O que é o projeto de canais e pontos de injeção para moldes de injeção?

O design do canal e do portão é fundamental para a moldagem por injeção, influenciando a forma como o plástico fundido flui para as cavidades do molde, afectando a qualidade do produto e a eficiência da produção.

Compreender o projeto dos canais e pontos de injeção é essencial para otimizar o processo de moldagem por injeção. Saiba como projetos personalizados podem melhorar a eficiência e a qualidade dos produtos nas suas operações de fabrico.

Quais são os componentes de um sistema de canal de injeção?

Os sistemas de jitos são cruciais no processo de moldagem por injeção, facilitando a transferência eficiente de plástico fundido para as cavidades do molde.

Um sistema de canais¹, também chamado de sistema de alimentação ou sistema de vazamento, é a passagem necessária para o plástico fundido ir do bico de injeção da máquina até à cavidade do molde. Um sistema de canais é composto por um canal principal, um distribuidor e um ponto de injeção.

Corredor principal

Também conhecido como canal principal, canal de injeção ou canal vertical, é o canal que começa na parte do bico ejetor que entra em contacto com a bucha do canal principal do molde e termina no coletor. Esta parte é a primeira parte através da qual o plástico fundido flui depois de entrar no molde.

Corredor separado

Também conhecido como corredor dividido ou corredor secundário. Dependendo do desenho do molde, pode ainda ser dividido num primeiro canal e num segundo canal. O coletor é a área de transição entre o canal principal e o canal de entrada, que permite uma transição suave do fluxo de plástico fundido; para moldes com várias cavidades, também tem a função de distribuir o plástico uniformemente pelas várias cavidades.

Portão

Também conhecido como sprue, é a abertura estreita entre o canal e a cavidade do molde, sendo também a parte mais curta e mais fina. A sua função é acelerar o plástico, apertando a superfície de fluxo. A elevada taxa de cisalhamento pode fazer com que o plástico flua bem (devido à propriedade de afinamento por cisalhamento do plástico); o efeito de aquecimento do aquecimento viscoso também tem o efeito de aumentar a temperatura do material e diminuir a viscosidade.

Após a moldagem, a comporta é a primeira a curar e selar, o que impede que o plástico flua para trás e que a pressão na cavidade do molde desça demasiado depressa, resultando no encolhimento do produto moldado. Após a moldagem, é fácil de cortar para separar o sistema de canais e a peça moldada.

Poços de alimentação a frio

Também chamado de poço de frio. É utilizado para armazenar e reabastecer a frente de onda fria de plástico no início do enchimento, evitando que o material frio entre diretamente na cavidade do molde e afecte a qualidade do enchimento ou bloqueie a porta. Os poços de recolha de frio são normalmente colocados no final do corredor principal, mas quando o corredor é longo, os poços de recolha de frio também devem ser colocados no final.

Quais são os princípios básicos da conceção do sistema de canal de entrada?

A conceção do sistema de jitos é um aspeto fundamental da moldagem por injeção, afectando a eficiência e a qualidade dos processos de fabrico.

O projeto do sistema de alimentação otimiza os percursos de fluxo para uma distribuição uniforme do material, minimizando o desperdício e reduzindo os tempos de ciclo. As principais considerações incluem o tamanho, o ângulo e o material do canal principal para melhorar o desempenho do molde e a integridade do produto.

Princípios de conceção de portas

Escolha a localização do ponto de injeção² numa superfície ou característica não crítica da peça para minimizar marcas e imperfeições. Mantenha a forma do ponto de injeção o mais simples possível para facilitar o fluxo do plástico durante a moldagem por injeção e evitar defeitos como bolhas e enchimentos incompletos. Dimensione-o de acordo com as necessidades da peça.

Se o ponto de injeção for demasiado grande, o tempo de enchimento será excessivo. Se for demasiado pequeno, a pressão será demasiado elevada. A ligação entre o ponto de injeção e o produto deve ser tão suave quanto possível para reduzir marcas e perdas durante a remoção. O número de pontos deve ser o menor possível. Vários pontos podem desequilibrar a moldagem por injeção³, resultando em dimensões inconsistentes do produto.

Coloque a porta na parte mais grossa da peça moldada. Isto garante que a massa fundida preenche primeiro a parte mais grossa, o que lhe dá um melhor enchimento e manutenção da pressão. Quando desenhar a porta, pense na ventilação dentro do molde para que não haja bolhas de ar ou acumulação de vento. Não coloque a porta no ponto fraco ou na posição embutida da peça moldada. Isso concentrará tensões e causará defeitos na peça moldada.

Princípios do design de corredores

A forma do canal deve ser simples, com poucas curvas ou cantos afiados, para minimizar a resistência ao fluxo e os defeitos causados pelo fluxo irregular do plástico. O comprimento do canal deve ser o mais curto possível para reduzir o ciclo de injeção e o tempo de condensação do plástico.

A área da secção transversal do canal deve ser gradualmente reduzida para assegurar que o plástico flui uniformemente no canal e para evitar bolhas de ar. As juntas entre os canais e as cavidades do molde devem ser tão suaves quanto possível para evitar o impacto e a extrusão quando o plástico flui, de modo a reduzir os vestígios e defeitos no produto.

• **Disposição das cavidades:** Ao organizar as cavidades, procure usar uma disposição equilibrada. A disposição deve ser simétrica em relação ao ponto de injeção, o que evita tensões desiguais no molde e o transbordamento do plástico fundido. A disposição das cavidades⁴ deve ser tão compacta quanto possível para reduzir o tamanho do molde e permitir que o plástico fundido encha e ventile a cavidade sem dificuldade. A secção transversal do canal deve ser ampla, o percurso curto e as perdas de calor e pressão mínimas; a maquinação deve garantir a rugosidade adequada da superfície. A alimentação multiponto pode reduzir a queda de pressão e a pressão de injeção necessárias, mas também pode gerar linhas de soldadura.

• Equilíbrio dos canais⁵: Ao encher várias cavidades num único molde, é necessário equilibrar os canais para que o plástico fundido preencha cada cavidade tanto quanto possível ao mesmo tempo. Assim, garante-se uma moldagem uniforme em todas as cavidades. É possível equilibrar os canais dispondo os distribuidores de forma naturalmente equilibrada. Quando isso não for possível, pode utilizar-se um método de equilíbrio artificial.

• Desperdício: No projeto de canais para plásticos, quando o fluxo e a perda de pressão não são uma preocupação, pode reduzir-se o volume ou a área da secção transversal do canal para poupar material, diminuir resíduos e reduzir os custos de reciclagem. A secção transversal do canal deve mudar gradualmente, e não de forma abrupta, para acompanhar as características de fluxo do material. Aumentar a produtividade e reduzir os tempos do ciclo de moldagem pode melhorar a eficiência económica dos transformadores de plásticos.

• **Ventilação de ar⁶:** Se orientar o plástico para preencher a cavidade, o ar no seu interior poderá escapar sem dificuldade, evitando o aprisionamento e a queima. É necessário evitar enchimentos incompletos, rebarbas, marcas de fluxo e tensões residuais, pois afetam a qualidade dos produtos moldados. Também se deve evitar a deformação por empeno, que prejudica o aspeto das peças plásticas.

Consideração sobre a disposição das cavidades do molde

Procure tornar a disposição tão equilibrada quanto possível e manter a cavidade do molde⁷ e a abertura do ponto de injeção o mais simétricas possível, evitando transbordamentos causados por tensões e cargas desiguais no molde. A disposição das cavidades deve ser tão compacta quanto possível para reduzir o tamanho do molde.

Consideração do guia de fluxo

Guiar suavemente o plástico fundido para preencher as cavidades do molde sem causar redemoinhos e alisar o escape; tentar evitar que o plástico fundido empurre demasiado o núcleo de menor diâmetro e as inserções metálicas para evitar que o núcleo se mova ou deforme.

Consideração da perda de calor e da queda de pressão

Quanto menor for a perda de calor e a queda de pressão, melhor. O caudal deve ser curto. A área da secção transversal do rotor deve ser suficientemente grande.

Evitar curvas acentuadas e mudanças bruscas na direção do fluxo (mudar de direção com um ângulo curvo); a rugosidade da superfície do canal deve ser baixa; o vazamento multiportas pode reduzir a queda de pressão e a pressão de injeção necessária, mas haverá um problema com a linha de soldadura.

Consideração do balanço de fluxo

Ao encher várias cavidades num único molde, é necessário equilibrar o canal de fluxo⁸. Procure fazer com que o plástico preencha todas as cavidades ao mesmo tempo para garantir a uniformidade da qualidade dos produtos moldados. Sempre que possível, adote uma disposição naturalmente equilibrada do distribuidor. Quando o equilíbrio natural não for possível, utilize um método artificial para equilibrar o canal.

Consideração dos resíduos

Para garantir um enchimento uniforme sem perdas de fluxo ou pressão, reduza tanto quanto possível o tamanho do canal, seja o comprimento ou a área da secção transversal. Isso ajuda a minimizar os resíduos dos canais⁹ gerados e o respetivo custo de reciclagem.

Considerações sobre material frio

Projete poços de material frio¹⁰ e reservatórios de transbordamento adequados no sistema de canais para recolher a frente de plástico frio no início do enchimento e impedir que esse material entre diretamente na cavidade do molde, prejudicando a qualidade do enchimento.

Consideração sobre a ventilação de ar

O plástico deve ser guiado suavemente para preencher a cavidade do molde, e o ar no interior da cavidade deve poder sair suavemente, de modo a evitar o problema de queimaduras no encapsulamento.

Consideração da qualidade do produto moldado

Não utilizar injecções curtas, flash, marcas de afundamento, linhas de soldadura, marcas de fluxo, jactos, tensões residuais, deformações, mudança de molde, etc. Quando o sistema de trajeto do fluxo é longo ou de injeção multiponto, é necessário evitar o empeno e a deformação do produto causados por desequilíbrio do fluxo, retenção de pressão insuficiente ou encolhimento irregular. O produto tem bom aspeto, é fácil de remover e aparar o portão, e a marca do portão não afecta o aspeto e a aplicação da peça moldada.

Consideração da eficiência da produção

Minimizar o pós-processamento necessário para encurtar o ciclo de moldagem e melhorar a produtividade.

Considerações sobre o ponto de ejeção

Certifique-se de que escolhe a posição correta do ejetor para evitar qualquer deformação das peças moldadas.

Consideração dos plásticos a utilizar

Não utilize calhas demasiado longas ou demasiado pequenas para plásticos com elevada viscosidade ou L/t curto.

Como conceber a porta do molde de injeção é razoável?

A conceção de uma porta de molde de injeção razoável aumenta a qualidade do produto e a eficiência da produção, cruciais para processos de fabrico bem sucedidos em várias indústrias.

Seleção da localização do portão

Colocar a comporta na parte mais grossa da peça. A abertura a partir da parte mais grossa permite um melhor enchimento e retenção de pressão. Se não houver uma boa retenção de pressão, as áreas mais finas congelarão antes das áreas mais grossas. Não coloque o portão numa mudança brusca de espessura, pois irá obter histerese ou disparos curtos.

Se possível, verter a partir do centro do produto. A colocação da comporta no centro do produto permite obter comprimentos de fluxo iguais, o que afecta a pressão de injeção necessária, e a alimentação central torna a pressão de retenção uniforme em todas as direcções e evita o encolhimento desigual do volume.

À medida que o plástico flui para o canal, o plástico é primeiro arrefecido e solidificado perto da superfície do molde. Quando o plástico flui novamente para a frente, apenas a camada de plástico solidificado passa. E como o plástico é um mau condutor de calor, o plástico sólido forma uma camada adiabática e mantém a camada a fluir.

Por isso, idealmente, a comporta deve estar localizada na camada da corrediça cruzada para obter o melhor efeito de fluxo de plástico. Este é normalmente o caso das corrediças transversais redondas e hexagonais. Mas as corrediças transversais trapezoidais não o podem fazer porque a comporta não pode estar no meio da corrediça.

Sempre que possível, escolha a localização do ponto de injeção¹¹ na linha de partição para que possa ser facilmente limpa durante a maquinação e a utilização do molde. A distância entre o ponto e cada zona da cavidade deve ser tão uniforme e curta quanto possível; a localização deve garantir que o plástico flua para o interior da cavidade.

A localização do portão deve ser tal que o plástico não flua para a cavidade quando a parede da cavidade, o núcleo ou a inserção, de modo a que o plástico possa fluir para as partes da cavidade o mais rapidamente possível.

E evitar a deformação do núcleo ou do inserto; a localização do portão deve tentar evitar que os produtos produzam marcas de fusão, ou fazer com que as suas marcas de fusão sejam produzidas nas partes sem importância do produto; a localização do portão deve estar situada na parte mais fácil de remover as partes da boca do sistema, e ao mesmo tempo, tanto quanto possível, não afetar a aparência do produto; a localização do portão deve ser impedida de gerar o portão na injeção no processo de enchimento para produzir fluxo em serpentina.

Dimensão da secção transversal do portão

De um modo geral, o tamanho do portão deve ser pequeno, não grande. Primeiro, defina um tamanho mais pequeno. Em seguida, ajuste o tamanho de acordo com a condição de enchimento das cavidades no molde de teste. Especialmente no caso de um molde com várias cavidades, o tamanho da porta ajustado pode alcançar a uniformidade da alimentação de cola nas cavidades ao mesmo tempo. Ao mesmo tempo, a porta pequena pode aumentar a velocidade de fusão. O aumento da temperatura de fusão é bom para o enchimento, e os portões pequenos também são bons para a remoção.

Mas para os produtos que são muito espessos, se a porta for demasiado pequena, a porta irá curar prematuramente, resultando em defeitos do produto devido a um reabastecimento insuficiente. Por conseguinte, o tamanho específico do portão deve ser determinado de acordo com a forma específica do portão.

Forma do portão

• Injeção direta: É o tipo mais simples de alimentação, e o dimensionamento do ponto de injeção corresponde ao projeto do canal principal vertical. As principais vantagens são a facilidade de enchimento, a baixa perda de pressão e a elevada velocidade de enchimento. A desvantagem é a concentração de tensões no ponto de injeção, que pode deformar o produto; além disso, o ponto é grande e difícil de remover, prejudicando o aspeto do produto. A injeção direta é utilizada sobretudo em produtos grandes, profundos e com formato cilíndrico.

• Ponto de injeção lateral: Também conhecido como ponto comum, apresenta como principais características uma forma simples, facilidade de maquinação e de reparação, e utilização em produtos de diversos formatos. No entanto, não deve ser utilizado com PC, peças transparentes ou produtos cilíndricos finos e compridos.

• Ponto de injeção em leque: Também chamado de ponto em cauda de peixe, abre-se do canal para a cavidade em forma de leque. Pode reduzir as tensões internas da peça durante a injeção e é usado principalmente em peças planas e em peças rasas com formato de caixa ou carcaça.

• Ponto de injeção laminar: É indicado sobretudo para produtos planos de grandes dimensões, tornando-os menos propensos a deformações, marcas de fluxo e bolhas. A desvantagem é a dificuldade de cortar e remover o ponto de injeção.

Como calcular o desenho do rotor do molde de injeção?

O cálculo do design do canal nos moldes de injeção envolve a otimização dos percursos de fluxo para garantir um enchimento equilibrado e eficiente, reduzindo os defeitos e os tempos de ciclo na produção.

O projeto de canais na moldagem por injeção garante um fluxo uniforme do plástico, reduzindo desperdícios e defeitos. As principais etapas incluem o dimensionamento de acordo com a geometria da peça, a otimização da disposição para um enchimento equilibrado e a consideração das propriedades do material, melhorando a eficiência e a qualidade.

Número de cavidades

Quando montamos o canal de um molde de plástico, temos de ter em conta o número de cavidades. O número de cavidades depende da qualidade das matérias-primas, das caraterísticas da estrutura geométrica das peças de plástico, dos requisitos de precisão dimensional, do tamanho do lote, da dificuldade de manutenção e reparação e da processabilidade do fabrico de moldes, etc. Calculamos o número de cavidades tendo em conta vários factores. A fórmula para calcular o número de cavidades é a seguinte: Número de cavidades = L x k x tc/tm.

L o número de produtos por lote; tm tempo de produção unitário necessário; tc um ciclo de produção do molde; K fator de eliminação.

• **Volume de injeção:**A cavidade do molde pode ou não ser preenchida com o volume máximo de injeção da máquina. Ao projetar a cavidade, deve considerar o intervalo máximo de volume de injeção da máquina. O volume máximo de injeção deve ser superior ao volume da peça de plástico e satisfazer os requisitos da peça. A fórmula geral habitual do volume de injeção é: NM1 + M2 =

M é o volume máximo de injeção da máquina de injeção. M1 é a massa ou o volume da peça de plástico grande. M2 é a massa de plástico do sistema de vazamento de que necessita.

• **Capacidade de plastificação:**O número de cavidades é determinado pela capacidade de plastificação da máquina de injeção. A fórmula para calcular o número de cavidades com base na capacidade de plastificação da máquina de injeção é: P/(X×W).

P capacidade de plastificação da máquina de injeção; X número de injecções por minuto; W peso da peça de plástico.

Disposição das cavidades

Depois de saber quantas cavidades são necessárias, é necessário analisar a disposição das cavidades. Tem de pensar na localização de cada cavidade em relação ao corredor principal. Tem de se certificar de que a distância entre o corredor principal e cada cavidade é curta para que não haja muita queda de pressão. Tem de se certificar de que a temperatura da massa fundida que entra em cada cavidade é a mesma, para que a tensão interna na peça moldada seja a mesma.

Se puder, faça com que a distância entre os furos seja a maior possível, para que seja fácil ligar a barra superior ao canal de água.

Haste e canal de arrefecimento. As cavidades na injeção da força de reação devem atuar no centro do molde, de modo a que possa corresponder ao centro do barril, para assegurar o equilíbrio da tensão. A disposição das cavidades no molde pode ser dividida em equilibrada e não equilibrada de acordo com o equilíbrio, na seleção de cavidades em moldes de plástico tentar adotar a disposição equilibrada.

Cálculo do tamanho do corredor

O comprimento e o diâmetro do canal afectam a resistência do fluxo do material fundido. Quanto maior for a resistência do fluxo, maior será a queda de pressão necessária para encher a cavidade. O aumento do diâmetro do rotor reduzirá a resistência do fluxo, mas também aumentará a quantidade de matéria-prima e abrandará a taxa de arrefecimento. Por conseguinte, ao projetar o tamanho do canal, é necessário utilizar a análise do fluxo do molde para ajustar o diâmetro do canal de forma razoável. A fórmula inicial estimada para o diâmetro do corredor é:

D=W1/2×L1/4/3.7 D é o diâmetro da calha (mm); W é o peso da peça moldada (g); L é o comprimento da calha (mm).

Seleção da secção transversal do corredor

Existem alguns tipos diferentes de secções transversais de canais que são normalmente utilizados na moldagem por injeção. Estas incluem a secção transversal do canal trapezoidal modificado, o canal circular, a secção transversal do canal trapezoidal, a secção transversal do canal semi-circular e o canal retangular. Ao conceber a secção transversal do corredor, é importante minimizar a queda de pressão no corredor. Isto pode ser conseguido tornando a secção transversal do corredor tão grande quanto possível.

Para reduzir a perda de calor, é necessário reduzir a área da secção transversal da calha. A eficiência do rotor é o rácio entre a área da secção transversal do rotor e o perímetro da secção transversal do rotor. Um corredor circular tem a maior eficiência de corredor e a menor queda de pressão e perda de calor. No entanto, é necessário maquinar as placas de molde fixas e móveis do corredor circular, o que é dispendioso. Por isso, é necessário alinhar os canais móveis e fixos do molde e melhorar a precisão da maquinação quando se fecha o molde.

Conclusão

Este artigo aborda sobretudo os princípios de projeto dos canais e pontos de injeção em moldes de injeção¹². Apresenta os componentes do sistema de canais, incluindo o canal principal, o distribuidor, o ponto de injeção e o poço de material frio, e analisa os fatores que afetam a posição, a forma e o tamanho do ponto de injeção, bem como o projeto dos canais.

Ao projetar um molde, é necessário considerar diversos fatores: o aspeto do produto, o enchimento, o equilíbrio dos canais, o controlo de resíduos e as quedas de pressão. Todos eles afetam a qualidade da moldagem e a produtividade. Um projeto correto proporciona um bom fluxo, menos defeitos e um processo melhor. Consulte o nosso Guia Completo de Moldes de Injeção para obter uma visão abrangente.

1. Compreender o sistema de canais é essencial para otimizar o processo de moldagem por injeção e garantir uma produção de qualidade. ↩

2. Escolher a localização correta do ponto de injeção minimiza defeitos e melhora a qualidade do produto; conheça as melhores práticas para obter resultados ideais. ↩

3. Explore este recurso para compreender as técnicas e os princípios essenciais de um projeto eficaz de moldagem por injeção, garantindo qualidade e eficiência. ↩

4. Descubra estratégias para uma disposição eficaz das cavidades, melhorando o desempenho do molde e a uniformidade dos produtos nos processos de moldagem por injeção. ↩

5. Compreender o equilíbrio dos canais é essencial para obter uma qualidade uniforme nos produtos moldados. Consulte esta ligação para saber mais sobre a sua importância. ↩

6. A ventilação de ar é essencial para evitar defeitos nos produtos moldados. Descubra neste recurso informativo como ela afeta a qualidade e a eficiência. ↩

7. Compreender o projeto da cavidade do molde é essencial para otimizar a eficiência da produção e a qualidade do produto. Explore este recurso para obter informações especializadas. ↩

8. Equilibrar os canais de fluxo é essencial para garantir uma qualidade uniforme dos produtos. Este recurso apresenta técnicas e sugestões úteis para alcançar esse equilíbrio. ↩

9. Explore este recurso para conhecer estratégias eficazes de redução dos resíduos dos canais, aumentando a sustentabilidade e a eficiência de custos na produção. ↩

10. Compreender os poços de material frio pode melhorar o projeto, a qualidade do enchimento e a eficiência da moldagem por injeção. ↩

11. Conhecer a localização do ponto de injeção pode ter um impacto significativo na qualidade e na eficiência dos produtos moldados. ↩

12. Conheça Moldes de Injeção: Um Guia Abrangente. Os moldes de injeção são essenciais para criar uma ampla variedade de produtos, incluindo componentes automóveis, produtos eletrónicos de consumo e artigos domésticos. ↩

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