Sistema de gitagem de dois ataques

Ao contrário da moldação dos porta-chaves, a moldação dos provetes apresenta um duplo ataque e duas cavidades em vez de uma. Os ataques estão posicionados de acordo com as recomendações de se encontrarem nas zonas mais maciças da peça, ou seja na cabeça dos provetes. Este posicionamento provoca ainda que a zona de ensaio não seja afetada com o corte de gito, mas apresentará uma zona de união de fluxos. Esta condição não é a ideal, no entanto, permite testar a peça no ensaio de tração para um caso mais crítico devido à presença desta zona de mais baixa qualidade de material.

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Tal como na moldação do porta-chaves, serão testados várias dimensões de secções de gitagem. Todavia, como se trata de um gito mais longo e com várias mudanças de direção, será expectável que este tenha de ser, em percentagem, superior ao usado nessa moldação. Assim, como primeiro sistema de gitagem, foi testado um sistema com um aumento de 35% em relação ao teórico.

Nesta moldação, foi ainda necessário dar algumas contra saídas para que o metal ficasse agarrado à moldação móvel na abertura, como foi feito para a moldação dos porta-chaves.

Apresentação de resultados

Ao contrário do que sucedeu com a moldação dos porta-chaves, os mal cheios foram bastante evidentes nas primeiras tentativas de injeção. Com os rácios de 1,35; 1,80; 2,50 e 4,5 não se conseguiu o preenchimento completo das duas cavidades, como se pode observar nos exemplos da Figura 46.

Figura 46 - Provetes injetados com sistemas de gitagem de rácios 1,80 (à esquerda) e 2,50 (à direita).

Em relação ao sistema de gitagem da moldação do porta-chaves, o metal atravessa mais zonas de perdas de carga devido às mudanças de direção e do comprimento do canal de gitagem. Na verdade, isto conciliado com o arrefecimento do metal devido à transferência de calor para a moldação enquanto este percorre os canais de gitagem, provoca um entupimento, não sendo possível preencher a cavidade requerida. É, assim, natural que sejam necessários aumentos superiores aos que se verificaram no caso apresentado anteriormente.

Uma das formas de contornar esta situação seria colocar um terceiro ataque para auxiliar o enchimento na zona central do provete. No entanto, esta solução foi evitada para não afetar a zona de ensaio com fissuras resultantes do corte do gito. Assim, continuou-se as tentativas sucessivas de aumento do tamanho do sistema de gitagem atual.

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Os primeiros resultados satisfatórios apareceram para o rácio de 6 em relação ao tamanho teórico. Nestes ensaios, todos os provetes de 2,5 mm tiveram um preenchimento completo da sua cavidade, sendo que o mesmo não se verificou para a cavidade do provete de 1,5 mm de espessura, já que em sete injeções, um deles apresentou-se mal cheio.

Note-se que os sistemas de gitagem foram concebidos à escala de volume dos provetes. Assim, é possível que o não enchimento da cavidade do provete de 1,5 mm de espessura indique que a dificuldade de enchimento de peças mais finas possa ser maior. Contudo, este será um aspeto avaliado mais à frente nesta dissertação.

Em termos de porosidades, neste ensaio obteve-se 3,41% para os sete provetes de 2,5 mm de espessura e 2,69% nos seis provetes de 1,5 mm disponíveis. Os desvios padrão foram respetivamente 0,49% e 0,33%.

Análise de resultados

Tal como feito para os porta-chaves, apresenta-se um gráfico, na Figura 47, com a evolução da porosidade com os diferentes tamanhos do sistema de gitagem testados. Note-se que os ensaios onde não foi possível encher as cavidades estão assinalados com uma cruz a 0% de porosidade, não representado, porém, o valor real de poros nesses ensaios. É, assim, uma representação unicamente simbólica.

Figura 47 - Evolução da porosidade dos provetes com o tamanho do gito.

3,41 2,69 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 0 1 2 3 4 5 6 7 Perc en ta ge m d e p o ro s [% ]

Rácio tamanho real dos gitos sobre tamanho teórico

Evolução da porosidade com o tamanho do gito [6 bar]

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Tal como se pode observar, não foi feita mais nenhuma tentativa de aumento posterior ao rácio de 6, por limitações de tempo, já que seria necessário maquinar novamente a moldação. No entanto, os valores obtidos em termos de porosidade não são distantes do que recorrentemente se mede para as peças injetadas nestas máquinas, pelo que os resultados obtidos nos ensaios de tração com estas peças possam ser representativos das peças produzidas pela empresa. O valor de 3,41% de porosidade obtido para os provetes de 2,5 mm de espessura é inclusive próximo e não significativamente diferente dos obtidos para os porta-chaves na estabilização de valores.

Desse modo, serão usados provetes com o rácio de 6 na determinação de propriedades mecânicas e para a comparação da influência dos parâmetros de injeção posteriormente apresentada nesta dissertação.

De realçar ainda que um aumento de 500% do sistema de gitagem em relação ao valor teórico parece demasiado grande, pelo que a fórmula teórica não deverá ser adequada para este tipo de gito. Uma alteração substancial do valor do coeficiente de carga usado poderia aproximar os resultados. No entanto, seria de considerar usar simulações em computador, caso as limitações das peças provoquem a necessidade de um gito mais complexo como é o deste caso.

Porém, há situações que poderiam ajudar no enchimento destas cavidade como a manutenção do formato trapezoidal dos canais de gitagem com um rácio entre a altura e a largura média de 1:2. Este rácio não foi mantido nos aumentos do sistema de gitagem devido à necessidade de ajuste do sistema de extração caso se aumentasse a altura do perfil dos canais de gitagem. Contudo, a manutenção deste rácio poderia ter ajudado o fluxo de metal no seu trajeto já que diminuiria o contacto deste com as paredes da moldação, reduzindo a transmissão de calor.

Para além disso, no projeto desta moldação, tentou-se direcionar o fluxo de metal de forma a que este chegasse mais facilmente à zona útil do provete através de uma curva no canal de gitagem antes do ataque, como se pode visualizar na Figura 48. Contudo, esta solução não pareceu ter muitos resultados, julgando pela forma de enchimento dos provetes com mal cheios, já que a zona permanentemente afetada foi a zona útil do provete. Esta solução poderá até ter tido efeitos prejudiciais no fluxo de metal já que as mudanças de direção bruscas no fluxo de metal impõem maiores perdas de carga.

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Figura 48 - Detalhe da curva de direcionamento do fluxo de metal na moldação dos provetes. Conclusões

Ao contrário dos resultados obtidos para os porta-chaves, devido ao sistema de gitagem mais complexo, com maiores zonas de perda de carga e contacto do metal com a moldação, o enchimento da moldação dos provetes foi mais difícil. Os resultados satisfatórios, em termos de enchimento, foram apenas obtidos para aumentos de 500%, face aos calculados teoricamente. Contudo, ressalva-se que há algumas escolhas no projeto que podem ter dificultado este enchimento, como a curva de direcionamento do fluxo de metal perto dos ataques ou a não manutenção dos rácios de altura e largura dos perfis trapezoidais nos canais de gitagem aquando dos aumentos realizados. No entanto, as porosidades obtidas nos provetes parecem corresponder às normalmente encontradas nas peças da empresa, pelo que o valor retirado dos ensaios mecânicos será representativo do processo.

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