Guia para Moldagem por Injeção de Plástico

Guia para Moldagem por Injeção de Plástico

DDPROTOTYPE é líder moldagem por injeção de plástico fabricante na China. Demora cerca de 20 minutos para ler o guia para moldagem por injeção de plástico com base em 15 anos de experiência.

A primeira parte - o que é moldagem por injeção

O que é moldagem por injeção de plástico?A moldagem por injeção de plástico é uma tecnologia de fabricação para produção em massa das mesmas peças de plástico com alta tolerância. Na moldagem por injeção de plástico, as partículas de polímero são primeiro derretidas e depois injetadas no molde sob pressão, na qual o plástico líquido esfria e solidifica. Os materiais utilizados na moldagem por injeção são polímeros termoplásticos que podem ser coloridos ou preenchidos com outros aditivos.

Quase todas as peças de plástico ao seu redor são feitas por moldagem por injeção de plástico: desde peças de automóveis até carcaças eletrônicas, até as necessidades diárias. A moldagem por injeção de plástico é tão popular porque o custo de um único produto de plástico é muito baixo na produção em massa. A moldagem por injeção de plástico tem alta repetibilidade e boa flexibilidade de projeto. As principais limitações da moldagem por injeção geralmente são atribuídas a fatores econômicos, pois é necessário um maior investimento inicial. Além disso, o tempo de resposta do projeto à produção é muito lento (pelo menos 3 semanas).

Peças de plástico

Tecnologia de moldagem por injeção

Hoje, a moldagem por injeção tem sido amplamente utilizada em produtos de consumo e aplicações de engenharia. Quase todos os itens de plástico ao seu redor são feitos por moldagem por injeção. Isso ocorre porque a tecnologia pode produzir as mesmas peças a um custo muito baixo para uma única peça e uma quantidade muito grande (normalmente 1000 a 100000 + unidades).

No entanto, em comparação com outras tecnologias, o custo inicial da moldagem por injeção é relativamente alto, principalmente devido à necessidade de customização do molde. Os moldes custam entre $ 1000 e $ 200000, dependendo de sua complexidade, materiais (moldes de alumínio ou moldes de aço) e precisão (protótipos, moldes de produção média ou em massa).

Material de Moldagem por Injeção de Plástico

Todos os materiais termoplásticos podem ser moldados por injeção. Alguns tipos de silicone e outras resinas termofixas também são compatíveis com o processo de moldagem por injeção. Materiais mais usados ​​para moldagem por injeção:

  • Polipropileno (PP): cerca de 38% da produção global

  • Abs: cerca de 27% da produção global

  • PE: cerca de 15% da produção global

  • Poliestireno (PS): cerca de 8% da produção global

Mesmo se considerarmos todas as outras tecnologias de fabricação possíveis, a moldagem por injeção desses quatro materiais sozinhos responde por mais de 40% de todas as peças plásticas produzidas no mundo todos os anos!

material de moldagem por injeção de plástico

 

 

Máquinas de moldagem por injeção: como funcionam?

A máquina de moldagem por injeção consiste em três partes principais: unidade de moldagem por injeção, molde (o núcleo de todo o processo) e unidade de fixação / ejeção. Nesta seção, examinaremos a finalidade de cada sistema e como seus mecanismos básicos de operação afetam os resultados finais do processo de injeção. No vídeo abaixo, uma grande máquina de moldagem por injeção pode produzir cerca de 30 peças plásticas a cada 3 segundos.

Moldagem por injeção

Vídeo de Moldagem por Injeção de Plástico | DDPROTÓTIPO

O processo de moldagem por injeção de plástico

O objetivo da unidade de injeção é derreter o plástico bruto e guiá-lo para dentro do molde. É composto por tremonha, barril e parafuso alternativo. É assim que funciona o processo de injeção:

  • 1. Primeiro seque as partículas de polímero e coloque-as na tremonha, onde são misturadas com pigmentos corantes ou outros aditivos de reforço.

  • 2. Introduza as partículas no barril, aqueça-as ao mesmo tempo, misture-as e mova-as para o molde através do parafuso de passo variável. A geometria do parafuso e do tambor é otimizada para ajudar a aumentar a pressão no nível certo e derreter o material.

  • 3. O aríete então avança e o plástico fundido é injetado no molde através do sistema de calhas, que preenche toda a cavidade. À medida que o material esfria, ele se solidifica e forma o molde.

  • 4. Finalmente, o molde se abre e as partes sólidas são agora empurradas para fora pelo dedal. Em seguida, feche o molde e repita o processo.

Todo o processo pode ser repetido muito rapidamente: demora cerca de 10 a 180 segundos, dependendo do tamanho da peça. Quando a peça é ejetada, ela é atribuída a um transportador ou contêiner de retenção. Em geral, as peças moldadas por injeção podem ser utilizadas imediatamente, com pouco ou nenhum pós-processamento.

Fabricação de moldes

Um molde é como um negativo fotográfico: sua geometria e textura superficial são transferidas diretamente para a peça moldada por injeção. Os moldes geralmente representam a maior parte do custo inicial da moldagem por injeção: para geometria simples e produção relativamente pequena (1000 a 10000 unidades), o custo de um molde típico é de cerca de US$ 2000-5000, até US$ 100000. Adequado para matriz otimizada para produção total (100000 ou mais). Isso se deve ao alto nível de conhecimento necessário para projetar e fabricar moldes de alta qualidade que produzem com precisão milhares (ou centenas de milhares) de peças.

Fabricação de moldes

O molde é geralmente feito de alumínio ou aço por usinagem CNC e, em seguida, terminou para o padrão exigido. Além dos negativos das peças, eles também possuem outras funções, como o sistema de corrediças que permite que os materiais fluam para dentro do molde, e o canal interno de resfriamento de água que auxilia e acelera o resfriamento das peças.

Caso típico — blocos de construção Lego

Blocos de Lego são um dos exemplos mais famosos de peças moldadas por injeção. Eles foram feitos usando moldes, como os da foto, que produziram 120 milhões de blocos de Lego (15 milhões de ciclos) antes de serem descontinuados. Os blocos de construção Lego são feitos de ABS devido à sua alta resistência ao impacto e excelente plasticidade. Cada tijolo é perfeitamente projetado com uma tolerância tão baixa quanto 10 mícrons (ou um décimo de cabelo). Isso é alcançado usando as melhores práticas de projeto, que estudaremos na próxima seção (espessura de parede uniforme, ângulo de inclinação, nervuras, texto em relevo, etc.).

Blocos de construção de Lego

A segunda parte - projeto de moldagem por injeção

 

 

Existem vários fatores que podem afetar a qualidade do produto final e a repetibilidade do processo. Para gerar todos os benefícios desse processo, os designers devem seguir certas diretrizes de design. Nesta seção, descrevemos defeitos comuns na moldagem por injeção e as diretrizes básicas e avançadas a serem seguidas ao projetar peças, incluindo recomendações para minimizar custos.

Defeitos comuns de moldagem por injeção

A maioria dos defeitos na moldagem por injeção está relacionada ao fluxo irregular ou taxa de resfriamento do material fundido durante o processo de fusão.

Aqui listamos os defeitos mais comuns no projeto de peças de moldagem por injeção. Na próxima seção, mostraremos como evitar esses defeitos seguindo as boas práticas de design.

entortar

Quando algumas peças esfriam (e, portanto, contraem) mais rápido que outras, elas podem dobrar permanentemente devido a tensões internas. Peças de plástico com espessura de parede irregular são mais propensas a deformar.

entortar

Marca de encolhimento

Quando o interior de uma peça solidifica antes de sua superfície, um pequeno dente pode aparecer na superfície originalmente plana, que é chamado de dente. Peças com espessura de parede ruim ou design de nervuras têm maior probabilidade de encolher.

marca de pia

Marcas de arrasto

À medida que o plástico encolhe, ele pressiona o molde. Durante a ejeção, a parede da peça desliza e raspa no molde, podendo causar arranhões. Peças com paredes verticais (e sem ângulo de inclinação) são as mais suscetíveis a marcas de arrasto.

Marcas de arrasto

Linha trançada

Quando dois fluxos de água se encontram, pode haver cabelos pequenos como descoloração. Essas tranças afetam a estética da peça, mas também reduzem a resistência da peça. Peças com mudanças repentinas na geometria ou furos são mais propensas a produzir tranças.

Escassez

O ar residual no molde pode impedir o fluxo de material durante a injeção, resultando em peças incompletas. Um bom design pode melhorar a fluidez do plástico fundido. Peças com paredes finas ou nervuras mal projetadas são mais propensas a serem escassas.

Regras de projeto de moldagem por injeção

Um dos maiores benefícios da moldagem por injeção é que ela pode facilmente formar geometrias complexas, de modo que uma única peça pode desempenhar uma variedade de funções. Uma vez concluída a fabricação do molde, essas peças complexas podem ser copiadas a um custo muito baixo. No entanto, alterar o projeto do molde em um estágio posterior de desenvolvimento pode ser muito caro, portanto, você precisa obter os melhores resultados em primeiro lugar. Siga as diretrizes abaixo para evitar os defeitos mais comuns na moldagem por injeção.

Use espessura de parede uniforme

Use uma espessura de parede uniforme em toda a peça, se possível, e evite seções de parede grossas. Isso é necessário porque paredes irregulares podem causar empenamento ou deformar peças à medida que o material fundido esfria. Se você precisar de seções de espessuras diferentes, use chanfros ou filetes para tornar a transição o mais suave possível. Desta forma, o material fluirá mais uniformemente na cavidade, garantindo assim que todo o molde seja completamente preenchido.

moldagem por injeção pmma

Para a maioria dos materiais, uma espessura de parede entre 1.2 mm e 3 mm é um valor seguro. A tabela a seguir resume as espessuras de parede específicas recomendadas para alguns dos materiais de injeção mais comuns:

Material

Espessura de parede recomendada [mm]

Espessura de parede recomendada [polegadas]

Polipropileno (PP)

0.8 - 3.8 mm

0.03 ”- 0.15”

ABS

1.2 - 3.5 mm

0.045 ”- 0.14”

Polietileno (PE)

0.8 - 3.0 mm

0.03 ”- 0.12”

Poliestireno (PS)

1.0 - 4.0 mm

0.04 ”- 0.155”

Poliuretanos (PUR)

2.0 - 20.0 mm

0.08 ”- 0.785”

Náilon (PA 6)

0.8 - 3.0 mm

0.03 ”- 0.12”

Policarbonato (PC)

1.0 - 4.0 mm

0.04 ”- 0.16”

PC / ABS

1.2 - 3.5 mm

0.045 ”- 0.14”

POM (Delrin)

0.8 - 3.0 mm

0.03 ”- 0.12”

PEEK

1.0 - 3.0 mm

0.04 ”- 0.12”

Silicone

1.0 - 10.0 mm

0.04 ”- 0.40”

Para melhores resultados:

Use uma espessura de parede uniforme dentro dos valores recomendados. Se você precisar de uma espessura diferente, use um chanfro ou filete 3 vezes a diferença de espessura para suavizar a transição

Uma parte mais grossa

Seções mais grossas podem causar vários defeitos, incluindo empenamento e afundamento. Você deve limitar a espessura máxima de qualquer parte do desenho ao valor recomendado, tornando-as ocas. Para melhorar a resistência da parte oca, use a estrutura com a mesma resistência e rigidez, mas com espessura de parede reduzida. As peças cuidadosamente projetadas com seções ocas são as seguintes:

As nervuras também podem ser usadas para aumentar a rigidez de seções horizontais sem aumentar sua espessura. Tenha em mente que os limites de espessura da parede ainda se aplicam. Exceder a espessura de nervura recomendada pode causar marcas de encolhimento.

Para melhores resultados:

  • Escavar a parte mais grossa e usar nervuras para melhorar a resistência e rigidez das peças

  • A espessura máxima da nervura de projeto é igual a 0.5 vezes a espessura da parede

  • A altura máxima da nervura de projeto é igual a 3 vezes a espessura da parede

Adicionar transição suave

Recomendado: 3 × diferença de espessura da parede

Às vezes é impossível evitar peças com espessuras de parede diferentes. Nesses casos, use chanfros ou filetes para tornar a transição o mais suave possível. Da mesma forma, a parte inferior dos recursos verticais (como nervuras, ressaltos, encaixe rápido) deve sempre ser circular.

Arredonde todas as arestas

Limites uniformes de espessura de parede também se aplicam às bordas: as transições devem ser o mais suaves possível para garantir um bom fluxo de material.

Para arestas internas, o raio deve ser pelo menos 0.5 vezes a espessura da parede. Para a aresta externa, adicione um raio igual ao raio interno mais a espessura da parede. Dessa forma, você pode garantir que a espessura da parede seja uniforme em todos os lugares, mesmo nos cantos. Além disso, cantos vivos podem levar à concentração de tensões, resultando em afinamento da peça.

Para melhores resultados:

Adicione um filete igual a vezes 0.5 a espessura da parede para o canto interno

Adicione um filete igual a vezes 1.5 a espessura da parede para o canto externo

Adicionar ângulo de inclinação

Para facilitar a desmoldagem das peças do molde, os ângulos de inclinação devem ser adicionados a todas as paredes verticais. Devido ao alto atrito com o molde durante o processo de desmoldagem, a parede sem ângulo de inclinação terá marcas de arrasto em sua superfície. Recomenda-se um ângulo de inclinação mínimo de 2°. Recursos mais altos devem usar um ângulo de inclinação maior (até 50°).

Uma boa regra geral é aumentar o ângulo de saída em 1 grau a cada 25 mm. Por exemplo, adicione um ângulo de inclinação de 30 graus a um recurso de 75 mm de altura. Se a peça tiver um acabamento de superfície áspero, um grande ângulo de inclinação deve ser usado. De acordo com a experiência, os resultados do cálculo acima devem ser aumentados em 10 a 20 graus. Lembre-se, as nervuras também precisam de ângulos de inclinação. Observe que, embora o aumento do ângulo reduza a espessura da parte superior das nervuras, certifique-se de que seu projeto atenda à espessura de parede mínima recomendada.

Para melhores resultados:
  • Adicione um ângulo de inclinação mínimo de 20 graus a todas as paredes verticais

  • Para recursos acima de 50 mm, aumente o ângulo de inclinação em 1 grau a cada 25 mm

  • Para peças com acabamento de superfície texturizado, aumente o ângulo de inclinação em 1-2o

Corte inferior

O dado mais simples (dado de desenho reto) consiste em duas metades. Recursos com rebaixos, como dentes para roscas ou ganchos para juntas de encaixe, não podem ser feitos com uma matriz de tração reta. Isso ocorre porque a matriz não pode ser usinada em CNC ou porque o material evita que a peça estoure. O dente da linha ou o gancho da junta de encaixe é um exemplo de rebaixo.

Aqui estão algumas idéias para ajudá-lo a lidar com o rebaixamento:

Evite subcotação com o fechamento do rio

Evitar completamente o rebaixo pode ser a melhor opção. O corte inferior sempre aumenta o custo, a complexidade e os requisitos de manutenção da matriz. O reprojeto inteligente geralmente elimina o rebaixo. O truncamento é uma técnica útil para rebaixar a área interna (para encaixe rápido) ou a lateral (para furo ou alça) de uma peça.

Aqui estão alguns exemplos de como redesenhar uma peça de moldagem por injeção para evitar o rebaixamento: basicamente, o material é removido na área recortada, eliminando completamente o problema.

evitar cortes inferiores

Mover linha de partição

A maneira mais simples de lidar com o corte inferior é mover a linha de partição da matriz para fazer a interseção.

Esta solução é adequada para muitos projetos com rebaixos na superfície externa. Não se esqueça de ajustar o rascunho de acordo.

Use rebaixo de decapagem (jateamento)

Quando os recursos são flexíveis o suficiente para deformar no molde durante a ejeção, um corte inferior (também conhecido como ressalto) pode ser usado. O rebaixo de decapagem é usado para fazer roscas na tampa.

Undercut só pode ser usado quando:

  • -Recortes de remoção devem estar longe de recursos de reforço, como cantos e nervuras.

  • -O ângulo de ataque do rebaixo deve ser de 30 a 45 graus.

  • -As peças moldadas por injeção devem ter espaço e devem ser flexíveis o suficiente para expandir e deformar.

Use decapagem undercut_

Recomenda-se evitar descascar o rebaixo das peças feitas de FRP. Em geral, plásticos flexíveis como PP, HDPE ou nylon (PA) podem suportar cortes inferiores de até 5% do diâmetro.

Par de slides e núcleo

Se não for possível redesenhar a moldagem por injeção para evitar reentrâncias laterais, use efeitos colaterais e núcleos deslizantes.

Um núcleo lateral é um inserto que desliza para dentro quando o molde é fechado e para fora antes que o molde seja aberto. Tenha em mente que esses mecanismos aumentam o custo e a complexidade do molde.

Ao projetar ações auxiliares, siga estas diretrizes:

  • -O kernel deve ter espaço para entrar e sair. Isso significa que o recurso deve estar do outro lado da peça.

  • -A ação lateral deve se mover verticalmente. Mover-se em um ângulo diferente de 90° é mais complexo, aumentando o custo e o tempo de espera.

  • -Não se esqueça de aumentar o ângulo de inclinação. Pense em seu design como de costume e considere o movimento do núcleo de ação lateral.

Recursos de design comuns

Por meio desses guias práticos, aprenda a projetar os recursos mais comuns encontrados em peças de moldagem por injeção. Use-os para melhorar a funcionalidade do design enquanto ainda segue as regras básicas de design.

Fixadores rosqueados (ressaltos e inserções)

Existem três maneiras de adicionar um fixador a uma peça moldada por injeção: projetar uma rosca diretamente na peça, adicionar uma saliência que possa fixar o parafuso ou incluir uma inserção rosqueada.

É possível modelar a rosca diretamente na peça, mas isso não é recomendado, pois os dentes da rosca são recortados por natureza, o que aumenta muito a complexidade e o custo do molde (introduzimos posteriormente o rebaixamento na parte posterior) . Um exemplo de peça moldada por injeção rosqueada é a tampa. Os ressaltos são muito comuns em peças moldadas por injeção e são usados ​​como pontos de fixação ou montagem. Eles consistem em saliências cilíndricas com furos projetados para prender parafusos, insertos rosqueados ou outros tipos de ferragens de fixação e montagem. Uma boa maneira de pensar em um chefe é circular as próprias costelas. A saliência é usada como ponto de conexão ou de fixação (em combinação com um parafuso macho ou inserto roscado).

Quando um ressalto é usado como ponto de fixação, o diâmetro externo do ressalto deve ser duas vezes o diâmetro nominal do parafuso ou inserto e seu diâmetro interno deve ser igual ao diâmetro do núcleo do parafuso. Mesmo que a profundidade total não seja necessária, os furos na saliência devem se estender até o nível da parede inferior para manter uma espessura de parede uniforme em todo o recurso. Adicione chanfros para facilitar a inserção de parafusos ou insertos.

Para melhores resultados:

  • Evite a fusão do design com a saliência da parede principal

  • Costure ou prenda a saliência à parede principal

  • Para ressaltos com lâminas, use um diâmetro externo igual a duas vezes o tamanho nominal da lâmina

chefes de recursos

Contagem de fios

Inserções rosqueadas de metal podem ser adicionadas às peças moldadas por injeção de plástico para fornecer furos rosqueados duráveis ​​para fixadores, como parafusos de máquina. A vantagem do uso de insertos é que eles permitem muitos ciclos de montagem e desmontagem. O plug-in é instalado na peça injetada por meio de inserção térmica, ultrassônica ou no molde. Para projetar a saliência que prenderá o plug-in rosqueado, use diretrizes semelhantes às acima, com o diâmetro do plug-in como a dimensão da guia.

Para melhores resultados:

Evite adicionar roscas diretamente na peça moldada

Ressalto de design, diâmetro externo igual a 2 vezes o diâmetro nominal do parafuso ou inserto

Adicione uma liberação de 0.8 mm à borda da rosca

Use roscas com passo superior a 0.8 mm (32 roscas por polegada)

Use trapézio ou fio de apoio

A melhor maneira de trabalhar com rebaixos que foram criados:

Use roscas com passo superior a 0.8 mm (32 roscas por polegada)

Para roscas externas, coloque-o ao longo da linha de partição

Costela

Quando a espessura de parede máxima recomendada não for suficiente para atender aos requisitos funcionais da peça, podem ser utilizados reforços para melhorar sua rigidez.

threads de recursos

Ao projetar costelas:

● use uma espessura igual a 0.5 x a espessura da parede principal
● altura definida inferior a 3 x espessura da nervura
● use filetes de fundação com raio maior que 1/4 x espessura da nervura
● adicionar ângulo de inclinação de pelo menos 0.25 ° – 0.5 °
● adicionar um minuto. A distância entre as nervuras e a parede é 4 x a espessura das nervuras

Junta de encaixe

Snap fit é uma maneira muito simples, econômica e rápida de conectar duas peças sem fixadores ou ferramentas. Existem muitas possibilidades de design para juntas de encaixe rápido. De acordo com a experiência, a deflexão da junta tipo fivela depende principalmente do seu comprimento e da força admissível que pode ser aplicada na sua largura (porque a sua espessura é mais ou menos determinada pela espessura da parede da peça). Da mesma forma, uma junta de encaixe rápido é outro exemplo de rebaixo.

O desenho mais comum de uma junta baioneta (chamada junta baioneta cantilever) é mostrado. Tal como acontece com as nervuras, aumente o ângulo de inclinação na junta de encaixe e use uma espessura de parede de 0.5 vezes a espessura mínima da parede.

É um grande tópico projetar o critério especial da junta de encaixe rápido, que está além do escopo deste artigo.

Para melhores resultados:

Adicione o ângulo de inclinação na parede vertical da junta de encaixe rápido

A espessura do encaixe de encaixe projetado é maior que 0.5 vezes a espessura da parede

Ajuste sua largura e comprimento para controlar sua deflexão e força permitida

recursos-snap

Dobradiça viva

Uma dobradiça móvel é uma folha de plástico que conecta duas partes de uma peça e as dobra e dobra. Normalmente, essas dobradiças são incorporadas em recipientes produzidos em massa, como garrafas plásticas. A dobradiça móvel bem projetada pode durar até um milhão de ciclos sem falhas. O material utilizado para a dobradiça móvel de moldagem por injeção deve ser flexível. Polipropileno (PP) e polietileno (PE) são a escolha ideal para aplicações de consumo, e nylon (PA) é a escolha ideal para aplicações de engenharia.

Dobradiças bem projetadas são mostradas abaixo. Entre 0.20 e 0.35mm da faixa de dobradiça de espessura mínima recomendada, resultando em maior durabilidade e maior espessura. Antes da produção em massa, use usinagem CNC ou impressão 3D para prototipar a dobradiça móvel para determinar a geometria e a rigidez mais adequadas para sua aplicação. Adicione um grande número de filetes e projete um ombro com espessura de parede uniforme como o corpo principal da peça para melhorar o fluxo de material no molde e minimizar a tensão. Divida as dobradiças maiores que 150 mm em duas (ou mais) para prolongar a vida útil.

Para melhores resultados:

  • Espessura da dobradiça do projeto entre 0.20 e 0.35 mm

  • Selecione material flexível (PP, PE ou PA) para peças com dobradiças móveis

  • Use ressalto com espessura igual à espessura da parede principal

  • Filé o máximo possível

Costelas moídas

Esmagar uma costela é uma pequena característica saliente que se deforma quando diferentes componentes são empurrados para produzir atrito, garantindo sua posição. Barras de compressão podem ser uma alternativa econômica para fazer furos de alta tolerância para ajuste apertado. Eles geralmente são usados ​​para acomodar rolamentos ou eixos e outras aplicações de encaixe por pressão.

A ilustração a seguir mostra um exemplo de uma peça com nervuras extrudadas. Três nervuras de extrusão são recomendadas para garantir um bom alinhamento. A altura/raio recomendada de cada nervura é de 2 mm. Adicione pelo menos 0.25 mm de interferência entre a nervura de extrusão e a peça instalada. Devido ao pequeno contato com a superfície da matriz, a nervura sem nervura pode ser projetada.

Para melhores resultados:

  • Adicione uma interferência mínima de 0.25 mm entre a nervura extrudada e o componente

  • Não adicione calado à parede vertical das nervuras extrudadas

Palavras e símbolos

  • O texto é um recurso muito comum que pode ser usado para logotipos, etiquetas, avisos, gráficos e descrições, economizando assim o custo de colar ou pintar etiquetas.

  • Ao adicionar texto, selecione o texto em relevo no texto de gravação, pois é mais fácil usinar CNC no molde, por isso é mais econômico.

  • Além disso, elevar o texto 0.5 mm acima da superfície da peça garantirá que as letras sejam fáceis de ler. Recomendamos que você escolha fontes redondas e em negrito com espessura de linha uniforme e tamanho de 20 libras ou mais.

Para melhores resultados:

  • Use texto em relevo (altura 0.5 mm) em vez de texto gravado

  • Use uma fonte de espessura uniforme com um tamanho mínimo de fonte de 20 pontos

  • Alinhar o texto perpendicularmente à linha de partição

  • Use altura (ou profundidade) maior que 0.5 mm

Faixa de tolerância

A moldagem por injeção geralmente produz peças com uma tolerância de ± 0.500 mm (0.020 pol.).

Em alguns casos, tolerâncias mais apertadas são viáveis ​​(tão baixas quanto ± 0.125 mm – ou até ± 0.025 mm), mas podem aumentar significativamente os custos.

Para produção em pequenos lotes (< 10000 unidades), considere o uso de operações auxiliares, como perfuração, para melhorar a precisão. Isso garante a interferência correta da peça com outras peças ou insertos (por exemplo, ao usar ajustes de pressão).

A terceira parte - material de injeção

A moldagem por injeção é compatível com uma variedade de plásticos. Nesta seção, você aprenderá mais sobre os principais recursos dos materiais mais populares. Também discutiremos o acabamento superficial padrão que pode ser aplicado às peças moldadas por injeção.

Material de injeção

Todos os termoplásticos podem ser moldados por injeção. Alguns plásticos termofixos e silicone líquido também são compatíveis com o processo de moldagem por injeção. Eles também podem ser reforçados com fibras, partículas de borracha, minerais ou retardadores de chama para alterar suas propriedades físicas. Por exemplo, a fibra de vidro pode ser misturada com partículas na proporção de 10%, 15% ou 30%, para que as peças tenham maior rigidez.

material de moldagem por injeção de plástico

O aditivo comumente utilizado para melhorar a rigidez de peças moldadas por injeção é a fibra de vidro. As fibras de vidro podem ser misturadas com agregados na proporção de 10%, 15% ou 30%, resultando em diferentes propriedades mecânicas. Você pode adicionar um corante (em uma proporção de cerca de 3%) à mistura para criar uma variedade de partes coloridas. As cores padrão incluem vermelho, verde, amarelo, azul, preto e branco, que podem ser misturadas para criar sombras diferentes.

Preparação de superfície e padrões SPI

O tratamento de superfície pode ser usado para fazer com que as peças de injeção tenham alguma aparência ou sensação. Além de ser usado para fins cosméticos, o tratamento de superfície também pode atender a requisitos técnicos. Por exemplo, a rugosidade média da superfície (RA) pode afetar muito a vida útil das peças deslizantes (como rolamentos deslizantes). As peças de injeção geralmente não precisam de pós-processamento, mas o próprio molde pode realizar diferentes graus de acabamento. Tenha em mente que as superfícies ásperas durante a ejeção aumentam o atrito entre a peça e o molde, portanto, um ângulo de inclinação maior é necessário.

Acabamento

Descrição

Padrões SPI*

papel brilhoso

O molde é primeiro alisado e depois polido com um lustre de diamante, resultando em um acabamento espelhado.

A-1
A-2
A-3

Acabamento semibrilhante

O molde é alisado com lixa de grão fino, resultando em um acabamento superficial fino.

B-1
B-2
B-3

papel fosco

O molde é alisado com pó fino de pedra, removendo todas as marcas de usinagem.

C-1
C-2
C-3

Acabamento texturizado

O molde é primeiro alisado com pó de pedra fino e depois jateado, resultando em uma superfície texturizada.

D-1
D-2
D-3

Acabamento como usinado

O molde é acabado a critério do maquinista. As marcas de ferramentas ficarão visíveis.

-

Acabamento

Descrição

Padrões SPI*

papel brilhoso

O molde é primeiro alisado e depois polido com um lustre de diamante, resultando em um acabamento espelhado.

A-1
A-2
A-3

Acabamento semibrilhante

O molde é alisado com lixa de grão fino, resultando em um acabamento superficial fino.

B-1
B-2
B-3

papel fosco

O molde é alisado com pó fino de pedra, removendo todas as marcas de usinagem.

C-1
C-2
C-3

Acabamento texturizado

O molde é primeiro alisado com pó de pedra fino e depois jateado, resultando em uma superfície texturizada.

D-1
D-2
D-3

Acabamento como usinado

O molde é acabado a critério do maquinista. As marcas de ferramentas ficarão visíveis.

-

Ao escolher um acabamento liso, tenha em mente as seguintes dicas úteis:

O acabamento do molde com alto brilho não é igual ao produto acabado com alto brilho. É amplamente influenciado por outros fatores, como a resina plástica utilizada, as condições de moldagem e o projeto do molde. Por exemplo, o ABS produzirá peças com brilho superior ao PP.

 acabamento superficial mais fino requer um nível mais alto de material a ser usado no molde. Para obter um polimento muito fino, é necessário um aço ferramenta com a mais alta dureza. Isso tem um impacto no custo total (custo do material, tempo de processamento e tempo de pós-processamento).

A quarta parte - O segredo da redução de custos

Saiba mais sobre os principais fatores de custo em moldagem por injeção e possíveis técnicas de projeto que ajudarão você a reduzir custos e manter seu projeto dentro do orçamento.
Direcionadores de custo na moldagem por injeção. O custo máximo da moldagem por injeção é:

  • O custo do molde é determinado pelo custo total do projeto e processamento do molde.

  • o custo dos materiais depende da quantidade de materiais utilizados e seu preço por quilograma.

  • O custo de produção depende do tempo total de uso da máquina de moldagem por injeção.

  • Os custos do molde são constantes (de $ 1000 a $ 5000). Este custo é independente do número total de peças fabricadas, enquanto os custos de material e produção dependem da produção.

  • Para produtos menores (1000 a 10000 peças), os custos de ferramentas têm o maior impacto nos custos totais (cerca de 50-70%). Portanto, vale a pena alterar o design de acordo para simplificar o processo de fabricação (e seu custo) do molde.

  • Para produção em massa (mais de 10000 a 100000 unidades), a contribuição do custo da ferramenta para o custo total é coberta pelo custo do material e da produção. Portanto, seu principal trabalho de projeto deve se concentrar em minimizar o volume da peça e o tempo do ciclo de moldagem.

Aqui, reunimos algumas dicas para ajudá-lo a minimizar o custo do seu projeto de injeção.

Dica 1: fique com o dado de desenho reto

Núcleos de ação lateral e outros mecanismos de molde aumentam os custos do molde em 15% a 30%. Isso significa que o custo adicional mínimo do molde é de cerca de US$ 1000 a US$ 1500.

Na seção anterior, estudamos o método de lidar com o rebaixamento. Para manter sua produção dentro do orçamento, evite usar núcleos de efeitos colaterais e outros mecanismos, a menos que seja absolutamente necessário.

Dica 2: redesenhar as peças de injeção para evitar rebaixamento

O corte inferior sempre aumenta o custo e a complexidade, bem como a manutenção do molde. O redesenho inteligente geralmente elimina o rebaixamento.

Dica 3: faça peças de injeção menores

Peças menores podem ser moldadas mais rapidamente, resultando em maior produção e menores custos de peças. Peças menores também reduzem os custos de material e os preços dos moldes.

Dica 4: instale várias peças em um molde

Como vimos na última seção, o primeiro exame simulado é montar várias peças no mesmo molde. No primeiro exame simulado, podem ser instaladas 6 a 8 peças idênticas no mesmo molde, reduzindo assim o tempo total de produção em cerca de 80%.

O primeiro exame simulado pode ser feito no mesmo molde com geometria diferente. Esta é uma ótima solução para reduzir o custo total de montagem.

Esta é uma tecnologia avançada:

Em alguns casos, o corpo das 2 partes do conjunto é o mesmo. Com algum design criativo, você pode criar pontos de intertravamento ou dobradiças em posições simétricas para refletir basicamente a peça. Desta forma, o mesmo molde pode ser usado para fabricar dois meios moldes, reduzindo assim o custo do molde pela metade.

Dica 5: evite pequenos detalhes

Para fazer o molde com pequenos detalhes, é necessário maior tempo de processamento e acabamento. O texto é um exemplo, e pode até exigir tecnologia de usinagem especial, como EDM, o que leva a um custo maior.

Dica 6: use um acabamento de grau inferior

Normalmente, o agente de tratamento de superfície é aplicado ao molde manualmente, o que pode ser um processo caro, especialmente para tratamento de superfície avançado. Se suas peças não forem para uso cosmético, não use acabamentos caros de alta qualidade.

Dica 7: minimize o volume da peça reduzindo a espessura da parede

  • Reduzir a espessura da parede de uma peça é a melhor maneira de minimizar o volume da peça. Isso não apenas significa usar menos materiais, mas também acelerar muito o ciclo de moldagem por injeção.

  • Por exemplo, reduzir a espessura da parede de 3 mm para 2 mm pode reduzir o tempo de ciclo em 50% a 75%.

  • Uma parede mais fina significa que o molde pode ser preenchido mais rapidamente. Mais importante, as peças mais finas esfriam e curam mais rapidamente. Tenha em mente que enquanto a máquina está ociosa, cerca de metade do ciclo de moldagem por injeção é gasto na cura da peça.

  • Deve-se tomar cuidado para não reduzir excessivamente a rigidez da peça, caso contrário suas propriedades mecânicas serão reduzidas. Costelas em locais críticos podem ser usadas para aumentar a rigidez.

Dica 8: considere a operação secundária

Para produção em pequenos lotes (menos de 1000 peças), pode ser mais econômico usar operações auxiliares para completar peças de moldagem por injeção. Por exemplo, você pode fazer um furo após a moldagem em vez de usar um molde caro com um núcleo lateral.

A quinta parte - Iniciar injeção

Uma vez que seu projeto está pronto e otimizado para moldagem por injeção, qual é o próximo passo? Nesta seção, vamos guiá-lo através das etapas necessárias para iniciar a fabricação da moldagem por injeção.

Etapa 1: comece pequeno e construa rapidamente um protótipo

Antes de usar qualquer molde de injeção caro, primeiro crie e teste o protótipo funcional do projeto.

Esta etapa é fundamental para o lançamento de um produto bem-sucedido. Dessa forma, erros de projeto podem ser detectados precocemente e o custo da mudança ainda é baixo.

Existem três soluções de protótipo:

1. Impressão 3D (usando SLS, SLA ou spray de material)

2. Processamento de controle numérico plástico

3. Moldagem por injeção de baixo volume com molde de impressão 3D

Esses processos podem criar protótipos realistas para formas e funções muito semelhantes ao produto moldado final.

Use as informações a seguir como um guia de comparação rápida para determinar a solução mais adequada à sua aplicação.

impressão 3D protótipo
  • Quantidade mínima: 1

  • Custo típico: $ 20 – $ 100 por peça

  • Tempo de entrega: 2 5-dias

  • Design otimizado para moldagem por injeção para fácil impressão 3D

  • Solução de protótipo de custo mais baixo e retorno mais rápido

  • Nem todo material de injeção pode ser usado para impressão 3D

  • As peças de impressão 3D são 30-50% mais fracas do que as peças de injeção

impressao 3D

Protótipo de usinagem CNC

Quantidade mínima: 1

Custo típico: $ 100 – $ 500 por peça

Tempo de entrega: 5 10-dias

  • As propriedades do material são as mesmas das peças de injeção

  • Excelente precisão e acabamento

  • O projeto pode precisar ser modificado, pois diferentes limitações de projeto se aplicam

  • Mais caro do que a impressão 3D, maior tempo de entrega

  • Moldagem por injeção de baixo volume

  • Quantidade mínima: 10-100 peças,

  • Custo típico: $ 1000 – $ 4000

  • Tempo de entrega: 5-10 dias,

CNC-USINAGEM-PROTÓTIPO
  • O protótipo mais realista com propriedades de material realistas

  • Simulação do processo real e projeto do molde

  • A solução de protótipo mais cara

  • Menos disponibilidade do que a impressão CNC ou 3D

Etapa 2: realizar o “comissionamento” (500-10000 peças)

Após a finalização do projeto, a moldagem por injeção pode ser iniciada através de um pequeno número de testes.

A quantidade mínima de pedido para moldagem por injeção é de 500 unidades. Para essas quantidades, a matriz geralmente é usinada por CNC de alumínio. Os moldes de alumínio são relativamente fáceis de fabricar e custam menos (a partir de US$ 3000 a US$ 5000), mas podem suportar de 5000 a 10000 ciclos de injeção.

Nesta fase, o custo típico da peça está entre $ 1 e $ 5, dependendo da geometria do projeto e do material selecionado. O tempo de entrega típico para esses pedidos é de 6 a 8 semanas.

As peças feitas com matriz de alumínio “piloto” têm as mesmas propriedades físicas e precisão que as peças feitas com matriz de aço ferramenta de “produção em massa”.

Etapa 3: expandir a escala de produção (mais de 100000 peças)

Quando um grande número de peças idênticas (10000 a 100000 + unidades) é produzido, são necessárias ferramentas de injeção especiais.

Para esses volumes, o molde é feito de aço ferramenta por usinagem CNC, que pode suportar milhões de ciclos de moldagem por injeção. Eles também são equipados com recursos avançados, como portas de ponta quente e canais de resfriamento complexos para maximizar a velocidade de produção.

Devido à complexidade do projeto e da fabricação do molde, o custo unitário típico desta etapa está entre alguns centavos e um dólar, e o tempo de entrega típico é de 4 a 6 meses.

Na DDPROTOTYPE, você pode terceirizar produtos de moldagem por injeção de forma fácil, rápida e competitiva. Quando você carrega seu projeto para o ddprototype, nosso maquinista detectará quaisquer possíveis problemas de projeto para análise de projeto de fabricação antes do início da produção e fornecerá uma cotação o mais rápido possível. Desta forma, você pode garantir que você sempre obtenha o preço mais competitivo para suas peças de injeção no mercado com o menor tempo de rotatividade.