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  • LSZL SORS . LSZL BARDCZ ~,

    ISTVN RADNTI

    PLSTICOS

    Moldes e Matrizes

    Resumo dos processos de moldagem de plsticos mais freqentemente utilizados e Projeto de moldes e matrizes de

    moldagem a quente e Dimensionamento das peas dos moldes de conformao a quente e Material-e fabricao dos moldes e

    Ferramentas de rebarbao e limpeza para plsticos e Apndice

    c r ~

  • ------

    Traduo: Luiz Roberto de Godoi Vidal

    Capa: Sergio Ng

    Superviso: Maxim Behar

    Titulo original: Manyagalakt Szerszmok

    Ttulo em ingls: Plastic Molds and Dies

    Copyright by Akadmiai Kiad, Budapeste, Hungria.

    Copyright 2002 by Hemus S .A.

    Todos os direitos adquiridos

    e reservada a propriedade literria desta publicao pela

    HEMUS LIVRARIA, DISTRIBUIDORA E EDITORA S.A.

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    Pedidos e Correspondncia: Caixa Postal 073 - CEP 80011-970 - Curitiba - PR

    Impresso no Brasil / Printed in Brazil

  • INDlCE

    INTRODUO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    RESUMO DOS PROCESSOS DE MOLDAGEM DE PLSTICOS

    MAIS FREQENTEMENTE UTILIZADOS .... __ ... _.. _ .. ____ . . . . . 13

    1. PROJETO DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE. . . . 17

    1.1. Moldes de compresso (Lszl Sors) ......... _ . . . . . . . . . . . . . . 17

    1.1.1. Constru'o e peas principais dos moldes de compresso. . . . . . 17

    1.1.1.1. Peas principais dos moldes de compresslfo. . . . . . . . . 17

    1.1.1.2. Insero-padr'o, corpo do molde. . . . . . . . . . . . . . . 21

    1.1.1.3. Projeto da cmara de alimentao. . . . . . . . . . . . . . . 28

    1.1.1.4. Projeto de puno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    1.1.1. S. Projeto de annaes-padro inferior e superior . . . . . . 33

    1.1.1.6. Ejetores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

    1.1.1.7. Extratores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    1.1.1.8. Pino-guia e bucha-guia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

    1.1.2. Moldes de produtos rosca dos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

    1.1.2.1. Rosca na dire'o da prensa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

    1.1.2.2. A linha de centro da rosca desvia-se da direo de pren

    sagem (prensagem de roscas inclinadas ou horizontais) . 62

    1.1.3. Moldes de produtos rebaixados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

    1.1.3.1. Moldes divididos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

    1.1.3.2. Moldes com macho lateral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

    1.1.3.3. Outros tipos de moldes para a forma[o de rebaixos. . . 76

    "1.1.4. Inseres de metal em peas plsticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

    1.1.4.1. Inser"o de metal na dire[o da prensagem. . . . . . . . . 81

    1.1.4.2. Inseres de metal colocadas obliquamente dire"o

    de prensagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

    1.1.4.3. Inseres de metal tipo placa. . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

    1.1.4.4. Uso de metais instalados em vez de prensados. . . . . . . 91

    1.1.5. Construes especiais de moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

    1.1.5.1. Moldes de mltiplos nveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

    1.1.5.2. Moldes com placa giratria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

    1.1.5.3. Moldes com cabea basculante e carro basculante . . . . 97

    1.1.6. Moldes de produtos de paredes delgadas, altos ou grandes. . . . . 98

    1.1.7. Moldes semi-automticos e automticos. . . . . . . . . . . . . . . . . 103

    1.1.8. Auxiliares de moldagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109

    1.1.8.1. Equipamento "de alimenta"o. . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

    1.1.8.2. Moldes de pr-moldagem (tabletagem). . . . . . . . . . . . 110

    1.1.8.3. Dispositivos de remoo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 111

    1.1.8.4. Modelos de resfriamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

    1.1.8.5. Dispositivos de abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 112

    Bibliografia do Captulo 1.1 ......... _. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 113

    5

  • 6 PLSTICOS

    1.2. Moldes de transferncia (Lsz1 Sors). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133

    l.2.1. Tecnologia da moldagem de transferncia, partes principais do

    molde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

    1.2.1.1. Vantagens e desvantagens da mo1dagem de transferncia 113

    1.2.1.2. Principais partes dos moldes de transferncia . . . . . .. 116

    1.2.2. Tipos de moldes de transferncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120

    1.2.3. Partes metlicas nos produtos moldados por transferncia. . . . . 122

    1.2.3.1. Produtos com peas de metal que se projetam de ambos

    os lados ........ '. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 122

    1.2.3.2. Tubos e fios nos produtos moldados por transferncia. 124

    1.2.4. Moldes de transferncia para produtos longos, ocos e de paredes

    delgadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 126

    1.2.5. Moldes de transferncia para produtos de paredes grossas, ou

    com espessura de parede no-uniforme . . . . . . . . . . . . . . . .. 126

    l.2.6. Automatizao dos moldes de transferncia. . . . . . . . . . . . . . 129

    Bibliografia do Captulo l.2 ........................... " 133

    Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

    1.3. Moldes de injeo (Lszl Sors e Istvn Radnti) . . . . . . . . . . . . . .. 133

    1.3.1. Moldes de injeo em geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133

    1.3.2. Partes dos moldes de injeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 140

    1.3.2.1. Jito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 140

    1.3.2.2. Canais de distribui

  • NDICE 7

    1.4.1.1. Matrizes de extruso de tubos (mangueiras) de

    208

    1.4.1.2. Matrizes de extruso para tubos de nocircular .. 211

    1.4.2. Matrizes de extruso adequadas produo de chapas (folhas) .. 213

    1.4.3. Extruso de fitas perflladas (perfis de plstico) ........... . 217

    1.4.4. Revestimento de fios e cabos com plstico .............. . 218

    1.4.5. Matrizes de extruso para a produo de de

    garrafas ............."........................ . 219

    1.4.6. Equipamento de ....................... . 222

    1.4.6.1. a vcuo ....................... . 222

    1.4.6.2. Calibragem com ar comprimido ............... . 224

    Bibliografia do Captulo IA ............................ . 225

    Leitura adicionai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............ . 225

    1.5. Moldes para a fabricao de garrafas (L Sors e L Bardcz). . . . . . . .. 226

    1.5.1. Produo do (modelo) prfabricado . . . . . . . . . . . .. 226

    1.5.2. Entrada de ar comprimido, calibragem da boca da 232

    1.5.3. da cavidade de . . . . . . . . .. ....... 232

    1.5.4. Resfriamento das ferramentas de sopro de ar) . . . . . . . 235

    1.5.5. Diviso da ferramenta e das bordas de corte. . . . . . . . . . . . . . 236

    Bibliografia do Captulo 1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 238

    Leitura adicional. ....... .. ....................... 238

    1.6. Projeto de ferramentas de conformao de e folhas termopls

    ticas a vcuo ou a ar (LszI $ors). . . . . . . . . . . . . . . .. 238

    1.6.1. Perfil das . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 239

    1.6.1.1. Conformao a vcuo com molde negativo. . . . . . . .. 239

    1.6.1.2. Conformao a vcuo com molde positivo ....... " 241

    1.6.1.3. a ar comprimido. . . . . . . . . . . . . . . . . 242

    1.6.2. Projeto dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 251

    Bibliografia do Captulo 1.6 . . . .. ....................... 257

    Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

    2. DIMENSIONAMENTO DAS PEAS DOS MOLDES DE CONFORMAO

    A QUENTE SORS) .............................. , 259

    2.1. Clculo da resistncia das peas do molde. 259

    2.1. 1. Clculo da resistncia das caixas de molde dividido . . . . . . . .. 259

    2.1.1.1. Clculo de resistncia de caixas de moldes divididos

    angulares forma de tronco de pirmide). . . . . . .. 259

    2.1.1.2. Clculo de resistncia de caixas de moldes divididos em

    forma de tronco de cone. . . . . . . . . . .. ........ 263

    2.1.2. Clculo de resistncia de anis de contrao a quente. . . . . . .. 266

    2.1.3. Clculo de resistncia de anis protendidos. . . . . . . . . . . . . .. 270

    2.1.4. Dimensionamento de parafusos de moldes de compresso e de

  • 8 PLSTICOS

    transferncia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 276

    2.1.4.1. Parafusos paralelos direo da prensagem. . . . . . . .. 277

    2.1.4.2. Parafusos normais direo de prensagem . . . . . . . .. 281

    2.1.5. Dimensionamento de molas helicoidais . . . . . . . . . . . . . . . .. 283

    2.1.6 . Dimensionamento de molas Belleville . . . . . . . . . . . . . . . . .. 285

    Bibliografia do Captulo 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 288

    2.2. As bases da reologia e sua aplicao no projeto. . . . . . . . . . . . . . . .. 288

    2.2.1. Fundamentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 289

    2.2.1.1. Escoamento em condutos de seo circular. . . . . . . . . 291

    2.2.1.2. Escoamento em condutos de seo quadrangular . ... , 298

    2.2.1.3. Escoamento em sees anulares. . . . . . . . . . . . . . .. 299

    2.2 .1.4. Escoamento em condutos com outras sees trans

    versais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 300

    2.2.1.5. Perdas localizadas: entradas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

    2.2.1.6. Equao de estado de Van der Waals para os plsticos.. 301

    2.2.1.7. Aquecimento dos lquidos que escoam como resultado

    do atrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 302

    2.2.1.8. Variao da viscosidade do fluido em funo da tem

    peratura.... .. . . .... . . .... . . .. . ....... :. 302

    2.2 .2. Exemplos prticos para a aplicao das frmulas reolgicas . .. , 303

    2.2.3 . Dimensionamento e conformao da zona de uniformizao

    (cabea da matriz) das matrizes de extruso .. . . . ....... " 305

    2.2.4. Conformao tima da zona do adaptador das matrizes de

    extruso do ponto de vista da mecnica dos fluidos . . . . . . . .. 308

    2.2.4.1. Seo com dimetro uniformemente convergente . . .. 309

    2.2.4.2. Seo que assegura o aumento de velocidade proporcio

    nalmente distncia percorrida . ..... .. .. '" . . . . 311

    2.2.4.3. Determinao do perfil que assegura acelerao uni

    forme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 312

    2.2.5. Dimensionamento dos sistemas hidrulicos. . . . . . . . . . . . . .. 316

    2.2.6. Dimensionamento das baterias hidrulicas . . . . . . . . . . . . . .. 319

    Bibliografia do Captulo 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

    Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

    2.3. Clculos trmicos associados ao projeto dos moldes de conformao a

    quente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

    2.3.1. Dimensionamento do aquecimento dos moldes de compresso. . 322

    2.3.1.1. Determinao da potncia dos aquecedores eltricos .. 323

    2.3.1.2 . Dimensionamento do aquecimento de vapor e gua

    quente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

    2.3 .2. Aquecimento de termo plsticos e resfriamento de produtos no

    molde e ao ar livre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 327

    2.3 .2.1. Resfriamento e aquecimento na mquina e no molde.. 327

    2.3 .2.2 . Resfriamento do produto ao ar livre . . . . . . . . . . . .. 331

    2.3.3. Resfriamento de moldes de injeo de plsticos . . . . . . . . . . .. 332

  • fNDlCE 9

    2.33.1. Determinao da quantidade de calor dissipada com o

    resfriamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 334

    2.3.3.2. Dissipao de calor com o resfriamento natural do

    molde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 335

    2.3.3.3. Temperatura mdia das paredes da cavidade do molde e

    amplitude da variao de temperatura. . . . . . . . . . .. 335

    2.3 .3.4. Resistncia trmica do corpo do molde. . . . . . . . . .. 337

    2.3.3.5. Transmisso de calor entre a superfcie do furo de res

    friamento e a gua de resfriamento. . . . . . . . . . . . .. 340

    2.3.3.6. Resumo do dimensionamento e construo do sistema

    de resfriamento correto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 343

    2.304. Equipamento de resfriamento e calibragem para matrizes de

    extruso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 349

    Bibliografia do Captulo 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 353

    Leitura adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 353

    2.4. Clculos eltricos associados ao projeto dos moldes. . . . . . . . . . . . .. 354

    2.4.1. Dimensionamento dos aquecedores eltricos. . . . . . . . . . . . . . 354

    2.4.2. Controle dos aquecedores eltricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

    2.5. Problemas de automatizao dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 360

    2.5.1. Atuadores ou acionadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 361

    2.5.2. Unidades de controle eltricas e hidrulicas (marcadores, rels,

    vlvulas de gaveta). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 363

    2.5.3. Diagramas de circuitos de controle hidrulico. . . . . . . . . . . . . 364

    2.5 A . Alguns aspectos quanto ao projeto de automatizao . . . . . . .. 371

    Bibliografia do Captulo 2.5 . . ....... . . . ....... . . .. ..... , 376

    2.6. Clculo econmico dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 376

    2.6.1. Detenninao do nmero de cavidades mais econmico, baseada

    no mnimo custo inicial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 376

    2.6.1.1. Seleo da mquina economicamente tima. . . . . . .. 379

    2.6.1.2. Determinao do nmero de cavidades econmico em

    uma mquina arbitrariamente selecionada . . . . . . . .. 382

    2.6.1.3. Interpretao correta dos conceitos utilizados nas

    dedues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 383

    Bibliografia do Captulo 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 391

    2.7. Tolerncias de peas de plstico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 391

    2.7.1. Propriedades dos plsticos para processamento, no que tange

    precisa-0 dimensional dos produtos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 394

    2.7.1.1. Plsticos termo fixos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

    2.7.1.2. Materiais termoplsticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 395

    2.7.2. Padres relativos tolerncia dimensional . . . . . . . . . . . . . .. 399

    2.7.3. Correla[o entre tolerncias dimensionais do molde e do pro

    duto na moldagem a quente de plsticos . . . . . . . . . . . . . . .. 399

    2.7.4. Tolerncia das roscas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 406

  • 10 PLSTICOS

    2.7 .5. Tolerncias dimensionais para a distncia axial entre as partes de

    metal . . ... .. . .. .. .... . ...... . ..... . ... . . . . " 407

    2.7.6. Tolerncias dimensionais logrveis com usinagem subseqente.. 407

    Bibliografia do Cap tulo 2.7 . ... ... .. . ... . ... .. .. .. . . .. . , 408

    Leitura adicional . ....... . . . . . .... . ...... . . . ... .. .. " 409

    3. MATERIAL E FABRICAO DOS MOLDES (LSZL6 SORS) 3.1. Seleo do material dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 411

    3.2. Produo dos moldes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

    3.2.1. Mtodos de produo modernos de moldes de compresso e

    transferncia para plsticos terrnofixos . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

    3.2.1.1. Usinagem por eletroeroso . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 418

    3.2.1.2. Fundio por inverso (cera perdida). . . . . . . . . . . . . 419

    3.2.1.3. Produo da cavidade do molde com fresagem a frio

    (L. Srse L. Nagy) .. .. , .. . ... . . . . . . . , ... . , 421

    3.2.2. Produo moderna dos moldes de injeo para termo plsticos .. 444

    3.2 .2. 1. Produo de moldes pelo mtodo galvanoplstico . . . . 444

    3.2.2.2. Produo de moldes a partir de polister e resina epxi 446

    3.2.2.3. Produo de moldes atravs da prensagem de metal

    fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 447

    3.2.3. Produo dos moldes a vcuo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

    Bibliografia do Captulo 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 452

    Leitura aclicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 453

    4. FERRAMENTAS DE REBARBAO E LIMPEZA PARA PLSTICOS

    (LASZL6 BARD6CZ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 455

    4.0. Consideraes gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 455

    4.1. Ferramentas de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

    4.1.1. Serras circulares e serras de fita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

    4.1.2. Discos de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462

    4.1.3. Tesoures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462

    4.2. Matrizes de estampar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462

    4.3. Rebarbao e suas ferramentas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 464

    4.4. Ferramentas de tornear e aplainar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 467

    4.5. Ferramentas para corte e perfurao de roscas . . . . . . . . . . . . . . . .. 468

    4.6. Fresas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

    4.7. Brocas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 470

    4.8. Ferramentas de esmerilhar . .... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

    4.9. Ferramentas de polimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

    Bibliografia da Parte 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

    APBNDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

  • INTRODUO

    o desenvolvimento da indstria de plsticos assumiu uma posio proeminente na produo industrial de todo o mundo. De acordo com dados estatsticos, a produo de plsticos foi de cerca de 1 ,5 milh'o de toneladas em 1950, e de 14,6 milhes de toneladas em 1965. De acordo com os dados encontrados em publicaes tcnicas, a produ'o tem crescido desde ento, e uma decuplicao da produo ocorrer dentro de outros 15 anos.

    Entretanto, no suficiente desenvolver somente a quantidade e a qualidade em termos de matrias-primas, mas necessrio assegurar a expanso do processamento, igualmente. Existem duas possibilidades abertas para esse propsito: ou o nmero de mquinas processadoras ter de ser aumentado, ou uma melhor utilizao das mquinas-ferramentas existentes dever ser efetuada.

    O primeiro mtodo envolveria substanciais meios materiais. Conseqentemente, sua aplicao limitada. O resultado desejado conseguido de maneira relativamente mais fcil atravs do segundo mtodo: com a aplicao de matrizes e moldes bem desenhados, bem construdos e automatizados.

    Em vista do que foi dito, talvez no seja exagero afinnar que um dos pontoschaves de todo o desenvolvimento industrial o projeto de alto padrlfo e a construo moderna de moldes de plstico. Esta a nica fonna de satisfazer a demanda rapidamente crescente de produtos de plstico diretos ou indiretos que se manifesta em praticamente toda a produo industrial.

    O projeto de moldes modernos assunto de treinamento e prtica. Pode exigir um longo tempo, mesmo sendo fornecido um livro tcnico adequado; entretanto, esse um item difcil de obter. Assim, h uma necessidade urgente de um livro que, alm da infonna'o relativa ao desenho do molde, inclua todos os seguintes clculos: de resistncia, tnnicos, eltricos e econmicos. At agora, o projetista somente tinha de ser capaz de encontrar esses clculos espalhados aqui e ali em publicaes domsticas e estrangeiras. Este livro tambm pretende discutir e apresentar a soluo mais prtica de cada problema utilizando exemplos adequadamente detalhados. Os autores esperam que este livro ajude a superar as deficincias existentes. Fica para o leitor a deciso de at que gonto esse objetivo foi conseguido.

    Finalmente, gostaramos de mencionar que, desde que foi publicado pela primeira vez na Europa, o livro emprega o mtodo de projeo europeu e as unidades tcnicas do sistema internacional. J que h vrios sistemas de medidas utilizados em todo o mundo, apresentamos uma tabela de converso no Apndice, para facilitar o uso dos clculos apresentados neste livro.

    11

  • RESUMO DOS PROCESSOS DE MOLDAGEM DE PLSTICOS

    MAIS FREQENTEMENTE UTILIZADOS

    Os plsticos so moldados com ferramentas adequadas nas condies a quente e a frio. Assim, as ferramentas devem ser agrupadas conformem ente. As ferramentas a serem utilizadas para moldagem de material a quente so determinadas primordialmente pelo material. Algumas variaes desse processo so conhecidas. J:! tarefa do tecnlogo de processamento selecionar o mtodo mais conveniente. Se nenhum dos processos de moldagem a quente for adequado para se atingir um dado objetivo, a "usinagem" a frio permanece como um ltimo recurSO: cinzelagem (separa'o de material) ou percusso.

    As mquinas de usinagem de metal so utilizadas para a cinzelagem, mas as ferramentas devem ser projetadas de acordo com as propriedades do material plstico.

    A compress'o, moldagem por injeo, extruso, etc., moldes (isto , mquinas de processamentb de plsticos e moldes praticamente projetados para compresso, moldagem por injeo, extruso, etc.) so necessrios para a moldagem a quente. Os procedimentos mais freqentemente utilizados para a moldagem a quente de plsticos podem ser encontrados na tabela seguinte .

    13

  • Mtodos mais comuns para a moldagem a quente de plsticos -""

    ."

    t'"Mtodo >r.n >-l

    Moldagem de compresso

    MOIQllgem de

    Moldllgem de

    Intruso

    Extruso

    Estramento a quente

    Caracterstica de Tecnologia

    o material levemente frio moldado em um com uma grande presso "'1:'"",",,,,,,.

    o material amolecido pelo calor com alta presso atravs do orifcio confonnao do perfil.

    """""(111"",,,10 e amolecido ou a frio no

    ubseqentemente o molde

    o material amolecido a quente moldado com baixa presso de ar especfica em molde frio (resfriado). o material fundido endurecido ternp,eratUlra ambiente ou maior, sem a

    Termofixo

    P

    P ou gro

    P ou gro

    P ou gro

    Folha ou

    Notas

    o mais antigo mtodo de pr()CesSlllmeJnto utilizado para a de peas

    fonnadas. J:: mais mOluagem de

    Para a produo de peas conformadas.

    J:: conseguida maior na molctllgem de produzidas tm

    tlroucao de barras, tubos, tiras

    rroaucao de peas ocas, caixas, etc.

    Produo de peas ocas, garrafas, etc.

    nrortllcao de peas ou blocos

    ri O r.n

    Sopro

    Fundio

    apllca.aO de presso.

  • Prensagem Material de consistncia pastosa ou materiallaminado pressionado contra as paredes do molde por uma bolsa de borracha cheia de vapor ou ar comprimido. Endurecido em fornalha ou

    autocla~.

    I Termoflxo

    I .

    Ppel Imninado ou pastoso, folha chapeada ou painel de

    I fibra de vidro.

    -

    Para a produo de grandes peas (p. ex., cascos de barcos).

    Moldagem a vcuo (mold. a ar compr.)

    Painel amolecido pr-aquecido formado por vcuo ou ar comprimido entre o molde e o painel.

    Termosplstico Folha ou pelcula

    Para a produo de peas grandes de paredes delgadas.

    Laminao MateIil frio ou levemente pr-aquecido laminado a painel ou tira por cilindros opostos em movimento de sentidos

    Termoplstico P ou gro

    Para a produo de folhas e tiras.

    contrri~ Processamento de fibras

    Plstico fundido ou soluo pressionada atravs de furos de dimetro adequado em ar ou lquido que agem como solidificadores ou precipitadores.

    TermopIstico Fundido ou soluo

    A espessura adequada da fibra conseguida por estiramento em um ou mais estgios.

    Banho ou recobrimento

    O molde oco pr-aquecido mergulhado em um plstico fundido ou dissolvido, o material que adere gelatinizado temperatura adequada.

    TermopIstico Fundido ou soluo

    Para a produo de galochas ou outros objetos de paredes delgadas.

    Borrifamento O material fundido jogado sobre o objeto a ser recoberto pela aplicao de ar quente fluindo em alta presso, onde assenta e constitui urna camada contnua.

    TermopIstico P Para recobrir tanques, tubos, etc.

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    VI

  • 1. PROJETO DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE

    1.1. Moldes de compresso (Uszl Sors) 1.1.1. Construo e peas principais dos moldes de compresso

    1.1.1.1. Peas principais dos moldes de compresso

    A compresso o mtodo de moldagem a quente dos plsticos tennorreativos. O plstico, na fonna de p ou de pelotas cilndricas basicamente pr-comprimidas, colocado na cavidade apropriadamente fonnada do molde quente. Primeiro amolece como resultado da presso aplicada. Esta condio freqentemente chamada de "H". Simultaneamente, uma reao qumica com a liquefao a quente tambm se inicia, deixando o material na condio "C". Ele endurece; assim, o produto pode ser retirado do molde e utilizado aps rebarbao ou polimento.

    A prpria tecnologia descrita detennina as peas mais importantes dos moldes de compresso. ~ necessria uma cavidade no molde, fonnada em algum tipo de material (metal), que se adeqe ao fonnato da pea necessria. Alm disso, h necessidade de um sistema de aquecimento que assegure a quantidade de calor necessria para a reao qumica. Outras peas-ferramentas poderiam ser necessrias para comprimir a pea moldada e for-la em todos os pontos da cavidade do molde. Naturalmente, essas peas, atravs das quais o produto endurecido pode ser retirado do molde, devem ser providenciadas. Alm disso, as peas-ferramentas atravs das quais o molde preso . mquina de prensagem devem tambm ser providas.

    A cavidade do moMe fonnada no corpo do molde. Este - independentemente do encolhimento que ocorre no resfriamento - corresponde forma geomtrica do produto desejado. J que o p plstico ou as pelotas pr-comprimidas colocadas no molde so ainda muito mais desagregadas que o produto acabado ser, a cavidade do molde deve ser expandida com a cmara de alimentao. O puno penetra nessa cmara de alimentao, fechando a cavidade do molde e transmitindo a presso necessria para a moldagem da mquina para o material plstico. Para assegurar o aquecimento uniforme, ambas as peas do molde tm de ser aquecidas com um sistema de aquecimento superior e um inferior.

    Se a parte inferior do produto for oca, um macho colocado no corpo. A pea removida do corpo pelo ejetor, ou por um extrator, se pennanece no puno. A operao simultnea de vrios pinos de ejetor ou extrator assegurada pela placa do ejetor e pela placa do extrator. O ajuste preciso do puno do molde e da cmara de alimentao obtido pela aplicao de pinos-guias e buchas. O espao necessrio para o movimento da placa do ejetor ou do extrator assegurado pelas placas de expanso superior e inferior ou cilindros.

    Se existirem rebaixamentos no produto, ento a cavidade do molde no feita diretamente no corpo do molde, mas numa insero fendilhada na fonna de um cone ou uma pirmide truncados .

    A produo de plsticos moderna utiliza bastante moldes de mltiplas cavidades visando o aumento de produtividade. Neste caso, os corpos de moldes, chamados inseres-padro, so montados em armaes-padro caracterizadas. Isso, ao mesmo

    17

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    Fig.1 .1.1. Molde de insero-padIo dupla com insero-padIo cilndrica.

    1 = caixa (corpo) do molde, 2 = armao do retentor superior, 3 = insero-padro superior,

    4 = placa inferior, 5 = placa de sustentao inferior, 6 =pino-guia, 7 = bucha-guia, 8 =contrapi

    no, 9 = pino detentor , l O "" placa ejetora, 11 = pino ejetor, 12 == sapata ejetora, 13 = pilar-guia,

    14 = bucha-guia, 15 = placa de aquecimento superior, 16 = placa de aquecimento inferior,

    17 = inserO-padro inferior.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 19

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  • 20 PLSTICOS

    Assim, o arranjo do corpo e da carga do molde permanecer simtrico. Portanto, a produo continua mesmo durante o tempo de reparos.

    As armaes-padro em forma de disco so bem adequadas para acomoda'o de uma ou quatro inseres-padro. Entretanto, raramente s!o utilizadas.

    A Fig. 1.1.1 mostra o corte transversal de um molde com duas inseres-padro cilndricas. A Fig. 1.1.2 mostra um molde angular com uma insero-padro fendilhada cnica. A Fig. 1.1.3 mostra um molde cilndrico de quatro cavidades. A Fig. 1.1.4 mostra um molde de bloco de uma s cavidade.

    15

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    Fig_ 1.1.3. Molde cilndrico de 9uatro cavidades com corpo chndrico.

    Designaes confonne a figura 1.1.1.

    Alm das peas de molde j mencionadas, vrios elementos de acionamento ou travao podem ser encontrados nos moldes de compresso, mas no caso de produtos simples, uma ou duas das peas relacionadas podero ser ontidas. Essas peas so designadas nas Figs. 1.1.1 a 1.1.4.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 21

    "

    10

    Fig. 1.1.4. Molde de bloco angular de uma s6 cavidade. Designaes conforme a f~ 1.1.1. A =puno, B = par

    te infenor do molde.

    l.1.1. 2. Insero-padro, corpo do molde

    Croquis da parte inferior e da superior (puno) da insero-padro tpica so mostrados nas Figs. 1.1.5 e 1.1.6. As dimenses pertinentes esto relacionadas na Tabela 1.1.1. Um faceado de 0,5 rum de profundidade e 7 mm de largura serve para puncionar o nmero de desenho e outras marcas na superfcie de contato das inseres-padro inferior e superior.

    Em caso de superalimentao, o material que transborda da cmara de alimenta:ro pode deixar o molde atravs do sulco aplainado de S2 de largura e 0,5 rum de profundidade que corre em ambas as direes na superfcie superior do corpo.

    Naturalmente, somente as dimenses das partes inferior e superior da insero-padro que se ajustem s partes inferior e superior da armao-padro podem ser caracterizadas. A parte do puno que atinge o copo, que depende do formato do produto, no pode ser caracterizada.

    A posio relativa das partes inferior e superior da insero-padro assegurada por aplainamento ou retificao do flange de fixao (cujo dimetro externo sempre maior de 5 mm que o dimetro externo da insero-padro). Um sulco da mesma largura e com 5 mm de profundidade usina do tangencialmente aos furos da armao-padro inferior e superior.

    A posio do produto no corpo do molde deve ser considerada com cuidados especiais. As experincias seguintes podem auxiliar a resolver esse problema:

  • 22 PLSTICOS

    Tabela 1.1.1. Escolha das dimenses das inserespadro (Dimenses em mm)

    Nmero de cavidades Dimetro da insero-

    Altura da parte inferior da inser"o- IParte Inf. insero Puno'Padro (m7) (Fig. L 1.6) (Fig. 1.1.

    1 3 4 5 -padro 50 70 90 110 130 150 170 190 210 240 m 13 s2 d14 m3 m 13

    X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

    55 75 90 I lO 145 170 190 210

    X X X X X X X X X X X X X X X

    X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

    X X X X X X X X

    5 20 40 30 5 5 20 60 30 5 5 20 70 30 5 5 30 90 30 5 5 30 120 30 5 8 30 140 50 8 8 40 150 50 8 8 40 160 50 8

    5)

    '" Veja as figuras 1.1.5 e 1.1.6

    1. A fonnao de crostas necessariamente ocorrer entre as peas mveis . do molde - por exemplo, entre o corpo do molde e o pino de ejeo - j que o encaixe das peas mveis exige um certo intervalo no qual o material penetra quando pressi(). nado. Com o desgaste do molde, o intervalo expande-se e a crosta engrossa; sua total remoo trabalhosa e cara.

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    Fig. 1.1.6. Esboo da yarte inferior (corpo) da inserao

    -padro.

    .. J Fig. 1.1.5. Esboo da parte superior (puno da insero

    -padro).

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 23

    2. As fonnaes de furos na direo da prensagem podem ser produzidas com um molde muito mais simples que aquelas cujos eixos tenham outras direes.

    3. Mecanismos como machos roscados (desenroscveis do produto) e peas lateralmente mveis (para preparao de rebaixos e furos laterais) podem ser mais facilmente construdos na pea inferior do molde, principalmente estacionria.

    4. As inseres de metal podem ser mais facilmente colocadas na parte inferior que na parte superior. Neste ltimo caso, sua fIxao deve ser assegurada (veja o item 1.1.4).

    S. Do ponto de vista de fabricao, prefervel que o p plstico seja comprimido pelo puno. Entretanto, isso significa um risco de desperdcio, se o material tiver de fluir contra o puno, isto , para cima. O risco de desperdcio maior quanto maiores e mais finas forem as paredes laterais.

    6. A presso da mquina poderia ser melhor utilizada, ou seja, o molde poderia ter o sistema de cavidades mltiplas, se a presso reagisse com o lado do produto com a menor superfcie. Por outro lado, verdade que as cavidades de molde profundas exigem maiores aberturas de moldes, o que tem um efeito adverso sobre a produo horria da mquina de prensar.

    A aplicao prtica da lista incompleta anterior pode ser estudada utilizando-se o seguinte exemplo:

    H que se considerar a posio da caixa do instrumento mostrado pela Fig. 1.1.7 no molde de compresso. g evidente que existem duas possibilidades: I) a superfcie representativa (externa) a parte inferior do molde (Fig. 1.1.8); e 2) alternativamente, a superfcie externa a parte superior do molde (Fig. 1.1.9). Um arranjo inclinado ou vertical no tem razo de ser; assim, est fora de questo. As vanta

    r4 ~

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    CJCPc=::J 060O O ~ truIJ

    Fig. 1.1.7. Esboo da caixa de instrumento.

  • 24 PLSTICOS

    gens em a superfcie externa ser fonnada pela parte inferior do molde s'o as seguintes: 1. As inscries a serem puncionadas s[o altamente adequadas para o propsito

    de levantar o produto sazonado para fora do molde com os pinos do ejetor nesses locais. prefervel colocar o sistema ejetor na parte inferior do molde, estacionria.

    Entretanto, necessrio examinar se os espaos para inscries e nmeros com superfcies relativamente pequenas sero suficientes para levantar o produto. Os pinos do ejetor n[o seriam mwto finos? (Risco de ruptura!) O arranjo das inscries adequado s condies de elevao?

    2. A alimentao de p de plstico na parte inferior do molde conveniente, no havendo necessidade de pelotas.

    As desvantagens de a superfcie externa ser fonnada pela parte inferior do molde so as seguintes:

    1. O material liquefeito flui para cima, contra o puno que se move para baixo. A movimentao contrria envolve excessivos atrito e desenvolvimento de calor; assim, especialmente as peas de paredes finas podem ser comprimidas numa temperatura mais baixa, reduzindo, portanto, a produo. Provavelmente, dever ser utilizada uma qualidade mais cara do material.

    2. As porcas roscadas, necessrias para a montagem, devem ser colocadas no puno e rosqueadas em um pino adequadamente roscado. O encaixe desses pinos no puno complicado. necessria a fIxao do pino atravs de mola ou esfera.

    Em caso de a superfcie externa ser fonnada pela parte superior do molde, as desvantagens da moldagem pela parte inferior so eliminadas.

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    IJ - - - - -

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    Fig. 1.1.8. Uma das alternativas do molde de com

    presso para a caixa do instrumento mostrada pela

    figura 1.1.7.

    A = estampa, B = caixa do molde; outras designa

    es confonne a fIgUra 1.1.1.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 25

    Vedao prova de gs /// Luva de bronze 15 -

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  • 26 PLSTICOS

    Existem vrios mtodos para evitar isso, mas a construo do molde ser mais com plicada, e portan to mais cara.

    Com base nessas consideraes, o arranjo que parece ser o prefervel o da superfcie externa formada pela parte superior do molde, desde que a sada dos gases seja assegurada pelo descrito.

    A linha de pensamento anteriormente descrita ilustra que wn estudo adequado necessrio para tomarse uma deciso, mesmo em um caso como esse, relativamente simples. Os casos que ocorrem na prtica so normalmente mais complicados que o do exem!plo dado.

    Fig. 1.1.10. Molde positivo. Fig.l.1.11. Molde semi positivo. Fig. 1.1.12. Molde semipositivo. Crosta (rebarba) na direo Rebarba normal direo de inclinado. Rebarba inclinada em

    da presso. prensagem. relao direo de prensagem.

    A direo de formao da crosta no irrelevante com relao ao molde e manufaturao. A crosta pode ocorrer na direo da prensagem, normal a ela ou ,inclinada (Figs. 1.1.10 e 1.1.12). Se a crosta for na direo da presso, a seo transversal da cmara de alimentao concordar com o perfil do produto. Tais moldes so chamados moldes positivos. A espessura da crosta depende da preciso do encaixe entre o puno e a cmara de alimentao. necessrio certificar-se de que o puno ou a placa porta-puno assenta-se diretamente na armao-padro inferior ou numa fita de encosto. No caso de moldes positivos, a press'o da mquina resistida diretamente pelos produtos; assim, a fora de compresso da mquina totalmente utilizvel. A espessura assegurada pelas tiras de encosto externas j mencionadas. Os aplainamentos usados nos corpos e moldes, como mostrado nas Figs. 1.1.5 e 1.1.6, ajudam a esgotar o excesso de material.

    Esse tipo de molde permite a produo de produtos com espessura uniforme em construo de cavidades mltiplas, porque mesmo se uma das cavidades fosse alimentada em excesso, receberia uma presso maior que as outras; assim, o excesso de material seria espremido para fora.

    Entretanto, o ajuste de molde positivo nem sempre aplicado. Por exemplo, no caso mostrado pela figura 1.1.13, um "fio de navalha" seria desenvolvido nas bordas do puno, o que, naturalmente, inadmissvel. Para tais produtos, desenhado um molde semipositivo (Fig . 1.1.14) com a crosta perpendicular direo da presso.

    necessria uma compresso consideravelmente maior para os moldes semipositivos, porque uma presso muito alta necessria para comprimir o material da parte do flange mais fino (e, assim, para endurecimento mais rpido), quando o molde fechado. Imediatamente antes de fechar o molde, o intervalo j to estreito que o excesso de material no pode fluir para fora do molde; conseqentemente, uma crosta grossa ou wna pea demasiadamente grande ser obtida, mesmo em caso de alta presso especfica. Esse problema pode ser corrigido' utilizando-se canais de descarga.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 27

    A Fig. 1.1.15 mostra uma construo de molde comprovada. Aqui somente de 1 a 2 mm do flange do puno de 4 a 5 mm de largura atingem a vizinhan~ da borda do corpo; o restante (3 a 4 mm) esmagado. Para proteger o molde, feito wn flange externo; assim, mesmo no caso de um molde fechado, uma folga de cerca de 0,1 mm permanecer entre os flanges opostos do puno e do corpo nos plsticos do tipo 31, e uma folga de 0,4 a 0,5 mm nos plsticos dos tipos 51, 54,71 e 74*.

    Na prtica, pode ocorrer que possam ser utilizados tanto o molde positivo como o semipositivo, e compete ao projetista selecionar o mais adequado no caso dado.

    H Blf8

    J

    17 77

    # fl.O

    ' -, -77

    Fig. 1.1.13. Projeto de puno incorreto. "Fio de navallia" desenvolvido no lugar indicado pela seta.

    Designa.es confonne a figura 1.1.1 .

    H8/f8

    77

    Fi!J. 1.1.14. Molde semipositivo.

    Designaes confonne a figura 1.1.1.

    li) o' ,

    -.J

    Ponta 31 "" 0,1 mm 51.54.71. 74 ponta: 0,40,5mm

    , - 2

    1.-5

    Fig. 1.1.15. Projeto de molde semifositivo.

    Designaesconfonne a figura .1.1.

    Tipo 31 = resina fentica com enchimento de serragem (composto para propsitos gerais). Tipo 51 = resina fenlica com enchimento de tecido de celulose (papel). Tipo 54 resina fenlica com enchimento de flocos de celulose (papel). Tipo 71 resina fentica com enchimento de fibras txteis. Tipo 74 resina fentica com enchimento de flocos txteis. Tipo 131 = resina de uria e fonnaldedo com enchimento de p de celulose.

  • 28 PLSTICOS

    Neste caso, alm da j mencionada diferena de presso de moldagem, necessrio considerar os problemas de ejeo do produto e remoo da crosta.

    Em certos casos, praticvel utilizar um molde semipositivo inclinado (Fig. 1.1.16).. Aqui, o material em excesso sai do molde facilmente, e a crosta inclinada fcil de remover. A desvantagem que o encaixe entre o corpo do molde e o puno exige uma operaa'o mais cuidadosa. O flange, nesses moldes, tem uma inclinao entre 30 e 45.

    O uso de um molde de flange aberto preferido para botes ou para produtos de

    PontilJ1: 0,2 mm 51. 51. 7l.; 0,1. mm

    H81/8

    2-33

    3

    17 17

    Fig. 1.1.16. Projeto de molde Fig.1.1.17. Moldedeflange semipositivo inclinado. aberto. Designaes confonne a Designaes confonne a

    figura 1.1.1. figura 1.1.1.

    arcoS baixos similares (Fig. 1.l.l7). O material introduzido, na fonna de pelotas, nesses moldes. J que o puno no penetra no corpo desses moldes, o guiamento das partes superior e inferior do corpo deve ser projetado com cuidados especiais.

    Uma pea de 0,5 a I mm vaza do corpo e do puno atravs de um flange delgado (2 a 3 mm), para pennitir o fluxo de sada do excesso de material entre o puno e o corpo. O material descarregado freqentemente toma a fonna de um "biscoito" comum no molde de cavidades mltiplas; assim, as peas curadas podem ser removidas com um nico movimento. Esses moldes so muito produtivos. Sua desvantagem o maior consumo de material; devido ao vazamento, a porcentagem de material desperdiado maior.

    1.1.1.3. Projeto da cmara de a]imentao

    De acordo com uma prtica comprovada, a cmara de alimentao l!fustada ao puno com uma tolerncia H8/f8 num trecho de 4 a 6 mm da borda superior do0produto. A parte acima feita com 1/3 a 10 de conicidade (Fig. 1.1.18).

    Se a excentricidade - que advm da faixa de tolerncias - no for pennissvel em produ tos de precislIo especial, ento sero utilizados ajustes mais apertados (H7/n)

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 29

    e canais de dimenses adequadas para facilitar o estravasamento do material. A s~ lu'o mostrada pela Fig. 1.1.19 tambm freqentemente utilizada. Os canais de descarga - uniformemente distribudos pela circunferncia - so principalmente utilizados nesta construo. Os canais no devem ter profundidades maiores que 0,1 a 0,2 mm. Se s![o mais profundos, o material escapa. A dimens'o tima do canal depende da deliqescncia do material, velocidade de fechamento do molde, press'o de moldagem e da temperatura. Assim, aconselhvel alarg-los primeiro somente de 2 a 3 mm quando o molde fabricado ; ento, se necessrio, so alargados gradualmente na ocasi![o do escorrimento do molde.

    -

    1/3- 1 H71f 7

    H8ff8

    ~3

    Fig. 1.1.18. Projeto de cmara

    de alimentao.

    Designaes conforme a figura 1.1.1.

    O volume da cmara de alimentao determinado multiplicand~se o produto acabado pelo fator de massa do material (Tabela 1.1.2),

    Se o corpo do molde for montado em duas peas, nunca dever ser partido ao longo do flange , embora isso parea ser bastante tentador primeira vista (Fig. 1.1.20a). Neste caso, a alta presso foraria as peas do molde a se separarem, e o material prensado tornaria difcil a remoo do produto e, em casos graves, impossvel. O encaixe - se inevitvel nas vizinhanas do flange - deve ser feito uns poucos milmetros acima do flange (Fig. 1.1.20b), ou illl1 encaixe de "sobrefecho" ou "labirinto" deve ser utilizado (Fig. I.! .20c). Essa regra deve ser seguida mesmo se o corpo for fendido em vrias partes, no plano normal direo da press'o ou paralelo a ela. As construes correta e incorreta so mostradas nas Figs. 1.l .21 e 1.1.22.

    O desenvolvimento do efeito de calo ampliado e distorcido na parte "incorreta" direita da Fig. 1.1.21 . No encaixe de sobrefecho do lado esquerdo, desenhado para ser "correto", no pode haver desenvolvimento do efeito de calo, nem mesmo se o

    Tabela 1.1. 2. Fatores de massa dos plsticos mais freqentemente utilizados

    0,1

    Fig. 1.1 .19. Projeto alternativo de

    cmara de alimentao.

    Designaes conforme

    a figura 1 .1 .1 .

    Tipo de material 31 ~I S4 7\ 74 131

    Fator de massa Solto 2,5-3 5- 6 9-10 6-7 7-8 3 Pelotas 1,3-1.5 1,6- 2 1,6-2 1,6-2 1,6- 2 1,5

  • 30 PLSTICOS

    encaixe for imperfeito. Devido a esse propsito, o material deve mudar perpendicularmente sua direo. O atrito resultante deteria o fluxo do material, especialmente porque o aumento de temperatura no curso do atrito facilita o endurecimento do material. A Fig. 1.1.22a mostra a divis[o incorreta do molde, e a Fig. 1.1.22b mostra a divis[o correta .

    Pode ocorrer que o plano inferior do puno no seja normal direo da presso. Neste caso, a componente oblqua da fora pressiona o puno para um dos lados,

    )

    J7

    a) Incorreta b) Incorreta c) Correta Fig. 1.1.20. Diviso do corpo do molde em um plano normal direo de compresso. O plano

    da diviso deve estar acima do plano mais alto do produto de uns poucos milmetros, mas o encaixe

    das partes do molde melhor com superposio.

    Designaes conforme a Fig. 1.1.1.

    A

    Fig. 1. 1. 21. Divises correta e incorreta do corpo do molde em um plano normal direo de compresso.

    a) I nco rreta b) Correta Fig. I. J.22. Divises correta e incorreta de moldes no

    plano da direo de compresso.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 31

    levando a um emperramento ou a desgaste excessivo. Assim, aconselhvel colocar wna placa de guia temperada na parte superior da cmara de alimentao (Fig. 1.1.23).

    Os moldes de cavidades mltiplas algumas vezes tm uma cmara de alimentao comwn, Sua construo geralmente mais barata, que encaixar separadamente o puno a cada uma das cavidades no corpo do molde.

    Entretanto, a superfcie de contato entre o puno e o corpo muito grande. Isto danoso por duas razes: I) necessria uma grande rea de superfcie da m quina de moldagem de contato de alta capacidade, o que requer maior energia e fora uma operao mais vagarosa; e 2) a cmara de alimentao comum resulta numa perda significativa de material. Portanto, a cmara de alimentao comum deve ser evitada, exceto nos casos em que sua aplicao prefervel em relaa-o remoo do produto, como na fabricao de tampinhas de tubos de pasta de dente. Aps curar as tampinhas, o macho que forma a rosca deve ser desrosqueado das peas. O hexgono externo formado pelo puno, que no mantm as peas em posio enquanto os machos so desrosqueados. Entretanto, a pelcula desenvolvida como resultado da cmara de alimentao comum fixa as tampinhas de tal forma que os machos podem ser simultaneamente desrosqueados de todos os produtos por um sistema de desrosqueamento central.

    ~M"51

    ~

    .--L-

    8

    A

    "

    Ao temperado 6

    - 7

    Fig. 1.1.23. Se o plano inferior do puno

    no for normal direo de compresso, as

    foras laterais causaro o desgaste do molde.

    Para evitar isso, so colocadas inseres de

    ao temperado.

    A = caixa do molde, B = estampas;

    outras designaes conforme a Fig. 1.1.1.

    Uma outra vantagem da cmara de alimentao comum que o material pode ser preparado atravs de uma nica medio, representando uma reduo nos tempos de produo das peas.

  • 32 PLSTICOS

    1.1.1.4. Projeto de puno o puno fecha a cavidade do molde, e, ao transmitir a presso da mquina, forma a parte superior (possivelmente interna) do produto. O material introduzido na cavidade do molde - se n'o for pr-comprimido - aglomera-se principalmente em um dos lados da cavidade, causando, com isso, a press[o excntrica do puno quando a cavidade fechada. Ao mesmo tempo, o material flui do local superalimentado, reacomoda-se, com grande fora para empenar o puno. Tudo isso leva ao fato de que o

    b) Incorreto

    a) Incorreto c) Correto Fig. 1.1.24. Projetos correto e incorreto de puno. Uma diferena de dimetros excessiva pode causar rachaduras durante o endurecimento. Com uma construo correta, a insero pode ser

    facilmente substituda em caso de ruptura.

    o) t-

    a) Correto b) Incorreto Fig. 1.1. 25. Projetos COrreto e incorreto de puno para a

    moldagem de produtos cilndricos longos

    (buchas ou artigos similares)

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 33

    puno uma das peas mais exigidas do molde em relao resistncia. Entretanto, suas dimenses no podem ser escolhidas livremente, pois so determinadas pelas caractersticas geomtricas do produto. Assim, as grandes concentraes de tenses causadas por variaes de seo transversal, cants vivos, sulcos profundos, ou outros locais passveis de concentrao de esforos tm de ser evitados com cuidado especial no projeto. Nas Figs. 1.1.24 e 1.1.25 so mostrados alguns modelos corretos e incorretos.

    Dentro dos limites do produto, determinados por seu propsito imaginado, o puno e a cavidade do molde devem ser moldados conicamente. A conicidade normalmente de l/3 alo. Selecionando-se o ngulo correto de conicidade, o produto ou permanecer no corpo do molde, ou ser levado com o puno. O produto sempre permanecer na parte do molde cuja conicidade for menor que 1/3, desde que a qualidade e a temperatura de ambas as partes do molde sejam idnticas.

    1.1.1.5. Projeto de armaes-padro inferior e superior As inserespadro so assentadas nas armaes-padro inferior e superior, o que assegura a posio de uma em relao outra com a ajuda de pinos-guias. Padronizando-se as armaes, as inseres-padro so substituveis. Isso reduz o custo de produo do molde, assim como do tempo de operao necessrio para a produo.

    1.1.1.6. Ejetores

    Assegurar a remoo dos produtos curados uma das tarefas mais importantes do projetist de moldes. A remoo rpida do produto do molde essencial porque 1) aumentar a quantidade de produo e 2) o produto resfriar rapidamente no molde aberto, e isso poder causar contrao na parte do molde em tal dimenso, que ele acabar rachando ao ser removido.

    As condies para o resfriamento do produto podem ser resumidas com base no item 2.3.2, como segue:

    1. As condies de resfriamento dos produtos so determinadas a partir da relao entre a superfcie e o peso, S = A/G.

    2. A taxa de resfriamento a mais rpida imediatamente aps o macho do molde ser retirado. O produto perde a maior parte de sua temperatura em um intervalo de tempo pequeno, aps ser retirado.

    3. A fora necessria para desparafusar (levantar/puxar) o produto depende das dimenses do produto e da diferena de temperatura entre o produto e o macho do molde. Em condies adversas, o esforo originado pode causar rachaduras na pea.

    4. A qualidade e a condio intata das superfcies dos machos do molde so essenciais. edesejvel sua cromagem.

    O projeto do ejetor depende do formato do produto. Se suas superfcies decorativas estiverem abaixo do molde (olhando-o da direo de prensagem), em considerao eliminao da dificuldade na remoo das crostas, o produto ser levantado com a parte do molde que forma a superfcie completa. Neste caso, necessrio evitar que o macho do molde que sobe atrite-se em toda a cavidade do molde e na cmara de

  • 34 PLSTICOS alimenta1fo; caso contrrio podero ocorrer contraes. Essa construo utilizada somente para moldes menores. A espessura do macho mvel deve ser no mnimo metade de seu comprimento. As solues correta e incorreta so mostradas nas Figs. 1.1.26 e 1.1.27.

    Se o ejetor no levantar toda a superfcie do produto, ento poder ocorrer deformao na remoo, e isso deve ser evitado. Assim, o produto somente deve ser utilizado para empurr-lo. A solu"o como a da Fig. l.l.28a no correta, pois o ejetor pode quebrar ou distorcer a parte central do produto.

    A soluo conforme a Fig. 1.1.28b tambm no correta, pois nela o ejetor estende-se pela cmara de alimentao e pode causar contraes.

    c) Correto Fig. 1.1.26. Fig. 1.1.27.

    Projetos correto e incorreto de machos ejetor, se a superfcie representativa do produto for formada pelo macho.

    Incorreto

    o) b)

    c)

    Fig. 1.1.28. Projetos coneto e incorreto do macho ejetor.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 35

    o modelo ilustrado pela Fig. 1.l.28c correto quando metade da parede lateral levantada pelo ejetor. Aqui, o produto pode ser facilmente puxado do macho com uma forquilha adequada.

    Em certos casos toda a superfcie do produto no levantada. Nesses so utilizados pinos ejetares. Seus traos, entretanto, ficam visveis nos produtos; assim, so utilizados somente se seus traos no prejudicarem a esttica da superfcie. Marcas e inscries freqentemente so gravadas nas superfcies dos pinos ejetores, justificando o trao causado pela crosta. eaconselhvel rebaix-los no produto.

    Para estudar a construo e os clculos de resistncia dos pinos ejetores, necessrio levar em considerao o fato de que o p plstico torna-se deliqescente no molde quente (estado "8"), e pode ser considerado como um lquido denso. A presso Idrosttica surge em todos as direes da cavidade do molde durante a prensagem. J que h uma folga necessria entre o pino ejetor e sua luva, o material liquefeito fica prensado. Quando o material liquefeito endurece, a presso Idrosttica torna-se constante. Se o dimetro superior do pino ejetor for d(em), a presso especfica de moldagem for p(kp/cm2 ), a largura do colar prensado na lateral do pino for m(cm), e a fora que se manifesta for F (Fig. 1.1.29), ento,

    F = d.m.p (kp). Se o coeficiente de atrito for 11, a fora necessria para elevao ser:

    Q = F.j1. = d.j1..m.p (kp). J que, mesmo com moldes novos, cuidadosamente feitos, m ser igual a 2 mm

    e com moldes gastos m = 3 a 5 mm, a presso especfica para material tipo 31 ser igual a 300 kp/cm2 Com uma rugosidade mdia de superfcie (Ra) igual a 1,6 mcron, o atrito esttico de 0,2 a 0,4. Substituindo,

    Q = (54 - 180).d (kp). J que o dimetro dos pinos do ejetor igual a 5 a 8 mm, a fora de ejeo por pino

    pode variar: Q === 27 - 144 kp, mas poderia mesmo ser muito maior Se o furo ou a superfcie do pino ejetor estivesse danificada.

    Ateno especial deve ser dada fixao da localizao dos pinos ejetores no produto. No existem regras rigorosas a serem seguidas. Entretanto, sempre aconselhvel localizar os pinos ejetores: I) na juno das paredes laterais finas; 2) na vizinhana de nervuras, especialmente se a conicidade estiver abaixo de 3 a 5; e 3) sob peas metlicas estampadas, que devam ser ejetadas juntamente com o produto.

    H uma experincia prtica a ser considerada quanto ao princpio bsico de ejeo, de acordo com: I) o produto nlIo ter de ser utilizado em pux'o (mas somente em

    d

    Fig. 1.1.29.

  • 36 PLSTICOS

    empurro) no instante da ejelfo; e 2) a eje[o n[o seja segura se as paredes laterais do produto tiverem de ser levantadas em ambos os lados de entre peas de molde estacionrias (a pea do molde, como uma das superfcies laterais, deve ser movida Juntamente com o produto).

    Existem outras consideraes quanto a onde e como os pinos ejetores so localizados no molde. As barras dos ejetores das mquinas de prensagem esto na parte central da mesa , principalmente no meio do molde. Assim, se os pinos ejetores no forem simetricamente colocados ou tiverem dimetros diferentes, ento, devido diferena entre as foras de ejeo, facilmente poder ocorrer esforo de flexo sobre o pino ejetor. Como resultado da flexo, o pino fica travado no furo, deforma-se, e possivelmente quebra-se.

    Se a qualidade da superfcie e a preciso de encaixe dos pinos de ejeo forem idnticas, ent[o o ponto mdio da barra do ejetor ser colocado no centro de gravidade da seo transversal dos pinos ejetores. Entretanto, essa suposio nem sempre justificada na prtica, especialmente se qualquer das peas for danificada durante a operao. A contrao dos pinos ejetores pode ser evitada atravs de guiamento adequado. provvel que no ocorra contra1ro at que (V. Ref. 1) :

    he';;;;

    2/1 onde, de acordo com a Fig. 1.1.30, e == distncia entre a fora aplicada e o centro do pino ejetor, em cm; h = comprimento guiado do pino, em cm; /1 == coeficiente de atrito (3!: 0 ,15 a 0,20).

    Substituindo-se os valores anteriores h ~ (0,3 a 0,4).e

    obtido, isto , o comprimento guiado do pino ejetar deve ser no mnimo um tero da distncia medida entre o pino ejetar e a barra do ejetar.

    Se, por qualquer raz[o , essa regra no puder ser obedecida, ent ser essencial

    Fig. 1.1 .30. Determinao do comprimento

    guiado dos pinos ejetores. Deve ser maior que

    um tero da distncia e, entre o pino ejetor

    e a barra ejetora.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 37

    o guiamento adequado da placa do ejetor. Isso pode ser conseguido com pinos-guias e buchas. Em vez de utilizar uma barra de ejetor, isso pode ser obtido levantando-se simultaneamente ambos os lados da placa ejetora. Isso pode ser feito de vrias maneiras. A utilizada mais freqentemente mostrada pela Fig. 1.1.31. Utilizando as designaes da Fig. 1.1.1, isto , 2 representa a arma!Io do retentor da inser!Io-padro superior, 10 a placa ejetora e 4 a placa inferior (placa-base). O bico projetado no gancho A, que levanta a placa ejetora, articulado com rtula no pino D na placa do retentor da insero-padro superior. A barra de came B presa base do molde. Quando a mquina de prensar aberta (isto , quando o puno comea a subir), o bico do gancho carrega e levanta a placa ejetora at que o domo, projetado da barra de carne, empurre o bico para fora de seu ninho com o pino C do gancho. Ento, o molde ser aberto mais para levantar o produto. O gancho retoma sua posio vertical como resultado da mola E. O processo invertido quando o molde fechado. A superfcie superior inclinada do domo da barra de came empurra o gancho, que passa por cima dele, e fica pronto para nova elevao.

    Em certos casos no desejvel levantar a placa ejetora enquanto o molde est comeando a abrir, mas depois. Neste caso, um gancho mais longo deve ser utilizado. Naturalmente, 'em tais casos necessrio evitar batidas do gancho contra a mesa da mquina no estado fechado do molde. Algumas vezes utilizada uma corrente de roletes, encaixando um eixo roscado, porca e contraporca na extremidade, para ajuste

    2 ...--

    E

    O

    F

    . ,

    A

    c\2] 8

    oi b l

    Fig.1.1.31 . Projeto e operao do gancho que levanta

    a placa ejetora por ambos os lados.

    2 = armao do retentor da insero-padro superior, 4 =placa

    inferior,10 =placa ejetora .A =gancho,B =barra de carne,

    c I di

    C e D =pinos, E =molas, a) a d) = fases diferentes da abertura do molde.

  • 38 PLSTICOS

    preciso e compensao para uma possvel elongao (Fig. 1.1.32). A constru"o mostrada pela Fig. 1.1.33 tambm utilizada para levantar a placa

    ejetora. A extremidade rosqueada do cano A aparafusada na placa ejetora 10, e a insero B soldada na extremidade superior. Por levantamento da placa porta-puno 2, tambm o puno puxado para fora do corpo do molde. Em um estgio posterior da ejeo, a cabea do eixo roscado C faz contato com a insero B; com isso, o tubo A e com ele o disco ejetor 10 tambm sobem. As molas 8elleville D no eixo roscado C asseguram o assentamento adequado da placa ejetora quando o molde est fechado.

    Para certos produtos, o levantamento ocorre em duas etapas. Um exemplo mostrado pela Fig. 1.1.34. A rosca interna pode ser desrosqueada somente quando o colar no estiver assentado no anel do macho do molde. Existem disponveis vrios mtodos para tais casos. Por exemplo, o molde pode ser projetado como mostrado pela Fig. 1.1.35. Nessa construo, a barra ejetora A da mquina levanta a placa ejetora D do molde. O bloco C, que flxado a essa placa, empurra a placa ejetora de tal modo que o pino ejetor E e a luva ejetora F, funcionando ao mesmo tempo, levantam os produtos do corpo da insero-padro 17. Entretanto, durante a elevao da placa ejetora D, os pinos inclinados G empurram para trs as travas H, que so mantidas pressionadas pelas molas K. Quando as travas s[o totalmente retradas, o bloco

    1 //

    / /

    2 '

    3 "

    -~

    5 6 Fig.1.1.32. Levantamento da placa ejetora com corrente de roletes (corrente Gall).

    1 == placa de sujeio superior , 2 == porta-correia, 3 == corrente Gall, 4 = placa ejetora,

    5 = eixo roscado, 6 = placa inferior.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 39

    - u

    _ 4

    Fig. 1.1.33. Levantamento com ejetor telescpico.

    2 = arm ao do retentor da insero-padro superior , 4 = placa inferior,

    10 = placa ejetora , A = cano de gs, B =insero, C = prafu so, D = molas Belleville .

    C no suporta a placa ejetora D; assim, os pinos ejetores E levan tam os produtos de suas luvas F. Subseqentemente, os produtos podem ser desrosqueados dos pinosE.

    Observa-se que esse mtodo aplicvel a moldes de duas ou, no mximo, quatro cavidades. Em caso de moldes de cavidades mltiplas, os produtos a serem desrosqueados subseqentemente encolhem no macho roscado, tornando difcil a remoo e maior o tempo de ciclo.

    Em ou tros casos, so utilizadas cremalheiras que, em um certo ponto da elevao, desengatam um dos sistemas de elevao. De acordo com a construo mostrada

    ~. '>:\~ I'.: ~ I I

    Fig. 1.1.34. Desenho de tampa roscada. Para evitar

    paredes grossas, foi projetado um rasgo em torno da

    parte roscada. Esse rasgo poupa bastante material,

    reduz o tempo de cwa, mas o produto somente pode

    ser removido em duas etapas.

    necessrio um mecanismo de ejeo adequado.

  • 40 PLSTICOS

    pela Fig. 1.1.36, a barra ejetora B levanta a placa ejetora A. No incio da elevao, o rolete E (entre os braos C e D) gira sobre a superfcie lateral da placa F. Elevando-se a placa ejetora A um pouco mais, o role te E atinge a placa F (sobe nela), os braos C e D nlIo mais atuam para levantar a placa superior do ejetor G, que nlIo sobe mais. Com esse mtodo, importante que o ponto inferior da rotalIo do brao C esteja afastado da trajetria de guia de alguns milmetros mais que o ponto de rotao do brao superior D, para que a fora de elevao tenha tambm uma componente

    75

    77 --f-r--T1'

    16

    E

    F

    D

    C J------+----~-r----I 5

    B

    Fig. 1.1.35. Mecanismo ejetor que funciona em duas etapas,

    para a tampa mostrada na Fig. 1.1.34.

    A = barra ejetara, B = placa ejetora inferior, C =bloco, D = placa ejetora

    superior, E = pino ejetor , F = luva do ejetor, G = pino inclinado,

    H = trava, K = molas; outras designaes conforme Fig. 1.1.1.

  • G

    E

    PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 41

    horizontal que pressione o role te E para a lateral da placa F, isto , de forma que se dobrem os braos aps sair da trajetria F.

    O produto da construo demonstrada pela Fig. 1.1.37 tem de ser ejetado em duas etapas, devido ao colar interno. A barra ejetora 21 da mquina de prensar rosqueada na placa ejetora 10b. A luva do ejetor 22 presa entre as placas ejetoras 1Da e 10b, cuja espessura igual espessura do colar interno do produto. A mola 24 fica entre a luva de cabea cnica 23 e a placa ejetora IDa. O pino ejetor 11 solidamente fixado entre as placas inferiores 4a e 4b.

    Im ~ ----J!-..- ~~~c

    ~i

    -_ .~~--_.-

    Fig. 1.1.36. Mecanismo ejetor para a tampa mostrada

    na Fig. 1.1.34, que funciona em duas etapas.

    A =placa ejetora inferior, B = barra ejetora da mquina, C e.D = braos,

    E = rolete, F = placa, G =placa ejetora superior.

  • 42 PLSTICOS

    Quando o acionador ou o cilindro ejetor hidrulico da mquina levanta a barra ejetora 21, no somente as placas ejetoras IDa e IOb comeam a mover-se, mas tambm a luva 23, aps o disco 25 ser levantado com a mola 24. Quando, durante a elevao, o disco 25 faz contato com a placa 16, a luva 23 pra. Entretanto, a luva 22 pode continuar a mover-se mais um pouco, devido mola 24 ficar comprimida e levantar o produto para fora da parte superior da luva 23.

    Essa posio final mostrada esquerda da figura; a seo da direita mostra o molde na condio fechada.

    Uma folga visvel entre o puno 3 e a placa portadora superior 2. J que no praticvel desenhar o puno 3 com o dimetro do corpo inferior 17 (assim o processamento simultneo das peas 2 e 17 torna-se impossvel), utilizado um processo em que a parte superior do molde colocada sobre a inferior. Como resultado, os punes atingiro suas posies precisas. Ento as folgas em torno dos punes

    3

    26

    16

    23

    25

    "

    2'

    21

    'o

    ..

    Fig. i .i.37. Sistema ejetoI em duas etapas.

    2 = armao do retentor da insero-padro superior, 3 = puno, 4a e 4b = placa de reteno,

    iOa e JOb = placas ejetoras, i i = pino ejetor, i6 = placa inferior, i7 = corpo do molde (inser

    o-padro), 2i = barra ejetora, 22 = luva, 23 = luva de cabea cnica, 24 = mola, 25 =disco de

    mola, 26 = pino de retomo.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 43

    s[o fundidas com um metal de fus[o fcil, por exemplo chumbo de soldar. Com esse processo, o caro processo com o trado de gabaritos pode ser evitado.

    Em certos casos especiais (quando, por exemplo, somente puderem ser utilizados pinos ejetores de dimetro muito pequeno, e houver temor que empenem e quebrem quando estejam retirando o produ to), s[o utilizados pinos ejetores cnicos (Fig. 1.1.38). Muito menos fora necessria para elevar esses pinos que para levantar os cilndricos; assim, praticamente nunca ocorrem contraes. A desvantagem em utilizar esses pinos que, quando se movem, os furos nos quais o fazem no so limpos automaticamente, como quando os cilndricos so utilizados. O molde deve ser cuidadosamente limpo com ar comprimido aps cada moldagem, pois qualquer resto poderia facilmente cair no furo do pino cnico quando o produto fosse levantado, evitando que o pino retomasse a seu lugar. Mais tempo necessrio para fazer o pino cnico e seu furo que o pino cilndrico simples e seu furo ; portanto, sua aplicao deve ser considerada em todos os casos. Em cada caso, o comprimento dos pinos ejetores e a elevao do sistema ejetor devem ser determinados de uma forma tal que o produto seja levantado acima da cmara de alimentao, e haja disponvel espao suficiente para retirar o produto.

    :g essencial, em todo caso , que os pinos ejetores ou machos sejam retomados a suas posies originais antes da ao da fora de compresso; de outra forma o mate rial poderia escapar atravs dos furos abertos ou bloque-los. A instalao dos chamados pinos de retomo necessria. Um exemplo dessa construo mostrado pela Fig. 1.1.39.

    Quando se fecha o molde , a armao de reteno da insero-padro 2 empurra o disco ejetor 10 para sua posio com o pino A, no qual os pinos ejetores est[o assentados.

    A posio dos pinos ejetores assegurada com esta construo quando o molde

    15

    23

    Temperado :~ 17 08 "'!.I '\[ I C: }

    _", ,,' ., . .. ... " .. ", ,, I .o. .. "'-,, " , 16

    ~I l-r--- A 11

    Fig. 1.1.38. Pino ejetor Fig. 1.1.39. Pino de retomo. O pino de retorno A cnico. automaticamente empurra a placa ejetora 10 para

    sua posio, assegurando assim a posio dos pinos ejetores 11. Outras designaes conforme a Fig. 1.1.1.

  • 44 PLSTICOS

    totalmente fechado. As molas Belleville D mostradas pela Fig. 1.1.33 garantem que o disco ejetor 10 e os pinos ejetores retomem a suas posies antes que o molde seja completamente fechado.

    Em certos casos, a ejeo com ar comprimido bem praticvel. A elevao de produtos em forma de caixa ou recipientes algumas vezes atrapalhada pelo vcuo entre o molde e o produto. De acordo com a soluo mostrada pela Fig. 1.1.40, o ar que flui atravs do furo A levanta levemente o ejetor de seu furo cnico; ento, enquanto penetra, o intervalo separa o produto do molde. Assim, a eje'o efetuada pelo ar, em vez de por pinos ejetores. Para reduzir o atrito, no aconselhvel utilizar guia justo para o pino ejetor. Se o ar comprimido repentinamente soltar vrios pinos ejetores (desde que a presso do ar seja alta e a superfcie do produto seja suficientemente grande), o produto poder escapar do molde. Esse tipo de construo facilita a automao total ou parcial da moldagem, devido vlvula de ar comprimido poder ser facilmente controlada pela barra de came montada na lateral do molde.

    Fig.1.1.40. Ejeo do produto com

    ar comprimido.

    A = duto de ar, B = pino ejetar cnico, C = mola,

    D = vedao por anel de borracha,E = porca.

    Uma placa ejetora caracterstica includa no sistema armao-padro-inseropadno, no qual os pinos ejetares s'o conectados com sapatas de ejetores.

    1.1.1.7. Ex tra tares

    Durante a moldagem, alguns produtos necessariamente permanecem no puno; o puno levanta o produ to da parte inferior do molde. Esse produto restante deve ser removido do puno, par pinos extratares, ou placas extratoras. Um exemplo mostrado pela Fig. 1.1.41.

    A parte inferior e a superior da camisa cilndrica do produto mostrado pela Fig. 1.1041 s'o rosqueadas. De acordo com as regras anteriormente descritas para a ejeo, no suficiente ejetar o produto do corpo do molde 17; a parte rosqueada do colar deve tambm ser removida do espao entre a luva 21 e o puno 20. Caso contrrio, o produto poderia quebrar-se facilmente ao ser desrosqueado.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 45

    Assim, o molde funciona da seguinte maneira: aps o endurecimento do produto (no fmal do processo de condensa'o), o operador abre a mquina. Com a elevao da placa superior 15, o gancho 22 carrega as placas ejetoras I Oa e 10b, s quais a pina ejetora 11 est fIxada. Com isso, o produto levantado do corpo do molde 17. Quando a placa ejetora 10 faz contato com a placa inferior 16 (o molde ainda est

    Fig. 1.1041 . Molde com placa extratora.

    10a e JOb = placas ejetoras, 11 == pino ejetar, 15 = placa do relentor superior, 16 = placa inferior,

    17 == insero-padro (corpo de molde), 20 == puno, 21 == luva do puno, 22 == ganho, 23a e

    23b = placas porta-punes (neste caso, placa ejetora), 24 == carne, 25 == balanceiro, 26 == macho

    roscado, 27 == barra ejetara, 28 == pino~ia, 29 == bucha~ia, 30 == pilar de guia superior,

    31 = bucha.

  • 46 PLSTlCOS

    abrindo), o gancho 22 empurra para baixo as placas extratoras 23a e 23b, e assim o puno 20 empurra o produto para fora da luva 21. O came 24 e o balanceiro 25 empurram o gancho 22, por meio do qual possvel a maior abertura da parte superior do molde. Agora o produto pode ser desrosqueado do puno 20 sem qualquer risco. O macho cnico e rosqueado 26 desrosqueado do produto, que retomado ao molde, para reiniciar o ciclo. A barra ejetora 27 evita que a placa ejetora 10 caia para trs. A placa ejetora 10 guiada no pino 28 com a bucha 29, e as placas extratoras 23 no pilar-guia 30 com a bucha 31. O macho 26 e o puno 20 levantam-se metade da espessura de parede do produto, assim aplicado um empurro (e no um puxo) contra o produto na eje'o e na remoo.

    Com certos moldes necessrio tomar providncias para o retorno das placas extratoras e das placas ejetoras a suas posies antes do ciclo seguinte. Isso pode ser realizado com molas, ou com os chamados pinos de retorno. Tal pino de retomo mostrado pela Fig. 1.1.39. eaconselhvel colocar uma placa temperada, sob a cabea do pino de retomo, na outra parte do molde. O uso do pino de retomo absolu tamente necessrio nesses moldes nos quais os pinos ejetores seriam empurrados para trs pelo puno.

    1.1.1.8. Pino-guia e bucha-guia

    A juno precisa das partes superior e inferior do molde assegurada pelo pino-guia e sua bucha. Ambos so temperados, elementos de molde retificados padronizados no interesse da produo em srie. Existem duas escolhas para os projetistas. A constru'o da Fig. 1.1.42 mais simples, e assim mais barata, que aquela mostrada pela Fig. 1.1.43, devido s superfcies cilldricas serem usinveis e retificveis. Por outro lado, a ltima tem a vantagem de que todas as peas do molde a serem guiadas s[o presas juntamente. Assim, podem ser furadas e retificadas ao mesmo tempo, assegurando consideravelmente a preciso necessria.

    Do ponto de vista da produ[o, as escolhas sobre em qual pea do molde o pinoguia inserido e a bucha-guia fica localizada n[o s[o arbitrrias. O aspecto natural, mas freqentemente no considerado, para essa determina[o a regra de que o pino-guia n[o deve atrapalhar a eleva[o do produto. Portanto, 'se o produto permanece na parte inferior da caixa do molde, aconselhvel colocar o pino-guia na parte superior do molde. Mas nesse caso, parte do p de plstico a ser introduzido na parte inferior do molde inevitavelmente penetrar tambm na bucha-guia, causando conseqentemente esforos; com isso so possveis contraes. O risco um pouco menor, se houver um furo de limpeza sob as buchas-guias, que podem ser limpas com ar comprimido pelo operador, ou com outros meios, de tempos em tempos.

    A bucha do pino-guia pode ser mantida limpa mais facilmente se estiver localizada

    Figs. 1.1.42 e 1.1.43. Pino-guia e bucha-guia. A parte desenhada em linhas tracejadas utilizada somente em caso de necessidade.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 47

    na parte superior do molde. Neste caso, entretanto, o pino-guia freqentemente atrapalha a elevao do produto, ou a alimentao do p de plstico.

    Os pinos-guias de vrios dimetros so utilizados em cavidades de molde arranjadas simetricamente . Desta fonna, as duas partes do molde podem ser fechadas somente de uma maneira, que a maneira correta. Naturalmente, o mesmo objetivo pode ser conseguido com pinos-guias colocados assimetricamente, tambm. Se o pino-guia tiver de ser colocado em qualquer das partes do molde, ser essencial em qualquer caso que o comprimento da parte presa tenha, no mnimo, 1,5 vez o dimetro do pino:

    Lp ;;;. 1,5 d.

    Os comprimentos do pino-guia e da bucha so padronizados. De acordo com os clculos de resistncia, a posio Mima para o pino-guia em

    moldes grandes e angulares (por exemplo, moldes de caixas de rdios, etc.) fica na quarta ou tera par,te do maior lado do molde.

    Deve ser mencionado - no importa quo natural seja - que os pinos-guias so capazes de efetuar sua tarefa somente se estiverem em contato com a bucha-guia antes do puno fazer o mesmo em relao ao corpo do molde.

    1.1.2. Moldes de produtos roscados

    As peas roscadas ocorrem freqentemente nos produtos. Representam diferenas fundamentais em relao construo do molde, quer as roscas estejam na direo da presso ou afastem-se dela . Se as roscas estiverem na direo da presso, haver duas possibildades : roscas internas (porcas) ou externas (eixo rosca do).

    1.1.2.1. Rosca na direo da prensa

    Se o produto for internamente rosca do (rosca de porca), ser fonnado por uma cavilha rosqueada no molde. Essa uma caracterstica necessria para cada molde desses. Entretanto, pode haver uma diferena em relao ao mtodo de remoo dos produtos do molde, ou da cavilha roscada.

    No caso mais simples, as cavilhas rosca das A saem do molde com o produto (Fig. 1.1.44 e 1.1.45) e s'o removidas do produto manualmente, ou, em caso de molde com mltiplas cavidades, com um dispositivo de desrosquear, durante a cura das peas seguintes. Neste caso, vrios (um mnimo de dois) conjuntos de cavilhas roscadas s'o necessrios, para assegurar a continuidade da produo. J que essas cavilhas so facilmente danificadas quando so desrosqueadas - especialmente as pontas rosqueadas que racham facilmente - aconselhvel providenciar cavilhas sobressalentes adequadas durante a produo do molde.

    As cavilhas rosca das devem ser facilmente removveis e substituveis no molde; portanto, seus furos sempre s'o cnicos. Um pino ejetor deve ser projetado sob cada cavilha, levando-se em conta que se movem - quando removidos - ao mesmo tempo que os pinos ejetores instalados em outros lugares do produto.

  • 8

    48 PLSTICOS

    .....,---]

    16

    Ir -Fig. 1.1.44. Moldagem de produto com

    rosca fmea, utilizando-se cavilha de

    insero.

    A = cavilha de insero. Outras

    designaes conforme a Fig. 1.1. I.

    Seo I

    -~ A

    *

    A

    A

    11

    Fig. 1.1.45. Cavilhas de insero a serem levantadas com o produto, para moldagem

    de roscas fmeas. A = cavilhas de insero, 11 = pino ejetor.

    8

    A

    Figs.1.1.46, 1.1.47e 1.1.48. Cavilhas roscadas a serem colocadas na parte superior do molde. Fixadas com mola e esfera_

    A = cavilha roscada, B = fio de ao para mola, C = esfera de travao.

  • L

    PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 49

    Se as cavilhas que fonnam as roscas forem colocadas na parte superior do molde, seu aperto deve ser assegurado. Pinos pequenos so fixados mola de ao (Figs. 1.1.46 e 1.1.47) e maiores e mais pesados, a cavilhas com esferas de travamento (Fig. 1.1.48). Em ambos os casos, difcil para o operador colocar as cavilhas no molde, j que a parte superior do molde raramente sobe o bastante para que sua superfcie inferior fique visvel para ele. Por essa razlfo - sempre que possvel - os produtos devem ser colocados no molde de fonna que as cavilhas roscadas fiquem na parte inferior do molde. O nmero de cavilhas a serem levantadas com o produto pode variar de 4 a 6, de acordo com a experincia do operador, pois ele no tem tempo de remover mais cavilhas durante a cura do produto seguinte, isto , a remoo de um

    Fig.1.1.49. Dispositivo de desrosqueamento movido manualmente.

    11 = pino eje tor, 21,22 e 23 = rodas de den tes re tos, 24 e 25 = engrenagens cnicas,

    26 = engrenagem central , 27 = cabo, 28 = barra ejetora .

  • 50 PLSTICOS

    nmero maior de cavillias atrasa a produo. Em tais casos, o dispositivo desrosqueador construdo no molde. Vrios mtodos tm sido desenvolvidos na prtica para esse propsito.

    Em caso de pequena demanda, o equipamento de desrosqueamento acionado manuahnente o mtodo mais simples (Fig. 1.1.49).

    A rosca da tampa hexagonal internamente roscada fonnada por pinos ejetores 11. Nessa base, entre duas linhas de esferas, esto as engrenagens 21, acionadas por rodas de dentes retos 22 e 23 e pelas engrenagens cnicas 24 e 25.

    A rotao simultnea de todos os produtos assegurada pela engrenagem central 26. ps o endurecimento do produto, o operador retira a rosca simultaneamente de todas as 4 cavidades pela manivela acionadora 27, e ento levanta os produtos com a barra ejetora 28 da mquina.

    Deve ser mencionado que esse tipo de molde funciona com segurana somente se o giro do produto puder ser evitado - no caso presente, a cabea hexagonal do produto.

    Quando se utilizam inseres-padro, existe a possibilidade de que, variando-se os corpos, uma grande parte do molde poderia ser utilizada para outros produtos similares.

    Um dos mecanismos de desrosqueamento freqentemente utillizados pode ser estudado na Fig. 1.1.50. A cavilha que fonna a rosca do produto desrosqueada por uma rosca larga mltipla A com passo grosso e com uma porca B fIXada placa ejetora. O ngulo do primitivo da rosca deve ser de no mnimo 40 a 60; de outra fonna, uma fora muito grande seria necessria para girar as cavilhas de fonnao de rosca. A rosca nas extremidades inferiores das cavilhas devem ter o mesmo passo C do produto. Dessa fonna, a cavilha roscada retirada e puxada do produto do molde com um ejetor D.

    Com o tipo apresentado de construo, o nmero de giros da cavilha C deve ser um pouco maior que o nmero de voltas cortadas no produto, para assegurar o desrosqueamento completo. Entretanto, j que o passo da cavilha A de no mnimo 40, em muitos casos obtido um molde alto, que a mquina somente capaz de acomodar com dificuldade, se conseguir. Possivelmente, uma mquina de maior capacidade e que exija maior potncia deve ser utilizada. Com isto, sua vantagem de exigir um tempo de produo reduzido perdida, e assim sua eficincia econmica tornase questionvel. Neste caso, o uso da construo mostrada na Fig. 1.1.51 deve ser considerado. Com esta construo, a cavilha C que fonna as roscas do produto girada pela barra dentada D e pelo sistema de engrenagens B. A barra dentada movida por um cilindro auxiliar hidrulico, controlado por uma carne fIXado parte superior do molde da abertura. De acordo com a experincia, se o nmero de cavidades estiver entre 6 e 8, ou mais, uma grande fora ser necessria para girar simultaneamente as cavilhas, o que poderia deslocar o molde ftxado mquina de prensar. Para reduzir os efeitos da fora, a insero roscada F fIXada cavilha A, cuja lateral usinada em um ngulo diferente para cada cavilha. No incio da ejeo, o pino retentor G faz contato com o entalhe em um ponto diferente para cada cavilha; conseqentemente, movimento dos giros no produto no ocorre simultaneamente, mas com uma certa defasagem de tempo. O molde apresentado e descrito semi-automtico, pois somente o material de arete nele introduzido ; as peas acabadas no so removidas do macho levantado, mas ejetadas por ar comprimido aps a retirada da rosca.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 51

    c-- .

    /

    ...,... - - 1 "-_ __ _ _ _

    o "O o o'" ~ ::l c"O '" o'" .. ~o.

    I

    ~ -~ - A

    o "'I00", x "i00 "'J N c l '" "':u 0'> 1

    '" "'L~"C

    Fig. J. J.50. O pino roscado pode ser automaticamente desrosqueado

    do produto utilizando-se uma cavilha com uma rosca grossa de mltiplas entradas.

    A = caviUJa de mltiplas en tradas com passo grosso, B = porca, C = rosca com passo

    idntico ao do produto,D = mecanismo ejetar.

  • 52 PLSTICOS

    E Cilindro hidrulico

    Fig. 1.1 .51. Desrosqueamento do macho roscado com cilindro hidrulico.

    A = cavilha, B = engrenagem, C = cavilha com passo idntico ao do produto, D = barra dentada,

    E = cilindro hidrulico, F =insero roscada, G = pino detentor , K = placa-guia . Outras

    designaes conforme a Fig. 1.1.1 .

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 53

    o

    /

    G

    Insero de bronze

    B

    15

    2

    -1 / //1 3

    17 H

    Planta do produto

    \2!I

    1.

    Fig. 1.1.52. A cavilha roscada desrosqueada do produto com

    barras dentadas conectadas a engrenagens.

    A = cavilha com rosca de sua parte inferior com o mesmo passo do produto, B, C e

    E = engrenagens, D e G = barras dentadas, F = suporte do rolete, H = insero roscada, K = pino

    detentor. Outras designaes conforme a Fig. 1.1.1.

  • 8

    11

    75

    2

    3

    ____ '6

    v~ rt-l"-,~I---- 8

    do produto

    54 PLSTICOS

    De acordo com outro tipo de construo, a barra dentada G fIxada parte superior do molde, que aciona a engrenagem menor B, que fIxada parte inferior do molde. Uma engrenagem grande C fIxada a seu eixo, que conectado barra den tada D, girando as cavilhas roscadas (Fig. 1.1.52). Com esse arranjo no h necessidade do cilindro hidrulico anteriormente mencionado, e o nmero necessrio de rotaes pode ser assegurado pela aplicao da modifIca'o adequadamente selecionada. Deve ser mencionado que essa construo pode ser usada somente nas mquinas de moldagem nas quais a fora adequada disponvel para abrir o molde, atravs da atuao dos chamados cilindros de abertura. Nesta soluo, o cuidadoso dimensionamento dos elementos do molde essencial. A barra dentada G apoiada em roletes F na parte posterior.

    Se o produto tiver muitas voltas, ento uma barra dentada muito longa ser colocada nas duas construes anteriormente descritas, o que pode atrapalhar a acessibi-

    I

    ImIm

    Desenho

    Fig. 1.1.53. Cavilhas roscadas desrosqueadas do produto por motor eltrico.

    A == engrenagem central , B = engrenagens pequenas, C = pino roscado , D = eixo do motor

    eltrico . Outras designaes conforme a Fig. 1.1.1.

  • PROJETOS DE MOLDES E MATRIZES DE MOLDAGEM A QUENTE 55

    lidade 10 molde, ou a livre movimentao do operador. Neste caso, as cavidades so coloc"das em tomo de uma grande engrenagem central A, movida por um motor eltrico com transmisso adequada. Isso tratado em detalhes no Captulo 2.5. A engrenagem central A move as pequenas rodas B, que desrosqueiam os pinos roscados C do produto (Fig. 1.1.53).

    Os produtos externamente nervurados so levemente levantados com a placa ejetora 10, e os pinos ejetores 11. A chave-limite aciona o motor eltrico, que move a engrenagem central A, que por sua vez move as rodas menores B. O pino ejetor roscado superior 11, que sai desrosqueado do produto, fIXado s rodas B. Agora os produtos podem ser levantados do molde.

    O dimetro da rosca interna do produto maior que aqueles encontrados nos cadinhos ou em peas maiores. Permite-se que a parte da rosca esteja ausente, caso no qual o macho formador da rosca feito em trs partes (Fig. 1.1.54 A e C), das

    777 7 7 7 7777777//7/// -j, / / //:1/ / / / / /

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  • 56 PLSTICOS

    quais a parte intermediria B fIxada parte inferior do molde, e as duas outras partes movem-se sobre o pino-guia G, inclinado na direo do centro. No h rosca na parte B, e seu dimetro externo igual ao dimetro externo da rosca. levantando-se a placa ejetora D e os pinos ejetores E, o disco F levanta as duas meias-peas que so controladas pelos pinos inclinados G, prximos um do outro, liberando assim a rosca cortada nas partes A e C. O produto levantado removido do molde pelo operador com uma forquilha adequada. O gancho tambm pode ser utilizado para levantar a placa ejetora D, conforme mostrado pela Fig. 1.1.31. Essa construo prefervel, especialmente se a parte roscada for longa no produto e a crosta fina que


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