1
1
INTRODUÇÃO ...
INTRODUÇÃO
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 11
1.1
1.1 Importância
Importância do
do tema...
tema...
...
...
...
...
...
...
...
... 11
1.2
1.2 Objetivos
Objetivos ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 11
1.3
1.3 Metodologia
Metodologia ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...11
1.4
1.4 Demais
Demais capítulos
capítulos ...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 22
1.5
1.5 Referência
Referência Bibliográfica
Bibliográfica ...
...
...
...
...
...
...
...
... 22
2
2
MATERIAIS PLÁSTICOS
MATERIAIS
PLÁSTICOS ...
...
...
...
...
...
...
...
... 33
2.1
2.1 Introdução
Introdução ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 33
2.2
2.2 História
História dos
dos Materiais
Materiais Plásticos
Plásticos...
...
...
...
...
...
...
... 44
2.3 Identificação, Principais Aplicações e Características dos Materiais
2.3 Identificação, Principais Aplicações e Características dos Materiais
Plásticos
Plásticos mais
mais Utilizados...
Utilizados...
...
...
...
...
...
...
...
... 55
2.3.1 2.3.1 PolietilePolietileno no Tereftalato...Tereftalato...55
2.3.2 2.3.2 PolietilPolietileno eno de de Alta Alta Densidade...Densidade...5...5
2.3.3 2.3.3 PolicloretPolicloreto o de de VinilaVinila ...66
2.3.4 2.3.4 PolietilePolietileno no de de Baixa Baixa Densidade/ Densidade/ PolietilePolietileno no Linear Linear de de Baixa Baixa DensidadeDensidade ...6...6
2.3.5 Polipropileno...7
2.3.5 Polipropileno...7
2.3.6 Poliestireno...8
2.3.6 Poliestireno...8
2.3.7 2.3.7 ABS/SAN, ABS/SAN, EVA EVA e e PA...PA...88
2.4
2.4 Projeto
Projeto de
de Produtos
Produtos ...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 99
2.5
2.5 Características
Características Técnicas
Técnicas e
e Aparência
Aparência do
do Produto
Produto...
...
...
...
... 99
2.6
2.6 Desenho
Desenho de
de Produto
Produto e
e Desenho
Desenho de
de Molde
Molde ...
...
...
...
...
... 99
2.6.1 2.6.1 ContraçãoContração ...10...10
2.7
2.7 Normas
Normas para
para o
o Desenho
Desenho do
do Produto
Produto ...
...
...
...
...
...
... 11
11
2.7.1 2.7.1 SimplificaSimplificação ção do do Produto...Produto...11112.8
2.8 Estudo
Estudo Experimental
Experimental ...
...
...
...
...
...
...
...
...
.... 12
12
2.9
2.9 Redução
Redução de
de Custo
Custo sem
sem Comprometer
Comprometer a
a Qualidade
Qualidade do
do Produto...
Produto... 13
13
2.10
2.10 Conceitos
Conceitos e
e Técnicas...
Técnicas...
...
...
...
...
...
...
... 13
13
2.11 Como Aumentar
2.11 Como Aumentar a Rigidez do Produto
a Rigidez do Produto ...
...
...
...
...
...
... 16
16
2.11.1 2.11.1 Usando Usando seções seções de de parede parede espessas:...espessas:...16...16 2.11.22.11.5
2.11.5 PosicionanPosicionando do ou ou inserindo inserindo metal metal ou ou outro outro meio meio de de reforço...reforço...17...17
2.12
2.12 Ângulo de
Ângulo de Saída ou
Saída ou Conicidade...
Conicidade...
...
...
...
...
... 17
17
2.13
2.13 Anéis
Anéis e
e Rebaixos
Rebaixos...
...
...
...
...
...
...
...
...
...18
18
2.14
2.14 Raios e
Raios e Uniões Curvas
Uniões Curvas ...
...
...
...
...
...
...
...
...20
20
2.15
2.15 Tolerância...
Tolerância...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 21
21
3
3
MOLDES
MOLDES ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...23
23
3.1
3.1 Definição
Definição ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.... 23
23
3.2
3.2 Composição
Composição...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...23
23
3.2.13.2.1 Descrição Descrição Específica Específica Dos Dos Elementos Elementos Que Que Compõe Compõe Um Um MoldeMolde...2424 3.2.1.1
3.2.1.1 Placa Placa de de Fixação Fixação inferior inferior ou ou placa placa base base inferior...inferior...2525 3.2.1.2
3.2.1.2 Coluna Coluna ou ou Espaçadores...Espaçadores...2626 3.2.1.3
3.2.1.3 Bucha Bucha – – guiaguia...2626 3.2.1.4
3.2.1.4 Colunas de Colunas de guiaguia ...2626 3.2.1.5
3.2.1.5 Pinos Pinos extratoresextratores ...2727 3.2.1.6
3.2.1.6 Pino Pino extrator extrator do do canalcanal...27...27 3.2.1.7
3.2.1.7 Placa Placa porta porta – – extratores extratores ou ou contra contra placa placa extratora...extratora...2727 3.2.1.8
3.2.1.8 Placa Placa impulsora impulsora ou ou extratoraextratora ...2727 3.2.1.9
3.2.1.9 Pinos Pinos de de retornoretorno...2727 3.2.1.10
3.2.1.10 Placa Placa suporte...suporte...2828 3.2.1.11
3.2.1.11 Postiços Postiços ou ou cavidadescavidades...28...28 3.2.1.12
3.2.1.12 Bucha Bucha de de injeção...injeção...2828 3.2.1.13
3.2.1.13 Anel Anel de de centragemcentragem...29...29 3.2.1.14
3.2.1.14 Placa Placa de de fixação fixação superior superior ou ou placa placa base base superiorsuperior ...2929 3.2.1.15
3.2.1.15 Placa Placa porta porta postiço postiço superior...superior...2929 3.2.1.16
3.2.1.16 Placa Placa porta porta postiço postiço inferior...inferior...29...29 3.2.1.17
3.2.1.17 Tope Tope ou ou apoioapoio...3030
3.3
3.3 Formas
Formas de
de Obtenção
Obtenção dos
dos Moldes
Moldes...
...
...
...
...
...
...
.... 30
30
3.3.1 3.3.1 UsinagemUsinagem ...30...30 3.3.2 3.3.2 CunhagemCunhagem ...31...31 3.3.3 Fundição...31 3.3.3 Fundição...31 3.3.43.5
3.5 Principais
Principais Características
Características dos
dos Aços
Aços para
para Moldes
Moldes ...
...
...
...
... 33
33
3.5.13.5.1 Métodos Métodos Usados Usados Para Para EndurecimeEndurecimento nto dos dos Aços...Aços...3434 3.5.2
3.5.2 Classes Classes de de Aços...Aços...3636
3.6
3.6 Classificação
Classificação ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 36
36
3.7
3.7 Sistemas
Sistemas de
de Extração
Extração ...
...
...
...
...
...
...
...
... 38
38
3.7.13.7.1 Sistema Sistema de de Extração Extração por por Placa Placa Impulsora...Impulsora...3939 3.7.2
3.7.2 Sistemas Sistemas de de Extração Extração por por Ar Ar ComprimidoComprimido ...4040 3.7.3
3.7.3 Sistema Sistema de de Extração Extração por por Núcleo Núcleo RotativoRotativo ...4141
3.8
3.8 Sistemas
Sistemas de
de alimentação
alimentação ...
...
...
...
...
...
...
...
...41
41
3.8.13.8.1 Canais Canais de de DistribuiçDistribuiçãoão ...42...42 3.8.2
3.8.2 Sistema Sistema de de AlimentaçãAlimentação o IndiretaIndireta ...4545 3.8.3 Entradas...46 3.8.3 Entradas...46 3.8.3.1
3.8.3.1 Entrada RestritaEntrada Restrita ...4848 3.8.4
3.8.4 Entrada Entrada em em LequeLeque ...5151 3.8.5
3.8.5 Entrada Entrada Tipo Tipo Flash Flash (Lateral (Lateral Contínua)Contínua) ...5252 3.8.6
3.8.6 Entrada Entrada CapilarCapilar ...5353 3.8.7
3.8.7 Entrada Entrada em em aba...aba...55...55 3.8.8
3.8.8 Entrada Entrada submarina....submarina...5555 3.8.9
3.8.9 Entrada Entrada em em Anel Anel ou ou DiscoDisco ...56...56
3.9
3.9 Sistemas
Sistemas de
de Alimentação
Alimentação Direta
Direta ...
...
...
...
...
...
...
... 57
57
3.9.13.9.1 AlimentaçAlimentação ão por por Câmara Câmara Quente...Quente...5757
4
4
INTRODUÇÃO À
INTRODUÇÃO
À ANÁLISE
ANÁLISE DE
DE INJEÇÃO
INJEÇÃO POR
POR ELEMENTOS
ELEMENTOS
FINITOS...
FINITOS...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...59
59
4.1
4.1 Tecnologias
Tecnologias geométricas
geométricas...
...
...
...
...
...
...
...
... 60
60
4.2
4.2 Tecnologias
Tecnologias de
de Banco
Banco de
de Dados
Dados ...
...
...
...
...
...
...
... 61
61
4.2.14.2.1 Tipos Tipos de de Banco Banco de de Dados...Dados...6161
4.3
4.3 Tecnologias
Tecnologias de
de engenharia
engenharia...
...
...
...
...
...
...
...
... 62
62
4.4
4.4 Análise
Análise de
de Fluxo
Fluxo ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...62
62
4.4.14.4.1 DesenvolviDesenvolvimento mento de de Algoritmos Algoritmos de de Fluxo Fluxo Secionais...Secionais...6363
4.4.1.1
4.4.1.1 Equações Equações de de fluxofluxo... ... 6363 4.4.1.2
4.4.1.2 Equações Equações de de Transferência Transferência de de calor...calor... ... 6565
4.5
4.5 Análises
Análises Dimensionais
Dimensionais...
...
...
...
...
...
...
...
... 66
66
4.6
4.6.3
4.6.3 Cálculo Cálculo de de Distribuição Distribuição de de FluxoFluxo ...7373
5
5
ESTUDO DE
ESTUDO
DE CASO
CASO...
...
...
...
...
...
...
...
... 75
75
5.1
5.1 Concepção
Concepção do
do produto
produto ...
...
...
...
...
...
...
...
... 75
75
5.2
5.2 Projeto
Projeto do
do produto...
produto...
...
...
...
...
...
...
...76
76
5.3
5.3 Prototipagem
Prototipagem do
do produto...
produto...
...
...
...
...
...
... 77
77
5.4
5.4 Projeto
Projeto do
do molde
molde ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...79
79
5.4.15.4.1 Análise Análise de de injeçãoinjeção...8080
5.4.1.1
5.4.1.1 Pressão Pressão de de injeção...injeção... 8282 5.4.1.2
5.4.1.2 Redução Redução da da pressão pressão de de injeçãoinjeção ... 8383 5.4.1.3
5.4.1.3 Expectativa Expectativa de de preenchimento preenchimento da da cavidadecavidade ... ... 8484 5.4.1.4
5.4.1.4 Temperatura Temperatura do do fluxo fluxo de de injeçãoinjeção ... ... 8585 5.4.1.5
5.4.1.5 Tempo Tempo de de preenchimento...preenchimento... 8686 5.4.1.6
5.4.1.6 Qualidade Qualidade da da injeção...injeção... ... 8787 5.4.1.7
5.4.1.7 Linhas Linhas de de solda solda fria fria ou ou linhas linhas friasfrias ... ... 8888 5.4.1.8 5.4.1.8 Bolhas Bolhas de de arar ... ... 8989
5.5
5.5 Conclusão
Conclusão...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 90
90
Anexo
Anexo A
A ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 931
931
Anexo
Anexo B...
B...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 932
932
6
Figura 2.2
Figura 2.2 - - Aplicações do PEAD...Aplicações do PEAD...5...5 Figura 2.3
Figura 2.3 - - Aplicações do PVC...Aplicações do PVC...6...6 Figura 2.4-Aplicações
Figura 2.4-Aplicações do PEBD/PELBDdo PEBD/PELBD ...7...7 Figura 2.5
Figura 2.5 - - Aplicações do PP...Aplicações do PP...7...7 Figura 2.6
Figura 2.6 - - Aplicações do PS...Aplicações do PS...8...8 Figura 2.7
Figura 2.7 - - Aplicações do gruAplicações do grupo 7po 7...8...8 Figura 2.8
Figura 2.8 - - Bolhas e Bolhas e Depressões em Depressões em Peças Injetadas...14Peças Injetadas...14 Figura 2.9
Figura 2.9 - - Sentido dSentido do Fluxo Fluxo do de Injeçãoe Injeção...14...14 Figura
Figura 2.10 2.10 - - Técnicas Técnicas para para evitar evitar depressões depressões superficiaissuperficiais ...1515 Figura 2.11
Figura 2.11 - - Exemplo dExemplo de Reforço e Reforço com Nervuras...com Nervuras...16...16 Figura
Figura 2.12 2.12 - - Seções EscalonadasSeções Escalonadas ...17...17 Figura 2.13
Figura 2.13 - - Seções PostiçasSeções Postiças...17...17 Figura 2.14 - Ângulo
Figura 2.14 - Ângulo de Saídade Saída ...18...18 Figura
Figura 2.15 2.15 - - Anéis Anéis e e rebaixosrebaixos ...18...18 Figura 2.16 - Anéis internos...19 Figura 2.16 - Anéis internos...19 Figura 2.17
Figura 2.17 - - Cálculo do Cálculo do máximo anel máximo anel interior para interior para peças circularespeças circulares...19...19 Figura 2.18
Figura 2.18 - - Gráfico de Gráfico de Concentração de Concentração de TensõesTensões ...21...21 Figura
Figura 2.19 2.19 - - Distorção Distorção em em Grandes Grandes ÁreasÁreas ...22...22 Figura 3.1- Componentes básicos de
Figura 3.1- Componentes básicos de um molde...um molde...24...24 Figura 3.2 -
Figura 3.2 - Matriz de bloco único e Matriz de bloco único e matriz composta...30matriz composta...30 Figura 3
Figura 3.3 - .3 - Classificação dos Classificação dos MoldesMoldes ...37...37 Figura 3.4 -
Figura 3.4 - Contração de um Contração de um produto sólido...produto sólido...38...38 Figura 3.5 -
Figura 3.5 - Contração de um Contração de um produto com forma produto com forma internainterna...38....38 Figura 3.6 -
Figura 3.6 - Exemplo de extração Exemplo de extração por placa impulsora – por placa impulsora – por pinos...39por pinos...39 Figura 3.7 -
Figura 3.7 - Exemplo de Exemplo de extração por pextração por placa impulsora – laca impulsora – por camisapor camisa ...40...40 Figura 3.8
Figura 3.8 - - Exemplo de Exemplo de extração por extração por ar comprimidoar comprimido ...40...40 Figura 3.9
Figura 3.9 - - Dimensionamento Dimensionamento dos dos canaiscanais ...44...44 Figura 3.10 -
Figura 3.10 - Lay-out das cavidades Lay-out das cavidades para uma pressão para uma pressão de injeção igualde injeção igual ...45...45 Figura 3.11
Figura 3.11 - - Sistema de Sistema de alimentaçãoalimentação ...46...46 Figura 3.12
Figura 3.12 - - Dimensionamento Dimensionamento da entradada entrada ...49...49 Figura
Figura 3.13 3.13 - - Exemplos Exemplos de de entradas entradas restritasrestritas ...50...50 Figura 3.14
Figura 3.14 - - Entrada em Entrada em lequeleque ...51...51 Figura 3.15
Figura 3.17 -
Figura 3.17 - Aumento de espessura para Aumento de espessura para entrada capilar...54entrada capilar...54
Figura 3.18 Figura 3.18 - - Entrada em Entrada em abaaba ...55...55
Figura 3.19 - Entrada submarina...56
Figura 3.19 - Entrada submarina...56
Figura Figura 3.20- 3.20- Entrada Entrada em em discodisco ...56...56
Figura 3.21 - Figura 3.21 - Alimentação direta...Alimentação direta...57...57
Figura 3.22 Figura 3.22 - - Exemplo dExemplo de molde e molde com injeção com injeção por câmara por câmara quentequente ...5...588
Figura. 4.1 Figura. 4.1 - - atrito = atrito = pressão x pressão x espessura / espessura / (2 x (2 x comprimento)comprimento) ...63...63
Figura. Figura. 4.2 4.2 - - Aplicação Aplicação numa numa geometriageometria ...64...64
Figura Figura 4.3 4.3 - - Distribuição da Distribuição da temperatura temperatura como como função função do temdo tempo po e temperature temperaturaa ...68...68
Figura 4.4 - Dois eixos Figura 4.4 - Dois eixos tensionadostensionados ...71...71
Figura Figura 4.5 4.5 - Moldagem - Moldagem quadrada – quadrada – densidade de malha densidade de malha = 5, núm= 5, número de nós ero de nós = 40...73= 40...73
Figura 5.1 – Desenho de produto 2d (tampa porta- talheres)...76
Figura 5.1 – Desenho de produto 2d (tampa porta- talheres)...76
Figura 5.2 – Desenho de produto 3d (tampa porta- talheres)...77
Figura 5.2 – Desenho de produto 3d (tampa porta- talheres)...77
Figura 5.3 – Exemplo de funcionamento e aplicação da estereolitografia...78
Figura 5.3 – Exemplo de funcionamento e aplicação da estereolitografia...78
Figura 5.4 – Desenho de conjunto do molde (tam Figura 5.4 – Desenho de conjunto do molde (tampa porta-talheres)pa porta-talheres) ...7...799
Figura 5.5 – Modelo transparente (tampa porta-talheres) Figura 5.5 – Modelo transparente (tampa porta-talheres) ...81...81
Figura 5.5 – Pressão de injeção...82
Figura 5.5 – Pressão de injeção...82
Figura 5.6 – Queda da pressão de injeção...83
Figura 5.6 – Queda da pressão de injeção...83
Figura 5.7 – Probabilidade Figura 5.7 – Probabilidade de preenchimento...84de preenchimento...84
Figura 5.8 – Temperatura do fluxo de injeção Figura 5.8 – Temperatura do fluxo de injeção ...85...85
Figura 5.9 Figura 5.9 – Tempo de – Tempo de preenchimento...preenchimento...86...86
Figura 5.10 – Qualidade Figura 5.10 – Qualidade da injeçãoda injeção...87...87
Figura 5.11 – Linhas Figura 5.11 – Linhas friasfrias ...88...88
Figura 5.12 – Bolhas Figura 5.12 – Bolhas de arde ar ...89...89
Figura 5.13 – Saída Figura 5.13 – Saída de ar...de ar...90...90
Lista de Tabelas e Quadros Lista de Tabelas e Quadros Tabela 2.1 Tabela 2.1 - Época do Início da Industrializaç- Época do Início da Industrialização dos Plásticosão dos Plásticos...4...4
Tabela Tabela 2.2 2.2 - - Contração Contração de Mode Moldagem ldagem de Vde Vários ários TermoplástiTermoplásticoscos ...11...11
Tabela 3.1 - Tabela 3.1 - Aços RecomAços Recomendados para endados para Moldes de InjeMoldes de Injeçãoção...3535 Tabela 3.2 - Tabela 3.2 - Efeitos dos Efeitos dos Elementos Elementos Especiais nEspeciais na Ligaa Liga...3636 Quadro 3 Quadro 3.1 - .1 - Sistemas de Sistemas de alimentaçãoalimentação ...41...41
Tabela 3.3 Tabela 3.3 - - Área equivaÁrea equivalente da lente da seção trapeseção trapezoidal e zoidal e circularcircular ...4343 Tabela 3 Tabela 3.4 - .4 - Diâmetros Diâmetros de canade canais recomis recomendadosendados ...44...44
1 INTRODUÇÃO
1 INTRODUÇÃO
1.1
1.1 Importância Importância do do tematema
O presente trabalho se dedica ao estudo e compreensão das técnicas de injeção O presente trabalho se dedica ao estudo e compreensão das técnicas de injeção plástica, pois dentre todos os processo de transformação de materiais plásticos, a injeção é a plástica, pois dentre todos os processo de transformação de materiais plásticos, a injeção é a mais utilizada e a que mais se desenvolve em termos tecnológicos. Sem grandes pretensões o mais utilizada e a que mais se desenvolve em termos tecnológicos. Sem grandes pretensões o mesmo poderá ser usado como fonte de pesqu
mesmo poderá ser usado como fonte de pesquisa para isa para iniciantes e profissioiniciantes e profissionais da área, poisnais da área, pois serão abordados os conceitos básicos do projeto e desenvolvimento de produtos e moldes, serão abordados os conceitos básicos do projeto e desenvolvimento de produtos e moldes, bem como as novas tecnologias empregadas no setor, como por exemplo a análise de injeção bem como as novas tecnologias empregadas no setor, como por exemplo a análise de injeção por elementos finitos, que vem
por elementos finitos, que vem sendo cada vez mais sendo cada vez mais empregada.empregada. 1.2 Objetivos
1.2 Objetivos a)
a) Apresentar Apresentar as as principais principais matérias matérias primas primas utilizadas utilizadas em em peças peças plásticas;plásticas; b)
b) Descrever Descrever os os princípios princípios básicos básicos do do projeto projeto de de produtos produtos e e molde;molde; c)
c) Apresentar Apresentar novas novas tecnologias tecnologias utilizados utilizados no no setor setor (análise (análise de de injeção injeção porpor elementos finitos).
elementos finitos). 1.3 Metodologia 1.3 Metodologia
Para se atingir os objetivos citados acima serão feitas pesquisas bibliográficas em Para se atingir os objetivos citados acima serão feitas pesquisas bibliográficas em livros da área, revistas e
livros da área, revistas e artigos especialartigos especializados, internetizados, internet, além da experiênc, além da experiência profissional doia profissional do autor como prestador de se
1.4
1.4 Demais Demais capítuloscapítulos
São partes componentes deste trabalho: São partes componentes deste trabalho: Capítulo 2 – Materiais Plásticos
Capítulo 2 – Materiais Plásticos
Neste capítulo serão apresentados as principais matérias primas plásticas utilizadas Neste capítulo serão apresentados as principais matérias primas plásticas utilizadas pela indústria , suas
pela indústria , suas principais aplicaçõeprincipais aplicações e s e característicacaracterísticas e s e também serão abordados detalhestambém serão abordados detalhes técnicos referentes ao projeto e
técnicos referentes ao projeto e desenvolvidesenvolvimento de produtos plásticos.mento de produtos plásticos. Capítulo 3 – Moldes
Capítulo 3 – Moldes
Neste capítulo serão descritos os tipos mais usuais de moldes para injeção plástica Neste capítulo serão descritos os tipos mais usuais de moldes para injeção plástica com seus detalhes técnicos e construtivos, como por exemplo sistemas de extração, tipos de com seus detalhes técnicos e construtivos, como por exemplo sistemas de extração, tipos de injeção, dimensionamento de canais de alimentação.
injeção, dimensionamento de canais de alimentação. Capítulo 4 – Introdução à Análise de
Capítulo 4 – Introdução à Análise de Injeção por Elementos FinitosInjeção por Elementos Finitos Neste capítulo apresentaremos noções básicas para
Neste capítulo apresentaremos noções básicas para se compreender funcionamento dase compreender funcionamento da análise de injeção por elementos finitos, dando-se ênfase à análise de fluxo e as principais análise de injeção por elementos finitos, dando-se ênfase à análise de fluxo e as principais variáveis que o
variáveis que o processo engloba.processo engloba. Capítulo 5 –
Capítulo 5 –
Neste capítulo serão demonstrados todos os passos do projeto de um molde, desde a Neste capítulo serão demonstrados todos os passos do projeto de um molde, desde a concepção do produto até o projeto e desenho do molde passando pela análise de injeção. concepção do produto até o projeto e desenho do molde passando pela análise de injeção. 1.5
1.5 Referência Referência BibliográficaBibliográfica
Para a execução deste trabalho foram utilizados livros técnicos da área de mecânica, Para a execução deste trabalho foram utilizados livros técnicos da área de mecânica, artigos de períodicos sobre injeção plástica e obtidos através de meio eletrônico (internet). artigos de períodicos sobre injeção plástica e obtidos através de meio eletrônico (internet). Foram realizadas consultas a profissionais da área e também foi levada em conta a Foram realizadas consultas a profissionais da área e também foi levada em conta a experiência pessoal na área de projetos e acessoria para empresas da
2
2 MATERIAIS
MATERIAIS PLÁSTICOS
PLÁSTICOS
Neste capítulo serão apresentados os
Neste capítulo serão apresentados os materiais utilizados para produzir peças plásticasmateriais utilizados para produzir peças plásticas bem como suas
bem como suas principais aplicações.principais aplicações. 2.1 Introdução
2.1 Introdução
Cada vez mais a indústria moderna vem se empenhando em produzir produtos bons, Cada vez mais a indústria moderna vem se empenhando em produzir produtos bons, bonitos e baratos e por esse motivo está orientada em substituir os materiais tradicionais por bonitos e baratos e por esse motivo está orientada em substituir os materiais tradicionais por materiais sintéticos, que resultam em produtos de melhor qualidade e bem mais econômicos. materiais sintéticos, que resultam em produtos de melhor qualidade e bem mais econômicos.
Os materiais plásticos sem dúvida alguma, estão entre os materiais sintéticos de maior Os materiais plásticos sem dúvida alguma, estão entre os materiais sintéticos de maior aplicação
aplicação
Utilizados em quase todos os setores da economia, tais como construção civil, Utilizados em quase todos os setores da economia, tais como construção civil, agrícola, de calçados, móveis, alimentos, têxtil, lazer, telecomunicações, eletroeletrônicos, agrícola, de calçados, móveis, alimentos, têxtil, lazer, telecomunicações, eletroeletrônicos, automobilís
automobilísticos, médico-hospitalar e ticos, médico-hospitalar e distribuição de energia.distribuição de energia.
Nestes setores, os plásticos estão presentes nos mais diferentes produtos, a exemplo Nestes setores, os plásticos estão presentes nos mais diferentes produtos, a exemplo dos geossintéticos, que assumem cada vez maior importância na drenagem, controle de
dos geossintéticos, que assumem cada vez maior importância na drenagem, controle de erosãoerosão e reforço do
e reforço do solo de aterros sanitários, tanques industriais, entre outras utilidadessolo de aterros sanitários, tanques industriais, entre outras utilidades.. Outro setor que se benefic
Outro setor que se beneficia muito dos matia muito dos materiais plásticeriais plásticos é o os é o setor de embalagsetor de embalagensens para alimentos e bebidas que vem se destacando pela utilização crescente dos plásticos, em para alimentos e bebidas que vem se destacando pela utilização crescente dos plásticos, em função de suas excelentes características, entre elas: transparência, resistência, leveza e função de suas excelentes características, entre elas: transparência, resistência, leveza e atoxidade.
2.2
2.2 História História dos dos Materiais Materiais PlásticosPlásticos Os plásticos já e
Os plásticos já eram conhecidos noram conhecidos nos laboratórios quís laboratórios químicos micos por volta de 186por volta de 1860, mas o0, mas o primeiro plástico a ser industrializado foi o celulóide (nitrato de celulose) em 1864 e que primeiro plástico a ser industrializado foi o celulóide (nitrato de celulose) em 1864 e que substituiu o marfim nos Estados Unidos
substituiu o marfim nos Estados Unidos em 1870.em 1870.
O celulóide embora substituísse alguns materiais, criou um certo descrédito no uso O celulóide embora substituísse alguns materiais, criou um certo descrédito no uso dosdos plásticos pois não era um
plásticos pois não era um material estável, decompunha-material estável, decompunha-se quando exposto a se quando exposto a luz ou ao luz ou ao calor ecalor e era altamente
era altamente inflamável.inflamável. Este descrédi
Este descrédito fez com que to fez com que levassem levassem longo tempo longo tempo para aprimorar e dpara aprimorar e desenvolveresenvolver novos materiais plásticos.
novos materiais plásticos.
As épocas aproximadas do início de industrialização dos primeiros plásticos estão na As épocas aproximadas do início de industrialização dos primeiros plásticos estão na tabela 2.1.
tabela 2.1.
Tabela 2.1
Tabela 2.1 - Época d- Época do Início da o Início da Industrialização dos PlásticosIndustrialização dos Plásticos
MATERIAL ANO
MATERIAL ANO MATERIAL MATERIAL ANOANO
Celulóide
Celulóide 1864 1864 ABS ABS 19461946
Baquelite
Baquelite 1909 1909 Teflon Teflon 19481948
Silicone
Silicone 1930 1930 PolicarbonatPolicarbonato o 19581958 Acrílico
Acrílico 1932 1932 Polipropileno Polipropileno 19591959 Poliestireno
Poliestireno 1933 1933 Acetal Acetal 19601960
Nylon
Nylon 1935 1935 PPO PPO 19641964
Polietileno
Polietileno 1939 1939 Poliamida Poliamida 19651965
PVC 1940
PVC 1940
Fonte: GAGLIARD (1983) Fonte: GAGLIARD (1983)
A partir da descoberta desses materiais plásticos houve a necessidade de obter A partir da descoberta desses materiais plásticos houve a necessidade de obter processos de fabricaç
processos de fabricação dos produtos, assião dos produtos, assim, m, a injeção em ma injeção em moldes foi um dessoldes foi um desses processoses processos que se aprimorou com o passar do tem
que se aprimorou com o passar do tempo. Hoje po. Hoje é possível a industé possível a industrialização de plásrialização de plásticos emticos em grande produção em máquinas injetoras com moldes de alta qualidade fazendo com que o grande produção em máquinas injetoras com moldes de alta qualidade fazendo com que o processo fique totalmente automatizado.
2.3
2.3 Identificação, Identificação, Principais Principais Aplicações Aplicações e e Características Características dos dos Materiais Materiais PlásticosPlásticos Mais Utilizados
Mais Utilizados
2.3.1
2.3.1 Polietileno Polietileno TereftalatoTereftalato
IDENTIFICAÇÃO : IDENTIFICAÇÃO :
Utilizado principalmente em frascos e garrafas para uso alimentício/hospitalar, Utilizado principalmente em frascos e garrafas para uso alimentício/hospitalar, cosméticos, bandeja
cosméticos, bandejas para s para microondas, filmes para áudio e microondas, filmes para áudio e vídeo, fibras têxteis, etc.vídeo, fibras têxteis, etc.
Figura 2.1 - Aplicações do PET Figura 2.1 - Aplicações do PET Fonte: ABIQUIM (2002)
Fonte: ABIQUIM (2002) Características:
Características: transparente, inquebrável, impermeável, leve.transparente, inquebrável, impermeável, leve.
2.3.2
2.3.2 Polietileno de Polietileno de Alta Alta DensidadeDensidade
IDENTIFICAÇÃO :
IDENTIFICAÇÃO :
Utilizado principalment
Utilizado principalmente em e em embalagens para detergentes e embalagens para detergentes e óleos automotivos, sacolasóleos automotivos, sacolas de supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes,
de supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades doméstiutilidades domésticas, etc.cas, etc.
Figura 2.2
Figura 2.2 - - Aplicações do Aplicações do PEADPEAD Fonte: ABIQUIM (2002)
Características:
Características: inquebrável, resistente a baixas temperaturas, leve, impermeável,inquebrável, resistente a baixas temperaturas, leve, impermeável, rígido e com
rígido e com resistência química.resistência química.
2.3.3
2.3.3 Policloreto Policloreto de de VinilaVinila
IDENTIFICAÇÃO :
IDENTIFICAÇÃO :
Utilizado principalmente em embalagens para água mineral, óleos comestíveis, Utilizado principalmente em embalagens para água mineral, óleos comestíveis, maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulações de água e esgotos, mangueiras, embalagens maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulações de água e esgotos, mangueiras, embalagens para remédios, brinquedos, bolsas de
para remédios, brinquedos, bolsas de sangue, material hospitalar, etc.sangue, material hospitalar, etc.
Figura 2.3
Figura 2.3 - - Aplicações do Aplicações do PVCPVC Fonte: ABIQUIM (2002)
Fonte: ABIQUIM (2002) Características:
Características: rígido, transparente, impermeável, resistente à temperatura erígido, transparente, impermeável, resistente à temperatura e inquebrável.
inquebrável.
2.3.4
2.3.4 Polietileno de Polietileno de Baixa Baixa Densidade/ Densidade/ Polietileno Polietileno Linear Linear de de Baixa Baixa DensidadeDensidade
IDENTIFICAÇÃO : IDENTIFICAÇÃO :
Utilizado principalmente em sacolas para supermercados e butiques, filmes para Utilizado principalmente em sacolas para supermercados e butiques, filmes para embalar leite e outros
embalar leite e outros alimentos, sacaria industrial, filmes para fraldas descartáveis, bolsa paraalimentos, sacaria industrial, filmes para fraldas descartáveis, bolsa para soro medicinal, sacos de lixo, etc.
Figura 2.4-Aplicações do PEBD/PELBD Figura 2.4-Aplicações do PEBD/PELBD
Fonte: ABIQUIM (2002) Fonte: ABIQUIM (2002)
Características:
Características: flexível, leve transparente e flexível, leve transparente e impermeávelimpermeável..
2.3.5 Polipropileno 2.3.5 Polipropileno
IDENTIFICAÇÃO : IDENTIFICAÇÃO :
Utilizado principalmente em filmes para embalagens e alimentos, embalagens Utilizado principalmente em filmes para embalagens e alimentos, embalagens industriais, cordas, tubos para água quente, fios e
industriais, cordas, tubos para água quente, fios e cabos, frascos, caixas de bebidas, autopeças,cabos, frascos, caixas de bebidas, autopeças, fibras para tapetes utilidades domésticas, potes, fraldas e
fibras para tapetes utilidades domésticas, potes, fraldas e seringas descartáveis, etc.seringas descartáveis, etc.
Figura 2.5
Figura 2.5 - - Aplicações do Aplicações do PPPP Fonte: ABIQUIM (2002) Fonte: ABIQUIM (2002) Características:
Características: conserva o aroma, inquebrável, transparente, brilhante, rígido econserva o aroma, inquebrável, transparente, brilhante, rígido e resistente a mudanças de temperatura.
2.3.6 Poliestireno 2.3.6 Poliestireno
IDENTIFICAÇÃO: : IDENTIFICAÇÃO: :
Utilizado principalmente em potes para iogurtes, sorvetes, doces, frascos, bandejas de Utilizado principalmente em potes para iogurtes, sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear supermercados, geladeiras (parte interna da porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartáveis, brinquedos, etc.
descartáveis, brinquedos, etc.
Figura 2.6
Figura 2.6 - - Aplicações do Aplicações do PSPS Fonte: ABIQUIM (2002) Fonte: ABIQUIM (2002) Características:
Características: impermeáveimpermeável, inquebrável, rígido, l, inquebrável, rígido, transparente, leve e transparente, leve e brilhante.brilhante.
2.3.7
2.3.7 ABS/SAN, ABS/SAN, EVA EVA e e PAPA
IDENTIFICAÇÃO: IDENTIFICAÇÃO:
Utilizados principalmente em solados, autopeças, chinelos, pneus, acessórios Utilizados principalmente em solados, autopeças, chinelos, pneus, acessórios esportivos e náuticos, plásticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomésticos, corpos de esportivos e náuticos, plásticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomésticos, corpos de computadores, etc.
computadores, etc.
Figura 2.7
Figura 2.7 - - Aplicações do Aplicações do grupo 7grupo 7 Fonte: ABIQUIM (2002)
Fonte: ABIQUIM (2002) Características:
Características: flexibilidade, leveza, resistência à abrasão, possibilidade de designflexibilidade, leveza, resistência à abrasão, possibilidade de design diferenciado.
2.4
2.4 Projeto Projeto de de ProdutosProdutos A fim de que
A fim de que se tenha um bom desempenho da peça a evitar inconveniências que maisse tenha um bom desempenho da peça a evitar inconveniências que mais tarde possam ocorrer, aumentando o seu custo, é necessário que os seguintes fatores sejam tarde possam ocorrer, aumentando o seu custo, é necessário que os seguintes fatores sejam analisados:
analisados:
A possibilidade de moldar o A possibilidade de moldar o produto nas formas desejadas;produto nas formas desejadas; Material plástico adequado para o Material plástico adequado para o produto;produto;
As tolerâncias dimensionais e geométricas exigidas;As tolerâncias dimensionais e geométricas exigidas; Custo e a amortização do investimento;Custo e a amortização do investimento;
2.5
2.5 Características Características Técnicas Técnicas e e Aparência Aparência do do ProdutoProduto
Há produtos que requerem somente características técnicas, normalmente utilizadas Há produtos que requerem somente características técnicas, normalmente utilizadas em eletro-eletrônicos, aplicações mecânicas e formando conjuntos de peças não visíveis, em eletro-eletrônicos, aplicações mecânicas e formando conjuntos de peças não visíveis, desta. maneira não se preocupando com os aspectos estéticos e há produtos que não
desta. maneira não se preocupando com os aspectos estéticos e há produtos que não requeremrequerem dimensões e propriedades rígidas mas de aparência bastante importantes, tais como, dimensões e propriedades rígidas mas de aparência bastante importantes, tais como, brinquedos, utilidades domésticas e adornos.
brinquedos, utilidades domésticas e adornos.
Por isso, será necessário avaliar estes itens para o projeto do molde, da confecção dos Por isso, será necessário avaliar estes itens para o projeto do molde, da confecção dos produtos (pontos de entradas, linhas de
produtos (pontos de entradas, linhas de solda, dimensões).solda, dimensões). 2.6
2.6 Desenho Desenho de de Produto Produto e e Desenho Desenho de de MoldeMolde
Considerando que o molde é a ferramenta que terá as dimensões e a forma do produto Considerando que o molde é a ferramenta que terá as dimensões e a forma do produto deverá então ser estudado com critério as dimensões das cavidades devido a contração do deverá então ser estudado com critério as dimensões das cavidades devido a contração do material que será utilizado.
2.6.1 Contração 2.6.1 Contração
Na produção de peças de material plástico a contração é muito importante e deve ser Na produção de peças de material plástico a contração é muito importante e deve ser atentamente considerada, pois esta refletirá nas dimensões de produto moldado, além de atentamente considerada, pois esta refletirá nas dimensões de produto moldado, além de influir sobre:
influir sobre:
- A solidez; a contração pode provocar em vários pontos do produto que tenha - A solidez; a contração pode provocar em vários pontos do produto que tenha espessuras distintas, tensões que podem causar rachaduras, rupturas, chupagens, etc.
espessuras distintas, tensões que podem causar rachaduras, rupturas, chupagens, etc.
- A instabilidade dimensional com a contração pode não ser uniforme em toda a - A instabilidade dimensional com a contração pode não ser uniforme em toda a superfície da peça moldada e causar empenamentos e deformações, isto acontece geralmente superfície da peça moldada e causar empenamentos e deformações, isto acontece geralmente em peças que tem diferentes espessuras em suas várias partes os quais, por conseqüência em peças que tem diferentes espessuras em suas várias partes os quais, por conseqüência lógica, não sofrem contrações uniformes.
lógica, não sofrem contrações uniformes.
- O inserto de partes metálicos; a contração do metal é diferente do plástico; este ao - O inserto de partes metálicos; a contração do metal é diferente do plástico; este ao resfriar-se pode contrair de duas a cinco vezes mais que os metais, consequentemente a força resfriar-se pode contrair de duas a cinco vezes mais que os metais, consequentemente a força desta contração agindo sobre o metal que tem maior resistência mecânica, o plástico poderá desta contração agindo sobre o metal que tem maior resistência mecânica, o plástico poderá vir a romper-se.
vir a romper-se.
As tolerâncias dimensionais obtidas conforme o coeficiente de
As tolerâncias dimensionais obtidas conforme o coeficiente de contração dos plásticoscontração dos plásticos não é sempre constante, pois este depende dos diversos fatores, tais como a. inconstância das não é sempre constante, pois este depende dos diversos fatores, tais como a. inconstância das matérias primas empregadas em sua preparação, as variações das fases do processo de matérias primas empregadas em sua preparação, as variações das fases do processo de fabricação, cujo controle exato quase nem sempre
fabricação, cujo controle exato quase nem sempre é possível; as condições de é possível; as condições de moldagem, etc.moldagem, etc. As tolerâncias médias que se adotam para determinar as dimensões de uma peça a ser As tolerâncias médias que se adotam para determinar as dimensões de uma peça a ser moldada com material plástico devem ser
moldada com material plástico devem ser a maior possível sem a maior possível sem comprometer a funcionalidadecomprometer a funcionalidade do produto.
do produto.
Os vários materiais de moldagem tem diferentes valores de contração, e estes são Os vários materiais de moldagem tem diferentes valores de contração, e estes são dados nas instruções do fabricante do material. Alguns valores, comumente adotados, são dados nas instruções do fabricante do material. Alguns valores, comumente adotados, são dados na tabela a seguir.
Tabela 2.2
Tabela 2.2 - - Contração dContração de Moldagem e Moldagem de Vários de Vários TermoplásticosTermoplásticos MATERIAL
MATERIAL CONTRAÇÃO CONTRAÇÃO APÓSAPÓS
MOLDAGEM MOLDAGEM (%) (%) Acetato de celulose Acetato de celulose 0,3-0,70,3-0,7
Acetato butirato de celulose
Acetato butirato de celulose 0,2-0,50,2-0,5
Nylon Nylon 1,0-2,51,0-2,5 P.V.C. – Rígido P.V.C. – Rígido 0,1-0,20,1-0,2 P.V.C – P.V.C – FlexívelFlexível 0,2-2,00,2-2,0 Metil Metacrilato Metil Metacrilato 0,2-0,80,2-0,8 Poliestireno Poliestireno 0,2-0,60,2-0,6
Acrilonitrila butadieno estireno (A.B.S.)
Acrilonitrila butadieno estireno (A.B.S.) 0,3-0,80,3-0,8 Acrilonitrila estireno
Acrilonitrila estireno 0,2-0,50,2-0,5
Polietileno - baixa densidade
Polietileno - baixa densidade 1,5-3,01,5-3,0
Polietileno - alta densidade
Polietileno - alta densidade 1,5-3,01,5-3,0
Polipropileno Polipropileno 0,5-0,70,5-0,7 Policarbonato Policarbonato 2,52,5 Fonte: GAGLIARD (1983). Fonte: GAGLIARD (1983). 2.7
2.7 Normas Normas para para o o Desenho Desenho do do ProdutoProduto
Algumas vezes, a criação de novos produtos de material plástico, dependendo da sua Algumas vezes, a criação de novos produtos de material plástico, dependendo da sua forma geométrica, trazem sérios problemas quando da elaboração do projeto e construção do forma geométrica, trazem sérios problemas quando da elaboração do projeto e construção do molde.
molde.
Para evitar a ocorrên
Para evitar a ocorrência destes probcia destes problemas deve slemas deve ser observado ao se er observado ao se criar novos produtocriar novos produtos s oo seguinte aspecto:
seguinte aspecto:
2.7.1
2.7.1 Simplificação Simplificação do do ProdutoProduto
O requisito principal de uma peça do material plástico é que
O requisito principal de uma peça do material plástico é que este deva ser simplificadoeste deva ser simplificado ao máximo, mantendo a funcionalidade para a
É aconselhável, como regra geral, fazer uma análise funcional da peça a produzir e É aconselhável, como regra geral, fazer uma análise funcional da peça a produzir e observar atentamente todas as possíveis funções que esta
observar atentamente todas as possíveis funções que esta deva exercer.deva exercer.
Pode-se verificar as necessidades do produto tomando como referência quais são as Pode-se verificar as necessidades do produto tomando como referência quais são as funções requeridas quanto a:
funções requeridas quanto a: - Forma estética; - Forma estética; - Resistência as
- Resistência as temperaturas;temperaturas; - Acabamento superficial; - Acabamento superficial; - Resistência ao impacto; - Resistência ao impacto; - Resistência mecânica; - Resistência mecânica; - Resistência elétrica; - Resistência elétrica; - Resistência química; - Resistência química; -
- Estabilidade dimensionalEstabilidade dimensional;; As peças
As peças de características eminentemente técnicas, devem ser estudadas de características eminentemente técnicas, devem ser estudadas atentamenatentamentete no que diz respeito a
no que diz respeito a sua forma e suas dimensões.sua forma e suas dimensões.
2.8
2.8 Estudo Estudo ExperimentalExperimental
Quando a análise funcional deixa dúvidas sobre o perfeito funcionamento, ou na Quando a análise funcional deixa dúvidas sobre o perfeito funcionamento, ou na resistência de algumas partes, deve-se fazer um estudo experimental de todas as resistência de algumas partes, deve-se fazer um estudo experimental de todas as característica
características s funcionais.funcionais.
Podemos, para isso, nos basearmos em objetos similares ao que se está analisando, Podemos, para isso, nos basearmos em objetos similares ao que se está analisando, tentando assim eliminar todos os inconvenientes, erros ou
tentando assim eliminar todos os inconvenientes, erros ou falhas que apresenta.falhas que apresenta.
No caso de não existir peças similares, é aconselhável construir um protótipo em No caso de não existir peças similares, é aconselhável construir um protótipo em escala natural, empregando materiais com as mesmas propriedades e características de escala natural, empregando materiais com as mesmas propriedades e características de material a ser utilizado para produzir as peças.
material a ser utilizado para produzir as peças. Quando a peça a
Quando a peça a ser construída tem apenas exigências estéticaser construída tem apenas exigências estéticas, deve-se ter uma visãos, deve-se ter uma visão geral de como esta se apresentará depois de pronta, e para isso pode-se fazer um modelo em geral de como esta se apresentará depois de pronta, e para isso pode-se fazer um modelo em gesso, madeira, argila, etc. Sobre este deve-se fazer todas as correções e modificações que gesso, madeira, argila, etc. Sobre este deve-se fazer todas as correções e modificações que forem necessárias.
forem necessárias.
Em alguns casos os modelos podem ser feitos de metal ou
2.9
2.9 Redução Redução de de Custo Custo sem sem Comprometer Comprometer a a Qualidade Qualidade do do ProdutoProduto
A moldagem de peças de material plástico, requer geralmente uma ferramenta muito A moldagem de peças de material plástico, requer geralmente uma ferramenta muito cara e
cara e produção de grande quantidade para produção de grande quantidade para que seja economicamente viável.que seja economicamente viável.
É evidente que para amortizar o custo do molde, este incidirá sobre o custo das peças. É evidente que para amortizar o custo do molde, este incidirá sobre o custo das peças. Quanto maior for o número de peças requeridas, menor será a taxa de amortização que Quanto maior for o número de peças requeridas, menor será a taxa de amortização que corresponde ao custo do mesmo.
corresponde ao custo do mesmo.
O custo do material plástico empregado representa uma grande porcentagem do custo O custo do material plástico empregado representa uma grande porcentagem do custo da peça, razão pela
da peça, razão pela qual é interessante aliviar-lhes ao máximo seu peso sem comprometer suaqual é interessante aliviar-lhes ao máximo seu peso sem comprometer sua solidez.
solidez.
Deve-se considerar que aliviando o peso das peças, além da economia de material Deve-se considerar que aliviando o peso das peças, além da economia de material plástico que é evidente, irá conseguir também um menor tempo de moldagem e que refletirá plástico que é evidente, irá conseguir também um menor tempo de moldagem e que refletirá na economia do custo da produção além de melhorar a
na economia do custo da produção além de melhorar a qualidade das peças fabricadas.qualidade das peças fabricadas.
2.10
2.10 Conceitos Conceitos e e TécnicasTécnicas
Depressões e bolhas de vácuo:
Depressões e bolhas de vácuo: todos os termoplásticos apresentam estes problemastodos os termoplásticos apresentam estes problemas em áreas onde ocorrem bruscas mudanças na espessura da parede ou sobre nervuras e olhais. em áreas onde ocorrem bruscas mudanças na espessura da parede ou sobre nervuras e olhais. Este efeito se
Este efeito se faz sentir, sobremaneira, nos polímeros cristalinos.faz sentir, sobremaneira, nos polímeros cristalinos.
As bolhas se formam quando a camada superior resfriar-se rapidamente e fica As bolhas se formam quando a camada superior resfriar-se rapidamente e fica suficientemen
suficientemente rígida para suportar os te rígida para suportar os esforços oriundos da contração do fluxo interno.esforços oriundos da contração do fluxo interno.
Por sua vez, a depressão superficial (chupagem) surge sobre regiões espessas, na qual Por sua vez, a depressão superficial (chupagem) surge sobre regiões espessas, na qual a massa interna possui calor suficiente para manter a camada interior no estado plástico a massa interna possui calor suficiente para manter a camada interior no estado plástico quando ocorre a cristalização; com a conseqüente contração interna, esta superfície cede quando ocorre a cristalização; com a conseqüente contração interna, esta superfície cede dando origem à depressão (chupagem) conforme mostrado na figura 2.8.
CHUPAGEM CHUPAGEM
IINNCCOORRRREETTOO CCOORRRREETTOO
EE SS PP.. CC OO NN SS TT AA NN TT EE Figura 2.8
Figura 2.8 - - Bolhas e Bolhas e Depressões em Depressões em Peças InjetadasPeças Injetadas Fonte: PROVENZA (1985)
Fonte: PROVENZA (1985)
O fluxo do material injetado deve sempre ocorrer da seção mais espessa para a menos O fluxo do material injetado deve sempre ocorrer da seção mais espessa para a menos espessa, com o intuito de se evitar o surgimento de bolhas de vácuo, tensões internas e espessa, com o intuito de se evitar o surgimento de bolhas de vácuo, tensões internas e depressões superficiais
depressões superficiais
Quando for impossível atender às condições, então, deve-se procurar posicionar o Quando for impossível atender às condições, então, deve-se procurar posicionar o ponto de injeção na seção mais espessa conforme mostrado na figura 2.9.
ponto de injeção na seção mais espessa conforme mostrado na figura 2.9.
Figura 2.9
Figura 2.9 - - Sentido do Sentido do Fluxo de Fluxo de InjeçãoInjeção Fonte: PROVENZA (1985)
Fonte: PROVENZA (1985)
A espessura é tremendamente influenciada pelo fluxo do material, porém outra A espessura é tremendamente influenciada pelo fluxo do material, porém outra influência deve ser levada em conta, ou seja, o custo de processamento. Quando a espessura influência deve ser levada em conta, ou seja, o custo de processamento. Quando a espessura for pequena demais, as
for pequena demais, as camadas resfriadas estarão muito próximas, não permitindo o fluxo docamadas resfriadas estarão muito próximas, não permitindo o fluxo do plástico por maior que seja a pressão e a velocidade do material ocorrendo, então , o não plástico por maior que seja a pressão e a velocidade do material ocorrendo, então , o não
INCORRETO
INCORRETO
CORRETO
CORRETO
SENTIDO DO FLUXO
SENTIDO DO FLUXO
enchimento do produto em alguns pontos. Quando isto não ocorrer em outros pontos enchimento do produto em alguns pontos. Quando isto não ocorrer em outros pontos poderemos ter a criação de um
poderemos ter a criação de um excesso de tensões internas nas peças.excesso de tensões internas nas peças.
O mínimo usual de mercado gira em torno de 1,2 mm, podendo se chegar à 0,3 mm O mínimo usual de mercado gira em torno de 1,2 mm, podendo se chegar à 0,3 mm em função da geometria e tamanho da peça.
em função da geometria e tamanho da peça.
O custo de processamento cresce em função direta do aumento da espessura, pois, um O custo de processamento cresce em função direta do aumento da espessura, pois, um de seus componentes, que é o
de seus componentes, que é o tempo de resfriamento, será tanto maior quanto for a tempo de resfriamento, será tanto maior quanto for a espessura,espessura, devido à baixa
devido à baixa condutibilicondutibilidade térmica do plástico.dade térmica do plástico.
O máximo usual de mercado está por volta de 3,0 mm, podendo-se atingir 5,0 mm, O máximo usual de mercado está por volta de 3,0 mm, podendo-se atingir 5,0 mm, correndo-se os riscos acima expostos. Porém, caso haja necessidade de uso de espessuras correndo-se os riscos acima expostos. Porém, caso haja necessidade de uso de espessuras nesta ordem com a adequada escolha do material e como uso de agentes expansores, estes nesta ordem com a adequada escolha do material e como uso de agentes expansores, estes inconvenient
inconvenientes podem ser minimizados. Existe ainda um outro artifício que é o de es podem ser minimizados. Existe ainda um outro artifício que é o de se manter ase manter a espessura em torno de 3,O mm e reforçar a estrutura com nervuras.Na figura 2.10 é mostrado espessura em torno de 3,O mm e reforçar a estrutura com nervuras.Na figura 2.10 é mostrado como evitar depressões superficiais em peças com
como evitar depressões superficiais em peças com grande espessura.grande espessura.
Figura 2
Figura 2.10 .10 - - Técnicas pTécnicas para evitar ara evitar depressões supdepressões superficiaiserficiais Fonte: ROSSATO e ROSSATO (1995)
Fonte: ROSSATO e ROSSATO (1995)
A A DEPRESSÃO EVITADA DEPRESSÃO EVITADA 2/3 "A" 2/3 "A" CENTRO ESTENDIDO CENTRO ESTENDIDO DENTRO DA PAREDE DENTRO DA PAREDE REDUÇÃO DA PAREDE REDUÇÃO DA PAREDE E E S S P P . . " " A A " " 2/3 "A" 2/3 "A"
2.11
2.11 Como Como Aumentar a Aumentar a Rigidez do Rigidez do ProdutoProduto
No que se refere à rigidez do produto após a apropriada seleção do tipo de matéria No que se refere à rigidez do produto após a apropriada seleção do tipo de matéria prima, o projetista do molde poderá usar
prima, o projetista do molde poderá usar cinco diferentes métodos que conferem maior rigidezcinco diferentes métodos que conferem maior rigidez ao produto moldado:
ao produto moldado:
2.11.1
2.11.1 Usando Usando seções seções de de parede parede espessas:espessas:
A vantagem deste método é que melhora a resistência ao impacto e também à rigidez, mas A vantagem deste método é que melhora a resistência ao impacto e também à rigidez, mas não é tão eficiente na economia do produto.
não é tão eficiente na economia do produto.
2.11.2
2.11.2 Colocando Colocando reforços:reforços:
Este é o método mais eficiente de melhorar a rigidez, usando quantidade mínima de material Este é o método mais eficiente de melhorar a rigidez, usando quantidade mínima de material conforme mostrado na figura 2.11. Entretanto o custo do molde tende a aumentar e a conforme mostrado na figura 2.11. Entretanto o custo do molde tende a aumentar e a resistência ao impacto pode ser reduzida devido à concentração de tensões. Os reforços resistência ao impacto pode ser reduzida devido à concentração de tensões. Os reforços também tendem a deixar chupados na superfície oposta.
também tendem a deixar chupados na superfície oposta.
Figura 2.
Figura 2.11 11 - - Exemplo Exemplo de de Reforço Reforço com com NervurasNervuras Fonte:
2.11.3
2.11.3 Projetando Projetando seções seções escalonadasescalonadas
Este método pode ser tão eficiente quanto aquele de reforços internos, pois evita Este método pode ser tão eficiente quanto aquele de reforços internos, pois evita chupados conforme mostrado na figura 2.12 e os custos de usinagem são menores. Seções chupados conforme mostrado na figura 2.12 e os custos de usinagem são menores. Seções postiças também são usadas neste método para melhorar a rigidez, mas se a largura do canal postiças também são usadas neste método para melhorar a rigidez, mas se a largura do canal formado for inferior
formado for inferior a 30 mm, o a 30 mm, o projetista dificilprojetista dificilmente poderá colocar sistema de resfriamentomente poderá colocar sistema de resfriamento na parte do molde que forma o canal. Isto poderia provocar grave deformação na borda na parte do molde que forma o canal. Isto poderia provocar grave deformação na borda externa conforme mostrado na figura 2.13.
externa conforme mostrado na figura 2.13.
Figura
Figura 2.12 2.12 - - Seções Seções Escalonadas Escalonadas Figura Figura 2.13 2.13 - - Seções Seções PostiçasPostiças Fonte:
Fonte: Fonte: Fonte: adaptado adaptado de de GLANVILL GLANVILL e DENTON e DENTON (1970)(1970)
2.11.4
2.11.4 Projetando Projetando compensação compensação de de curvatura curvatura dobradadobrada
Embora não seja o método mais eficiente para melhorar a rigidez, isto geralmente Embora não seja o método mais eficiente para melhorar a rigidez, isto geralmente proporciona boa resistência ao impacto por
proporciona boa resistência ao impacto por causa da ausência de causa da ausência de concentração de tensões.concentração de tensões.
2.11.5
2.11.5 Posicionando Posicionando ou inserinou inserindo metal do metal ou outrou outro meio o meio de reforçode reforço
Geralmente, est
Geralmente, este é o processo mais adeque é o processo mais adequado para melhorar ado para melhorar a rigidez local, ma rigidez local, mas deveas deve ser evitado pois aumenta o custo de produção da
ser evitado pois aumenta o custo de produção da peça.peça. 2.12
2.12 Ângulo Ângulo de Sade Saída ída ou ou ConicidadeConicidade
Em função da rugosidade superficial do molde e do material plástico deve-se prever, Em função da rugosidade superficial do molde e do material plástico deve-se prever, no produto, ângulos de saída que facilitem a extração do mesmo de dentro da cavidade. Esta no produto, ângulos de saída que facilitem a extração do mesmo de dentro da cavidade. Esta saída pode ser expressa na forma
p p r r o o f f . . p p r r o o f f . . Â ÂNNGG.. DDEE SSAAÍÍDDAA ÂÂNNGG. D. DEE SSAAÍÍDDAA p p r r o o f f.. d d a a t t e e x x t t u u r r a a
Na prática encontram-se ângulos de 30' até 2° para cada lado na parede interna e Na prática encontram-se ângulos de 30' até 2° para cada lado na parede interna e externa em função da porosidade do material. São ainda usados ângulos tão pequenos quanto externa em função da porosidade do material. São ainda usados ângulos tão pequenos quanto 15' ou 7,5', porém sua utilização restringe-se às condições especiais de necessidade do 15' ou 7,5', porém sua utilização restringe-se às condições especiais de necessidade do produto ou características do material, e, sua determinação é feita pelo método de tentativa e produto ou características do material, e, sua determinação é feita pelo método de tentativa e erro; nestes e em outros casos em que possam surgir superfícies super tencionadas ou erro; nestes e em outros casos em que possam surgir superfícies super tencionadas ou distorcidos, lança-se mão dos pinos extratores que facilitam a saída do produto de dentro do distorcidos, lança-se mão dos pinos extratores que facilitam a saída do produto de dentro do molde.
molde.
Quando o produto possuir uma superfície texturizada, então devemos ter o cuidado de Quando o produto possuir uma superfície texturizada, então devemos ter o cuidado de que o Desenho desta seja na
que o Desenho desta seja na mesma direção da inclinação.mesma direção da inclinação. Quando a profundidade for
Quando a profundidade for relativamenrelativamente grande e a te grande e a forma da peça complexa, deve-seforma da peça complexa, deve-se dar uma maior inclinação às paredes internas.
dar uma maior inclinação às paredes internas.
A figura 2.14 mostra exemplos de aplicação de ângulos de saída. A figura 2.14 mostra exemplos de aplicação de ângulos de saída.
Figura 2.14 - Ângulo de Saída Figura 2.14 - Ângulo de Saída
Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970) Fonte: adaptado de GLANVILL e DENTON (1970)
PEÇA PEÇA
EXTRATOR EXTRATOR PARTE MÓVEL
PARTE MÓVEL PARTE MÓVELPARTE MÓVEL
2.13
2.13 Anéis Anéis e e RebaixosRebaixos
Algumas aplicações necessitam de anéis ou rebaixos para facilitar a montagem mas, Algumas aplicações necessitam de anéis ou rebaixos para facilitar a montagem mas, sempre que possível, deve-se evita-los devido aos
sempre que possível, deve-se evita-los devido aos problemas, que descreveremos a seguir.problemas, que descreveremos a seguir. O rebaixo exterior requer uma ou mais partes móveis, conforme mostrado na figura O rebaixo exterior requer uma ou mais partes móveis, conforme mostrado na figura 2.15.
2.15.
Figura
Figura 2.15 2.15 - - Anéis Anéis e e rebaixosrebaixos
Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983) Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)
O anel interior pode ser obtido por macho retratil ou pino partido (parte do pino está O anel interior pode ser obtido por macho retratil ou pino partido (parte do pino está fixa a um lado do molde e parte ao outro lado conforme figura 2.16).
fixa a um lado do molde e parte ao outro lado conforme figura 2.16).
Figura 2.16 - Anéis internos Figura 2.16 - Anéis internos
Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983) Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)
PEÇA PEÇA LINHA DE FECHAMENTO LINHA DE FECHAMENTO SAÍDA DO PINO SAÍDA DO PINO SAÍDA DO PINO SAÍDA DO PINO
Geralmente, não se empregam os anéis externos ou rebaixos externos para desmontagem Geralmente, não se empregam os anéis externos ou rebaixos externos para desmontagem rápida, contudo pode-se, a
rápida, contudo pode-se, a partir de um partir de um cuidadoso projeto, obter razoável flexibilidade.cuidadoso projeto, obter razoável flexibilidade. Deve-se considerar três fatores na execução de rebaixos internos:
Deve-se considerar três fatores na execução de rebaixos internos: - a força necessária para extrair a peça do molde;
- a força necessária para extrair a peça do molde; - a possível deformação da peça devido ao
- a possível deformação da peça devido ao tipo de sistema de extração escolhido.tipo de sistema de extração escolhido.
Normalmente, para plásticos sem reforço a máxima deformação está em torno de 6%, Normalmente, para plásticos sem reforço a máxima deformação está em torno de 6%, e para plásticos com reforço, está em
e para plásticos com reforço, está em torno de até 2%.torno de até 2%.
Conforme mostrado na figura 2.17 deve-se prover o rebaixo com um ângulo de saída Conforme mostrado na figura 2.17 deve-se prover o rebaixo com um ângulo de saída para se evitar a ruptura da peça e facilitar a extração.
para se evitar a ruptura da peça e facilitar a extração.
Pode-se usar limites mais amplos, porém deve-se eliminar concentrações de esforços e Pode-se usar limites mais amplos, porém deve-se eliminar concentrações de esforços e descontinuid
descontinuidade ade estrutural.estrutural.
D
D
dd
(D - d) / D (D - d) / D x 100% x 100% = % de d= % de deformaçãoeformação Figura 2.17Figura 2.17 - - Cálculo do Cálculo do máximo máximo anel interior anel interior para peças para peças circularescirculares Fonte: adaptado de GAGLIARD (1983)
2.14
2.14 Raios Raios e e Uniões Uniões CurvasCurvas
Uma das maiores causas de falhas de peças é a presença de ângulos agudos e cantos Uma das maiores causas de falhas de peças é a presença de ângulos agudos e cantos vivos, pois são responsáveis pela concentração de tensões na área. A minimização destes vivos, pois são responsáveis pela concentração de tensões na área. A minimização destes ângulos através de raios de arredondamento e uniões curvas, além de reduzirem a ângulos através de raios de arredondamento e uniões curvas, além de reduzirem a concentração de tensões, proporcionam peças
concentração de tensões, proporcionam peças com maior resistência estrutural, permitem umacom maior resistência estrutural, permitem uma extração mais fácil e melhoram as condições de fluxo do material durante a injeção.
extração mais fácil e melhoram as condições de fluxo do material durante a injeção. Geralmente, raios de 0,25 mm são adequados à maioria das aplicações. Geralmente, raios de 0,25 mm são adequados à maioria das aplicações.
Para os casos em que a peça irá sofrer impactos e esforços severos, deve-se prever Para os casos em que a peça irá sofrer impactos e esforços severos, deve-se prever raios menores.
raios menores.
Nas raízes de roscas, se usarmos uniões curvas com raios de mais ou menos 0,10 mm, Nas raízes de roscas, se usarmos uniões curvas com raios de mais ou menos 0,10 mm, obteremos uma melhor resistência aos esforços.
obteremos uma melhor resistência aos esforços.
As fórmulas de concentração de tensão são: As fórmulas de concentração de tensão são: Flexão
Flexão
Para uma viga cantilever, temos no gráfico da figura 2.18 que nos dá uma idéia do Para uma viga cantilever, temos no gráfico da figura 2.18 que nos dá uma idéia do efeito do raio sobre a
efeito do raio sobre a concentração de tensão.concentração de tensão.
Podemos ver facilmente, que, para um incremento de 0,1 para 0,7 na relação R/T, o Podemos ver facilmente, que, para um incremento de 0,1 para 0,7 na relação R/T, o fator concentração de tensões cai de 3,O para 1,5 , ou seja, 50%.
fator concentração de tensões cai de 3,O para 1,5 , ou seja, 50%.
