Como escolher a tonelagem de uma máquina de moldagem por injeção?

Escolher corretamente molde de injeçãoA Tonelagem de uma Máquina de Moldagem por Injeção? | ZetarMold

Definição de Tonelagem da máquina de moldagem por injeção

Quando se fala do tamanho de uma máquina de moldagem por injeção, está-se a falar da força de fixação - a força máxima que a máquina utiliza para manter o molde fechado durante a injeção. A força de aperto é normalmente indicada em toneladas de pressão; quanto maior for a tonelagem, maior será a máquina. A força de aperto é importante porque afecta diretamente a qualidade e a produtividade das peças moldadas por injeção. Escolher a tonelagem certa também ajuda a manter o molde fechado durante o processo de injeção, o que ajuda a minimizar problemas como flashes e peças defeituosas.

Factores-chave na escolha da tonelagem da máquina de moldagem por injeção

Quando procura determinar o tamanho da máquina de moldagem por injeção necessário para a sua aplicação, há vários fatores a considerar. É necessário ponderar o tamanho e o projeto da peça a fabricar, o número de cavidades do molde, o tipo de material a injetar, a pressão necessária para o injetar, a configuração do sistema de canais e os padrões de precisão e qualidade exigidos para a peça final. Abordarei cada um destes fatores com um pouco mais de detalhe.

Tamanho, peso e estrutura do produto

• Tamanho do produto: A tonelagem determina os parâmetros básicos do produto. O tamanho do produto é determinado pelo seu comprimento, largura e altura e define o tamanho da unidade de fecho e, consequentemente, a força de fecho necessária. Os produtos maiores exercem mais pressão sobre o molde para que este feche corretamente e evite fugas de plástico fundido durante a injeção, pelo que necessitam de uma força de fecho superior.
• Peso do produto: A pressão de injeção da máquina de moldação por injeção é diretamente proporcional à tonelagem das máquinas e é determinada pelo diâmetro do parafuso, bem como pela estrutura do material. Tendo tudo em conta, é necessário especificar primeiro o peso do produto. Tradicionalmente, se o peso de uma única peça for inferior a 50 gramas, será necessária uma máquina com tonelagem inferior a 50T. Para produtos com peso superior a 100 gramas, deve ser utilizada uma máquina com tonelagem superior a 100T.
• Estrutura do produto: Outro fator que pode afetar o tipo de força de fecho necessária é a complexidade do produto. Nos produtos complexos, existem muitas formas diferentes que o plástico tem de preencher. Por isso, é necessária maior pressão de injeção para preencher todas essas formas. Consequentemente, é necessária maior força de fecho para manter o molde fechado. Por exemplo, uma peça com paredes finas ou curvas exige maior força de fecho para garantir que o plástico a preenche por completo.

Tamanho do molde e contagem de cavidades

• Tamanho do molde: Se o molde for grande, será necessária muita pressão para o fechar. É necessário fechar os moldes maiores com mais força para impedir que abram durante a injeção. O tamanho do molde corresponde ao seu comprimento, largura, altura e peso, e é necessário conhecê-lo para determinar a tonelagem necessária.
• Contagem de cavidades do molde: O número de cavidades do molde afeta a força de fecho necessária para unir as duas metades do molde. Os moldes de uma única cavidade são normalmente mais simples e aplicam força de fecho apenas a uma peça do molde, enquanto os moldes multicavidade aplicam força de fecho a várias cavidades que são preenchidas simultaneamente. Os moldes multicavidade aumentam a produtividade, mas exigem uma força de fecho significativamente maior. Em geral, quanto maior for o número de cavidades, maior será a força de fecho necessária para fechar corretamente o molde.

Tipo de material

• Fluidez do material: Também é importante salientar que alguns plásticos apresentam características de escoamento diferentes, sobretudo quando fundidos. Nos materiais com boa fluidez, como o PP e o PE, a pressão de injeção tem uma relação inversa com a força de fecho. Por outro lado, os materiais com características de escoamento relativamente fracas, incluindo o PC e o POM, exigem pressões de injeção mais elevadas que, por sua vez, requerem maior força de fecho para contrabalançar a pressão.
• Taxa de retração do material: A taxa de contração dos materiais plásticos também afeta a força de fecho necessária. Se o material tiver uma taxa de contração elevada, gerará tensões de contração elevadas durante o arrefecimento, o que exigirá uma força de fecho elevada para manter o molde fechado e permitir que a peça se forme sem deformação.
• Cristalinidade do material: Alguns termoplásticos necessitam de elevada pressão de injeção e força de fecho para fechar os moldes e obter produtos transparentes de alta qualidade. Regra geral, a força de fecho aplicada aos materiais amorfos é inferior à aplicada aos materiais cristalinos.

Pressão de injeção e conceção do canal

• Pressão de injeção: A pressão de injeção, por outro lado, é a pressão que o fuso de injeção exerce ao injetar o plástico fundido no molde. O valor da pressão de injeção também afeta a força de fecho necessária. É simplesmente a soma da força AOSC total utilizada para pressionar as prensas, dividida pelo número total de prensas. Uma pressão de injeção elevada exige uma força de fecho superior para apertar o molde, impedindo que se abra e permitindo assim produzir produtos de alta precisão e elevada qualidade.
• Design do corredor: Para conceber corretamente os canais de alimentação, é necessário saber que estes podem aumentar muito a pressão de injeção ou, por outras palavras, reduzir a força de fecho necessária. Na conceção dos canais, são críticos fatores como a localização e a geometria dos pontos de injeção, as áreas das secções transversais dos canais e o arrefecimento dos canais. Para otimizar a conceção dos canais para o controlo do processo de moldação por injeção, estes devem facilitar uma distribuição uniforme do plástico fundido por todas as cavidades, reduzindo assim a perda de pressão e melhorando o resultado do produto final.

Precisão do produto e requisitos de qualidade

• Produtos de precisão: À medida que aumentam os requisitos de precisão dos produtos finais, a pressão de fecho deve aumentar proporcionalmente. Uma força de fecho insuficiente pode permitir que o molde se abra durante a injeção, provocando rebarbas de material e comprometendo a precisão dimensional e a estética do produto acabado. Quando as peças são fabricadas com precisão, como as caixas de dispositivos eletrónicos ou de qualquer equipamento médico, o requisito de força de fecho torna-se mais crítico.
• Qualidade do produto: Os produtos para setores de alta precisão necessitam de mais força de fecho para aplicar muita pressão sobre o produto e evitar a formação de vazios. Se não tiver pressão suficiente, surgirão bolhas, rechupes e linhas de soldadura. Por isso, se pretender produzir boas peças e com base no que acabei de explicar, pode aumentar a pressão utilizando uma máquina maior.

Comportamento de enchimento do material e condições do processo

• Comportamento de enchimento do material: Isto significa que alguns dos materiais utilizados no processo de injeção são diferentes e, por isso, apresentam padrões de enchimento distintos. Por exemplo, os materiais de moldagem que tendem a fluir segundo padrões diferentes criam pontos de pressão diferenciados no interior do molde, exigindo uma pressão de fecho superior para garantir um fecho uniforme do molde ou evitar a sua abertura localizada.
• Condições do processo: As condições de injeção incluem a velocidade de injeção, o tempo de compactação e o tempo de arrefecimento no processo de moldação por injeção que afetam a força de fecho exigida pelo processo. Velocidades de injeção mais elevadas e tempos de arrefecimento mais curtos implicam normalmente uma maior pressão durante a injeção, o que significa que é necessária uma força de fecho superior. É necessário considerar a tonelagem da máquina e estas condições do processo.

Temperatura do molde e factores ambientais

• Temperatura do molde: Isto é uma forma elaborada de dizer que a temperatura definida para o molde faz uma grande diferença na força de fecho necessária. Os moldes de alta temperatura necessitam normalmente de mais força de fecho para ajudar a contrariar a expansão e a contração causadas pelas variações de temperatura e pela pressão do material fundido. Os moldes concebidos para funcionar a baixas temperaturas não necessitam de tanta força de fecho quando o plástico é injetado.
• Factores ambientais: Outros fatores relacionados incluem a temperatura e a humidade do ambiente de produção. Estes fatores afetam as condições de trabalho da máquina de moldação por injeção e a força de fecho necessária. As condições de calor e humidade do material da peça podem alterar a resistência ao fluxo e, por conseguinte, aumentar a força de fecho necessária. Se a temperatura e a humidade forem baixas, o betão pode não exigir uma grande força de fecho.

Método de cálculo da força de aperto

Assim, existem alguns aspectos que podem afetar a força de aperto necessária numa máquina de moldagem por injeção para produzir boas peças. Eis um guia passo a passo para o ajudar a descobrir a força de aperto de que necessita:

Compreender os princípios básicos

Força de aperto: A força de aperto é a força com que a máquina aperta o molde para o manter fechado durante a injeção. É muito importante garantir que o molde não se abre com a pressão do plástico que está a entrar.

Determinar parâmetros-chave

Vários factores afectam o cálculo da força de aperto, incluindo:Vários factores afectam o cálculo da força de aperto, incluindo:

Área Projectada (A): A parte da cavidade do molde onde a peça vai ser fabricada.

Pressão de injeção (Pi): A força utilizada para empurrar o plástico fundido para as cavidades do molde e quaisquer outras pressões que sejam necessárias ao longo do processo.

Calcular a área projectada (A)

Para calcular a área projectada, é necessário conhecer a geometria da peça. Se for um simples retângulo, basta multiplicar o comprimento pela largura. Se for mais complicado, poderá ter de o dividir em formas mais simples e somar as suas áreas.

Fórmula: Área projetada (A)=Comprimento×Largura

Determinar a pressão de injeção (Pi)

A pressão de injeção também pode variar consoante o tipo de material e os seus requisitos exactos no processo de moldagem. É frequentemente indicada pelo fornecedor do material, ou pode ser estimada utilizando as condições de tratamento térmico.

Calcular a força de aperto (Fc)

A força de fecho necessária para manter o molde fechado durante a injeção é calculada através da seguinte fórmula: Clamping Force (Fc)=Projected Area (A)×Injection Pressure (Pi)

Exemplo de cálculo

Assumindo os seguintes parâmetros:

• Área projectada (A): 100 polegadas quadradas
• Pressão de injeção (Pi): 5000 psi

Utilizando a fórmula: Força de Fecho (Fc)=100 in2×5000 psi

Força de fecho (Fc)=500,000 lbs

Isto significa que são necessárias 500.000 libras de força de aperto para manter o molde fechado durante a injeção.

Fator de segurança

Recomenda-se a inclusão de um fator de segurança no cálculo para ter em conta as variações nas condições de processamento e garantir que o molde permanece fechado em segurança. Uma das medidas mais fundamentais de segurança é de 1,1 a 1,5 vezes a força calculada.

Considerações finais

Propriedades do material: A força de aperto do molde dependerá do tipo de material a ser injetado e das suas diferentes gamas de pressão.

Projeto do molde: É importante notar que em moldes complexos, o número de cavidades pode exigir uma alteração nos cálculos da força de aperto.

Quando se determina a força de aperto, o objetivo é obter o número certo para produzir boas peças sem outros problemas, como o flash, que pode ser causado pelo facto de o molde não fechar corretamente. Para obter números melhores, pode falar com os fabricantes de equipamento ou com pessoas que saibam muito sobre este assunto.

Sugestões para selecionar a tonelagem da máquina de moldagem por injeção

Nas máquinas de moldagem por injeção, a tonelagem necessária depende de vários fatores. É preciso considerar o tamanho da peça a produzir, a quantidade e o tipo de material utilizado. Eis alguns aspetos a considerar:

Seleção da tonelagem com base no tamanho do produto: Se fabricar peças pequenas, utilizará provavelmente uma máquina com capacidade de 25 a 80 toneladas. Para peças de dimensão média, necessitará de uma máquina com capacidade de 80 a 180 toneladas. Para peças grandes, necessitará de uma máquina com capacidade de 180 a 500 toneladas. No entanto, deve sempre verificar as dimensões da peça para ter a certeza.

Seleção da tonelagem com base no volume de produção: Muitas empresas precisam de fabricar um grande número de peças num curto espaço de tempo para serem eficientes e manterem baixos os custos de mão de obra. Se for o seu caso, precisará de uma máquina com uma tonelagem elevada.

Seleção da tonelagem com base no material: Os diferentes plásticos têm estruturas e densidades diferentes. Isto significa que necessitará de intervalos de tonelagem distintos para materiais diferentes. Terá de procurar um vendedor ou fabricante que lhe indique a tonelagem necessária para os diferentes materiais.

Considerações práticas em aplicações reais

Ao escolher a tonelagem de uma máquina de moldagem por injeção, deve também considerar o seguinte:

Deixar uma margem: Ao escolher a tonelagem, pode selecionar um valor ligeiramente superior ao necessário para que a máquina continue a ser adequada se surgirem problemas na produção. Por exemplo, se houver variações no material ou na temperatura do molde, será necessária uma força de fecho maior.

Conceção de moldes e precisão de maquinação: A força de fecho é afetada pela conceção e pela maquinação do molde. Com a mesma precisão, o molde para prensagem de metal distribui uniformemente a força de fecho, pelo que será necessária uma tonelagem inferior para a máquina.

Desempenho e estabilidade das máquinas de moldagem por injeção: Diferentes empresas e fabricantes utilizam diferentes tipos de máquinas de moldagem por injeção, cujo desempenho e estabilidade também diferem. Ao escolher a tonelagem, deve considerar o desempenho e a estabilidade globais da máquina para garantir uma utilização fácil.

Ambiente de produção: A temperatura e a humidade no processo de produção são fatores controláveis e afetam a dinâmica de utilização da máquina de moldação por injeção e a força de fecho. Deve ajustar corretamente os parâmetros de funcionamento da máquina e escolher a tonelagem adequada à sua produção.

Tendências futuras

A moldagem por injeção é uma das tecnologias de fabrico mais utilizadas na indústria para produzir todo o tipo de artigos. Como tecnologia de moldagem por injeção avança, cada vez mais máquinas de moldação por injeção serão inteligentes e automatizadas. A decisão sobre a tonelagem adequada da máquina será tomada cada vez mais com recurso a tecnologias de cálculo e simulação. Outra tendência importante no desenvolvimento da moldação por injeção é a proteção ambiental e a poupança de energia. Por exemplo, as máquinas de moldação por injeção energeticamente eficientes e de elevado rendimento estão a tornar-se cada vez mais populares no mercado.

Conclusão

Determinar a dimensão necessária de uma máquina de moldação por injeção não é fácil. Há muitos fatores a considerar. É necessário avaliar a dimensão e a espessura previstas da peça, a dimensão do molde, o tipo de material utilizado e a pressão aplicada para injetar o plástico. Com uma estimativa fundamentada, bom senso, os princípios básicos de fabrico e a sua experiência, pode selecionar o tipo e a dimensão de máquina adequados ao trabalho, para fabricar corretamente as peças necessárias. Espero que este artigo ajude a sua empresa a produzir peças melhores com a sua moldagem por injeção máquinas.

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