Melhoria do processo de moldação por injeção de um caso real

Abstract

A presente dissertação tem como principal objetivo otimizar o processo de moldação por injeção de um caso real da empresa Celoplás – Plásticos para a Indústria S.A.. O molde em estudo foi projetado numa outra empresa, sendo depois transferido do cliente para a Celoplás. Após algumas produções verificou-se que as peças apresentavam defeitos como empeno das paredes laterais, variação da espessura nominal da peça, arrastamento na zona de ataque e a remoção do gito deixava marcas na zona de ataque da peça. Assim, esta dissertação irá abordar essencialmente o estudo do empeno e, com recurso a simulações Moldex3D, solucionar os defeitos. Através da análise do molde, verificou-se que o empeno e os restantes defeitos resultaram de vários fatores, mas o fator predominante foi o arrefecimento ineficiente, pois o sistema de controlo de temperatura (refrigeração) dimensionado inicialmente não era uniforme e possuía um posicionamento incorreto em relação à peça. De modo a solucionar estes problemas foram projetados novos postiços moldantes com um sistema de refrigeração otimizado, para isso recorreu-se às simulações Moldex3D em que se verificou se o mesmo levava à correção dos defeitos. Posteriormente foram realizados ensaios, com o objetivo de comparar as peças injetadas com os novos postiços e as peças injetadas com os postiços antigos. Adicionalmente, também se realizaram simulações de todos os ensaios, e verificou se os resultados teóricos coincidiam com os resultados práticos. Para quantificar os resultados procedeu-se à medição das peças injetadas. Através dos resultados foi possível concluir que, tal como esperado, o novo sistema de refrigeração reduziu efetivamente o empeno e ainda solucionou outros problemas. As simulações Moldex3D revelaram-se demasiado otimistas, demonstrando que os resultados deste recurso deverão ser utilizados com cautela. O conjunto de temperaturas do molde que teve os melhores resultados foi o conjunto 3, sendo que a temperatura ideal para o lado móvel é 75°C e para o lado fixo é 45°C. Quanto ao estudo do material, o material que apresentava maior percentagem de fibra de vidro (Kingfa) foi o que se revelou a melhor opção quando se pretender obter o menor empeno.

The main objective of the present master thesis is to improve a real injection molding case, which was provided by Celoplás – Plásticos para a Indústria S.A.. The tool in study was designed by another company, and then it was transferred from the client to Celoplás. Some defects appeared, after a few productions of the part as warpage, thickness variation and a dragging effect near the injection point. Essentially, this dissertation, is going to study the warpage phenomenon. After analyzing the tool, it was noticed that the warpage and the remaining defects, resulted from several factors, which the main factor was the inefficiency of the initial cooling system, as it was non-uniform and it´s position wasn´t the correct. To solve all the problems, a new cavity and core blocks were designed with an improved cooling system. With the goal of ensuring that all defects were corrected, Moldex3D simulations were done. After that, with the purpose of comparing old parts with new parts, the tool was injected and the parts were measured. Additionally, the real process results were compared with the ones from the simulation, to know if they are trustworthy. As expected the new cooling system reduced the warpage and solved all the remaining problems. The Moldex3D simulations revealed to be too much optimistic, showing that the results must be used with caution. The set of mold temperatures that presented the best results was the set 3, with 75°C in the movable half and 45°C in the fixed half. Regarding the material study, the one which had the highest percentage of fiber glass (Kingfa) was the material that revealed the lowest warpage.