.1.37 tem de ser ejetado em duas etapas, devido ao colar interno. A barra ejetora 21 da máquina de prensar é rosqueada na placa ejetora 10b. A luva do ejetor 22 é presa entre as placas ejetoras 1Dae 10b, cuja espessura é igual à espessura do colar interno do produto. A mola 24 fica entre a luva de cabeça cônica 23 e a placa ejetora IDa. O pino ejetor 11 é solidamente fixado entre as placas inferiores 4a e 4b. Im ~ ----J!-..- ~~~c ~·i • -_ .~~--_.- Fig. 1.1.36. Mecanismo ejetor para a tampa mostrada na Fig. 1.1.34, que funciona em duas etapas. A =placa ejetora inferior, B = barra ejetora da máquina, C e.D = braços, E = rolete, F = placa, G =placa ejetora superior. 42 PLÁSTICOS Quando o acionador ou o cilindro ejetor hidráulico da máquina levanta a barra ejetora 21, não somente as placas ejetoras IDa e IOb começam a mover-se, mas também a luva 23, após o disco 25 ser levantado com a mola 24. Quando, durante a elevação, o disco 25 faz contato com a placa 16, a luva 23 pára. Entretanto, a luva 22 pode continuar a mover-se mais um pouco, devido à mola 24 ficar comprimida e levantar o produto para fora da parte superior da luva 23. Essa posição final é mostrada à esquerda da figura; a seção da direita mostra o molde na condição fechada. Uma folga é visível entre o punção 3 e a placa portadora superior 2. Já que não é praticável desenhar o punção 3 com o diâmetro do corpo inferior 17 (assim o pro cessamento simultâneo das peças 2 e 17 torna-se impossível), é utilizado um proces so em que a parte superior do molde é colocada sobre a inferior. Como resultado, os punções atingirão suas posições precisas. Então as folgas em torno dos punções 3 26 16 23 25 " 2' 21 'o .. Fig. i .i.37. Sistema ejetoI em duas etapas. 2 = armação do retentor da inserção-padrão superior, 3 = punção, 4a e 4b = placa de retenção, iOa e JOb = placas ejetoras, i i = pino ejetor, i6 = placa inferior, i7 = corpo do molde (inser ção-padrão), 2i = barra ejetora, 22 = luva, 23 = luva de cabeça cônica, 24 = mola, 25 =disco de mola, 26 = pino de retomo. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 43 s[o fundidas com um metal de fus[o fácil, por exemplo chumbo de soldar. Com esse processo, o caro processo com o trado de gabaritos pode ser evitado. Em certos casos especiais (quando, por exemplo, somente puderem ser utilizados pinos ejetores de diâmetro muito pequeno, e houver temor que empenem e que brem quando estejam retirando o produ to), s[o utilizados pinos ejetores cônicos (Fig. 1.1.38). Muito menos força é necessária para elevar esses pinos que para levan tar os cilíndricos; assim, praticamente nunca ocorrem contrações. A desvantagem em utilizar esses pinos é que, quando se movem, os furos nos quais o fazem não são lim pos automaticamente, como quando os cilíndricos são utilizados. O molde deve ser cuidadosamente limpo com ar comprimido após cada moldagem, pois qualquer resto poderia facilmente cair no furo do pino cônico quando o produto fosse levantado, evitando que o pino retomasse a seu lugar. Mais tempo é necessário para fazer o pino cônico e seu furo que o pino cilíndrico simples e seu furo ; portanto, sua aplicação deve ser considerada em todos os casos. Em cada caso, o comprimento dos pinos eje tores e a elevação do sistema ejetor devem ser determinados de uma forma tal que o produto seja levantado acima da câmara de alimentação, e haja disponível espaço suficiente para retirar o produto. :g essencial, em todo caso , que os pinos ejetores ou machos sejam retomados a suas posições originais antes da ação da força de compressão; de outra forma o mate· rial poderia escapar através dos furos abertos ou bloqueá-los. A instalação dos chama dos pinos de retomo é necessária. Um exemplo dessa construção é mostrado pela Fig. 1.1.39. Quando se fecha o molde , a armação de retenção da inserção-padrão 2 empurra o disco ejetor 10 para sua posição com o pino A, no qual os pinos ejetores est[o assentados. A posição dos pinos ejetores é assegurada com esta construção quando o molde 15 23 Temperado :~ 17 08 "'!.I '\[ I C: } _", ,,' ., . .. ... " .. ", ,, I .o. .. "'-,, " , 16 ~I l-r--- A 11 Fig. 1.1.38. Pino ejetor Fig. 1.1.39. Pino de retomo. O pino de retorno A cônico. automaticamente empurra a placa ejetora 10 para sua posição, assegurando assim a posição dos pinos ejetores 11. Outras designações conforme a Fig. 1.1.1. 44 PLÁSTICOS é totalmente fechado. As molas Belleville D mostradas pela Fig. 1.1.33 garantem que o disco ejetor 10 e os pinos ejetores retomem a suas posições antes que o molde seja completamente fechado. Em certos casos, a ejeção com ar comprimido é bem praticável. A elevação de produtos em forma de caixa ou recipientes algumas vezes é atrapalhada pelo vácuo entre o molde e o produto. De acordo com a solução mostrada pela Fig. 1.1.40, o ar que flui através do furo A levanta levemente o ejetor de seu furo cônico; então, enquanto penetra, o intervalo separa o produto do molde. Assim, a ejeçã'o é efetuada pelo ar, em vez de por pinos ejetores. Para reduzir o atrito, não é aconselhável utili zar guia justo para o pino ejetor. Se o ar comprimido repentinamente soltar vários pinos ejetores (desde que a pressão do ar seja alta e a superfície do produto seja suficientemente grande), o produto poderá escapar do molde. Esse tipo de constru ção facilita a automação total ou parcial da moldagem, devido à válvula de ar compri mido poder ser facilmente controlada pela barra de came montada na lateral do molde. Fig.1.1.40. Ejeção do produto com ar comprimido. A = duto de ar, B = pino ejetar cônico, C = mola, D = vedação por anel de borracha,E = porca. Uma placa ejetora característica é incluída no sistema armação-padrão-inserção padnío, no qual os pinos ejetares sã'o conectados com sapatas de ejetores. 1.1.1.7. Ex tra tares Durante a moldagem, alguns produtos necessariamente permanecem no punção; o punção levanta o produ to da parte inferior do molde. Esse produto restante deve ser removido do punção, par pinos extratares, ou placas extratoras. Um exemplo é mostrado pela Fig. 1.1.41. A parte inferior e a superior da camisa cilíndrica do produto mostrado pela Fig. 1.1041 sã'o rosqueadas. De acordo com as regras anteriormente descritas para a ejeção, não é suficiente ejetar o produto do corpo do molde 17; a parte rosqueada do colar deve também ser removida do espaço entre a luva 21 e o punção 20. Caso contrário, o produto poderia quebrar-se facilmente ao ser desrosqueado. PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 45 Assim, o molde funciona da seguinte maneira: após o endurecimento do produto (no fmal do processo de condensaçã'o), o operador abre a máquina. Com a elevação da placa superior 15, o gancho 22 carrega as placas ejetoras I Oa e 10b, às quais a pin ça ejetora 11 está fIxada. Com isso, o produto é levantado do corpo do molde 17. Quando a placa ejetora 10 faz contato com a placa inferior 16 (o molde ainda está Fig. 1.1041 . Molde com placa extratora. 10a e JOb = placas ejetoras, 11 == pino ejetar, 15 = placa do relentor superior, 16 = placa inferior, 17 == inserção-padrão (corpo de molde), 20 == punção, 21 == luva do punção, 22 == ganho, 23a e 23b = placas porta-punções (neste caso, placa ejetora), 24 == carne, 25 == balanceiro, 26 == macho roscado, 27 == barra ejetara, 28 == pino~ia, 29 == bucha~ia, 30 == pilar de guia superior, 31 = bucha. 46 PLÃSTlCOS abrindo), o gancho 22 empurra para baixo as placas extratoras 23a e 23b, e assim o punção 20 empurra o produto para fora da luva 21. O came 24 e o balanceiro 25 empurram o gancho 22, por meio do qual é possível a maior abertura da parte supe rior do molde. Agora o produto pode ser desrosqueado do punção 20 sem qualquer risco. O macho cônico e rosqueado 26 é desrosqueado do produto, que é retomado ao molde, para reiniciar o ciclo. A barra ejetora 27 evita que a
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