As diferenças que fazem a diferença Recomendações de Design para Projeto de Moldes am Alumínio.

As diferenças que fazem a diferença

Recomendações de Design para Projeto de Moldes am Alumínio

Considerações Gerais

Para se conseguir um molde com sucesso, quando estiver mudando do aço para a cultura doAlumínio, é importante ter sempre em mente :

Módulo de Elasticidade : 70 GPa do alumínio versus 210 GPa do aço

O molde em alumínio pode requerer um fator de superdimensionamento de 1,5 para a compensar a menor rigidez na flexão ; O cálculo das tensões e deformações são fortemente recomendados ;

Coeficiente de Expansão Térmica do Alumínio é 2 x o do Aço : CET Alumínio = 2 x CTE Aço Ligas de alumínio das séries 7XXX ( ALCAST® e ALUMOLD ® 500 ) não devem ser utilizadas quando a temperatura de serviço do MOLDE ( não do plástico ) for superior a 120o.C A condutibilidade térmica do Alumínio é cerca de 3 a 6 vezes superior a do Aço ( consulte a ficha técnica do aço que será substituído, para considerar o valor correto )


Sistemas de Canais de Alimentação ( “Gate System”)

Prefira “Entrada em Leque” quando possível

Quando a entrada for submarina / túnel, utilizeum inserto de aço


Áreas de Contato e Raios

Utilize uma cinta como reforço para minimizar o empenamento / deformação lateral



Maximize os raios para minimizar a formação de pontos concentradores de tensão

Raios grandes em todos os locais, como nos exemplos acima



Balancear / Distribuir uniformemente a cavidade projetada com a área de contato

Área cavidade ~ Área partição

Tensão linha partição < 50 MPa



Quando requerido, utilize placas de aço para não sobrecarregar / superestressar a área de partição

Placas de Aço


Canais de Refrigeração (“Cooling channels” )

Menos canais de refrigeração, mas com maiores diâmetros ; Fluxo turbulento

Distância / Espaçamento entre os canais e da cavidade até os canais :

Moldes em Aço :2D x 2D, sendo D o diâmetro dos canais : ø 8 a 10 mm

Moldes em ALUMOLD® ou ALCAST ® :5D x 5D, sendo D o diâmetro dos canais : ø 12 a 14 mm

5D

7D

5D

Condição de taxa de fluxo a ser alcançada :Nr. de Reynolds > 4000( fluxo turbulento )



Influência do distanciamento entre os canais e até a superfície do molde



Conexões e fluídos

Conexões em aço inoxidável para acoplar mangueiras de água aos canais de refrigeração ao invés de latão, para evitar corrosão galvânica ;

Água com qualidade controlada :

5 < PH < 8 Baixo conteúdo/teor de íons ( especialmente cloretos, sulfatos e íons metálicos ) Sem contaminação por bactérias

Se requerido, utilize inibidores de corrosão e/ou bactericidas ( nunca alvejante ! )


Texturização das superfícies

Ataque Químico ou Ataque por Laser

Ataque Químico Ataque por Laser

ATENÇÃO : O resultado deve ser validado para cada aplicação específica, pois

pode ser diferente do molde em aço


Peças móveis e revestimentos superficiais


Tratamento de Superfícies

Tratamentos ótimos de superfície vs. partes do molde

RESISTÊNCIA À ABRASÃO NA CAVIDADE Tiragens muito grandes, plásticos reforçados com fibra de vidro, policarbonato Revestimento de Níquel Químico ou Cromo Duro

RESISTÊNCIA DA LINHA DE PARTIÇÃOAumento do número de ciclos Revestimento de Níquel Químico

COEFICIENTE DE ATRITOMelhoria na desmoldagem Revestimento de Níquel Químico + PTFE (Teflon®)

Permitir / Otimizar o deslizamento de partes móveis PVD ( Cr2N ) + Filme Fino de Carbono



Opções de tratamentos ótimos de superfície vs. partes do molde

Alumínio de Alta

Resistência sem

Revestimento

Anodização Dura

Revestimento de Cromo

Revestimento de

NíquelPVD PA CVD

Dureza ( HV )

150 – 180 HV 400 – 550 HV 900 HV 500 – 750 HV 2000 HV 3000 HV

Espessura (μm )

- 50 – 100 10 10 – 50 4 10

Coeficiente de Fricção

-0,770,21

( + PTFE )Baixo

0,12( + PTFE )

- 0,08 – 0,09

ObservaçõesPelícula de Alumina

(óxido de Al)

Polimento Eletrolítico posterior

Deposição Química( Película

Uniforme )

CrxNFilme Fino de Carbono



Comparação de Durezas


Reparo de Moldes

Preferir insertos mecânicos à reparos com soldagem TIG/MIG

Reparo Mecânico por inserção à frioo Inserto ligeiramente maior que o local a ser reparado ;o O inserto é refrigerado ( N2 líquido ) e o molde aquecido ;o O inserto é usinado e texturizado ;o Muito apropriado para moldes em alumínio em função do alto coeficiente de expansão térmica ( 2 x maior que do aço )


Reparo de Moldes

Preferir insertos mecânicos à reparos com soldagem TIG/MIG

Reparo Mecânico por rosqueamentoo Executar a furação e rosqueamento no molde;o Executar o resqueamento no inserto ;o Fixar o inserto no molde ;o Usinar e texturizar o conjunto inserto/molde ;


Reparo de Moldes

Exemplo de reparo com inserto mecânico em um molde de Alumínio texturizado

Solda 4145 no Molde

Inserto Quadrado

O Inserto somente é visível na solda Nenhuma marca é visível na peça injetada


Operação e manutenção do Molde

Cuidados a serem tomados durante a operação com um molde em ALUMOLD® / ALCAST ®

o Selecione a velocidade de injeção com a menor pressão de injeção possível ( somente através de um estudo de reologia )

o Otimize o ciclo de injeção baseado na reologiao Evitar pressões excessivas de injeçãoo Aumente a temperatura do plástico para melhorar a viscosidadeo Evite impactos no fechamento : Reduza a velocidade de fechamento no final

o Não utilize objetos duros ( inclusive latão ) em casos de desmoldagem difícil ;

o Não utilize produtos de limpeza agressivos ( especialmente, evite a utilização de produtos contendo componentes clorados) ;

o Utilize graxas amigáveis ao alumínio, sem grafite ou particulas metálicas ( corrosão galvânica ) e apenas quando for realmente necessário ;


MOLDES PARA PLÁSTICOS EM ALUMÍNIO

Moldes em ligas de alumínio convencionais já são bastante utilizados, mas não tanto em aplicações com muita exigência :

Moldes de Sopro Termoformagem Rotomoldagem Prototipação

Ligas de alumínio de alta resistência e de alta temperatura permitem agora o acesso a aplicações mais exigentes / robustas :

Moldes para injeção de médias e altas tiragens Aplicações de moldagem a quente

Economias de tempo e dinheiro graças a :

Usinagem mais rápida Alta condutibilidade térmica Baixa densidade do alumínio em relação ao aço

As informações contidas neste trabalho foram cuidadosamente pesquisadas, analisadas e elaboradas por :

Jean-Etienne FOURNIER Desenvolvimento de Produto e Suporte Técnico ALCAN Aerospace, Transportation & Industry

A tradução e adaptação para o Português foi elaborada por:

SCHMOLZ + BICKENBACH DO BRASIL Divisão Alumínio Assistência e Suporte Técnico

Alumold®, Alumold® 500, Alumold® 400, Alumold® 350, Alumold® 110 e Alcast ® são ligas patenteadas e marcas registradas mundialmente de propriedade da ALCAN Aerospace, Transport and Industry

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