2.1 Ciclo Injecao Termoplasticos

7/26/2019 2.1 Ciclo Injecao Termoplasticos

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PROCESSAMENTO DE POLMEROSAULA 2.1 - CICLO DE INJEO

MOLDAO POR INJEO DE POLMEROS

TERMOPLSTICOSeTERMOENDURECVEIS


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Agenda e introdu

Moldaopor injeo

Termoplsticos eTermoendurecveis

Carlos EduardoRamos Gomes

Generalidades

Equipamento de uma clula de moldao por injeo

Ciclo de injeo

Movimento a que est animado o fuso

Fase de plasticizao

Fase de injeo

Fase de compactao ouholding

Fase de arrefecimento

Influncia do ciclo na qualidade da pea injetada

Reviso de conceitos e exerccios

Carlos Eduardo Ramos Gomes Processo de moldao por injeo termoplsticos e


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Objetivos para o nvel de aquisconhecimentos nestes slid

Moldaopor injeo

Termoplsticos eTermoendurecveis

Carlos EduardoRamos Gomes

Conhecer perfeitamente e naponta da lnguao ciclo de moldao de um

Conhecer os movimentos a que est animado o parafuso

Ter conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de plasticiza

Ter conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de injeo

Ter conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de compacta

Ter conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de arrefecim

Implicaes na qualidade das peas nas diversas fases do ciclo

Carlos Eduardo Ramos Gomes Processo de moldao por injeo termoplsticos e t


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Carlos Eduardo Ramos Gomes Processo de moldao por injeo termoplsticos e termoendur

Importncia do ciclo de injeConhecer perfeitamente as fases de fabrico de uma pea injeSaber identificar perfeitamente os defeitos de cada fase doimplicar nas peas;

Conseguir otimizar perfeitamente o ciclo de injeo;

Eterno balano entre qualidadevsprodutividade;Fundamento terico base de qualquer tcnico de injeo;Conseguir identificar anomalias no processo de moldao de

Fase deinjeoCiclo de injeo

Fase dearrefecimento

Generalidades Fase deplasticizao


5/64Carlos Eduardo Ramos Gomes Processo de moldao por injeo termoplsticos e termoendur

Importncia do ciclo de inje




VARIVEIS DEENTRADA

TemperaturasVelocidadesTemposCursos

Presses




Fase dearrefecimentoGeneralidades

Fase deplasticizao

Fatores que afetam a contra



Figura * - Mquina de moldao por injeo.

Mquina de moldao por inje






Fase deinjeoGeneralidades

Fase dearrefecimentoCiclo de injeo

Fase deplasticizao


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo - fecho

F d


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo - fecho Fuso recuad

Material plcilindro na cilindro;

Cavidade vmaterial;

O fecho devfaseada: grande inrcmolde encociclo;

Fundamentaresidncia.

F d F dF d


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo - injeo

F d F dF d


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo enchimento da c

Injetar a quantidade necessriade polmero no interior dacavidade: grande fora epresso;

Fuso avana como um mbolo:vlvula de no-retorno;

Velocidade de injeoescalonada: lenta-rpida-lenta;

Deve-se sempre evitar rebarba;

Deve-se sempre garantir umenchimento completo (98%).

Fasede FasedeFasede


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo - pressuriza

Fasede FasedeFasede


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Fase deplasticizao

Ciclo de injeo - pressuriza

Continuade pressoda injesolidifca

!"itar so#recomp

$uas %un&contrao e"itar o pol(mero pacilindro

+arantir

Fasede FasedeFasede


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Fase deplasticizao

Determinao do tempo de segunda p

Injeta-se a pea sem compactao;

Incrementa-se o tempo de aplicao dacompactao, de 1 em 1 seg, e retira-se peas decada vez que se incrementa o tempo de aplicao;

Pesa-se as peas, e faz-se um grfico com aevoluo do peso em funo do tempo deaplicao da segunda presso;

Quando o grfico comear a ficar constante, estencontrado o tempo de aplicao daholding.

Fasede FasedeFasede


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Fase deplasticizao

Determinao do tempo de segunda p

FasedeG lidd FasedeCild ij Fasede


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Fase deplasticizao

Comutao entre injeo e pressu

FasedeG lidd FasedeCild ij Fasede


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Fase deplasticizao


O tipo de comutao (entre as fases de enchimento e de pressurimportante, a forma como se faz a mudana entre a presso de ea presso de compactao. Esta pode ser por 4 formas:1)presso na cavidade;2)presso hidrulica;3)comutao por curso;

4)comutao por tempo.

)De seguida explica-se detalhadamente as diferentes formas de suas vantagens e as suas desvantagens.

Importante para controlo do processo e da contrao d

Fase deGeneralidades Fase deCiclodeinjeo Fase de


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injeoGeneralidades arrefecimentoCiclo de injeo plasticizao

Comutao entre injeo e pressuTipo de

comutao Vantagens Desvan Dependncia

do curso do

fuso

O processo mais simples, mais preciso,

independente da velocidade de injeo[o que

sempre bom pois consegue-se tornar mais

independente de outras variveis]

A reprodutibilidade depen

vlvula de no-retorno

unidade de plasticizao

vlvula de no-retorno de

de 6 mese

Por tempo

Pode ser preciso, independente do desgaste e do

estado da unidade de plasticizao

Muito dependente da ve

desgaste[temos de cons

estvel ao nvel da ve

Presso na

cavidade

Independente das variveis operatrias[o que

sempre uma vantagem pois estas podem variar,

por exemplo, muda-se um pouco a temperatura de

fundido, o tempo de injeo muda ou existe um

desgaste da vlvula de no-retorno, o que implica

inconstncias nas outras formas]

Sensvel viscosidade

nas variveis de process

se colocar um s



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A) No conseguido uma estabilidade doprocesso, peas no compactadas;

B) Grande pico de presso, peacompactada com a presso de injeo;

C) Compactao prematura, enchimento dapea com a segunda presso;

D) Comutao correta.



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Comutao entre injeo e pressur

Presso vs Tempo;

Molde fechado e molde

Cavidade preenchida;

Contrao: ponto de co



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Pressurizao - contrao

Importncia da contrao dos pol Os polmeros quando arrefecem, criam estruturas ordenadas, que ocupaaumento da densidade;

A ferramenta deve compensar esta contrao, a cavidade e a bucha demaiores do que a pea;

Quanto maior a pressurizao: menor a contrao do polmero; Os polmeros amorfos, contraem, bastante menos, do que os polmeros semos SC chegam a contrair o dobro dos amorfos;

A contrao afeta diretamente a qualidade da pea e sobretudo a estabilidadpea;

O empeno e a distoro de forma, so muito afetadas pela contrao. Orelao direta entre contraes distintas em diferentes locais da pea.

Fase deij Generalidades

Fase deiCiclodeinjeo

Fase deii


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Pressurizao - contrao

Relao entre a presso, atemperatura e a densidade;

Quanto maior a presso, maiora densidade;

A temperatura tem umainfluncia extrema na contraodo material.


Fase def i tCiclodeinjeo

Fase del tii


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Ciclo de injeo - plasticiza


Fase def i tCiclodeinjeo

Fase del tii


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Ciclo de injeo - plasticiza

Fuso roda e recua;

Plasticiza uma quantidade dematerial: volume das moldaes+ canais de alimentao + jito +almofada;

Pode ser feito o chamado atraso

na plasticizao;

Reduzir ao mnimo o tempo deresidncia;

Controlar com cuidado a contra-presso.



Fase deplasticizao


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injeo arrefecimentoj plasticizao

Plasticizao - almofada



Fase deplasticizao


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injeo arrefecimentoj plasticizao




Fase deplasticizao


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injeo arrefecimentoplasticizao


Evitar que o fuso contacte com o injetor do molde e imdesgaste em cada ciclo;

Controlar o processo: se conhecermos a quantidade de mfica entre o injetor e o fuso, temos um controlo das fases

curso e da quantidade de material que entra na cavidade;

Deve compreender uma quantidade de material de 5 a 10a 10% do curso de dosagem.



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo arrefecimen



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo arrefecimen Fase mais importante do ciclo:controla o preo das peas e amicroestrutura do polmero;

Determina a qualidade das peas,empeno e distoro de forma;

Fase mais prolongada do ciclo;

Fuso tanto pode estar a rodar erecuar como, parado e recuado;

Depende sobretudo do polmero eda temperatura do molde.



Fase deplasticizao


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Arrefecimento - contrao

Estruturas ordenadas quvolume ocupado;

Forte dependncia da tepolmero fundido e da teao;

As estruturas ordenadmelhorar vrios aspetos d

Aspetos de ordem d(empeno e distoro de foso afetados.



Fase deplasticizao


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jp

Ciclo de injeo abertura



Fase deplasticizao


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jp

Ciclo de injeo abertura Parte fixa e parte mvel deixam deestar em contacto;

Otimizar o ciclo de injeo;

Deve ser escalonada: lenta-rpida-lenta;

Fuso est recuado e parado, materialfundido est no cilindro;

A separao entre partes do moldedeve ser a mnima possvel: altura dapea + curso de extrao +comprimento do jito.



Fase deplasticizao


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jp

Ciclo de injeo extrao



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo extrao

Acionar o sistema de e

Normalmente est nmolde;

Fuso est recuado e quantidade de materiaser injetado;

Controla-se a velocidapresso e nmero de

Evitar defeitos como me arrastamentos, defedas variveis do proce



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo tempo mor



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo tempo mort

Fuso recuado e p

Tempo que deco

Apenas algunsegundos;

Essencial quand

manual;

Em automtico, q

No deve variarque estabilidad

afetada.



Fase deplasticizao


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Fase do ciclo deinjeo Descrio Variveis dep

0 Fecho

Nesta fase d-se o fecho do molde, este

segue um patamar de velocidade de fecho,

sendo lenta-rpida-lenta, ento aplicada

uma fora de fecho imposta pela unidade de

fecho da mquina

Fora de fecho, velocidad

velocidades d

1 Injeo

O fuso avana e injeta sob alta presso,

tipicamente entre 10 a 150 MPa,preenchendo assim a cavidade de material

plstico

Presso de enchimento, ve

patamar de velocidade dinjeo, temperatu

2 -Pressurizao

O fuso continua a forar sob presso mais

material para o interior da cavidade,

contrariando assim a contrao volumtrica

do material e evitar o refluxo de material para

o interior do cilindro

Presso e tempo de aplica

velocidade de co

Tabela * - Fases do ciclo de injeo, comentrios e variveis dependentes.

Ciclo de injeo



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo

Fase do ciclo deinjeo

Descrio Variveis dep

3 PlasticizaoO fuso recua e faz a plasticizao de

mais material para o novo ciclo de

injeo

Contra-presso, velocid

fuso

4 Arrefecimento

O molde continua fechado e assim a

pea arrefecida com a formapretendida

Tempo de arre

5 AberturaO molde abre para permitir a extrao

da pea da bucha

Velocidade de abertura

rpida-le

a#ela * - Fases do ciclo de injeo, comentrios e "ari"eis

dependentes.



Fase deplasticizao


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Ciclo de injeo

Fase do ciclo deinjeo

Descrio Variveis dep

6 ExtraoOs extratores avanam e assim

extraem do molde a pea, j com ela

com as formas pretendidas e j

solidificada

Velocidade de avano

nmero de vezes qu

avana

7 - Tempo morto

Em ciclos automticos este tempo

quase nulo, mas em ciclos semi-

automticos ou em casos em que

necessrio colocar-se insertos este

tempo pode ser maior

Durao do tem

Tabela * - Fases do ciclo de injeo, comentrios e variveis dependentes.

Fase deinjeoGeneralidades Fase dearrefecimentoCiclo de injeo Fase deplasticizao


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Movimentos do fuso

Comeo da plasticiao' %usocomea a rodar e a recuar para umano"a quantidade de material fcardispon("el

Final da plasticiao' %uso est

recuado e parado, no"a quantidadematerial est na parte superior

!ncimento' %uso atuado como um/m#olo, %ora o pol(mero para ointerior da ca"idade a uma dada taae presso.



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Movimentos d

Compactao' %uso a"elocidade menor injeo, para cocontrao do pol(meesta#ilidade dimensio

0rre%ecimento' %usoplasticiar no"a qumaterial, quando tparado com a qumaterial dispon("el seguinte

!trao' %uso est

recuado.



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Comentrios ao ciclo de

injeo 1 arre%ecimento

%undamental, quando opol(mero toca as paredes %riasdo molde, o arre%ecimentocomea de imediato

0 descompresso acontecesempre que seja necessriogarantir que o material no)ua pelo #ico 2n3lons4 egarantir que no seja aplicado

demasiada presso na %rente



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Comentrios ainje

1 atraso na plasser %undamental o tempo de material no cilind

0 esta#ilidade d

questo da maio"ital para o#est"eis e dimper%eitas

6unca se de"e arti%(cios, ou se



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Ciclo de injeo

A maior parte do ciclo de injeo passado no arrefecimento, logo depende desta etapa e da otimizao do sistema de controlo da temperdevido a isto se faz o estudo de CAE de simulao ao desenvolvimento do

Pode produzir-se peas com tempos de arrefecimento nulos, se o tempotempo de plasticizao somados for maior ou igual que o tempo necessria pea;

Utiliza-se o chamado atraso na plasticizao, quando o tempo de reselevado e pode degradar o material devido exposio temperatura[o pcom muita facilidade], logo, atrasa-se a plasticizao, para o material estano cilindro sob altas temperaturas.



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Fase deinjeoGeneralidades Fase dearrefecimentoFase deplasticizaoCiclo de injeo


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Consiste em fundir a quantidade de material certa: volume das molda

de alimentao (jito, canais primrios e secundrios e ataque) e deixaalmofada (5 a 10 mm ou cerca de 10% do curso de dosagem);

Evitar a degradao do material (temperatura de fundido) rotao do Minimizar tempo de residncia (atraso na plasticizao) escolha da m Homogeneizar a temperatura do material fundido quer radial quer curso de dosagem e temperatura das resistncias;

Fazer um balano entre contra-presso, velocidade de rotao do fusode fundido;

Se existir aditivos, fazer uma correta escolha das variveis; Viscosidade suficientemente baixa para evitar grandes presses de inj Escolher com cuidado a temperatura do fundido ficha tcnica docompletar com mais dados)

1. fase do ciclo plasticizao ou plas

Fase deplasticizaoGeneralidades Fase dearrefecimentoCiclo de injeo Fase deinjeo


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Forar o polmero fundido a entrar para a cavidade sob grande forvelocidade; Presses exercidas na ordem de 50 a 200 MPa, ou cerca de 500 a 2000 bar Velocidade de injeo de preferncia escalonada lenta-rpida-lenta; Balano entre reduzir o tempo de injeo e a orientao molecular; Evitar o aparecimento de rebarbas e sobretudo evitar o enchimento da pdeholding(compactao);

Fazer a comutao com cerca de 98% da pea preenchida; Otimizar o ciclo de injeo; Fazer a ligao com a descompresso; Deixar sempre almofada, de preferncia 10% do curso ou de cerca de 5 a 1 Fazer um balano entre temperatura de fundido, espessura da pea e caud Evitar empeno e outros defeitos como marcas de enchimento e no ataque

2. fase do ciclo - injeo



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Nesta etapa de enchimento, a presso aumentar, e esta tem como variveis dvelocidade de injeo, a viscosidade (temperaturas de molde e de fundido);

Tem como forte influncia, os seguinteviscosidade, degradao molecular que ppor elevada velocidade, a cristalinidade qforte influncia a temperatura de molde emolecular imposta por elevada velocidade;

Tem uma forte influncia na qualidade supe

Fase de injeo



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Fluxo em fonte

Fluxo semelhante a uma fon

Polmero flui pelo centro do e

Camada junto s paredesinstataneamente solidificada

Temperatura maior no centro

As variveis do processovelocidades) tm influnciacomportamento do escoame

Fase deplasticizaoGeneralidades Fase deinjeoCiclo de injeo Fase dearrefecimento


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Desde o momento em que o polmero fundido toca as paredes da cavid

extrado, denominado tempo de arrefecimento; Balano entre temperatura de fundido, espessura da pea, projeto temperatura da ferramenta e PRODUTIVIDADE;

Influencia a estrutura molecular da pea propriedades mecnorientao molecular, resistncia qumica e ambiental;

Tanto pode assumir 1 ou 2 segundos como vrios minutos;

A claridade da pea afetada pelo somatrio do tempo de artemperatura da ferramenta; Tem influncia direta no custo da pea; um dos mais importantes parmetros para controlar a reprodprocesso;

Por cada mm de espessura, requer 10 segundos de arrefecimento para

3. fase do ciclo arrefecimento ou



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Nesta fase existe a mudana da presso para a presso de compactao, vacristalinidade e a anisotropia (propriedaconsoante a direo do esforo aplicado)

Tem influncia no peso da moldaoformada e no enchimento e compactao

Fase de comuta



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Fase de arrefecimento



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Fase de arrefecimento - espessu

Fator determinante: Espessurada pea - THICKNESS

Objetivo: i. Material recuperar arigidez; ii. Retirar calor aofundido; iii. O mais rapidamente

e, sobretudo, de forma maisuniforme possvel ao longo dasuperfcie da ferramenta.

Cl fi



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Polmero Densidade Calor especfico

Unidades kg/dm 3 kJ/kg.C

PET 1,37 1,05

PET + 30GF 1,63 -

Fenlico 1,40 1,30

PC 1,15 1,26

Polister insat. 1,20 1,20

PP 0,91 1,93

LDPE 0,92 2,30

HDPE 0,95 2,30

PTFE 2,10 1,00

PVC no-plast. 1,40 1,00

PVC plast 1,30 1,67

SAN 1,08 1,38

Tabela * - Calor especfico de vrios polmeros.

O calor especfico tem muita determinar o tempo de arrefecimenPTFE e as poli(olefinas) tm muiarrefecimento do que um PC. Pasemi-cristalinos, o que s por si imp

arrefecimento para a cura da pea.

Calor especfico



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CarlosEduardoRamosGomesProcessodemoldaoporinjeotermoplsticosetermoendur

Nesta etapa as variveis que tm influncia so: nvel e dtemperatura de molde, deformao do molde e nvel da f

Vai influenciar a cristalinidade, a orientao no molde e influenciar indiretamente a formao de chupados/vaziopode ser excessivo e controlado;

Vai influenciar as seguintes caractersticas: peso (quancolocado no espao entre a bucha e a cavidade), estabivazios/chupados, relaxao e forma de extrao (marcas

prefervel, portanto, projetar uma contrao maicristalinos (prevendo mais contrao) e obt-los com mque compactar a pea com presses mais altas, comoaumenta-se um pouco o tempo de aplicao da holding possveis problemas que possam aparecer;

Fase de extra

Fase dearrefecimentoFase deplasticizaoGeneralidades Fase deinjeoCiclo de injeo


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Atua quando a pea est curada e quando a ferramenta abre; Evitar-se marcas de extratores; A zona e a dimenso dos extratores definida na fase de projeto (lisimulao de CAE);

Alteraes na extrao podem implicar profundas revises de projeto; A extrao tanto pode estar na parte fixa como na parte mvel (mais co

Controla-se a velocidade a que so atuados os extratores e a sua preso nmero de vezes em que a extrao avana, como tambm o curso curso de recuo, que pode ser dado pelos pernos de retorno.(* colomais info)

4. fase do ciclo extrao

ExercciosImplicao naqualidade Reviso deconceitos Bibliografiarecomendada


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Influncia e implicaes na qualidade

Balano entrequalidade vs produtividade; Controlo da estabilidade do ciclo, quer contrao, quer empeno, qudimensional;

As variveis a controlar na estabilidade do ciclo, so:i.Almofada: fase de injeo e quantidade de material injetado;

ii.Tempo de injeo: otimizao do ciclo e da fase de injeo;iii.Tempo de arrefecimento: controlo da microestrutura da pea e(estabilidade dimensional);iv.Tempo de ciclo: controlo do preo das peas e da estabilidade e reprprocesso.

ExercciosImplicao naqualidade Reviso deconceitos Bibliografiarecomendada


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Objetivos propostos

Conhecer perfeitamente e naponta da lnguao ciclo de moldao de umConhecer os movimentos a que est animado o parafusoTer conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de plasticizaTer conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de injeoTer conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de compacta

Ter conhecimento profundo sobre as condicionantes da fase de arrefecimImplicaes na qualidade das peas nas diversas fases do ciclo

Reviso deconceitosImplicao naqualidade Exerccios

E i

Bibliografiarecomendada


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Exerccios1.O ciclo de moldao pode ser definido como o conce

fundamental para qualquer bom tcnico de injeo de polperfeito conhecimento a primeira base numa abordagem injeo. Comente a afirmao.

2.O ciclo de moldao de uma pea assume vrias etapas.a)Diga quais so estas etapas.

b)Descreva de que movimentos est animado o parafuso em cadetapas do ciclo de injeo.

3.Esclarea o que entende por atraso na plasticizao, descalmofada, indique em que situaes se faz uso destas processo de injeo.


E i



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Exerccios4. Num determinado ciclo de moldao de uma pea temos a segui

compactao aplicada durante 7 segundos, o arrefecimento terico a rotao do fuso para plasticizar nova quantidade de material de 12 so tempo de arrefecimento que temos no ciclo? Faa um esquema ilustpassa neste ciclo.

5. A determinao do tempo de aplicao da segunda presso fundamdefeitos nas peas e para otimizar o processo. Explique como

determinao e que defeitos podemos ter nas peas se no for escocorreta.

6. A fase de comutao da presso de injeo para a compactao e a forcomutao so fundamentais para um afinador do processo. Indiquformas de se fazer a comutao, distinga as suas vantagens e desvanta


E i



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Exerccios7. Indique em que situaes num determinado ciclo de injeo, n

de arrefecimento. Explore este conceito.

8.Diga o que entende por contrao e de que forma afeta, tanmoldao como a qualidade das peas obtidas por esta processamento.

9. O fuso assume vrias posies nas fases de injeo, arrefecimento e extrao. Faa um esquema elucidativo das posnestas fases do ciclo e legende-o corretamente.

10.Comente a seguinte afirmao: No boa prtica, definir temdependentes do tempo de rotao do fuso para plasticizar nova material.

Reviso deconceitosImplicao naqualidade Exerccios Bliografiarecomendada


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Bibliografia recomendada

1. Site dos fabricantes de matrias-primas, Bayer, BASF, Dupont, LSabic;

2. Injection Molding Handbook, Rosato;3. Plastic part design for injection molding, Malloy;4. Sites de troca de documentos, ebah, scribd;5. Handbook of molded part shrinkage and warpage, Fisher;

6. Sites da especialidade, relacionados com injeo de polmeros, polpara injeo de polmeros, ciclo de injeo, mquinas de moldao p7. Sites de fabricantes de maquinaria para injeo polmeros, Arbu

Milacron, Demag, Engel, Krauss-Maffei.

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