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10 Melhores Práticas Essenciais de Moldagem por Injeção para Peças de Alta Qualidade
Criado em 01.13
A moldagem por injeção é uma maneira preferencial de fabricar muitas peças plásticas precisas. Mas a qualidade da peça final depende muito do design inicial e das escolhas de ferramental. Se essas etapas forem negligenciadas, você pode acabar com peças empenadas, defeitos superficiais ou produção lenta, o que aumenta os custos. Se os engenheiros seguirem as práticas recomendadas usuais demoldagem por injeção, eles podem planejar peças que são fáceis de fabricar e duram muito tempo.
Este guia abrange dez maneiras básicas de melhorar as peças e tornar a produção mais confiável.
1. Mantenha a Espessura da Parede Consistente
Manter uma espessura de parede uniforme em toda a peça é a maneira mais eficaz de prevenir defeitos de fabricação. Quando as paredes variam em espessura, as seções mais espessas levam mais tempo para resfriar e encolher do que as mais finas. Esse desequilíbrio de temperatura cria tensão interna. O resfriamento inconsistente causa marcas de afundamento na superfície e deformação da forma geral da peça.
Recomendação: Mantenha a espessura da parede entre 1,5 mm e 3,0 mm para a maioria dos materiais. Se um projeto exigir espessuras diferentes, use uma transição gradual (uma "rampa") em vez de um degrau abrupto para permitir que o plástico flua e resfrie de maneira mais uniforme.
2. Aplique Ângulos de Saída Suficientes
Um ângulo de saída é uma leve inclinação que você adiciona às paredes verticais de uma peça. Se você pular isso, a peça gruda nas paredes do molde ao tentar removê-la. Esse atrito pode danificar o plástico ou o molde.
- Inclinação Normal: Mire em pelo menos 1° a 2° de inclinação para a maioria das peças.
- Materiais Texturizados: Se sua peça tiver uma superfície texturizada, aumente a inclinação. Uma boa regra é adicionar 1° de inclinação para cada 0,025 mm de profundidade da textura.
A inclinação correta ajuda a peça a sair suavemente, sem marcas ou necessidade de muita força.
3. Projete Nervuras para Evitar Marcas de Recuo
As nervuras existem para tornar uma peça mais forte sem aumentar a espessura da parede. Mas onde uma nervura encontra a parede, o material fica mais espesso.
- Regra: Mantenha as nervuras com 50% a 60% da espessura da parede principal. Isso impede que marcas de recuo apareçam do outro lado.
- Altura e Espaçamento: A altura da nervura não deve exceder três vezes a espessura da parede para evitar problemas de preenchimento, e múltiplas nervuras devem ser espaçadas para permitir o resfriamento adequado.
4. Use Raios para Reduzir Tensão
Cantos internos agudos levam à concentração de tensão, o que torna a peça mais propensa a rachar sob carga. Eles também restringem o fluxo de plástico derretido durante a fase de injeção.
- A Solução: Substitua cantos vivos por bordas arredondadas, conhecidas como raios.
- Dimensões: Um raio interno deve ser de pelo menos 50% da espessura da parede. Para o exterior, o raio deve ser a soma do raio interno e da espessura da parede. Isso mantém uma espessura de parede constante através da curva.
5. Posicione os Pontos de Injeção em Seções Mais Espessas
O ponto de injeção é onde o plástico derretido entra no molde. Onde você o coloca importa porque muda como o plástico preenche o molde e onde os fluxos de plástico se encontram.
Sempre coloque o ponto de injeção onde o design é mais espesso. Dessa forma, o plástico vai de pontos grossos para finos, preenchendo tudo antes que endureça. Coloque os pontos de injeção onde eles não serão vistos depois que você remover a peça. Isso esconde quaisquer marcas de remoção do ponto de injeção.
6. Incorpore Ventilação Adequada do Molde
À medida que o plástico entra no molde, o ar no interior deve ser expulso. Se o ar não conseguir escapar, ele fica comprimido e quente, o que pode queimar o plástico ou impedir o preenchimento do molde.
- Estratégia de Ventilação: Pequenos canais, ou respiros, devem ser colocados no final dos caminhos de fluxo.
- Tolerância: Esses respiros são tipicamente profundos o suficiente para o ar escapar, mas estreitos o suficiente (geralmente abaixo de 0,04 mm) para evitar que o plástico vaze e crie "rebarbas".
7. Gerencie Saliências de Forma Eficiente
Saliências são coisas como furos na lateral ou abas que impedem que uma peça saia diretamente do molde. Elas tornam as coisas mais difíceis e custam mais, mas às vezes são necessárias.
Use "slides" para coisas na parte externa e "lifters" para saliências internas. Se puder, crie um design que tenha um "shut-off". Isso significa fazer um furo na peça para que o molde possa criar a forma sem mover peças extras.
8. Use Resfriamento Conforme para Geometrias Complexas
Normalmente, resfriamento significa fazer furos no molde para a passagem de água. Mas para peças difíceis de fabricar, esses furos podem não ficar próximos o suficiente de alguns pontos, então eles não resfriam uniformemente.
Melhor Maneira: Use peças de molde de metal feitas com impressora 3D que possuem linhas de resfriamento que seguem o formato da peça. Isso mantém a temperatura igual em toda a parte, o que acelera o processo e impede que peças grandes ou complicadas entortem.
9. Selecione Materiais com Base nas Taxas de Encolhimento
Todos os plásticos encolhem quando passam de líquido para sólido. Mas alguns encolhem mais do que outros, como o polipropileno (encolhe muito) e o policarbonato (encolhe pouco).
Os fabricantes de moldes precisam fazer o molde maior ou menor com base em quanto o plástico encolherá. Você não pode simplesmente mudar de material depois de fazer um molde. Isso estragará o tamanho da peça. Sempre escolha seu material antes de iniciar o molde.
10. Ajuste o Design para Acabamentos de Superfície
Como você quer que a peça pareça afeta o design. Peças brilhantes se comportam de maneira diferente das rugosas quando você as retira do molde.
Peças brilhantes grudam no molde mais facilmente porque são lisas. Você precisa angular mais os lados e usar pinos de ejeção maiores. Peças rugosas precisam de um ângulo maior nos lados para que a textura não fique danificada ao retirar a peça.
Estratégias Técnicas para Produção em Grande Escala
Na fabricação em alta volume, pequenos erros são ampliados ao longo de milhares de ciclos. Moldadores experientes costumam usar técnicas específicas para garantir consistência.
Gerenciamento de Deformações
Em muitas peças grandes e planas, algum grau de empenamento é inevitável devido à natureza do resfriamento do polímero. Em vez de tentar eliminá-lo, os engenheiros usam o "gerenciamento de empenamento". Ao controlar a temperatura de cada metade do molde independentemente ou alterar a localização do ponto de injeção, eles podem influenciar a direção do empenamento. Isso garante que a peça permaneça funcional ou se encaixe corretamente em sua montagem, mesmo que não seja perfeitamente plana.
Dispositivos de Pós-Moldagem
Para peças com tolerâncias extremamente apertadas, o processo de resfriamento dentro do molde pode não ser suficiente. Nesses casos, as peças são colocadas em um "gabarito de resfriamento" ou dispositivo imediatamente após serem ejetadas. Essa ferramenta mantém a peça na forma correta enquanto ela termina de resfriar até a temperatura ambiente, evitando que ela curve ou torça.
Tirando o Máximo Proveito de Fornecimento e Aprendizado para Engenheiros
Engenheiros frequentemente consultam especialistas e grupos da indústria para se manterem atualizados com os mais recentes padrões de projeto.
Guias da Indústria: Empresas como Protolabs e Fictiv possuem gráficos úteis de design para fabricação (DFM). Esses gráficos mostram coisas como tolerância e espessura de parede para muitas resinas diferentes.
Conselhos de Colegas: Fóruns online, como Reddit's grupos de engenharia são eficazes para resolver problemas do dia a dia. As pessoas compartilham dicas sobre tópicos como o uso de nylon com fibra de vidro ou o projeto de roscas que não quebram ao montar as peças. Uma dica popular é usar insertos roscados em vez de apenas moldar roscas plásticas, especialmente se você planeja desmontar a peça muitas vezes.
Lista de Verificação do Design Final:
- As paredes têm a mesma espessura em toda a volta?
- Todas as paredes verticais têm uma inclinação de pelo menos 1,5°?
- Todos os cantos internos estão arredondados?
- O ponto de entrada do material está na parte mais espessa?
- Você escolheu o material certo, considerando o encolhimento?
Usar estas dicas pode ajudá-lo a evitar alterações custosas no molde e tornar seu processo de produção mais tranquilo.
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