Fundamentos de Projeto de Ferramenta

Rafael Forgarini Voldoir de Paula Rgio Pereira Turma: 5Y

Sapucaia do Sul, 22 de Dezembro de 2010

1-

Pea: Tampa de lixeira Material: PP; Molde com cmara quente (sem canal de alimentao) e uma cavidade; Dimetro de 200 mm; Espessura de 2 mm.

2- Volume da pea: Volume = Massa da pea Densidade do PP Volume = 100 g = 110 cm3 0,91 3- Capacidade de injeo: Cinj PP = Cinj PS x Densidade PP x Fator volumtrico PS Densidade do PS Fator Volumtrico PP Cinj PP = 20 cm x 0,73 g/cm3 x 2,0 0,95 1,94 Cinj PP = 15,65 cm

4- Margem de segurana: 0,3Ci < mm < 0,8Ci 0,3 x 15,65 < 100 < 0,8 x 15,65 4,7 < 100 < 12,52 5- Fora de Fechamento: Ff = rea proj. x Press. Cav. x Fator de segurana (1,1 a 1,4) Ff = 1256 cm2 x 180 bar x 1,2 Ff = 271,3 ton 6- Capacidade de Plastificao: Cplas PP = Cplas PS x qPS qPP Cplas PP = 7- Local para refrigerao: A cavidade possui dois sistemas de refrigerao.

8- Presso na cavidade: Espessura da pea: 2mm Material: PP Maior percurso do material: 100 mm Presso na cavidade: 180 Bar

9- Extrao da Pea: A extrao da pea feita atravs de pinos extratores de 4 mm de dimetro, posicionados na face interna da pea. 10Sadas de gs: As sadas de gs da pea esto posicionadas no molde, no final do fluxo de material, ou seja, o ponto de injeo est no centro da pea e as sadas de gs esto em suas extremidades.

11-Espessura da placa porta cavidade:

TEMA: Sistema de alimentao canais frios Responder as questes abaixo: 1. Quais os componentes de um sistema de alimentao de canais frios? constitudo por uma srie de canais geralmente usinados numa ou mais placas do molde pelo qual o polmero plastificado transportado desde o bico de injeo at cada zona moldante (cavidade).

2. Qual a funo de canal de injeo? Porque este deve ter o formato troncocnico? por onde entra o polmero no molde que pode comunicar diretamente com a cavidade ou ramificar-se num sistema de alimentadores fazendo a ligao do canal de injeo s cavidades. Porque no formato tronco-cnico facilita na extrao.

3. Porque o canal de alimentao de seo transversal circular considerado o melhor canal?Porque quanto maior for o dimetro do alimentador, menor ser a resistncia ao fluxo, ou seja, menor ser a queda de presso. No entanto, o tempo necessrio para o resfriamento aumenta.

4. Qual o dimetro mnimo de um alimentador? Dimetro de 2mm. 5.Qual a funo do poo frio?Evitar que ocorra rechupes ou mal preenchimento da cavidade.

6.Quais os tipos de canais de alimentao? Circular, trapezoidal, trapezoidal ramificado, semicircular e retangular 7.Quais as vantagens do canal trapezoidal do canal circular?No canal trapezoidal no necessrio fazer a usinagem nos dois lados do molde, o que representa uma vantagem de custo/beneficio sobre os canais circulares

8.Quais as funes das entradas, pontos de injeo ou Gates?Sujeitar o fundido a uma taxa de corte suficientemente elevada para que o aquecimento resultante da dissipao viscosa mantenha essa passagem, de pequena seo, aberta durante o preenchimento e a fase de pressurizao. Facilitar o controle do preenchimento, principalmente em moldes de vrias cavidades ou de cavidades com mais de uma entrada

9.Cite regras de projeto para entradas.A posio das entradas deve ser tal que permita controlar/minimizar/evitar alguns defeitos de preenchimento, o ponto de injeo preferencialmente nas zonas mais espessas da pea, de forma a evitar vazios ou rechupes nas peas moldadas, de modo a garantir o preenchimento equilibrado e evitando a fragilidade das linhas de soldas e evitar o efeito jato.

10. que hesitao do polmero e efeito de jato?Ocorre quando o material plstico injetado a uma grande velocidade atravs de uma entrada para uma zona espessa, sem bater nas paredes prximas do ponto de injeo.

11 Quando deve-se utilizar um canal de injeo direto?Pode ser utilizada em moldes de uma s cavidade e pea com grande espessura.

12. Quais as vantagens de uma entrada lateral a cavidade?Mais fcil de usinar, grande exatido dimensional e facilidade de variao das suas dimenses e pode ser facilmente alterado durante o try-out do molde.

13.Quando deve-se utilizar uma entrada em flash?Utilizado em peas planas, alimentao feita ao longo da borda da pea, permitindo um preenchimento uniforme da cavidade

14.Descreva a entrada em leque.Permite um preenchimento mais uniforme do que o ataque lateral, mas, menos uniforme do que a entrada em flash, constituindo, por isso, uma soluo de compromisso entre os dois tipos de entrada referidos.

utilizado em peas com grandes superfcies e paredes finas. Como permite criar uma frente de fluxo uniforme, em alguns casos, minimiza o efeito de empenamento devido orientao molecular.

15.Qual o problema da entrada em estrela?A entrada em estrela pode ser utilizada para a injeo de peas com geometrias tubulares. No entanto, no se evitam as linhas de solda e difcil conseguir peas perfeitamente circulares devido a diferenas de compactao ao longo do permetro.

16. Onde so utilizadas entradas capilares e submarinas ou submersas? Entradas capilares caracterstica de moldes de trs placas, submarinas geralmente de forma circular, uma variante do ataque lateral e usado em retirada do canal de injeo automtico em moldes de duas placas, sem necessidade de recurso ao molde de trs placas. 17. Qual a dificuldade da unha-de-gato?Este tipo de entrada uma variante da entrada submarina, com a vantagem de permitir esconder a marca do ataque. Tem maior risco de uma extrao deficiente devido grande deformao que o material tem de sofrer durante a extrao, podendo este partir ficando uma parte dentro da entrada com o seu conseqente entupimento.

TEMA: Sistema de alimentao canais isolados e quentes Responder as questes abaixo: 1. Descreva como funcionam os canais isolados? O sistema convencional de injeo exigem que o canal de alimentao seja extrado, no caso do sistema de injeo com canais isolados no necessrio, para isso necessrio que ciclo de injeo seja rpido para no ocorrer o resfriamento do material nos canais e para que o material no canal isolado seja renovado de ciclo para ciclo, o volume de material fundido no canal tem que ser inferior ao volume da pea. 2. Qual a funo dos canais quentes? A sua funo manter o material no estado fundido desde o bico da injetora at zona moldante, evitando a solidificao prematura no sistema de alimentao.

3. Quando compararmos canais frios com canais quentes, quais os fatores que devem ser considerados? Geometria da pea, nmero de peas a produzir, do material a processar, da qualidade do sistema de canais a quente, do equipamento auxiliar.

4. Considerando que deve-se fabricar 200.000 peas/ano. Qual o sistema que seria mais recomendado, canais frios trs placas ou canais quentes? Canais a quentes. 5. O que distribuidor ou manifold? o elemento que contem o sistema de alimentao permanente entre o fundido durante a operao do molde.

6. Compare as resistncias cartucho com tubular? As resistncias de cartucho so adequadas para moldes de canais quentes em que os bicos so aquecidos indiretamente pelo distribuidor. As resistncias tubulares so recomendadas para moldes de canais quentes, com bicos aquecidos diretamente, sempre que se pretenda um aquecimento uniforme do distribuidor. 7. Qual a funo dos bicos quentes? Manter o material no estado fundido desde o bico da injetora at a zona moldante, evitando a solidificao prematura no sistema de alimentao.

8. Quais os tipos de bicos quentes e comente-os brevemente? Bicos para ataque indireto - as ponteiras terminam num pequeno canal frio Bicos para ataque quente as ponteiras terminam na zona moldante Bicos com acionamento por vlvulas 9. Cite os bicos para ataque direto e comente-os brevemente? Bicos aquecidos indiretamente o calor transmitido por conduo a partir do distribuidor, o controle da temperatura individual e o aquecimento do bico feito por resistncia cartucho.

Bicos aquecidos internamente requer resistncia tipo cartucho, as dimenses da resistncia so determinadas pela dimenso do bico. Bicos aquecidos externamente Baseiam-se na utilizao de resistncias tubulares a menor potencia desde tipo de resistncias limita a sua aplicao, peas muito pequenas, os bicos de varias ponteiras permitem a injeo simultnea de varias peas, permite com um nico controle trmico a injeo de varias peas, possibilitando a construo de moldes mais compactos.

10. Cite as caractersticas dos bicos valvulados? Bicos valvulados as vlvulas podem encerrar o ataque no final do tempo de compactao ou pode acontecer antes da solidificao do material na zona da ponteira, deixa apenas uma marca circular, uso limitado devido seu alto preo. TEMA: Moldes de Sopro Responder as questes abaixo: 1. Qual a funo de um molde de sopro?Dar forma a pea e refrigerar o material.

2. Descreva o processo de moldagem extruso-sopro. Nessa tcnica utiliza-se uma extrusora para plastificar a matria-prima e uma matriz para produzir o parison. O parison, na forma de um tubo, continua ou intermitentemente extrudado para baixo, tendo um comprimento dependente da altura do produto a ser soprado. Ao ser atingido o comprimento adequado do parison, o molde de sopro se posiciona em torno do parison e fecha, esmagando uma de suas extremidades. Em seguida, uma lmina corta o parison rente sada da extrusora, para que, com o parison aprisionado, o molde possa se mover para uma nova posio. Nesta, um mandril de sopro inserido na abertura do molde. Aps o sopro, expanso e resfriamento, o molde abre, a pea extrada e o ciclo pode ser repetido. 3. Explique como se calcula as dimenses da matriz e do mandril de sopro.

4. Como podemos controlar a espessura do parison?Mquinas sopradoras podem ser dotadas de um programador de espessuras automtico, que determina a espessura do parison em cada seo. O programador normalmente eletrnico, acionando vlvulas que controlam automaticamente a posio vertical mandril interno do cabeote de extruso. Assim, o programador diminui ou aumenta a abertura do bocal, de forma a proporcionar as diferentes espessuras do parison ao longo do seu comprimento. Pode-se ter tambm, o programador mecnico, que controla o movimento do mandril do cabeote extrusor atravs de um came.

5. Como acontece o sopro do parison?O parison, na forma de um tubo, continua ou intermitentemente extrudado para baixo. tendo um comprimento dependente da altura do produto a ser soprado. Ao ser atingido o comprimento adequado do parison, o molde de sopro se posiciona em torno do parison e fecha, esmagando uma de suas extremidades. Em seguida, uma lmina corta o parison rente sada da extrusora, para que, com o parison aprisionado, o molde possa se mover para uma nova posio. Nesta, um mandril de sopro inserido na abertura do molde. Aps o sopro, expanso e resfriamento, o molde abre, a pea extrada e o ciclo pode ser repetido.

6. Como calculada a fora de fechamento em moldes de sopro?A fora de fechamento dos moldes que fica em torno dos 100 kN por unidade de presso e por metro quadrado de rea projetada do moldado na direo do fechamento.

7. Como a linha de partio de moldes de sopro?

8. O que pinch-off?So todas a regies do molde que esmagam o parison (chamadas tambm de mordedores), principalmente, no fundo do produto, devem possuir uma bolsa de esmagamento (ou pinch-off), normalmente uma serie de cavidades em forma de sulcos no molde, para que o material esmagado possa se alojar.

9. Como feita a ventagem em moldes de sopro?Alguns moldes tm seus canais de ventagem interligados por canais maiores, verticais em cada um dos lados da cavidade. Estes canais recolhem o ar de todas as sadas da cavidade e o jogam sobre as regies de pinch-off, principalmente na que esmaga o fundo do produto, para acelerar seu resfriamento.

10. Como realizado o resfriamento em moldes de sopro?A extrao dos moldados s pode ser feita aps completo resfriamento da pea e de uma maneira uniforme, para que no haja contraes localizadas, causando empenamento do fundo, assimetria dos bocais (aberturas), concavidade nas paredes laterais e perda de tolerncias. Assim sendo, o molde de sopro precisa ser provido de um sistema de resfriamento, com canais para circulao de gua, apropriadamente projetados e localizados. Para facilitar a construo, alguns moldes no tm canais perfurados na placa. Nas placas das cavidades, plaquetas so montadas num rebaixo, que tampado por uma outra placa, formam canais para a passagem do fluido refrigerante. O mandril de sopro pode servir no apenas para introduzir o agente da deformao, no caso, o ar. Sob certas circunstncias, este elemento pode servir para o aporte de um fluido refrigerante (CO2, N2, gua atomizada) interno ao produto ou um jato suplementar de ar para auxiliar a extrao do produto moldado.

TEMA: Estimativa para custos de moldes de injeo1. Quais os objetivos de um procedimento para estimativa de custo de um molde?

- aumentar a certeza e preciso do clculo de custos, - reduzir o tempo de consumo para o clculo, - fazer o possvel para calcular os custos dos moldes para os quais no hajam dados disponveis, - assegurar clculos de custos coerentes mesmo sem muita experincia.2. Quais as maneiras de calcular os custos de um molde? Os custos de moldes podem ser calculados de duas maneiras diferentes: baseados em dados j existentes de planilhas de produo ou baseado no procedimento de previso. 3. Explique as funes de custo e funes de similaridade.

A funo de custo inicia com a suposio de que h dependncia entre os custos de um molde e suas caractersticas. Esta dependncia expressa por uma funo matemtica. Estas caractersticas so variveis independentes ou quantidades dependentes que determinam os custos. O segundo mtodo de custos similares. O custo de um molde pode ser estimado a partir de outro existente com caractersticas similares. Os custos para o molde existente so, geralmente, conhecidos e podem ser utilizados para o molde a ser fabricado.

4. Cite as classes de custo e suas correspondncias. CUSTO GRUPO I: CAVIDADEV - O grupo de custos I considera os custos para fabricar as cavidades. GRUPO DE CUSTOS II BASE DO MOLDE - A base do molde contm as cavidades, os componentes funcionais bsicos (canais, sistema de refrigerao e sistema de extrao) e os elementos funcionais especiais (moldes de trs placas,gavetas, unidade de ncleo rotativo). GRUPO DE CUSTOS III - COMPONENTES FUNCIONAIS BSICOS Canais de alimentao, sistema de refrigerao e sistema de extrao so componentes funcionais bsicos de todo o molde de injeo. GRUPO DE CUSTOS IV FUNES ESPECIAIS - Rebarbas produzidas pelo sistema de alimentao ou a pea obstruda na desmoldagem podem usualmente ter um projeto especial.5. Comente sobre os custos relacionados com a cavidade.

Eles so essencialmente dependentes do contorno da pea, da preciso requerida e do acabamento superficial desejado. Os custos so determinados pelo tempo de consumido para fabricar a cavidade e os respectivos salrios por hora. Os resultados gerais so:

(

CCE

)

MW M

C = t + t .S + C

C ($) custos para cavidade C t (h) tempo gasto na cavidade E t (h) tempo gasto com EDM (electric-discharge Machining) C ($)custos de material adicional (insertos, eletrodos, etc.) podem, freqentemente ser desprezados em face dos custos totais.6. O que deve ser levado em considerao aos custos base do molde?

Os moldes de injeo so largamente construdos com moldes padro. Desse modo o custo total de uma base do molde primeiramente o custo de padres e gastos com operaes de usinagem especfica no includa. Isso sugere, ainda que, deve-se consultar os catlogos de fabricantes para atualizar preos e verificar a disponibilidade das bases do molde de um projeto diferente, tal como, placa flutuante etc.7. Comente sobre os componentes funcionais bsicos.

Canais de alimentao, sistema de refrigerao e sistema de extrao so componentes funcionais bsicos de todo o molde de injeo. Se os elementos individuais so associados para esses componentes bsicos, seus custos, incluindo gastos adicionais, podem ser determinados de uma forma mais geral. Dessa forma, listando esses componentes o suficiente para o clculo desde que as dimenses tenham apenas um efeito modesto. Um uso extensivo de padres assumido como no grupo II.8. Comente sobre as funes especiais.

Os custos para funes especiais tais como moldes de trs placas, gavetas, ncleo rotativo devem ser determinados e adicionados ao custos bsicos calculados. As funes especiais podem ser feitas com elementos padronizados, possvel compilar diagramas de custos como os do grupo de custo II, que tambm consideram a usinagem e montagem.