Principais considerações no projeto de moldes de injeção de plástico para peças de alta precisão

Projetar moldes de injeção de plástico para peças de alta precisão requer um profundo entendimento do comportamento do material, da construção do molde e dos parâmetros do processo. Um molde bem projetado garante precisão dimensional, repetibilidade e longa vida útil da ferramenta, fatores essenciais para a fabricação de componentes plásticos de qualidade.

Seleção de materiais e seu impacto no projeto do molde
Diferentes termoplásticos se comportam de maneira diferente durante a moldagem por injeção. Por exemplo, materiais como ABS, policarbonato (PC) e polipropileno (PP) têm características de fluxo, taxas de encolhimento e propriedades térmicas exclusivas. Considerar com precisão esses fatores durante o projeto do molde ajuda a evitar defeitos como empenamento, marcas de afundamento ou preenchimento incompleto.

Os projetistas devem selecionar o tipo de aço correto para o molde com base no material da peça e no volume de produção. Aços mais duros como H13 ou P20 são comumente usados em moldes de alto volume para resistir ao desgaste, enquanto o alumínio pode ser escolhido para protótipos ou execuções de baixo volume devido à sua usinabilidade.

Projeto de cavidade e núcleo de molde
A cavidade do molde (parte fêmea) e o núcleo (parte macho) devem ser projetados com geometria precisa para atingir o formato final desejado da peça. Características como ângulos de inclinação, raios e rebaixos são essenciais:

Ângulos de inclinação: proporcionam uma leve conicidade para facilitar a ejeção da peça moldada sem danificá-la. Normalmente 1-3° dependendo do material.

Filetes e raios: reduzem a concentração de tensões e melhoram o fluxo de material.

Rebaixos: exigem mecanismos adicionais, como ações laterais ou elevadores, adicionando complexidade, mas permitindo geometrias de peças complexas.

Tipo e localização do portão
O portão é onde o plástico derretido entra na cavidade do molde. A escolha do tipo e posição corretos da comporta afeta o equilíbrio do enchimento, o tempo do ciclo e a estética da peça. Os tipos comuns de portas incluem:

Borda de corte: fácil de usinar, comumente usada, mas pode deixar marcas visíveis na borda.

Portão submarino: ajustado automaticamente durante a ejeção, reduzindo o pós-processamento.

Ponteira de injeção com ponta fina ou quente: para moldes com múltiplas cavidades para garantir enchimento uniforme.

A localização do portão é selecionada para minimizar linhas de solda, armadilhas de ar e concentrações de tensão.

Projeto de canal de resfriamento
O projeto eficaz do sistema de resfriamento é essencial para controlar os tempos de ciclo e a qualidade das peças. Os canais de resfriamento devem ser posicionados próximos às paredes da cavidade do molde para extrair o calor de forma eficiente e uniforme.

As práticas comuns de design incluem:

Usando canais de resfriamento conformes (criados por manufatura aditiva) para seguir geometrias de peças complexas.

Balanceamento das taxas de fluxo em circuitos de resfriamento para evitar pontos de aquecimento.

Projetar canais com diâmetro e espaçamento adequados para maximizar a transferência de calor.

Sistema de ventilação
As aberturas permitem que o ar preso escape durante a injeção. A ventilação adequada evita marcas de queimaduras, disparos curtos e outros defeitos causados por gases presos. As ranhuras de ventilação são normalmente colocadas nos últimos pontos de enchimento ou perto das linhas de separação com uma profundidade de 0.02–0,05 milímetros.

Sistema de ejeção
O sistema de ejeção remove a peça resfriada do molde. Mecanismos comuns incluem pinos ejetores, luvas ou placas de remoção. Seu design deve evitar danos a peças delicadas e permitir uma distribuição consistente da força de ejeção.

Análise de fluxo de molde
Antes de finalizar o projeto do molde, os engenheiros usam um software de simulação de fluxo de molde para prever como o plástico derretido preencherá a cavidade. Essa análise destaca problemas potenciais como linhas de solda, armadilhas de ar ou preenchimento irregular, permitindo modificações no projeto antes do início da construção de ferramentas caras.

Tolerâncias e Acabamento de Superfície
Peças de alta precisão exigem tolerâncias dimensionais rigorosas, muitas vezes dentro ±0,05 mm ou menos. Os fabricantes de moldes conseguem isso por meio de usinagem precisa, materiais de qualidade e parâmetros de processo controlados. Os requisitos de acabamento da superfície também determinam os níveis de polimento do molde, que vão do áspero (para peças estruturais) ao acabamento espelhado (para aplicações cosméticas).