As ferramentas usadas para moldagem por injeção de plástico são chamadas de molde de plástico ou molde de injeção de plástico. O molde de plástico é feito de uma combinação de placas de aço e outros componentes do molde, acoplados para formar um molde geral, que é então montado e instalado de forma confiável em uma máquina de moldagem por injeção e, em seguida, aplica uma resina termoplástica no formato desejado para cumprir a finalidade pretendida. A maioria dos produtos plásticos é moldada por moldes de plástico. De acordo com as características do plástico de moldagem, os moldes de plástico são divididos em moldes termoendurecíveis e termoplásticos. Para formar um componente plástico com o formato da cavidade do molde, o molde deve conter o polímero fundido dentro da cavidade do molde.
Vantagens do molde plástico
Alta eficiência de produção
Os moldes de plástico podem atingir uma produção rápida e produzir formas complexas e componentes de precisão. Na produção industrial moderna, a aplicação de moldes plásticos pode reduzir significativamente as operações manuais, o tempo de produção e os custos. Comparado com o processamento manual tradicional, a eficiência de produção de moldes plásticos é várias vezes maior.
Vantagem de controle de custos
O custo de fabricação dos moldes plásticos é relativamente baixo e eles podem ser produzidos em massa. Durante o processo de moldagem de plástico, são necessários apenas ferramentas e equipamentos simples, o que apresenta certas vantagens no controle de custos. Além disso, em algumas grandes empresas, os moldes plásticos também podem ser processados e reparados para processamento secundário, o que pode alcançar uma produção mais sustentável.
Qualidade estável
Os moldes plásticos utilizam processos e materiais de fabricação modernos para garantir a qualidade e precisão dos produtos plásticos, alcançando assim uma certa estabilidade de qualidade. Em comparação com os métodos de produção tradicionais, a qualidade dos produtos produzidos por moldes plásticos é mais uniforme, evitando erros e instabilidade durante o processamento manual e garantindo a consistência e confiabilidade da qualidade do produto.
Forte flexibilidade de design
Os moldes de plástico podem ser personalizados de acordo com as diferentes necessidades do cliente e podem produzir produtos plásticos com diferentes formatos e alta precisão para atender às necessidades de diferentes indústrias e campos. Em termos de design, os moldes plásticos são mais flexíveis e podem se adaptar às diferentes necessidades de produção, ajudando as empresas a produzir com mais eficiência.
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Fundamentos Básicos do Projeto de Moldes Plásticos
Considerações sobre design de peças
O projeto do molde de plástico começa com os requisitos da peça. Os projetistas analisam cuidadosamente a geometria da peça, as tolerâncias dimensionais e os acabamentos superficiais para determinar a melhor abordagem para a criação do molde. A geometria da peça deve estar sob os limites da braçadeira da máquina para garantir que seja moldável, e os ângulos de saída devem estar corretos para permitir fácil ejeção da peça.
Seleção de Materiais
A seleção do material é um aspecto crucial do projeto de moldes plásticos. As propriedades do material, como viscosidade e condutividade térmica, impactam o projeto do molde, como canais de resfriamento, temperatura do molde e pressão de injeção. Os projetistas devem considerar as características de ponto de fusão, encolhimento e empenamento do material para desenvolver um projeto de molde eficaz.
Projeto de portão
O projeto do portão é crucial para o sucesso da produção de uma peça moldada de plástico. A porta é o ponto onde o plástico fundido entra na cavidade do molde e prepara o cenário para o processo de enchimento. O tamanho da comporta precisa ser apropriado com base no tipo de produto, nas propriedades do material e na pressão de injeção, e sua localização deve ser otimizada para facilitar a remoção.
Projeto de molde
O projeto do molde inclui elementos como número de cavidades, canais, sistemas de refrigeração, determinação da linha de partição e ejeção. Esses elementos contribuem significativamente para a qualidade e eficiência do processo de moldagem de plástico. O equilíbrio entre enchimento, pressão de empacotamento e resfriamento são elementos cruciais que precisam ser considerados ao projetar o molde.
Design para Fabricação
Os projetistas devem considerar o processo de fabricação no processo de projeto do molde. Recursos como rebaixos, roscas e encaixes de pressão podem ser difíceis de produzir, a menos que sejam cuidadosamente projetados e implementados. Incluir projeções, chanfros, nervuras e recursos de alinhamento específicos da peça no molde pode facilitar a produção e melhorar o desempenho do componente.
Documentação
O projeto do molde de plástico não deve parar na criação do molde. Documentação abrangente, incluindo desenhos 2D/3D, lista de materiais, diretrizes de manutenção e reparo e procedimentos de segurança, é crucial para garantir uma comunicação eficiente e fácil navegação pelo ciclo de vida do molde. Atualizações regulares da documentação garantem que ela permaneça precisa e atualizada.
Estruturas de moldes de plástico são divididas por função e incluem
Sistemas de vazamento
Esta é a parte do corredor antes do plástico entrar na cavidade a partir do bocal de injeção e inclui o canal de fluxo principal, a cavidade fria, o coletor e a porta. O sistema de vazamento e as peças moldadas estão em contato direto com o plástico e variam de acordo com o plástico e o produto. São as peças mais complexas e variadas do molde, exigindo o mais alto grau de acabamento e precisão.
Sistema de peças moldadas
É uma combinação de diversas partes que compõem o formato do produto, incluindo o molde dinâmico, o molde fixo e a cavidade (molde côncavo), o núcleo (molde convexo), a haste formadora e outros componentes.
O núcleo forma a superfície interna do produto e a cavidade (molde côncavo) forma a superfície externa do produto. Depois que o molde é fechado, o núcleo e a cavidade formam a cavidade do molde.
De acordo com os requisitos de processo e fabricação, às vezes o núcleo e o molde côncavo são combinados por vários blocos, ou às vezes são transformados em um todo e apenas peças difíceis de processar utilizam insertos.
Sistema de regulação de temperatura
Para atender aos requisitos de temperatura do molde no processo de injeção, é necessário um sistema de regulação de temperatura para regular a temperatura do molde. No caso de moldes de injeção termoplástica, o sistema de resfriamento é projetado para resfriar o molde (o molde também pode ser aquecido).
O método comum de resfriamento do molde é abrir um canal de água de resfriamento no molde usando a água de resfriamento circulante para retirar o calor do molde. O molde pode ser aquecido usando água quente ou óleo quente além da água de resfriamento. No entanto, o processo também pode ser feito instalando-se elementos de aquecimento elétrico dentro e ao redor do molde.
Sistema de exaustão
Para realizar o processo de moldagem por injeção na cavidade do ar, a fusão do plástico é gerada pelo gás que sai do molde e é montada. Um sistema de exaustão de molde de plástico geralmente é uma fenda no molde para abrir a saída de ar para descarregar o ar da cavidade original e derreter no gás.
Sistema de orientação
Para garantir que os moldes móveis e fixos estejam alinhados e configurados com precisão quando o molde for fechado, elementos de guia devem ser fornecidos no molde. Em moldes de injeção, quatro conjuntos de pilares guia e buchas guia são normalmente usados para formar as peças guia. Às vezes é necessário configurar as superfícies cônicas interna e externa nos moldes móveis e fixos, respectivamente, para auxiliar no posicionamento.
Sistema ejetor
Geralmente inclui: pino ejetor, placa ejetora dianteira e traseira, barra guia do pino ejetor, mola de reinicialização do pino ejetor, parafuso de travamento da placa ejetora e outras peças. Quando o produto é moldado e resfriado no molde, os moldes frontal e traseiro são separados e abertos. Além disso, o produto plástico e seu material condensado no corredor são empurrados para fora ou puxados para fora da cavidade do molde e da posição do corredor pelo mecanismo de pressão - o pino ejetor na máquina de moldagem por injeção, para realizar o próximo ciclo de trabalho de moldagem por injeção.
Materiais Utilizados no Molde Plástico
Náilon (PA)
Nylon é o nome de uma família de polímeros sintéticos compostos por poliamidas (PA). O náilon é um termoplástico semelhante à seda, normalmente feito de petróleo, que pode ser processado por fusão em fibras, filmes ou formas. Polímeros de nylon são usados em muitas aplicações comerciais.
Plástico ABS
ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é um plástico de engenharia de uso geral de alta resistência usado em muitos produtos comerciais. O ABS é durável e leve. É um terpolímero criado pela polimerização de estireno e acrilonitrila na presença de polibutadieno. As proporções podem variar de 15% a 35% de acrilonitrila, 5% a 30% de butadieno e 40% a 60% de estireno.
Policarbonato (PC)
O policarbonato é um termoplástico de alto desempenho, transparente e de grau de engenharia que pode ser usado em ambientes de temperatura mais alta, devido ao seu ponto de fusão relativamente alto (155 graus). Essas qualidades vêm acompanhadas de um preço mais elevado, mas esse aspecto é equilibrado pela versatilidade do policarbonato.
As principais características deste termoplástico giram em torno da tenacidade e alta resistência, o que se traduz em resistência a impactos e resistência à fratura. Estas resistências são complementadas pela alta densidade do material (1,2 – 1,22 g/cm3).
Copolímero Acetal (POM)
Acetal é o nome comum de uma família de termoplásticos com o nome químico "PoliOxi-Metileno". Por ser um material semicristalino, o acetal possui baixo coeficiente de atrito e boas propriedades de desgaste.
Homopolímero Acetal
O homopolímero acetal é um plástico resistente e resiliente que possui rigidez, boa resistência à fluência, tenacidade, estabilidade dimensional, lubricidade, dureza superficial e baixa absorção de umidade.
Poliuretano Termoplástico Projetado (ETPU)
O Poliuretano Termoplástico é macio e elástico, com excelente resistência à tração e ao rasgo. Por esse motivo, é frequentemente utilizado para fabricar peças que exigem elasticidade semelhante à da borracha. O ETPU é mais caro que outras resinas, mas não há substituto para muitas aplicações, como fios de proteção e revestimentos de cabos. Outra vantagem é que o TPU melhora a aderência dos produtos que precisam ser segurados com segurança.
Polímero de cristal líquido
Polímeros de cristal líquido, ou LCPs, são polímeros com propriedades de cristal líquido, geralmente contendo anéis aromáticos como mesógenos. Apesar dos LCPs não reticulados, materiais poliméricos como elastômeros de cristal líquido (LCEs) e redes de cristal líquido (LCNs) também podem exibir cristalinidade líquida. Ambos são LCPs reticulados, mas possuem densidades de reticulação diferentes. Eles são comumente usados no mercado de display digital.
Polietileno Linear de Baixa Densidade
O Polietileno Linear de Baixa Densidade é um dos filmes de embalagem mais utilizados na indústria de embalagens. A redução da densidade ocorre através do uso de comonômeros que colocam grupos laterais na cadeia principal que atuam como ramificações na diminuição da cristalinidade. É um material macio e flexível.
Acrílico (PMMA)
O PMMA, também conhecido como vidro acrílico, é um termoplástico transparente frequentemente usado como substituto do vidro inquebrável. O PMMA é totalmente reciclável, mas devido às suas semelhanças com o vidro, é normalmente combinado com vários aditivos ou cargas para melhorar propriedades específicas, tais como resistência ao impacto, retardamento de chama, resistência química ou filtragem de luz UV.
Poliestireno (PS)
O poliestireno é um plástico muito utilizado em embalagens e bens de consumo devido ao seu custo relativamente baixo. No entanto, o lixo baseado em PS leva muito tempo para se decompor. Dependendo do tipo, o PS pode ser classificado como termoplástico ou termofixo (um plástico que não é derretido para processamento).
Polipropileno (PP)
O polipropileno é feito de uma combinação de monômeros de propileno. É usado em tudo, desde automotivo industrial até produtos de consumo. Uma característica notável deste plástico é a sua resistência à cola, o que significa que a cola terá dificuldade em aderir às peças feitas deste material. Por esta razão, a soldagem é geralmente empregada sempre que a ligação é necessária.
Tipos de molde de plástico
Cavitação Baixa/Alta
Os moldes de cavidade única são projetados para produzir uma peça por ciclo. Eles são uma abordagem econômica quando os volumes de peças são baixos, pois são mais baratos de construir. Eles também têm um prazo de entrega mais curto.
Molde Familiar
Um molde familiar possui uma única base de molde, mas duas ou mais cavidades diferentes, permitindo a produção de duas ou mais peças diferentes. Todas as peças podem ser produzidas simultaneamente ou podem ser usadas travas para isolar a produção em cavidades selecionadas. Para melhores resultados na moldagem, as peças devem ser semelhantes em tamanho, formato, resina e volumes previstos, principalmente se a intenção for executar todas as peças ao mesmo tempo. A automação pode ser necessária para separar as peças durante ou após a produção.
Desparafusando Moldes
Os moldes de desaparafusamento são o método mais comum de criação de furos roscados em uma peça de plástico. Esses moldes são automatizados com pequenos sistemas de acionamento (motores de cremalheira e pinhão, elétricos ou hidráulicos) que são vinculados ao processo e giram recursos roscados para extrair recursos de corte inferior. As roscas podem ser internas ou externas, e a extração está vinculada ao ciclo de prensagem.
Moldes de câmara quente
As ferramentas de câmara quente usam um coletor com temperatura controlada para reduzir significativamente ou eliminar resíduos de câmara do ciclo. Os pontos de injeção podem estar fora da peça ou diretamente na peça. Isso pode melhorar muito os tempos de ciclo, já que um sistema de canal ou canal é frequentemente um fator determinante no ciclo do molde. E eliminar o corredor economiza material desperdiçado caro.
Moldes para câmara fria
Os moldes de canal frio são bons exemplos de ferramentas mais tradicionais, pois utilizam canais e canais para entrar na peça. Esta é normalmente a forma menos complicada, mas pode resultar em maiores quantidades de material desperdiçado e ciclos de funcionamento mais lentos. Dependendo da aplicação, uma porcentagem do material desperdiçado pode ser moída e reprocessada para uso futuro, embora isso possa afetar as propriedades físicas da resina.
Moldes de Corredor Isolados
As ferramentas de canal isolado se assemelham aos moldes de canal frio mais tradicionais, mas utilizam aquecedores de cartucho ou outros métodos de aquecimento para formar uma camada circundante de resina fundida, formando um "abate" isolado para criar um efeito semelhante a um sistema de canal quente. Esta abordagem é mais barata do que usar uma câmara quente que requer um controlador de temperatura e também tem a vantagem de permitir mudanças mais rápidas de cores e materiais. No entanto, os canais isolados não são adequados para todos os tipos de materiais e normalmente não funcionam bem com resinas de engenharia mais exigentes.
Prato Dois / Três
Os moldes de três placas são ferramentas de câmara fria, mas ao adicionar uma terceira placa ao sistema de canal, você pode localizar o ponto de injeção em praticamente qualquer local da ferramenta. Isso geralmente é mais barato do que adicionar um sistema de câmara quente; no entanto, esse tipo de molde geralmente possui canais grandes e pesados, que podem ser mais difíceis de automatizar.
Como fazer a manutenção do molde de plástico
Limpeza
A limpeza regular é essencial. Sujeira, detritos e resíduos podem prejudicar o desempenho do molde e a qualidade dos produtos. Use métodos de limpeza não abrasivos, como limpeza ultrassônica ou jateamento com gelo seco, para garantir a integridade do molde.
Inspeção
Após a limpeza, inspecione o molde em busca de sinais de desgaste, danos ou desalinhamento. Procure rachaduras, desgaste, ferrugem e outras imperfeições. Preste muita atenção às aberturas de ventilação, que podem ficar entupidas e causar queimaduras parciais ou tiros curtos.
Lubrificação
Lubrifique as partes móveis do molde para reduzir o desgaste e garantir um funcionamento suave. Use um lubrificante compatível com o material que você está moldando para evitar contaminação.
Polimento
Faça o polimento das superfícies do molde para manter um bom acabamento nas peças plásticas. Não polir demais, pois isso pode alterar as dimensões do molde e causar inconsistência nas peças.
Reparar
Se você encontrar componentes danificados durante a inspeção, repare-os ou substitua-os imediatamente. Um pequeno problema pode rapidamente se tornar um grande problema se não for resolvido rapidamente.
Manutenção preventiva
Implemente um cronograma de manutenção preventiva com base nas recomendações do fabricante e no histórico de uso específico da sua ferramenta. Isso deve incluir tarefas como verificação de folgas no molde, lubrificação e limpeza.
Gerenciamento de temperatura
Certifique-se de que o sistema de resfriamento/aquecimento do molde funcione de maneira eficaz. As variações de temperatura podem causar estresse, causando rachaduras e empenamentos no molde.
Armazenar
Quando não estiver em uso, armazene o molde em ambiente controlado para evitar ferrugem e degradação. Sele-o adequadamente e mantenha-o em local seco e com temperatura controlada.
Perguntas frequentes
P: O que é um molde de plástico?
P: Qual é o molde de plástico mais resistente?
P: Quantos tipos de moldes de plástico existem?
P: De que são feitos os moldes de plástico?
P: Quanto tempo duram os moldes de plástico?
P: Como você usa moldes de plástico?
P: Os moldes de plástico são reutilizáveis?
P: Como selecionar plástico para moldagem por injeção?
P: Qual é o princípio de funcionamento do molde de injeção?
P: Qual é a estrutura do molde de injeção de plástico?
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