Como projetar moldes de injeção de plástico?
O processo de moldagem por injeção de plástico é um dos processos mais usados para a produção em massa de peças plásticas. Esse processo é fortemente usado pelas indústrias como automotivo, eletrônicos de consumo, dispositivos médicos e embalagens devido à sua entrega consistente e consistente de peças detalhadas. No entanto, o desempenho, a vida e a relação custo -benefício das peças moldadas por injeção dependem amplamente de quão bem o molde é projetado.
Criar um molde de injeção plástica não está apenas trabalhando em uma formação de cavidades. Inclui muitas decisões inter -relacionadas relativas ao material, função de peça, volume de produção e configuração de molde. Esses aspectos ajudarão você a fazer moldes melhores e mais eficientes, independentemente de’re um engenheiro, designer de produtos ou fabricante.
Guia passo a passo para projetar um molde de injeção plástica
Se você é novo no campo do design do molde, essas etapas ajudarão você a entender sem ficar sobrecarregado.
O design do produto vem primeiro
Ao iniciar o processo de design de moldes, você deve estar familiarizado com os detalhes físicos e funcionais da peça a ser moldada. Quanto melhor o design da peça, mais simples seria criar um molde que garante precisão e qualidade.
Considerações no design do produto
Dimensões e tolerâncias: as peças de alta precisão precisam de tolerâncias apertadas. As dimensões do molde devem explicar o encolhimento de plástico e as tolerâncias devem ser claramente definidas para evitar problemas a jusante.
Escolha do material: O comportamento do plástico durante a moldagem é diferente para os semi-cristalinos (nylon) e amorfos (ABS). Diferentes plásticos fluem e esfriam de maneira diferente, e isso afeta a temperatura e o design do molde.
Espessura da parede: a espessura uniforme da parede é muito importante para reduzir os efeitos de deformação, marcas de pia e vazios. Nos casos em que áreas grossas não podem ser evitadas, adicionar costelas ou núcleos pode ajudar a distribuir o material igualmente e aumentar o resfriamento.
Acabamento da superfície: o molde terá seu tratamento de superfície afetado pelo acabamento desejado (brilhante, fosco, texturizado). Peças estéticas podem ter superfícies polidas ou podem precisar de processos especiais de textura.
Ao fortalecer esses detalhes da peça cedo, há menos alterações no design do molde posteriormente e o tempo e o custo podem ser controlados.
Escolhendo a configuração certa do molde
A decisão do layout do molde é amplamente baseada na complexidade da peça e no número de peças a serem produzidas.
Tipos de moldes comuns
Mold de duas placas: este é o tipo de molde mais fácil e amplamente usado. Possui uma única linha de peça e é adequada para produção de peças simples e pequenas e médias.
Mold de três placas: é comumente usado para componentes mais complicados que possuem recursos complexos ou para situações em que vários portões são necessários.
Molde de corredor quente: mantém o plástico no sistema de corredor quente e elimina a necessidade de aparar os corredores. Minimiza o desperdício e acelera o ciclo de produção, particularmente vantajoso para casos de alto volume.
Molde da família: pode fabricar diferentes componentes em um único ciclo. Isso é conveniente para montagens ou peças semelhantes, mas requer controle rigoroso de fluxo para preencher as cavidades uniformemente.
Cada tipo vem com trocas entre o custo, a facilidade de manutenção e a eficiência da produção. Ferramentas de simulação como a análise de fluxo de molde podem ajudar na escolha da melhor configuração de sua parte e necessidades de produção.
Considerações de núcleo e cavidade
No coração de qualquer molde de injeção está o núcleo e a cavidade – as partes que formam o produto final. Eles precisam ser projetados com cuidado para torná -los fortes, precisos e repetíveis.
Elementos de design importantes
Linha de despedida: é aqui que as duas metades do molde se juntam. Deve ser posicionado para minimizar as marcas visíveis e a ejeção de peça fácil. Tais peças complexas podem exigir levantadores ou ações colaterais para atuar em subcontos, entre outros recursos.
Ângulos de rascunho: pequenos ângulos (sobre 1°-2°) em superfícies verticais ajudam a remover a peça do molde. Uma quantidade maior de rascunho pode ser necessária para superfícies texturizadas ou materiais propensos a retransnos.
Undercuts: essas são características que travam a peça no molde e requerem mecanismos adicionais, como lâminas ou levantadores. Eles aumentam o custo e a complexidade, então eliminam -os sempre que possível.
O tipo de aço para o núcleo e a cavidade depende do volume de produção. Para moldes de alto volume que correm por um longo tempo, o aço endurecido como H13 é usado, enquanto o alumínio ou um aço mais macio pode ser usado para prototipagem ou produção de baixo volume.
Projetando o sistema de ejeção
Depois que o plástico é resfriado e endurecido, ele precisa ser retirado do molde sem causar danos. O sistema de ejeção cuida desta etapa.
Métodos de ejeção
Pinos do ejetor: eles empurram a parte por trás. Para evitar marcas, eles devem ser colocados em seções grossas e fortes da peça.
Ejetores da manga: Ideal para peças circulares, pois fornecem pressão uniforme ao redor da peça.
Placas de stripper e ejeção de ar: usadas quando os pinos podem deixar manchas ou para peças maiores com superfícies complexas.
Um sistema de ejeção mal projetado pode resultar em peças arranhadas, distorcidas ou presas. O planejamento deste sistema ajuda a garantir a remoção de peças suaves e consistente e evita atrasos na produção.
Sistemas de portão e corredor
O sistema de portão e corredor executa o plástico fundido do bico de injeção até a cavidade do molde. Seu design influencia o fluxo de plástico, o recheio da cavidade e o resfriamento.
Elementos de design do portão -chave
Tipos de portão: Os estilos comuns de portão incluem portões de borda, pino, submarino e ventilador. A escolha depende da forma e das necessidades funcionais da peça. Por exemplo, os portões submarinos permitem o corte automático, o que economiza tempo na produção de alto volume.
Colocação de portão: posicionar o portão em uma área equilibrada e não visível ajuda a prevenir falhas cosméticas e garante o fluxo uniforme. A baixa colocação pode levar a linhas de solda ou pontos fracos.
Projeto do corredor: os corredores devem ser curtos e equilibrados para reduzir a perda de pressão e minimizar o desperdício de materiais. Nos moldes de várias cavernas, o balanceamento do corredor garante que todas as cavidades sejam preenchidas na mesma taxa.
Os portões de tamanho correto e colocados ajudam a reduzir a pressão da injeção e a melhorar a qualidade geral da peça.
Otimização do sistema de refrigeração
O resfriamento compõe a fase mais longa do ciclo de injeção; portanto, um sistema de resfriamento bem projetado afeta diretamente a produtividade e a qualidade da peça.
Elementos de resfriamento eficiente
Layout do canal de resfriamento: os canais de resfriamento devem seguir a geometria da peça o mais próximo possível para o resfriamento e os tempos de ciclo reduzidos.
Cabilos e bolhas: Aplicados em locais onde os canais convencionais não podem chegar, isto é, bolsos profundos ou estreitos.
Resfriamento conforme: Agora, é possível projetar canais de resfriamento que imitam a forma da peça usando a impressão 3D moderna. Fornece resfriamento mais eficiente e uniforme.
O resfriamento correto minimiza a deformação por peça, fornece estabilidade dimensional e melhora a vida útil do molde.
Ventilação do molde
Durante a injeção, o ar e o gás precisarão ser ventilados da cavidade para evitar problemas como marcas de queimadura ou preenchimentos incompletos.
Melhores práticas para ventilação
Profundidade de ventilação: geralmente variando de 0,02 a 0,05 mm; raso o suficiente para evitar plástico, mas profundo o suficiente para deixar o ar. A profundidade pode precisar ser ajustada com base no material usado.
Colocação de ventilação: as aberturas devem ser colocadas nas extremidades dos caminhos de fluxo, nos cantos ou perto de elementos finos, onde o ar tem uma grande chance de ficar preso.
Uma ventilação adequada aumenta a qualidade das peças, alivia o molde do estresse e auxilia na prevenção de defeitos.
Fluxo de molde e análise estrutural
Usando ferramentas digitais, é possível simular como o plástico se moverá através do molde antes que qualquer aço seja cortado. Essas ferramentas são importantes na identificação de problemas e abordando -as antes de se tornarem caras.
Por que as simulações são importantes
Análise do fluxo de molde: ajuda a detectar armadilhas de ar, linhas de solda e áreas onde o fluxo pode parar. Também ajuda a escolher o melhor local do portão e o tamanho do corredor.
Análise Estrutural (FEA): garante que a estrutura do molde possa lidar com as forças de fixação e injeção sem deformar.
A simulação precoce economiza tempo, reduz o custo e aumenta a probabilidade de obter peças de qualidade de uma só vez.
Testando protótipos antes da produção completa
Criar um molde de teste para sua moldagem ou usar prototipagem rápida, como impressão 3D, pode garantir seu design antes de investir em ferramentas de aço caras.
Benefícios da prototipagem
Garante que as peças se encaixam e funcionam corretamente.
Identifica questões como deformação ou fluxo ruim mais cedo.
Permite que as partes interessadas revisem e aprovem o design.
É mais fácil e menos arriscado passar de um protótipo para um molde de produção após a validação.
Design para manutenção
O molde mais bem projetado também requer manutenção. Se você planeja isso no início, minimizará o tempo de inatividade e estenderá a vida útil do molde.
Recursos favoráveis à manutenção
Inserções modulares: elas facilitam a substituição de áreas desgastadas sem raspar o molde inteiro.
MATERIAIS DESEDUÇÃO: Aplicados a locais como slides e levantadores submetidos a atrito contínuo.
Acesso à inspeção: Recursos de molde como portas e orifícios de acesso ajudam com limpeza e verificações visuais.
Sistemas de alinhamento: as cavilhas e os pinos de guia garantem que tudo se alveja corretamente durante a montagem.
A documentação clara, como arquivos CAD, desenhos e procedimentos de manutenção, também ajudam os técnicos de molde a lidar com os reparos expeditamente.
Conclusão
O design do molde de injeção de plástico não é o trabalho simplesmente para um técnico – É um estudo cuidadoso da ciência do material, engenharia e experiência prática. Qualquer coisa de como o plástico está fluindo, através de como a peça é resfriada e ejetada, influencia os resultados.
Quando feito corretamente, a boa moldagem produz peças de alta qualidade, menos resíduos e ciclos reduzidos enquanto economizam a longo prazo. Ao conhecer os aspectos importantes que foram discutidos, ou seja, seleção de material, tipo de molde, resfriamento e ejeção, você pode projetar moldes que podem fornecer desempenho confiável e resultados consistentes.
