Como são feitos os moldes de extrusão de plástico?

Muitas indústrias utilizam amplamente os produtos de plástico porque oferecem opções leves, resistentes à corrosão e económicas. A qualidade dos moldes de extrusão de plástico é crucial para a precisão e produtividade dos produtos de plástico. Quer se trate de um simples tubo ou de um acessório industrial complexo, o molde é fundamental.

Este artigo explica como fazer moldes de extrusão de plástico. Abrange a conceção, a escolha de materiais, a maquinagem, o tratamento de superfície e os testes de montagem.

Como conceber o molde de extrusão de plástico na fase inicial?

A pré-conceção é a base para a elaboração de moldes de extrusão de plástico¹. Este passo é fundamental, tal como construir uma casa antes de desenhar as plantas, para fornecer uma orientação precisa para o trabalho subsequente.

Os engenheiros têm de simular e analisar a estrutura do molde, o canal de fluxo e o sistema de arrefecimento. Fazem-no com base na forma, tamanho e precisão do produto. Isto ajuda-os a otimizar o design.

Avaliação de produtos de plástico

Depois de recebermos os desenhos de projeto, temos de analisar a forma como os vamos utilizar. Temos de verificar os requisitos de desempenho e encontrar pormenores importantes. Estes incluem a complexidade da forma, a precisão dimensional e a uniformidade da espessura da parede.

Conceção da estrutura do molde

O projeto da estrutura do molde é o núcleo do projeto preliminar. Com base na análise de produtos plásticos, identifique a superfície de separação do molde. Observe também o número de cavidades, a estrutura do núcleo e o método de libertação do molde.

Conceção do sistema de corredores

O engenheiro deve conceber um canal de fluxo principal, um coletor e um portão adequados com base na forma, tamanho e cavidade do produto. O canal de fluxo principal ajuda o fluxo da massa fundida. O coletor espalha a massa fundida uniformemente. A localização e o tamanho da porta têm impacto no caudal e na ordem de enchimento.

Conceção do sistema de arrefecimento

De acordo com a forma e a espessura da parede do produto, dispor razoavelmente os canais de arrefecimento. Os canais de arrefecimento devem estar próximos da superfície da cavidade. Isto ajuda a criar um efeito de arrefecimento constante. Também encurta o ciclo de moldagem e aumenta a eficiência da produção.

Que tipo de material devemos escolher para os moldes de extrusão de plástico?

O aço é forte, durável e resistente ao desgaste, perfeito para moldes precisos e duradouros. A liga de alumínio é leve, tem uma excelente condutividade térmica e é fácil de trabalhar, o que a torna ideal para uma produção de moldes rápida e leve.

Ao escolher os materiais, devemos ter em conta as condições do molde, o lote de produção do produto, o custo e outros factores.

Tipos e caraterísticas do aço

Os aços para moldes habitualmente utilizados são o aço-carbono, o aço-liga e o aço rápido.

O aço-carbono é duro e resistente ao desgaste. No entanto, pode deformar-se muito durante o tratamento térmico. Os moldes simples ou os que requerem pouca precisão são os mais indicados.

O aço de liga ganha dureza, resistência ao desgaste e tenacidade quando são adicionados elementos de liga. Apresenta baixa deformação durante o tratamento térmico. Isto torna-o amplamente utilizado em muitos tipos de
de moldes de extrusão de plástico.

O aço rápido é duro e resistente ao desgaste. Tem também uma elevada dureza térmica. Este aço tem um bom desempenho no corte a altas temperaturas. É frequentemente utilizado para fabricar peças de moldagem complexas e ferramentas de corte.

Vantagens da liga de alumínio

A liga de alumínio é leve e tem uma boa densidade. Também conduz bem o calor, o que ajuda a arrefecer os moldes mais rapidamente. Isto melhora a eficiência da produção.
É frequentemente utilizado para moldes de plástico na indústria aeroespacial. Também é utilizado para artigos do quotidiano que não necessitam de uma vida útil elevada do molde.

Seleção de materiais de molde

Quando escolher os materiais do molde, considere primeiro a forma como vai utilizar o molde. Considere factores como a temperatura de trabalho, a pressão e o desgaste. Para alta temperatura, alta pressão e desgaste intenso, selecione aço forte, duro e resistente ao desgaste. Se a temperatura de trabalho for baixa e o peso não for uma preocupação, a liga de alumínio pode ser uma boa escolha.

Que técnicas de maquinagem² utilizaremos para moldes de extrusão de plástico?

Com base nos desenhos do projeto, o material do molde será processado numa forma específica e na precisão dimensional das peças. A precisão e a qualidade do processamento afectam diretamente a montagem e o desempenho do molde.

Os moldes de extrusão utilizam normalmente o torneamento, a fresagem, a perfuração, a retificação e outros métodos de maquinagem.

Virar

No torno, a ferramenta gira enquanto a peça de trabalho se move para a frente e para trás. Isto ajuda a moldar o círculo exterior, o furo, as roscas e outras superfícies. É possível obter uma elevada precisão dimensional e rugosidade da superfície.

Fresagem

Na fresadora, a fresa roda e a peça de trabalho move-se para obter um processamento multifacetado. A fresagem pode processar uma variedade de superfícies planas, superfícies escalonadas, ranhuras, cavidades e outras formas complexas.

Perfuração

Na máquina de perfuração, a broca roda e o avanço axial é utilizado para efetuar furos. A precisão da perfuração é relativamente baixa. Geralmente, são necessários processos de alargamento, perfuração e outros para melhorar a precisão e a qualidade da superfície.

Retificação

A retificação é feita rodando a mó a alta velocidade e alimentando a peça de trabalho. A superfície das peças do molde é rectificada. Pode processar uma variedade de superfícies planas, cilíndricas, orifícios internos e outras superfícies. É possível obter uma precisão e rugosidade muito elevadas.

O que é a maquinagem por descarga eléctrica（EDM）?

A EDM pode trabalhar com formas complexas em materiais de molde. Isto é difícil de fazer com a maquinagem tradicional. Pode criar furos finos, ranhuras estreitas e superfícies de cavidades complexas.

O EDM utiliza altas temperaturas da descarga para gravar o material do molde. Este método não está limitado pela dureza do material. Pode processar materiais que são muito duros e fortes.

Princípio de funcionamento

Na corrosão por descarga, o elétrodo da ferramenta é feito de cobre ou grafite. Este liga-se a uma fonte de alimentação de impulsos juntamente com a peça de trabalho. Quando se encontram a uma certa distância, a tensão de impulso cria um canal de descarga no meio.
Este meio pode ser querosene ou água desionizada. Isto cria altas temperaturas que derretem, vaporizam e corroem o metal na superfície da peça de trabalho.

Aplicação

Em extrusão de plástico Na produção de moldes, utilizamo-lo frequentemente para criar formas complexas. Isto inclui o núcleo, a cavidade e as inserções.
As peças com orifícios moldados, ranhuras estreitas ou superfícies curvas complexas são difíceis de processar com os métodos tradicionais. É por isso que a EDM é necessária para uma elevada precisão. Para materiais de molde de elevada dureza, a utilização de EDM pode evitar dificuldades de processamento e desgaste da ferramenta.

Parâmetros do processo

Os parâmetros do processo têm um impacto significativo na qualidade e na eficiência da maquinagem. Os principais parâmetros incluem largura de pulso³, intervalo de impulsos, corrente de descarga⁴e tensão de descarga. A largura do impulso determina a duração da descarga, enquanto o intervalo de impulsos gere o intervalo de tempo entre descargas consecutivas. A corrente e a tensão de descarga influenciam a energia de descarga, afectando assim a velocidade de maquinagem e o acabamento da superfície.

Precauções

Certificar-se de que o meio de processamento está limpo e a fluir. Inspecionar e manter regularmente o equipamento. Preste atenção ao estado de processamento. Procure sinais como a cor e o som das faíscas. Resolva rapidamente quaisquer anomalias.

Quais são os métodos de tratamento de superfície para moldes de extrusão de plástico?

Para melhorar o desempenho e a vida útil do molde, é necessário efetuar um tratamento de superfície. Os métodos de tratamento de superfície comummente utilizados incluem a nitruração, cromagem dura⁵e tratamento da DT

O tratamento de superfície pode melhorar a dureza da superfície, a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e o desempenho de libertação do molde das peças do molde.

Tratamento de nitruração

Os átomos de azoto infiltram-se na superfície das peças do molde para formar uma camada nitretada. Isto pode melhorar a dureza da superfície para HV900 - 1200, melhorar significativamente a resistência ao desgaste e o desempenho antiaderente, e proporcionar um certo grau de resistência à corrosão, prolongando a vida útil do molde.

Cromagem dura

A camada de crómio duro tem elevada dureza, boa resistência ao desgaste e elevado acabamento superficial. Isto pode aumentar a dureza da superfície para HV800 - 1000, melhorar o desempenho da desmoldagem e facilitar a saída dos produtos. Os fabricantes utilizam-no normalmente em moldes que têm elevados requisitos de acabamento de superfície e desempenho de desmoldagem.

Tratamento TD

Tratamento TD⁶ é um método de difusão térmica da tecnologia de tratamento de revestimento de carboneto. Este método espalha carbonetos metálicos na superfície das peças moldadas a altas temperaturas. Isto cria uma camada de carboneto muito dura. A dureza da superfície das peças tratadas pode atingir HV2800 a HV3200. Têm grande resistência ao desgaste, resistência à corrosão e propriedades anti-aderentes.

Outros métodos de tratamento de superfície

A cementação pode aumentar o teor de carbono da superfície, melhorar a dureza e a resistência ao desgaste. O boro forma uma camada de boreto na superfície, que tem elevada dureza e boa resistência ao desgaste. A niquelagem química forma uma camada uniforme de níquel na superfície, melhorando a resistência à corrosão e ao desgaste.

Quais são as etapas da montagem do molde de extrusão de plástico?

A montagem do molde é o processo de juntar cada peça para fazer um molde completo. É semelhante à montagem de peças de automóvel. Cada peça deve encaixar na perfeição para garantir que o molde funciona corretamente.

A precisão e a qualidade da montagem do molde são importantes. Afectam o bom funcionamento do molde. Também influenciam a qualidade dos produtos de plástico.

Limpeza de peças

Antes da montagem, limpar as peças do molde. Remova o óleo da superfície, limalhas de ferro, pó e outras impurezas. Pode utilizar a limpeza química ou a limpeza por ultra-sons utilizando a vibração de cavitação para eliminar pequenas impurezas.

Instalação de posicionamento

A instalação de posicionamento consiste em utilizar pinos de posicionamento, blocos de posicionamento e outras peças para garantir a precisão do posicionamento. Os desenhos do projeto mostram onde instalar as peças do molde. Utilize parafusos e porcas para os fixar no lugar. Tenha o cuidado de controlar o binário de aperto. Isto ajudará a evitar a deformação ou o afrouxamento das peças.

Ajuste da folga

A montagem deve ajustar o espaço entre as peças. O espaço entre o núcleo e a cavidade deve corresponder ao tamanho do produto e ao processo de moldagem. Se a folga for demasiado grande, pode provocar arestas salientes. Se for demasiado pequena, será difícil de abrir e fechar. Pode ajustar o espaço utilizando uma junta ou rectificando para atingir o tamanho ideal.

Controlo de qualidade da montagem

Depois de terminar a montagem, verifique cuidadosamente a qualidade do molde. Observe o aspeto e a precisão do tamanho. Além disso, verifique o estado das peças e o bom funcionamento das partes móveis.

Quais são as etapas de depuração do molde de extrusão de plástico?

Depuração de moldes de extrusão⁷ testa o bom funcionamento do molde e a qualidade do produto. Utiliza um molde de ensaio para encontrar problemas. Quando surgem problemas, efectuamos ajustamentos e melhorias rapidamente. Isto assegura que o molde pode produzir bons produtos de forma estável e eficiente.

A depuração do molde inclui principalmente a preparação antes do ensaio do molde, o ensaio do molde, a análise do problema e a otimização.

Preparar o equipamento e os materiais para o teste do molde, como a extrusora, as matérias-primas plásticas e o equipamento de arrefecimento. Escolher as matérias-primas e os métodos de secagem corretos com base nas necessidades do produto. Ajustar a temperatura, pressão e velocidade da extrusora de acordo com a estrutura do molde e o processo de moldagem.

Molde de teste

Observar de perto o funcionamento da extrusora, o trabalho do molde e a qualidade da moldagem do produto. Observe como o plástico derretido flui no molde. Verifique se existem problemas como enchimento insuficiente, marcas de fluxo e bolhas. Observe também a precisão do tamanho e a qualidade da superfície dos produtos.

Análise e otimização de problemas

Se o enchimento não estiver completo durante o ensaio do molde, pode dever-se a uma má conceção do canal ou a definições incorrectas do processo. Neste caso, é possível ajustar a canaleta ou os parâmetros do processo. Os problemas dimensionais podem dever-se a um problema de folga do molde, pelo que pode reajustar a folga. Através da análise e otimização contínuas, o molde pode atingir as melhores condições de trabalho.

Conclusão

Produção de plástico moldes de extrusão é um processo complicado e delicado. Desde a pré-conceção até à depuração e otimização, cada passo está intimamente ligado e é necessário. Só podemos fabricar moldes de alta qualidade controlando cuidadosamente todos os pormenores. Isto assegura uma forte garantia para a produção de produtos de plástico.