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May 06, 2024

Considerações sobre peças de plástico e design de moldes, Parte 1

Os plásticos moldados por injeção de Michael Paloian revolucionaram o design, a inovação e a fabricação no século XX. Antes de 1950, a maioria dos produtos era fabricada em aço estampado, fundido

Michael Paloian

Os plásticos moldados por injeção revolucionaram o design, a inovação e a fabricação no século XX. Antes de 1950, a maioria dos produtos era fabricada em aço estampado, alumínio fundido, zinco e madeira. Os produtos plásticos limitavam-se principalmente a fenólicos, poliestireno e outros termofixos. No entanto, a economia em expansão pós-Segunda Guerra Mundial gerou um renascimento da investigação e desenvolvimento em novos materiais plásticos e inovações de processamento, levando às centenas de milhares de plásticos que temos hoje. Ao longo dos últimos 70 anos, a moldagem por injeção amadureceu e tornou-se mais sofisticada, versátil e complicada, permitindo-lhe dominar a fabricação da maioria dos produtos produzidos em massa atualmente. Infelizmente, a maioria dos projetistas de produtos são inexperientes no projeto de peças moldadas por injeção devido à longa curva de aprendizado necessária para desenvolver habilmente uma peça que possa ser facilmente moldada por injeção e, ao mesmo tempo, atender a centenas de outros requisitos. O conhecimento mais fundamental necessário para qualquer projetista que se depara com o projeto de uma peça moldada por injeção é compreender os fundamentos do projeto de molde (também conhecido como ferramenta). O restante deste artigo discutirá as inter-relações entre o projeto de ferramentas de moldagem por injeção e o projeto de peças.

Embora a moldagem por injeção seja uma das opções de fabricação mais econômicas, ela tem uma desvantagem. Requer um investimento de capital significativo e um tempo de espera relativamente longo para usinar as ferramentas. Após a usinagem dos moldes, as alterações no projeto podem ser muito caras ou às vezes impossíveis sem a substituição completa do molde. É por isso que o projeto deve estar quase perfeito antes que os arquivos CAD sejam liberados para usinagem. Uma compreensão abrangente dos princípios básicos do design de ferramentas é, portanto, muito benéfica para evitar problemas dispendiosos e atrasos no projeto. Vamos agora examinar os fundamentos de um molde de injeção.

A razão para começar com o molde de injeção em si é porque ele pode afetar o design da peça. A resina plástica fundida é injetada no molde pelo lado direito (placa fixa) no molde fechado, onde é mantida sob pressão até esfriar até o estado sólido. Após o resfriamento, o molde é aberto enquanto a placa esquerda se move para trás. Durante este ciclo de abertura, a placa de extracção atinge um poste estacionário que move os pinos de extracção, ejectando a peça. Os pinos extraíveis sempre deixam uma impressão indesejável na peça (geralmente circular), e é por isso que normalmente estão localizados na parte traseira não cosmética ou no interior da peça. Além disso, os plásticos sempre encolhem durante o ciclo de resfriamento. Eles se afastam da cavidade ou das superfícies externas e ao redor do núcleo ou dentro da peça. Isto requer força para ejetar a peça do núcleo, que é fornecida pelos pinos ejetores. Por que isso é importante para os designers entenderem? Porque exige pensar onde e como a peça será fechada. A porta é definida como o ponto de entrada em um molde. Existem muitos tipos diferentes de portões, mas todos deixam alguma marca vestigial na superfície de uma peça. Como a superfície cosmética externa geralmente fica voltada para a placa fixa onde a resina é injetada, os projetistas devem decidir onde e como lidar com esse problema. Examinemos alguns exemplos.

O exemplo acima mostra uma localização de portão localizada centralmente para fluxo uniforme de material e escondida por uma tampa de bateria removível. Este é um método de localização de pontos de entrada em superfícies cosméticas que resolve dois problemas: otimizar o fluxo de material e fornecer uma localização de pontos de entrada que não afetará negativamente a aparência da peça.

As portas de borda, como mostrado acima, são outro meio de fornecer um ponto de entrada para a resina plástica fluir para dentro da cavidade do molde de maneira convencional. Esta opção é adequada se a espessura da parede permitir um fluxo fácil em toda a peça, sem marcas de fluxo indesejáveis, empenamento, alargamento ou encolhimento indesejável. A superfície irregular na área do portão, que normalmente é removida com tesoura, também deve ser considerada. Às vezes, as superfícies ao longo da borda da peça devem se ajustar com precisão a uma peça correspondente. Nesses casos, a área do portão deve ser pós-usinada para caber corretamente.