Dicas de design para moldagem por injeção

O processo de moldagem por injeção é amplamente utilizado na produção de grande volume, pois produz uma produção de sucata comparativamente baixa e possui alta repetibilidade. A versatilidade do processo de moldagem por injeção exige considerações de projeto muito mais amplas. A maioria das considerações de projeto será feita no molde após a definição dos requisitos do produto.

Alguns dos fatores que afetam o projeto de moldagem por injeção incluem:como a peça será usada (produto singular ou para montagem), seus requisitos dimensionais e mecânicos e sua capacidade de suportar elementos como produtos químicos ou pressão. Algumas dicas vitais a serem consideradas ao projetar para moldagem por injeção são exploradas abaixo.

1. Escolha cuidadosamente os materiais adequados ao seu design

Diferentes materiais de moldagem por injeção oferecem propriedades variadas. Por exemplo, alguns materiais de moldagem por injeção fornecem mais estabilidade dimensional do que outros. Da mesma forma, alguns se ligam melhor com adesivos do que outros. O projeto do material considera o seguinte:temperatura, pressão, interações biológicas e químicas.

As resinas termoplásticas podem ser amplamente classificadas em amorfas e semicristalinas. Enquanto os termoplásticos semicristalinos oferecem melhor resistência química e elétrica, suas contrapartes amorfas são muito mais dimensionalmente estáveis ​​e mais resistentes ao impacto. A seleção do material pode afetar o nível de tolerância necessário ou determinados recursos, como a espessura da parede.

	Resinas semicristalinas	Resinas amorfas
Vantagens	• Excelente para rolamentos, desgaste e aplicações estruturais • Boa resistência química e elétrica • Menor coeficiente de atrito	• Cola bem com adesivos • Alta estabilidade dimensional • Boa resistência ao impacto
Desvantagens	• Difícil de colar com adesivos • Resistência média ao impacto	• Baixa resistência à fadiga e rachaduras por estresse

2. Leve em consideração a tolerância da peça

As tolerâncias são afetadas pelo encolhimento que ocorre durante o processo de resfriamento. Materiais amorfos como PLA geralmente têm tolerâncias mais apertadas do que materiais semicristalinos como PEEK.

Tolerâncias apertadas tornam a produção mais cara, mas podem ser necessárias para que sua peça se encaixe ou funcione corretamente, especialmente se for usada em uma montagem.

Recomendamos entrar em contato com seu fornecedor na fase de projeto para discutir os padrões de tolerância que eles usam.

Por exemplo, DIN 16901 contém uma tabela geral de tolerância como referência para diferentes materiais. Se o seu fornecedor usar este padrão e você precisar de tolerâncias mais rígidas ou outros padrões, eles solicitarão que você forneça desenhos 2D.

3. Escolha a espessura de parede certa

Existem alguns pontos-chave a serem considerados para garantir que você escolha a espessura de parede certa para o seu projeto de moldagem por injeção:

• Paredes mais finas reduzem o tempo de ciclo e reduzem o custo de sua peça. Para muitas aplicações, uma espessura de parede de 1,5-2,5 mm é suficiente, mas você também pode consultar as espessuras de parede recomendadas para diferentes materiais
• Ao contrário das peças usinadas em CNC, as peças moldadas por injeção de plástico se beneficiam de uma espessura de parede consistente. Se uma peça for mais espessa em uma seção do que em outra, uma marca de afundamento aparecerá nesse local.
• Espessuras de parede não uniformes também levam à deformação, pois essas paredes resfriam e encolhem em taxas diferentes. Se você precisar de uma espessura não uniforme, a mudança na espessura não deve exceder 15% da espessura nominal da parede e deve sempre ter uma transição suave ou cônica para obter uma peça de alta qualidade.

A seguir estão as espessuras de parede recomendadas para diferentes materiais:

Material	Espessura de parede recomendada
ABS	1,143 mm – 3,556 mm
Acetal	0,762 mm – 3,048 mm
Acrílico (PMMA)	0,635 mm – 12,7 mm
Polímero de Cristal Líquido	0,762 mm – 3,048 mm
Plásticos Reforçados com Fibras Longas	1,905 mm – 27,94 mm
Nilon	0,762 mm – 2,921 mm
PC (policarbonato)	1,016 mm – 3,81 mm
Poliéster	0,635 mm – 3,175 mm
Polietileno (PE)	0,762 mm – 5,08 mm
Sulfeto de Polifenileno (PSU)	0,508 mm – 4,572 mm
Polipropileno (PP)	0,889 mm – 3,81 mm
Poliestireno (PS)	0,889 mm – 3,81 mm
Poliuretano	2,032 mm – 19,05 mm

4. Adicione ângulos de inclinação ao seu design

Muitos processos de remoção de material, como usinagem CNC, podem produzir paredes verticais. No entanto, criar o projeto de uma peça para moldagem por injeção com paredes verticais fará com que a peça fique presa, principalmente no núcleo, pois a peça se contrai no resfriamento.

Se for aplicada muita força para ejetar a peça, o risco de danificar os pinos ejetores e até mesmo o molde se torna muito alto. Projete as paredes das peças com uma leve inclinação para evitar esse problema. Essa inclinação é chamada de rascunho.

Devido à alta complexidade que se cria no projeto, o rascunho geralmente é adicionado nas etapas finais do projeto da peça. Superfícies diferentes requerem rascunhos variados. Superfícies texturizadas requerem mais calado. Algumas superfícies comuns encontradas na moldagem por injeção e seus ângulos de inclinação mínimos são os seguintes.

• Para requisitos “quase verticais”:0,5°
• Situações mais comuns:1 ~ 2°
• Todas as superfícies de fechamento:3°
• Rostos com texturas claras:1 ~ 3°
• Rostos com texturas médias:5°+

5. Adicione costelas e reforços a certas partes

Certas partes requerem costelas. Costelas e reforços dão resistência adicional às peças e ajudam a eliminar defeitos cosméticos como empenamento, afundamento e vazios. Esses recursos são essenciais para componentes estruturais. Portanto, é preferível adicioná-los às peças em vez de aumentar a espessura das peças para aumentar a resistência.

No entanto, se não for projetado adequadamente, isso pode levar ao encolhimento. O encolhimento ocorre quando a taxa de resfriamento de certas peças é muito mais rápida do que outras, resultando na flexão permanente de algumas seções. A deformação pode ser efetivamente reduzida mantendo a espessura da nervura entre 50 – 60% da espessura da parede à qual está fixada.

6. Adicione raios e filetes ao design da peça

A aplicação de raios nas peças, quando possível, elimina cantos vivos, o que melhora o fluxo de material e a integridade estrutural da peça. Os cantos afiados causam fraqueza na peça, pois o material fundido flui através do canto ou para dentro do canto. Os únicos lugares onde cantos vivos são inevitáveis ​​são as superfícies de separação ou superfícies de fechamento.

Raios e filetes também ajudam na ejeção de uma peça, pois os cantos arredondados são menos propensos a ficarem presos durante a ejeção do que os cantos afiados. Além disso, cantos vivos também não são estruturalmente aconselháveis, pois levam a pontos de tensão que podem falhar. Os raios ajudam a suavizar o estresse nos cantos.

Além disso, incluir cantos vivos em sua peça aumentará exponencialmente o custo de produção, pois isso exigiria que o molde apresentasse cantos vivos que só podem ser alcançados usando técnicas de fabricação muito caras.

Adicione raios internos pelo menos 0,5 vezes a espessura da parede adjacente e raios externos 1,5 vezes o tamanho.

7. Evite rebaixos e forneça slots sempre que possível

Ajustes de pressão são obtidos através de cortes inferiores. O molde de tração direta, que consiste em duas metades e é o projeto mais simples, não é adequado para fabricar peças com recursos de rebaixo. Isso se deve à dificuldade em usinar tal molde com CNC e a tendência do material ficar preso na ejeção.

Os rebaixos geralmente são criados usando núcleos laterais. No entanto, os núcleos laterais aumentam significativamente os custos de ferramentas. Felizmente, existem algumas dicas de design para alcançar a função de um rebaixo sem usar núcleos laterais. Uma maneira de fazer isso é introduzindo um slot.

Isso também é chamado de núcleo de passagem. Outra maneira é ajustar ou mover a linha de partição da peça. Ao fazer isso, ajuste também o ângulo de inclinação de acordo. Mover as linhas de partição é mais adequado para rebaixos que estão do lado de fora da peça.

Você também pode usar rebaixos de decapagem, também chamados de ressaltos. No entanto, use este recurso apenas quando a peça for flexível o suficiente para deformar e expandir durante a ejeção do molde.

Além disso, dê autorização suficiente :os ressaltos devem ter um ângulo de ataque de 30° a 45° para uma ejeção efetiva. Todas essas alternativas para núcleos laterais caros exigem um redesenho significativo da peça. Quando o redesenho de uma peça não é possível devido à possibilidade de afetar a funcionalidade da peça, então você deve empregar ações laterais deslizantes e núcleos para lidar com rebaixos.

Esses recursos deslizam conforme o molde fecha e deslizam para fora conforme ele é aberto. Os núcleos laterais devem se mover perpendicularmente e ter ângulos de inclinação apropriados.

8. Anexe ressaltos às paredes laterais ou nervuras

Os ressaltos são espaçadores cilíndricos moldados em uma peça plástica para aceitar uma inserção, parafuso auto-roscante ou pino para montagem ou montagem de peças.

O diâmetro externo (OD) do ressalto deve ser 2,5 vezes o diâmetro do diâmetro do parafuso para aplicações auto-roscantes.

Os chefes não devem ser autônomos. Sempre prenda os ressaltos em uma parede lateral ou no piso com nervuras ou reforços. Sua espessura não deve exceder 60% da espessura total da peça para minimizar marcas visíveis de afundamento na parte externa da peça.

Por exemplo, uma peça com uma parede externa de 3 mm deve ter nervuras internas com espessura não superior a 1,7 mm.

9. Gating:destaque superfícies visualmente importantes de sua parte onde não deve haver marcas

Para projetar e fabricar adequadamente sua peça usando moldagem por injeção, é importante que o fabricante entenda desde o início quais são seus requisitos em termos de aparência.

Um ponto-chave para o fabricante de ferramentas considerar é a localização do portão. As portas são seções de entrada através das quais o material fundido entra no molde. O fabricante de ferramentas deve escolher o tipo de portões e posicioná-los estrategicamente para minimizar possíveis problemas de qualidade.

Os portões também deixam vestígios de portão ou uma indicação visual de que a parte foi bloqueada - mesmo que seja sutil.

É por isso que recomendamos que informe seu fornecedor sobre quaisquer requisitos estéticos e funcionais e defina onde não fechar.

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