DIMENSIONAMENTO
DO SISTEMA DE EXTRAÇÃO
Para
dimensionar o sistema de extração é necessário analisar a peça e todas as condições
do processo relativo à máquina e ao molde. Nesta análise deve-se verificar se o
ângulo de saída das várias superfícies é suficiente para permitir a desmoldagem
da peça em plástico. Os extratores devem atuar nas zonas que oferecem mais
dificuldade de extração, tais como nervuras e saliências. O próprio projetista
deve considerar estes aspectos ao modelar a peça. Os extratores também podem
ser colocados estrategicamente, de modo a eliminar eventuais prisões de ar,
devido ao fluxo do material durante o preenchimento da cavidade. Assim, o ar
poderá escapar através da folga existente entre o extrator e o furo. Estes
componentes apresentam vantagens em relação a sistemas de fuga de ar fixos na
cavidade ou macho, pois a sua movimentação em cada ciclo garante que o
ajustamento se mantenha limpo e que não fique obstruído pela sujeira. É
recomendado que o retorno da extração seja realizado pelo fechamento do molde
ou pela própria máquina de injeção. O retorno por mola deve ser evitado, pois
as molas perdem as suas características com o tempo. Isto poderia implicar a
danificação da zona moldante, caso a força do molde não fosse suficiente para
recuar o extrator.
ESTIMATIVA
DA FORÇA DE EXTRAÇÃO
A
determinação da força de extração necessária para extrair a peça é vantajosa
para definir adequadamente o sistema de extração. A partir da força de extração
e da tensão admissível do material pode-se determinar a área mínima de contato
dos extratores com a peça. Pela área mínima de contato, o projetista pode
avaliar se a área de contato dos extratores ou do aro extrator é adequada para
a peça em questão.
De
um modo geral, um aumento da área de contato entre o polímero e o aço implica
uma maior força para extrair a peça. Quando se produz em peças com materiais
poliméricos mais rígidos ou que contraiam mais, também temos necessidade de
aplicar uma maior força durante a extração. Estas considerações dizem,
fundamentalmente, respeito a situações em que a peça contrai sobre os machos.
No entanto, quando uma peça tem nervuras, o uso de materiais que contraem mais,
pode facilitar a extração, pois a pressão de contato diminui.
Verifica-se
que a força de extração diminui com o aumento do ângulo de saída. Assim,
moldagens com geometria complexa, que têm várias superfícies com diferentes
ângulos de saída, devem ter uma atenção especial, pois, por vezes, a alteração
no ângulo de saída pode melhorar consideravelmente a extração das peças. O
ângulo de saída típico, para peças moldadas por injeção, situa-se entre 0,5° e
3°. Este valor pode aumentar significativamente, caso a superfície da peça seja
texturizada. Nestes casos, recomenda-se adicionar ao ângulo de saída, 1° para
cada 0,025 mm de profundidade de textura. A tabela abaixo apresenta o ângulo de
saída para as moldagens sem textura em função do tipo de material. Como se pode
verificar, de um modo geral, peças produzidas com materiais mais rígidos e/ou
que contraem mais, requerem ângulos de saída maiores.
No
caso de uma peça com geometria tubular, a força de extração depende do
coeficiente de atrito entre material e o macho, ì (Te,
Ra), ângulo de saída, módulo de elasticidade à temperatura de extração, E(Te) e
contração do plástico até o momento da extração, e(Te)
e das dimensões da peça.
Com:
Te
– Temperatura de extração
Ra
– Rugosidade média
E(Te)
– Módulo de elasticidade do plástico à temperatura de extração
n -
Coeficiente de Poisson do plástico
Pu –
Pressão negativa (vácuo) desenvolvida em machos sem ventilação, 0,1 Mpa
e (Te)
– Contração da peça em plástico até o momento da extração
e (Te) =e (Tambiente)−a (Te
−Tambiente)
Com:
e (Tambiente)
– contração da peça plástica até a temperatura ambiente (23ºC)
a -
coeficiente de dilatação térmica (1/°C)
Te –
temperatura máxima de extração
A
obtenção do atrito em condições de processamento semelhantes às encontradas nos
moldes de injeção não é facilmente quantificável. No entanto, verifica-se que o
atrito estático depende de alguns parâmetros de processamento (temperatura,
pressão e rugosidade), os quais não podem ser contabilizados com facilidade,
obtidos em ensaios normatizados ASTM-D 1894.
Na
tabela abaixo estão indicados valores típicos do coeficiente de atrito do par
tribológico plástico/aço obtidos em diferentes condições de rugosidade e
temperatura.
As forças de extração na moldagem por injeção podem ser grandes e, nestes casos, é freqüente a utilização
de lubrificantes ou de auxiliares de desmoldagem que geralmente são adicionados
à matéria-prima para facilitar a extração. Estes agentes tendem a migrar para a
superfície durante o processamento, criando uma película lubrificante que
facilita a extração. Os lubrificantes deste tipo são usados freqüentemente,
especialmente quando se utilizam materiais frágeis como o poliestireno.
Contudo, esta solução,além de implicar uma aditivação específica das
matérias-primas, pode conduzir a defeitos superficiais indesejáveis. Assim,
para a redução das forças de extração, outra alternativa é o tratamento
superficial das superfícies moldantes, de forma a conferir-lhes propriedades tribológicas
mais favoráveis. Algumas destas soluções consistem em tratamentos de superfície
que conferem benefícios adicionais, por exemplo, em termos de melhoria da
dureza ou de resistência ao desgaste ou de proteção contra a corrosão. Estes
tratamentos superficiais eliminam a necessidade de se usar agentes desmoldantes
que podem ter efeitos nefastos quando são necessárias ações pós-processamento,
como pintura, colagem ou solda. Contudo, o efeito destes tratamentos superficiais
nas forças de extração, na própria microestrutura do material e,
conseqüentemente, nas propriedades da peça não está totalmente documentado.
Bibliografia:
RABUSKI, M. C.; Fundamentos de Projetos de Ferramentas. CEFET-RS. 2009
