A moldagem por injeção está entre os processos de fabricação mais comuns de peças plásticas. No entanto, é um assunto caro. A maior parte dos gastos vem do desenvolvimento do próprio molde, que é o principal responsável por dar forma ao material. Este é um trabalho integral e requer a máxima precisão e exatidão. Por isso o molde precisa estar perfeito para o melhor resultado.
A expectativa de vida do molde de injeção é a medida exata de quantas vezes um molde forneceria os melhores resultados antes de sofrer deformação permanente. Inúmeros fatores o afetam. No entanto, os mais proeminentes são a classe do molde, condições de operação, ambiente, manutenção e tipo de materiais.
Este texto dará uma breve olhada nos fundamentos da vida útil do molde de injeção e discutirá os fatores que afetam o desempenho e a longevidade para obter os melhores resultados.
Quanto tempo duram os moldes de injeção?
Um dos fatores mais significativos que afetam a longevidade de um molde de injeção é sua classe de molde. A Associação da Indústria de Plásticos define as características de cada classe e mantém o controle sobre as normas. Existem cinco classes comuns de moldes de injeção de plástico.
Classe de Molde 101
A classe 101 é para materiais da mais alta qualidade e tem uma expectativa de vida útil do molde. No entanto, apenas algumas aplicações industriais usam essa classe devido ao seu custo. Geralmente, a classe de molde 101 é para projetos com requisitos de alto nível com tempos de ciclo esperados de 1,000,000 ou mais. É também para condições ambientais adversas e materiais de base corrosivos que podem danificar outras classes de moldes.
Classe de Molde 102
A próxima opção está muito próxima da classe 101, mas não é tão cara. Naturalmente, isso significa que a classe 102 não tem a mesma expectativa de vida e a capacidade de sustentar ambientes adversos. No entanto, funciona perfeitamente até um milhão de ciclos e geralmente é uma excelente escolha para produção de médio a alto volume.
Classe de Molde 103
Este é o molde médio de acordo com os padrões da indústria. A classe 103 pode ter uma vida útil máxima de 500,000 ciclos e é uma ótima opção para produções de nível médio.
Classe de Molde 104
Esta é uma classe de qualidade inferior que funciona bem até 100,000 ciclos. Os moldes da classe 104 também são incapazes de lidar com materiais abrasivos porque podem danificar facilmente e têm muitos requisitos de manutenção do molde.
Classe de Molde 105
Os moldes da classe 105 são os menos caros, mas têm a menor expectativa de vida. A classe 105 falhará em 500 ciclos e é uma escolha geral para projetos de prototipagem e outras aplicações de baixo volume.
Fatores que afetam a vida útil do molde de injeção
Além da classe do molde e do material, vários fatores afetam a vida útil geral de um molde de injeção. A duração de um molde de injeção depende de quão bem ele é mantido. Manutenção preventiva juntamente com o cuidado com o material, o tempo e outros fatores ambientais durante o ciclo de vida das ferramentas. Isso pode aumentar significativamente a expectativa de vida geral do molde de injeção.
Aqui está uma olhada em alguns dos fatores mais importantes que podem afetar a vida útil de um molde de injeção.
Ambiente de trabalho
A classe informa o número máximo de ciclos que os moldes podem operar, mas nem todos duram tanto. Uma das maiores razões por trás disso é o ambiente geral.
Um ambiente mais limpo com pouca ou nenhuma exposição a elementos corrosivos pode permitir que os moldes durem por mais tempo. No entanto, os moldes falharão muito cedo no caso oposto. Elementos agressivos, detritos e poeira causarão desgaste adicional no molde e reduzirão o desempenho geral.
O tempo entre cada ciclo de produção
Qualquer execução de produção cria muito calor e o molde tem que suportar todas as tensões térmicas que o processo gera. O tempo médio entre as execuções de produção permite que o molde esfrie antes do próximo processo e mantém as tensões térmicas em um nível sustentável.
No entanto, usar consistentemente o mesmo molde sem deixar muito tempo entre eles pode causar danos ao molde devido a tensões indevidas e outros fatores.
Tempo de Ciclo de Produção
Normalmente, uma produção mais rápida e em alta velocidade pode fazer com que o molde falhe precocemente. Naturalmente, a quantidade de tensão no molde durante um processo mais lento é menor do que em processos mais rápidos. Configurações mais rápidas também podem causar erros de fixação, abertura prematura de respiradouros e desacoplamento. E outros erros semelhantes que podem afetar tanto a qualidade do produto quanto a vida útil esperada da ferramenta de moldagem por injeção.
Materiais de ferramentas de molde de injeção
Materiais para moldagem por injeção desempenham um papel integral na determinação da vida útil geral do molde. Naturalmente, materiais como o aço duram mais, mas também são caros. Por outro lado, materiais mais macios, como o alumínio, seriam mais rápidos e mais econômicos em detrimento da qualidade e da vida útil.
Outro elemento importante é a capacidade do molde de lidar com elementos corrosivos. O alumínio cria uma camada de óxido natural em sua superfície, o que lhe confere uma excelente capacidade de resistir à exposição a muitos materiais corrosivos. Por outro lado, o aço também apresenta bom desempenho quando se trata de lidar com elementos corrosivos. No entanto, ainda está atrás do Alumínio e não é a escolha natural para esses casos.
Tratamento de superfície do molde
De acordo com o relatório processo de moldagem por injeção, as tensões são maiores na ejeção da peça. A superfície do molde desempenha um papel fundamental na determinação de como a ejeção seria mais simples. Em muitas aplicações, os especialistas recomendam o uso de revestimento PVD na superfície para facilitar o processo de ejeção.
Da mesma forma, manter a limpeza e a lisura também pode ajudar muito, mesmo que não haja revestimento de PVD. Esse acabamento de moldagem por injeção faz parte do protocolo de manutenção regular dos moldes utilizados na moldagem por injeção. Uma superfície lisa e limpa garante que o produto esteja livre de defeitos e aumenta a vida útil do molde.
Projeto adequado da estrutura do molde
Elementos de design, como o equilíbrio térmico, o sistema de gating e outros, podem ajudar os moldes de injeção a operar com todo o seu potencial. As tensões térmicas estão entre as causas mais comuns de falha do molde e introduzindo projeto de molde elementos como respiradouros adequados para reduzi-los podem aumentar significativamente a probabilidade de aumentar a vida útil do molde.
Da mesma forma, adicionar elementos como uma guia de pressão ou qualquer outro componente para facilitar a ejeção também pode reduzir as tensões gerais no molde e permitir que ele dure muito tempo.
Manutenção preventiva
Naturalmente, designs elaborados, tratamentos de superfície e todos os outros elementos perderão sua eficácia com o tempo e poderão exigir alguns reparos. Com um protocolo de manutenção preventiva eficaz, os moldes de injeção podem operar até sua expectativa de vida mesmo após algum dano.
A manutenção preventiva também pode economizar muitos recursos, pois os moldes podem ser muito caros. Portanto, inspecionar, limpar, decapagem e repará-los regularmente é mais econômico, mesmo que o molde tenha que ficar fora de serviço por algum tempo.
Defeitos que Reduzem a Expectativa do Molde de Injeção
Mesmo os ambientes mais limpos que seguem todos os protocolos para garantir a máxima expectativa de vida do molde de injeção lidam com defeitos comuns.
Alguns dos mais comuns defeitos de molde acontecer devido à incompatibilidade entre o material adequado e o tipo de molde ou devido à inexperiência dos operadores. Em ambos os casos, essas falhas podem ter um impacto significativo na produção e na vida útil do molde.
Linhas de fluxo
As linhas de fluxo são resultado de uma variação na velocidade de resfriamento do plástico que acontece por conta de impurezas e alguns outros fatores como a variação da espessura da peça.
Marcas de pia
Essa falha é extremamente comum em peças com arestas ou fendas. As marcas de afundamento são o resultado do resfriamento rápido em uma parte do molde durante o fluxo, o que resulta em crateras ou pequenas depressões na peça. Essas peças tornam-se muito difíceis de ejetar e podem danificar o molde durante o processo.
Marcas de queimadura
Esta é uma falha comum durante a produção em alta velocidade. Marcas de queimadura acontecem devido ao aquecimento excessivo em algumas partes do molde, o que inutiliza tanto a peça quanto o molde em alguns casos extremos.
Delaminação
A delaminação ocorre quando a peça se divide em camadas durante a produção. Essa falha cria uma superfície abrasiva que pode danificar a cavidade ou outras partes do molde durante a ejeção.
Rebarba (Flash)
Rebarba (Flash) é o excesso de plástico que sai do molde pelas laterais da linha de partição. Geralmente, as laterais do molde permanecem vulneráveis e sujeitas a danos, pois o plástico pode grudar nele e causar problemas se tiver um elemento corrosivo.
Moldes de injeção de aço x alumínio
Quando se trata da longevidade dos moldes de injeção, há muito debate sobre se o Alumínio ou o Aço é a escolha certa. A resposta correta depende dos parâmetros específicos do aplicativo, do orçamento disponível e muito mais. No entanto, o alumínio geralmente não é preferido para moldes de injeção, apesar de ser mais macio e econômico.
A principal razão por trás disso é a longevidade. O alumínio é uma excelente escolha para moldes classe 105 destinados à prototipagem. No entanto, a produção de alto volume requer durabilidade que o alumínio não pode oferecer. Já o aço tem esse fator e pode funcionar perfeitamente para grandes volumes de produção.
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