A moldagem por injeção é um método geral normalmente usado no setor de manufatura. Aqui, o material é empurrado sob alta pressão em uma cavidade de molde. Normalmente, durante o estágio de projeto, a espessura da parede de uma peça é uma das considerações mais importantes. Portanto, neste artigo, discutiremos a espessura da parede, sua relação com a moldagem por injeção e sua percepção de como ela afeta a qualidade da peça e a capacidade de fabricação.
Como você definiria a espessura da parede do molde de injeção?
Moldagem por injeção Espessura da parede é uma medida da espessura das paredes da peça moldada produzida com a ajuda de um processo de moldagem por injeção. É a quantidade, em milímetros, de uma das superfícies mais externas da peça até a outra superfície mais externa. Além disso, a espessura da parede talvez seja a mais importante, pois determina a capacidade da peça moldada de resistir a mecanismos de falha. Esses mecanismos podem incluir deformação, flambagem, empenamento e defeitos cosméticos. A espessura da parede sempre deve ser projetada para atender a determinadas condições, ou seja, o material, o funcionamento da peça, o projeto e o equipamento de moldagem utilizado. Portanto, a seleção da espessura adequada para as paredes é fundamental para o fornecimento das peças desejadas.
Qual é a importância da espessura uniforme da parede?
A espessura uniforme da parede é muito importante quando se trata de alta qualidade. Ela ajuda a fornecer peças moldadas por injeção sem defeitos e estruturalmente sólidas e também aumenta a integridade estrutural. Além disso, ajuda a melhorar a eficiência e otimizar o uso do material. Portanto. Vamos discutir mais sobre a importância da espessura uniforme da parede.
1. Impacto na qualidade das peças
Portanto, em primeiro lugar, a espessura uniforme da parede proporciona um resfriamento consistente e também evita tensões e deformações internas. Além disso, ela ajuda a manter dimensões precisas para evitar imperfeições na superfície, ou seja, marcas de afundamento e empenamento. Além disso, aumenta a funcionalidade e a estética da peça final.
2. Redução de defeitos
Em segundo lugar, se a espessura da parede for uniforme, isso reduzirá o empenamento e as marcas de afundamento. Isso promove um resfriamento uniforme e reduz as tensões internas, o que acaba nos proporcionando peças mais fortes e duráveis, com menos pontos fracos.
3. Integridade estrutural
A espessura uniforme da parede proporciona uma distribuição equilibrada da carga para aumentar a resistência e a durabilidade. Além disso, melhora as propriedades mecânicas dos produtos, ou seja, a resistência à tração e ao impacto, para proporcionar um desempenho confiável.
4. Melhor eficiência de fabricação
Também facilita o projeto do molde e os processos de moldagem por injeção. Reduz os tempos de ciclo e os custos de produção. Além disso, também promove um resfriamento mais rápido e melhor e otimiza o processo de produção.
Considerações sobre materiais na moldagem por injeção
A seguir estão as considerações sobre o material para a espessura da parede da moldagem por injeção.
- Tipo: Exemplos: termoplásticos, incluindo ABS e PC; termofixos, como resinas epóxi; elastômeros, como borracha de silicone; e TPE.
- Fluxo: O preenchimento do molde depende da viscosidade, quando o produto deve ser fino. Isso requer material de alto fluxo e, quando a espessura é necessária, o material de baixo fluxo é o mais adequado.
- Encolhimento: No caso dos metais, eles reduzem de tamanho a partir de um estado fundido e exibem um estado sólido ou fundido; isso é considerado no projeto de um molde para produzir o tamanho correto de uma peça.
- Força e flexibilidade: Outros fatores incluem a rigidez e a resistência, pois elas determinam a espessura da parede durante a construção para obter uma perspectiva estrutural confiável.
- Resistência: resistência ao calor e a produtos químicos para promover longa vida útil em qualquer tipo de condição operacional.
- Acabamento da superfície: As características de um material de moldagem impõem o acabamento da superfície e a aparência da peça moldada para aumentar sua estética e suavidade.
- Custo e impacto ambiental: Isso inclui o custo unitário do material, a capacidade de reciclagem e sua conformidade com os padrões sustentáveis.
Portanto, a tabela a seguir descreve as faixas adequadas que o respectivo material pode suportar; abaixo está uma peça de moldagem por injeção de parede espessa que fizemos em material de PC, saiba mais sobre Moldagem por injeção de PC.
| Material | Faixa típica de espessura da parede: |
| ABS | 1,0-3,0 mm |
| Policarbonato (PC) | 1,0-3,0 mm |
| Polipropileno (PP) | 0,8 - 2,5 mm |
| Polietileno (PE) | 1,0-3,0 mm |
| Nylon (PA) | 1,0-3,0 mm |
| Acetal (POM) | 0,8-3,0 mm |
| Tereftalato de polietileno (PET) | 1,0-3,0 mm |
| Cloreto de polivinila (PVC) | 1,0-3,0 mm |
| Acrílico (PMMA) | 1,0-3,0 mm |
| Acetato de polietileno e vinila (EVA) | 1,0-3,0 mm |
| Elastômeros termoplásticos (TPE) | 1,0-3,0 mm |
| Resina epóxi | 1,0 - 5,0 mm |
| Silicone | 1,5 - 6,0 mm |
Diretrizes para projetar a espessura da parede na moldagem por injeção
Aqui está uma breve tabela que nos ajudará a projetar uma espessura de parede ideal na moldagem por injeção.
| Diretriz | Descrição |
| Regras gerais de ouro | Manter a espessura uniforme para evitar defeitos.
Garantir transições suaves e espessas. |
| Espessura mínima da parede | Depende do fluxo de material; materiais de alto fluxo podem ter de 0,5 a 1,5 mm de espessura.
Certifique-se de que a espessura mínima seja para resistência. Permitir o preenchimento completo do molde. |
| Espessura máxima da parede | Paredes mais espessas (>4 mm) aumentam o resfriamento e o tempo de ciclo.
Otimizar para reduzir custos e peso. Paredes mais espessas correm o risco de apresentar marcas de afundamento e vazios. |
| Requisitos estruturais/funcionais | Paredes mais espessas para peças de alta tensão.
Espessura específica para isolamento térmico e elétrico Espessura de equilíbrio para flexibilidade e força. |
| Projeto para manufaturabilidade | Certifique-se da compatibilidade do projeto e do fluxo de materiais.
Inclua correntes de ar de 1 a 2 graus para facilitar a ejeção. Reforçar paredes finas sem aumentar o volume. |
| Simulação e teste | Use o CAE para prever e corrigir problemas.
Testar protótipos para validar o projeto. |
Ferramentas e recursos para otimização da espessura da parede
Aqui estão algumas ferramentas e recursos que podem ajudá-lo a aumentar a eficácia da espessura da parede do molde de injeção.
Ferramentas de software para simulação
É usado com eficácia na moldagem por injeção para determinar uma espessura de parede adequada. Ela desempenha um papel muito importante na determinação da espessura da parede. Essas ferramentas fornecem informações sobre como o material será transportado e seu comportamento no processo de moldagem por injeção. Assim, os projetistas podem evitar ou resolver alguns dos desafios que podem surgir durante o processo real de moldagem. Os principais benefícios e recursos incluem:
- Análise de fluxo: Ele imita o processo de entrada do material fundido no molde. Em seguida, mostra as partes em que o material pode acabar não fluindo adequadamente ou onde está ocorrendo a criação de armadilhas de ar.
- Análise de resfriamento: Usa modelagem computadorizada para prever padrões de resfriamento para permitir que o resfriamento ocorra em uma taxa uniforme. Assim, ajuda a eliminar problemas como deformações e marcas de afundamento.
- Análise de estresse: Verifica as tensões na peça para confirmar a espessura da parede. Ele verifica se ela é ideal e se o nível de tensão é suficiente para a aplicação pretendida, mas não muito alto.
- Algoritmos de otimização: Proponha alterações que devem ser feitas na espessura da parede e em quaisquer outras características do projeto. Porque isso pode afetar a capacidade de produzir a peça e a eficiência de sua operação.
Alguns dos mais conhecidos programas de software de simulação para moldagem por injeção são o Auto Desk Mold Flow, o Solid Work Plastics e o Moldex3D. Todos eles ajudam os designers a projetar seções para otimizar soluções sem defeitos.
2. Opções de prototipagem
Há vários tipos possíveis de prototipagem. Isso significa que os projetistas podem fazer importantes ajustes físicos e reais em comparação com os modelos simulados. Além disso, essas opções visam à fabricação da peça, portanto, esses métodos de prototipagem incluem:
- Impressão 3D (manufatura aditiva): Permite o desenvolvimento de protótipos em uma velocidade maior, mantendo diferentes espessuras de paredes laterais. A vantagem mais aparente é o fato de ser econômico para testar rapidamente vários projetos. Além disso, podem ser protótipos de forma ou função.
- Usinagem CNC: Oferece protótipos contemplativos que usaram materiais de produção para que o resultado seja quase perfeito. Esse método permite a identificação das características da peça mecânica e seu comportamento sob condições reais de operação.
- Ferramentas flexíveis: Isso é caracterizado pelo uso de matrizes de baixa resistência e de formação breve para produzir poucas peças em comparação com a fundição sob pressão. Portanto, essa abordagem é vantajosa para a avaliação do processo de moldagem, bem como para a identificação da espessura da parede. Ela também ajuda na padronização de todo o tipo de molde.
Quais fatores afetam a espessura da parede do molde de injeção?
Vários fatores podem afetar a espessura da parede na moldagem por injeção. Vamos discutir esses fatores em detalhes:
1. Propriedades do material
Essas propriedades podem incluir:
- Viscosidade: Se falarmos de materiais de baixa viscosidade, eles fluem facilmente em seções finas e permitem paredes mais finas. Já os materiais de alta viscosidade podem precisar de paredes mais espessas para realizar o preenchimento completo do molde,
- Encolhimento: Materiais com alto valor de encolhimento podem precisar de paredes mais espessas. Assim, eles podem levar em conta as alterações dimensionais durante o resfriamento.
- Força e flexibilidade: As propriedades mecânicas, ou seja, a resistência à tração e a flexibilidade, determinam a espessura da parede para um desempenho ideal.
2. Requisitos de projeto
Os seguintes requisitos de projeto podem afetar a espessura da parede.
- Requisitos funcionais: Tudo depende da peça que você precisa fabricar. Se for uma peça estrutural, as paredes devem ser mais espessas para que possam ser rígidas. Por outro lado, a peça cosmética precisará de paredes mais finas para obter a melhor aparência.
- Considerações estéticas: As paredes finas podem proporcionar uma aparência elegante. Por outro lado, as paredes mais grossas são suficientemente fortes e podem evitar defeitos, como marcas de afundamento ou empenamento.
- A complexidade do design: As geometrias complexas podem exigir espessuras de parede variadas. Assim, eles podem garantir que todas as características sejam formadas corretamente e que a peça possa ser facilmente removida do molde.
3. Capacidades de fabricação
- Projeto e construção de moldes: Os moldes com alta precisão podem lidar facilmente com paredes mais finas, e os moldes mais simples precisam de paredes mais grossas para o preenchimento adequado. Assim, eles podem garantir a qualidade da peça.
- Pressão e velocidade de injeção: As máquinas com alta capacidade podem obter paredes mais finas e fornecem maior pressão e velocidade.
- Taxas de resfriamento: O resfriamento uniforme é muito importante, pois paredes mais espessas precisam de tempos de resfriamento mais longos. Isso afeta diretamente o tempo de ciclo e a eficiência da produção. Portanto, os sistemas de resfriamento avançados ajudam a criar paredes mais finas e também mantêm a qualidade.
Conclusão
Em resumo, a espessura da parede da moldagem por injeção proporciona peças de alta qualidade, bem formadas e econômicas. Portanto, é essencial considerar cuidadosamente as propriedades do material e os requisitos do projeto para ajudar os projetistas a manter um equilíbrio. Esse equilíbrio aumentará o desempenho e a capacidade de fabricação da peça. Além disso, você pode usar diferentes softwares avançados de simulação e opções de prototipagem para refinar todo o processo. Essas ferramentas também produzirão projetos com o mínimo de defeitos. Além disso, os avanços em materiais, a tecnologia de simulação, o monitoramento em tempo real e as práticas sustentáveis farão melhorias na moldagem por injeção. Assim, ela poderá otimizar a espessura da parede com mais precisão e eficiência.
Perguntas frequentes
Quais fatores influenciam a escolha do material na moldagem por injeção?
O tipo de material é decidido com base em propriedades como resistência à tração e elasticidade, microscopia eletrônica, calor e resistência química. Além disso, também depende da aparência e da suavidade do material, de seu custo e de sua capacidade de reciclagem.
Quais são alguns defeitos comuns na moldagem por injeção e como eles podem ser evitados?
Algumas das falhas mais frequentes são marcas de afundamento, que se originam de diferentes taxas de resfriamento; empenamento, resultante de estresse interno; e flash, que é um acúmulo excessivo de material em moldagem por injeção linhas de separação. Normalmente, esses problemas podem ser evitados pela conformidade com os melhores procedimentos de projeto e pela regulamentação dos graus de calor, pressão e outras condições que possam afetar o produto.
Como o software de simulação pode beneficiar os processos de moldagem por injeção?
A simulação assistida por computador permite que designers e engenheiros modelem e analisem os projetos de moldes, a escolha de materiais e os fatores de processo em um ambiente virtual. Com a ajuda desse software, é possível prever os padrões de movimento do material, as taxas de resfriamento e outros aspectos antes que os moldes físicos sejam projetados para uso. Portanto, isso ajuda a melhorar a qualidade e a capacidade de fabricação da peça.
Quais são as vantagens de usar aditivos ou cargas em materiais de moldagem por injeção?
Os aditivos e cargas podem melhorar as características dos materiais, incluindo resistência, rigidez, resistência à chama e resistência ao impacto. Também podem aprimorar a capacidade de processamento e diminuir o custo do material ao adicionar um volume maior de outro material mais econômico à resina. Entretanto, deve-se fazer um grande esforço para que haja compatibilidade, dispersão igual e interferências mínimas nos outros componentes.