FORÇA DE FECHAMENTO

Como Calcular a Força de Fechamento

Sem dúvida um item muito importante, pois se não houver força suficiente para manter o molde fechado durante a injeção teremos rebarbas.
Força de fechamento é a força que o sistema de fechamento de uma máquina injetora faz para manter o molde fechado durante a injeção. Porque? Por que durante a injeção existe a pressão de injeção forçando o material a entrar no molde e atuando nas paredes das cavidades, o que tende a abrir o molde. Portanto a força de fechamento deve ser maior que a pressão na cavidade.







Onde:
Ff.......Força de fechamento em kgf ou tf
Ap.....Área projetada em cm²
Pc......Pressão na cavidade em kgf/cm²
É prudente adicionar um coeficiente de segurança de 10 a 40% dependendo do tipo de molde e do material.

Como calcular a área projetada ?
Para obter a área projetada do molde é preciso visualizar a planta do molde (de frente para as cavidades) e, a partir desta vista, calcular a área que o produto ocupa descontando os vãos internos, se existirem.

















Como hoje a maioria esmagadora de projetos é feita com um sistema CAD, podemos solicitar este dado ao programa. Neste caso o CAD é o SolidWorks, fiz um corte no produto e pedi a área.

Para o caso do molde acima são duas vezes a área do produto (medida acima) mais a área dos canais de alimentação. Então:

Área projetada = (área da peça x a quantidade de peças) + área dos canais de alimentação
Ap = (37,73cm² x 2) + (0,5cm x 4,5cm x 2)
Ap = 75,46 + 4,5
Ap = 79,96cm² =~ 80cm²

Como calcular a Pressão na cavidade ? Podemos encontrar a Pc por três métodos.
Método A
Pressão na cavidade é a força que o plástico excerce nas paredes do molde. Ela pode ser estimada por meio do gráfico abaixo que relaciona o máximo comprimento de fluxo (no eixo y) com as espessuras descritas pelas curvas.

Ok, mas o produto apresenta várias espessuras, qual devo usar ?
Pense que você está no seu bairro e passa por várias ruas diferentes, umas largas e outras estreitas, quais a ruas serão mais difíceis de passar? As estreitas, correto? Portanto pense em espessura limitante quando for usar este gráfico. Assim:
A menor espessura do produto em questão é 1,5mm e seu máximo comprimento de fluxo é de 195mm, cruzando as informações no gráfico teremos que a pressão esperada na cavidade será de 250bar para materiais de baixa viscosidade, 380bar para materiais de média viscosidade e 500bar para materiais de alta viscosidade.

Vamos supor que nossa peça será de um material de média viscosidade, o POM (poliacetal):

Ff = Ap x Pc
Ff = 80cm² x 380kgf/cm²
Ff = 30400 x 1,2 (coef seg)
Ff = 36480kgf =~ 37tf

Chegamos finalmente à Força de fechamento, à uma primeira vista parece difícil, mas praticando algumas vezes fica moleza.

Método B
A pressão na cavidade tem relação direta com a pressão de injeção, sendo em média 1/3 a 1/2 da pressão de injeção.
Então a título de uma maior aproximação podemos dizer que:

Sabemos que temos que usar sempre o pior caso, portanto:

Tá e como saber a pressão de injeção ?
A pressão de injeção deve ser estimada em função da experiência do projetista. Este é o método mais utilizada quando o processo de injeção é bem conhecido e as peças possuem características muito similares.

Método C
A Pc ainda pode ser melhor avaliada com um sistema CAE (Engenharia Auxiliada por Computador) que executa simulações baseadas nas condições de injeção.

Bibliografia:

RABUSKI, M. C.; Fundamentos de Projetos de Ferramentas. CEFET-RS. 2008.



Abraço !
Jones

CAPACIDADE DE INJEÇÃO E DE PLASTIFICAÇÃO

Capacidade de Injeção

Entende-se por Capacidade de Injeção (Ci) a máxima massa que pode ser injetada por vez considerando seu fator volumétrico. Essa massa deve ser maior que a massa dos canais e das peças, considere a pressurização, o colchão e o recalque.
Como a maioria dos catálogos de máquinas apresenta a capacidade de injeção para o poliestireno (PS) e como nem sempre o material do projeto será o PS, se faz necessário converter este dado para o material em questão com a equação abaixo.

Onde:
Ci..... Capacidade de injeção (em gramas).
Y...... Densidade (g/cm²).
f....... Fator volumétrico (expressa as características do granulado de cada um dos materiais).
b...... Dados do material a ser injetado.
a...... Dados do material de referência (PS).

A boa prática recomenda situar-se entre 30% e 80% da Ci por razões de qualidade.

Capacidade de Plastificação

A Capacidade de Plastificação (Cp) é a quantidade de material que a máquina injetora consegue elevar à temperatura de trabalho por unidade de tempo, geralmente por hora.
Como a Ci a Cp é expressa em kg/h de PS fazendo necessário a conversão para o material do projeto. Note que é preciso levar em conta a quantidade de calor necessária para fundir a mesma massa de diferentes resinas.

Cp..... Capacidade de plastificação (kg/h).

q....... Quantidade de calor necessária para plastificar o polímero (kcal/kg).

b...... Dados do material a ser injetado.
PS.... Dados do material de referência (PS).

Por motivo de segurança é prudente manter-se abaixo de 80% da capacidade máxima da máquina.

Tabela - Características das resinas plásticas.

Bibliografia:

RABUSKI, M. C.; Fundamentos de Projetos de Ferramentas. CEFET-RS. 2008.

Até a próxima!

Jones

Dimensionamento de Moldes de Injeção de Plásticos

E ai galera !
Hoje estava fazendo alguns cálculos de projeto de moldes quando um colega de trabalho, o Marcelo Abreu ferramenteiro da Frontec, chegou para mim falando sobre o molde família que tinha visto aqui no blog. Fiquei contente em saber que este blog tem prestado auxílio para pesquisas dos colegas. Por isso quero falar um pouco sobre Dimensionamento de Moldes de Injeção de Plásticos com uma abordagem prática. Vou mostrar alguns exemplos e como calcular.
Porém, devo salientar que mesmo executando os cálculos corretamente o projetista deve-se guardar atenção para fatores dos mais variados, sejam eles de qualidade de matéria prima empregada, qualidade do serviço executado, máquina e condições de injeção (muito importante), mão de obra com conhecimento, etc; pois todos os fatores, inclusive os que desconhecemos, contam para o sucesso ou não de um try out e para a produtividade de uma ferramenta de injeção.

Após fazer o primeiro post notei que o assunto será extenso, por isso separei os conteúdos para ficar mais fácil de encontrar. Basta procurar pelo navegador "Arquivos do blog" situado à direita e acima de todas as páginas do blog.
O foco deste trabalho estará no dimensionamento dos sistemas de uma ferramenta de injeção.

Faço um breve índice dos assuntos a serem comentados:

1.      Força de fechamento

2.      Capacidade de injeção e de plastificação

3.      Determinação da quantidade de cavidades

4.      Tempo de ciclo

5.      Tempo de resfriamento

6.      Tempo de recalque

7.      Como calcular os canais de alimentação (recomendações para bucha de injeção)

8.      Força de extração (estimativa)

9.      Cálculo de refrigeração

10.  Cálculo de deflexão do lado móvel

11.  Cálculo de deflexão em molde de gavetas

Até !

Jones

Dispositivo para Furação

Este é um dispositivo para furação simples com grampo ema que fixa muito bem para esta tarefa.
Note o ressalto para prender à morsa, você prende o dispositivo na morsa e vai trocando as peças a furar por meio do grampo. O trabalho fica bem prático, rápido e limpo.


Este trabalho elimina uma possível gaveta do molde para o caso de se precisar pouca produção, para peças protótipo, lotes piloto, etc.

Molde Família

Segundo o Professor do CEFET-RS Mauro César Rabuski Garcia (quase um Português) em seu polígrafo Fundamentos de Projetos de Ferramentas "O conceito de moldes família prende-se à idéia de no mesmo molde se poder moldar um conjunto de peças distintas, otimizando-se assim sinergias ligadas à capacidade produtiva do molde. Sendo as vantagens óbvias existe, no entanto, a necessidade de se balancear as distintas cavidades para que o fluxo de matéria plástica chegue ao mesmo tempo a todas elas".

Lay out da peças
Para uma organização correta baseada no preenchimento e nos esforços existentes faz-se necessário o uso de um software de simulação de injeção, como por exemplo o MoldFlow. Para quem não possui este recurso fica a experiência como principal aliado nesta decisão.

Este projeto tem alguns conceitos muito legais, pois, além de se ter várias peças na mesma ferramenta, usa-se os próprios pinos da extração juntamente com buchas como guiamento para o sistema de extração. Tampa lateral para ligar a refrigeração sem uso de mangueiras penduradas.

Molde de Tampa (SW - escolar)

Olá pessoal !

Este é um projeto de molde padrão do solidWorks, foi feito no IFSul durante o sexto semestre de Fabricação Mecânica por Alex Sandro Oliveira e Jonesmar Plates (eu).
Para fazer as cavidades foram usadas as ferramentas de moldagem do SW. O porta molde foi feito manualmente.
Sinto que a Dassault Systèmes não tem, no campo de automação de projeto de moldes, um cuidado maior para com seus usuários. Deixando a cargo de outros softwares, como o iMold, esta automação. Às vezes chego a me perguntar por que não migrar para o Inventor, devido à recente preocupação da Autodesk com o projeto de ferramentas.
Conheci o módulo de projeto de moldes por meio de uma colega de escola, a Daiana Dani Totti de Souza, que fez seu TCC baseado no Uso do Inventor para o Projeto de Moldes. Realmente algumas tarefas ficaram muito facilitadas, como por exemplo o porta molde que é possível buscar pela biblioteca, também canais de alimentação e de refrigeração são fáceis de executar. Mas nem tudo são flores, notei que para se executar alguns tipos de alteração, às vezes é necessário apagar todo o recurso não podendo simplesmente alterá-lo.

Bom, voltando ao projeto que fiz com meu grande colega Alex "Bin", abaixo as imagens:

Produto "tampa"

Cavidade Lado Móvel
Em azul o produto "tampa"
Em laranja a cavidade















Molde com duas cavidades
Extração por pinos
Retorno por pinos
Buchas e colunas simples
Molde básico

Molde para Régua escolar 150mm

Este projeto de molde fiz no sexto semestre de Fabricação Mecânica pelo IFSUL.
Era para ser algo para os alunos de disciplinas como USINAGEM E CAM ter algo tanto para usinar como para fazer os programas de CAM, ainda poderia ser usado nas aulas de INJEÇÃO. E de quebra as peças injetadas poderiam ser distribuídas para os alunos da própria escola e das outras escolas do município gerando publicidade positiva para a entidade. Imagine todos na cidade já terem pego ou possuído algum item proveniente da "escola referência em estudos na área de plásticos do Brasil". E se seu filho seu tivesse participado do desenvolvimento deste item.
Hehehe, parece até engraçado, mas muito morador da cidade (Sapucaia do Sul) desconhece totalmente o IFSUL e muito menos sabe o que ela faz e que é DITA "referência na área de plásticos". Acredito que ela já foi melhor.
Uma escola deste porte deveria fazer um molde de item promocional ou inovador ou com melhoria de processo por ano.

Mas, voltando à vaca fria, segue a análise feita na época:

PROJETO DA PEÇA

A peça projetada será uma régua escolar com graduação de 150 mm de comprimento e resolução de 1,0 mm. Com forma plana e numeração gravada por eletro erosão para evitar processo posterior de estampagem. Haverá também, possível, a gravação do novo logo da escola (IFSul). O produto será confeccionado em poliestireno por ser um polímero transparente e muito usado em artigos de escritório. Material este que apresenta contração de 0,6%.

As dimensões externas são 160 x 30 x 2,5 mm, com ângulo de saída de 3 graus.

A ferramenta terá duas placas cavidade com linha de fechamento plano, não terá postiços extras.

Cada peça tem massa de 11,70 g, serão quatro cavidades no molde dando um total de 46,80 g pelas peças. Mais 3,20 dos canais de injeção. Massa total injetada: 50,00 g.

Foram feitas análises no MoldFlow Express para encontrar o tempo de injeção que ficou em 0,71 segundos para as quatro peças.

O tempo de ciclo seco (molde em abertura, fechamento e extração) para a máquina Romi 100t não foi encontrado portanto será usado o tempo da próxima tonelagem, a Romi 150 toneladas força é 1,2 segundos.

O tempo de resfriamento pôde ser pego pela tabela de tempo de resfriamento por espessura da peça fornecida no curso de Projetista de Moldes (ULBRA). Tresf.= 8 segundos.

                  

Peça em PS cristal

  

 Estudo em MoldFolw

Molde com quatro cavidades

Podia ser melhor ?

Sim, sempre podemos fazer melhor. Mas é necessário mais ação conjunta à intenção.

Molde Régua 150mm

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Peças injetadas do Molde do Ralo - 2° try out

Olá !

Após a troca dos puxadores por plastiprene o molde funcionou corrretamente.
Veja as fotos das peças quadradas separadamente abaixo:

E montadas:

Peças injetadas do Molde do Ralo - 1° try out

Esta semana foi injetado o molde dos ralos, porém os puxadores não funcionoram de modo correto. Mesmo sendo feitos de aço mola, eles não retornaram à forma após passar pelos pinos. Sendo assim o sistema foi alterado para um mecanismo de buchas de plastiprene com atraso na abertura. Estamos esperando o segundo try out para postar as fotos aqui.

BOAS IDEIAS !!!

O que fazer com as garrafas de PET ???
É uma pergunta que teremos que fazer por muitos anos ainda. Existem vários modos de se utilizar uma garrafa PET, veja alguns exemplos abaixo:

CABIDE PARA ROUPAS, JALECOS, ETC.

 Com uma ajudinha de um gancho com rosca.

PORTA JORNAL E REVISTA

 JARDIM VERTICAL

Desenvolvido pelo arquiteto Marcelo Rosenbaum, é uma solução para os resíduos, que deixam de ser descartados e ganham uma utilidade diferente da original. As garrafas ficam suspensas, amarradas em cordas de varais.

Fonte: http://www.ciclovivo.com.br/noticia.php/3302/8_maneiras_de_fazer_um_jardim_vertical/

 A área da construção civil está cheia de oportunidades para o uso do polietileno tereftalato

  

TELHAS

ATÉ A PRÓPRIA CASA !!!

 

MUROS

Inclusive aqui em Sapucaia do Sul tem uma lavagem de carros que usa esta solução.

AQUECEDORES SOLARES

Elas também servem para detectar um detector de radiação capaz de evitar acidentes nucleares:

http://www.cobradagua.com.br/blog/?tag=garrafas-pet

Falar sobre soluções e inovação é muito difícil, pois, como a cada dia criamos mais problemas, é fácil se perder na imaginação.

Para nosso país crescer precisamos de foco, cada pessoa com um.

Pensamentos sobre Inovação

Pessoal, quero falar sobre inovação neste post. Aquelas coisas que a gente diz: "tinha que ter algo assim" ou "precisava mesmo de algo que fizesse isso". Por isso abro espaço para discutirmos novas ideias de produtos, ferramentas, serviços, energia, etc. o que importa é ser útil para algo, ser uma solução para um problema real.
Com a atualidade digital e consumista não faltam necessidades sedentas para serem sanadas.
Claro que nem eu nem você conhece tudo no mundo, por isso teremos algumas lacunas que já foram preenchidas, porém ainda assim para nós será uma inovação.

Segundo o Wikpédia o seu conceito é:
Inovação significa novidade ou renovação: se refere a uma ideia, método ou objeto que é criado e que pouco se parece com padrões anteriores. Inovação pode ser também definida como fazer mais com menos recursos. (adaptado de Wikipédia)

O que vale aqui é a troca de ideias.

Quem sabe a gente melhora algo na vida dos nossos filhos !

Molde da Corneta de brinquedo

Este é o molde da Corneta de brinquedo desenhada pelo Luciano (post anterior).
É também um molde tipo família que injeta duas peças para a montagem do brinquedo, apresenta duas gavetas, refrigeração simples e extração por pinos.

Corneta de brinquedo

Este é outro produto desenhada pelo Luciano da IMEC, uma corneta de brinquedo.