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SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO EM MOLDES

Projetar sistema de alimentação

Nesta atividade é definida qual é a melhor configuração do sistema de alimentação do material a ser injetado. Em função das especificações do molde, e da definição do leiaute das cavidades, linhas de partição do molde e o conjunto machos/cavidades/gavetas. No projeto do sistema de alimentação deve-se definir o ângulo do canal de injeção, o tipo do canal de retenção, o tipo de canais de alimentação (canais frios ou canais quentes), se escolher canais frios deve-se dimensionar e definir o formato das seções transversais (circular, trapezoidal, trapezoidal modificada, semicircular e retangular), se optar por um sistema de câmara quente deve-se escolher o tipo e o fornecedor.

Deve-se nesta atividade ainda projetar os pontos de injeção, que foram previamente definidos nas especificações do molde. Para esta atividade é recomendado o uso de sistemas de simulação reológica, que fornecem dados como pressão e tempo de injeção, perfis de temperatura e velocidade de injeção, linhas de fluxo do material e inúmeras outras variáveis. O projeto conceitual apresenta as informações e ferramentas que envolvem esta atividade.

Sistema de alimentação:

O fornecimento do material plástico às cavidades do molde é feito pelo bico do cilindro, através
da bucha de injeção e para os canais de distribuição e, destes para as cavidades do molde, através dos pontos de injeção
no caso de moldes de cavidades múltiplas.

 

 

O sistema de alimentação para cavidades múltiplas é composto por três subsistemas: canal de injeção (resultado
da bucha de injeção), canais de alimentação ou distribuição principal e secundários), e entrada de injeção ou pontos de
injeção (passagem do canal de alimentação para o interior da cavidade).

– Canal de injeção:
É um canal tronco-cônico divergente (esta conicidade é necessária para facilitar a sua extração), com ângulo de abertura de 2 a 5°, que liga o bico da injetora aos canais de alimentação ou a própria peça (no caso de moldes com apenas uma cavidade).

Poço de retenção (ou poço frio): nos moldes de múltiplas cavidades é recomendável prolongar os canais. Este prolonga –
mento (poço de retenção) funcionará como receptáculo da primeira porção de plástico, que, sendo mais fria, prejudicaria
a qualidade da peça ou o bom funcionamento do molde.

Exemplos destes canais.
Canais de alimentação: Os canais de alimentação ligam o canal de injeção à entrada das cavidades. Menges e Mohren
(1993) relacionam as principais funções dos canais de alimentação:

• Conduzir o material plástico fundido rapidamente e sem restrições até a cavidade, num percurso o mais curto possível e com mínima perda de temperatura e pressão.
• Garantir que o material chegue a todos os pontos de injeção ao mesmo tempo e com a mesma pressão e temperatura.
• Possuir seção transversal suficiente grande de modo a garantir que o tempo de resfriamento seja igual ou pouco superior ao tempo de resfriamento do molde. Desta forma busca-se tornar a etapa de recalque mais eficiente.

 

Sistemas de Retenção e Características

Retenção em z :
É muito utilizada na indústria , sendo adequada para a maioria dos termoplásticos

Retenção de cabeça invertida :
Bastante utilizada na indústria, sendo adequada para a maioria dos termoplásticos.Contudo, pressupõem-se alguma deformação do material durante a extração do sistema de alimentação. Logo, é mais adequada na injeção de materiais com alguma flexibilidade.

Retenção anel rebaixado :
Também bastante utilizada na indústria, sendo adequada para a maioria dos termoplásticos. Como na solução a cima também sofre deformação do material durante a extração do sistema de alimentação. Logo,
é mais adequada na injeção de materiais com alguma flexibilidade.

Retenção tipo oblongo de cabeça invertida :
Não contempla um extrator para a extração do sistema de alimentação. Este tipo de retenção pode ser utilizado quando existem elementos móveis do lado da extração que permitam libertar o sistema de alimentação.

Retenção com pino em lança e arredondado :
Bastante utilizado na injeção de elastômeros ou PVC. A ligeira contra-saída do pino permite que o sistema de alimentação se desloque com o lado da extração.


Retenção tipo farpa :
Usado quando não é necessária a extração. Após aberto o molde e retirado o produto, remove-se manualmente os canais.

Retenção tipo gancho cônico :
Na extração as placas se movem para a frente, em relação ao pino estacionário, cisalhando ou arrancando o material do rebaixamento.

Os sistemas de canais frios ligam o canal de injeção às entradas das cavidades, e estão situados na linha de partição do molde. Dois aspectos devem ser considerados, o leiaute do canal e a forma da seção transversal. O leiaute deve proporcionar um preenchimento simultâneo de todas as cavidades, fazendo o material plástico fundido percorrer sempre a mesma distancia desde o canal de injeção até a entrada da cavidade. O formato da seção transversal deve permitir o melhor fluxo do material através do molde com a mínima perda de pressão. Podem ser classificados quanto a seção transversal. Podendo ser: circulares, trapezoidais, trapezoidais modificados, semicirculares e retangulares,conforme mostrado.

 

Formatos de seções transversais.

Tipo de Seção e Característica :


É o tipo mais eficiente. A resistência ao fluxo deste tipo de
canal é relativamente menor comparada com os outros. A queda de temperatura do fundido durante o enchimento também é menor. A única desvantagem é a necessidade de serem trabalhados em ambas as metades do molde.

Canal circular

Tem a vantagem de ser usinado em apenas um dos lados do molde.

Canal trapezoidal

É a melhor aproximação ao canal circular e tem a vantagem de ser usinado em apenas um dos lados do molde.

Canal trapezoidal modificado

De fácil usinagem. Devem ser evitados sempre que possível.
Possui baixa transferência de pressão ao longo do canal.

Canal semicircular

Assim como os canais de secção semicirculares também devem ser evitados sempre que possível e possui baixa transferência de pressão ao longo do canal. Sua extração é difícil devido ao ângulo ser zero.

Canal retangular

 

Câmara Quente
Os sistemas de canal quente, também conhecidos por câmara quente são sistemas de alimentação baseados no emprego de canais controlados termicamente para o processamento de materiais termoplásticos. Sua função é manter o material no estado fundido desde o bico do canhão da injetora até o canal de entrada na cavidade do molde. Os moldes de canais quentes permitem a obtenção de peças sem extração do sistema de alimentação, contudo o custo do molde é geralmente mais elevado, devido à sua maior complexidade e maior custo dos componentes,

 

CANAL DE ENTRADA (GATE) ou PONTO DE INJEÇÃO:

Função de ligar o canal de alimentação à cavidade e possuem uma superfície pequena em comparação com o restante do sistema de alimentação. A boa localização, o tamanho e a forma dos pontos de injeção são fatores essenciais para se obter produtos de qualidade.
Durante seu dimensionamento, cuidados quanto a Taxa e Tensão de Cisalhamento.
Deve ser o menor possível, porém sem provocar quebra de moléculas ou fibras.
Deve ser a última parte do moldado a congelar (possibilitar o recalque e evitar que o material retorne na .Rosca impossibilitando uma nova dosagem durante a refrigeração).
Permitir separação entre moldado e canal de alimentação sem danificar o moldado.
Separação pode ser manual ou automática.
Reduzir ao máximo marcas no moldado.

TAXA DE CISALHAMENTO
Define o grau de degradação do material que está entrando na cavidade
O cisalhamento ocorre somente durante passagem do material pelo gate
Esta em função da velocidade de enchimento do material
Dependo das dimensões do gate
Tempo de enchimento
Fluidez do material
Viscosidade do material
Temperatura do material

 


Taxa de cisalhamento.

TENSÃO DE CISALHAMENTO
Define as o grau das tensões internas na peça após seu preenchimento.
Dependo da pressão de injeção.
Pontos críticos de enchimento.
Maior nas últimas partes a serem preenchidas.
Está em função da fluidez do material.


Tensão de cisalhamento.

 

Os fatores que determinam a localização, a forma e o tamanho do ponto de injeção são :
• Produto a ser injetado: geometria, espessura da parede, direção da Solicitação mecânica, qualidade (dimensional, aparência e funcional), comprimento do fluxo/espessura da parede.
• Material do produto: viscosidade, temperatura, características do fluxo, contração. aconselhável localizar o ponto de injeção o mais próximo possível do centro da cavidade, a fim de garantir um pré enchimento uniforme. Contudo, quando não for possível este posicionamento, deve-se utilizar uma entrada maior ou várias entradas por cavidade.

DIMENSIONAMENTO DO GATE
Depende basicamente dos seguintes fatores:
Fluidez do material (pressão, Taxa e tensão de Cisalhamento)
Espessura do produto (pressão de injeção)
Volume a ser injetado (quantidade de gate)
Temperatura do material fundido (recalque)
Temperatura do molde
Dimensionamento ideal é por Experiência ou Estudo de C

Os pontos de injeção podem ser classificados em grupos distintos
conforme mostrado a seguir .

Tipo e Característica :
Princípios de soluções de entradas de injeção .

 

GATE TIPO ENTRADA RESTRITA RETANGULAR
Utilizado para alimentação lateral ou pelo centro.
Ideal para materiais de fácil fluxo.
Diâmetro em geral de 0,75mm ~1,5mm.
Diâmetro do gate ou espessura = espessura da peça (no ponto de injeção) / 2.
Comprimento do gate = diâmetro do canal de alimentação.


Gate Entrada Restrita Circular Gate Entrada Restrita Retangular


VANTAGENS :
Solidifica rapidamente após enchimento.
Reduz necessidade de manter pressão final para recalque.
Reduz tensão de cisalhamento.
O gate é cortado com facilidade.
Boa aparência de acabamento no local de corte.
Quebra de fluxo (evita o jato livre).

DESVANTAGENS :
Não recomendado para materiais viscosos e com carga.
Aumenta a Taxa e Tensão de Cisalhamento.
Entrada muito longa provoca queda de pressão e dificulta o enchimento da cavidade


GATE TIPO DISCO ou DIAGFRAGMA

Utilizado para produtos de forma tubular o furo central muito grande
(molde de uma cavidade)
.Fluxo radial do plástico (orientação molecular).
. Deve ser utilizado para a injeção de peças com grande espessura

VANTAGENS
Fluxo homogêneo em todo o produto sem linhas de solda ou junta.
Orientação molecular.
A queda de pressão no sistema de alimentação
é relativamente baixa e produtos com alta qualidade e
dimensões exatas.

DESVANTAGENS
Remoção do gate por estampagem ou usinagem.
Dificuldade em separar o jito da peça sem deixar marcas.


PRECISÃO DURANTE O PROCESSO :
Quando o produto exige muita precisão, a entrada é feita na fêmea.
Caso contrário, a entrada é feita no macho.

.


GATE TIPO LEQUE
Entrada onde todos as dimensões são variáveis.
Muito utilizado para produtos planos e todos os tipos de materiais, exceto pra PVC Rígido. Largura do leque é sempre menor que a largura total do produto.


É feita através de uma fenda em vez de um orifício. É utilizada em peças com grande área e paredes finas.

Vantagens: Como permite criar uma frente de fluxo uniforme, em alguns casos, minimiza o efeito de empenamento devido a orientação molecular. Distribui o material uniformemente. Reduz as marcas de fluxo no produto. Pode ser injetado um grande volume de material em curto espaço de tempo.

Desvantagens: Deixa marca na superfície visível do produto.

Entrada em leque .

GATE TIPO ENTRADA EM FILME
É uma variante da entrada em leque. Utilizado para produtos grandes com paredes delgadas. É um canal paralelo ao produto.

Vantagens: Possibilita um rápido enchimento da cavidade,
bem como um rápido resfriamento, o que permite ciclos curtos.
Reduz deformações que ocorrem devida contração do material.
Espessura de 0.1 ~ 0.8mm e 3 ~ 6mm distante do canal de limentação.

Desvantagens: Deixa um grande volume de sobras devido ao longo canal de distribuição


Entrada em flash .

Gate tipo Submarino
Para peças pequenas em molde de múltiplas cavidades e para materiais flexíveis. Utilizado para possibilitar rompimento da peça com o canal de injeção, durante a extração da peça. Suas dimensões dependem do tamanho da peça e das limitações do processo.

Vantagens: Remoção automática do canal de injeção.

Desvantagens: Apenas para produtos simples por causa da


alta perda de pressão.

Entrada submarina .

GATE TIPO ENTRADA CAPILAR
É o tipo de entrada característica nos moldes de três placas.

Vantagens:
Deve ser o menor possível quanto o produto admite. É utilizada na maior parte dos materiais, pois permite uma separação automática.
Muito utilizado onde a alimentação fica na parte visível do produto.
Acabamento no ponto de injeção (corte por cisalhamento).
Defeitos mínimos.
Sem trabalho de corte no canal.
Sempre utilizado quando o projeto permite.
Bom para balancear a entrada de fluxo à cavidade.
Ótimo para balancear as entradas dos moldes com muitas cavidades.
Devida pequena dimensão, permite ciclo rápido e tensões reduzidas.
Possibilidade de colocar o ponto de injeção no centro das superfícies.

Desvantagens: Grande volume de sobras e custos mais
elevados do molde. Não deve ser utilizado com materiais muito viscosos.
No deve ser utilizado com materiais muito sensíveis ao calor.
Quanto maior a entrada, maior a velocidade do plástico.
A energia cinética é convertida em calor e pode causar queima ou degradação do material. Se o diâmetro de entrada (ataque) for mito pequeno, pode provocar quebra das fibras.

Entrada capilar.


GATE TIPO ABA :

Específico para materiais do tipo PMNA PSC e PC. Produz moldagens com menores tensões residuais e com aspecto ótico claro.
Utilizado em produtos sólidos sem formas internas. A ABA pode ser quadrada ou retangular.

VANTAGENS
A restrição produz um aumento na temperatura durante a passagem do plástico melhorando a moldagem.
Quebra de fluxo evitando o jato livre.

GATE TIPO ENTRADA em ANEL
É um anel concêntrico que circunda a cavidade pela parte externa.
Utilizado em produtos tubulares quando existe mais de uma cavidade.
O gate está ligado ao canal de alimentação primário.
Espessura do gate = Espessura do produto / 2.
Largura de 0.8 ~ 1.0mm.

VANTAGENS
Elimina linhas de solda.
Possibilita confecção de moldes com mais de uma cavidade.

DESVANTAGENS
Difícil separação entre produto e canal de enchimento.
O produto exige um acabamento posterior.

Gate Entrada Anel.


GATE TIPO UNHA DE GATO

Utilizado com boa eficiência em materiais mais flexíveis. Não é aconselhado em materiais carregados ou alta dureza, pois podem romper dentro do canal e dificultar sua retirada. Reduz a possibilidade de empenamento.


GATE TIPO CUNHA

Utilizado em peças plana onde material flui de forma uniforme.
Reduz possibilidade de empenamento.
A área da seção transversal do canal deve ser menor que a área da seção transversal do canal de alimentação.
Apresenta boas características de preenchimento da peça e retirada do gate.

Canais de distribuição e de ataque (gate) podem ser feitos de várias formas e requerem cuidados e considerações especiais para cada moldagem específica. Algumas formas de canais de ataque são especiais e são adotadas para servir a moldagens particulares, entretanto, são variações das formas básicas. É útil consultar a literatura dos fabricantes para conhecer melhor sobre os detalhes dos pontos de injeção e sobre o material específico para a moldagem, de acordo com a característica do processo desejado Diante de todas as variáveis possíveis, para a execução e o bom funcionamento de um molde de injeção, a forma e a localização do canal de ataque tem sido um ponto de extrema relevância nos projetos de molde de injeção, por estar diretamente ligado à quantidade e à vazão da massa recebida na cavidade e em função do tempo de solidificação desse canal A localização ideal é o mais próximo possível do centro da peça, a fim de minimizar as distâncias que o material deve percorrer para encher a cavidade. Quando o projeto da peça ou produto impedir este posicionamento, deve-se utilizar uma entrada maior, ou várias entradas por cavidade, permitindo um enchimento mais rápido .

Devido à complexidade no dimensionamento do canal de ataque, alguns estudos tem sido feitos abordando a variação da massa nos corpos de prova em função da espessura do canal de ataque e dos parâmetros de processos .O aumento da massa nas cavidades até o final da fase de injeção é proporcional ao volume preenchido da cavidade .Após a fase de injeção, o aumento da massa depende do tempo e da pressão recalque, da temperatura de injeção e do molde .


Fontes: PROPOSTA DE MODELO PARA A GESTÃO DO
CONHECIMENTO NO PROJETO DE MOLDES DE INJEÇÃO
Por KELLY PATRÍCIA DIAS /Dissertação UFSC
Curso Moldes Injeção do Centro de Educação
Tecnológica do Paraná – CETT PR

Publicação Autorizada ao Portal Moldes Injeção Plásticos

 

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