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O MOLDE N124 | 01.2020
INOVAÇÃO INNOVATION
MOLDAÇÃO INTEGRADA COM COMPONENTES ELECTRÓNICOS COM SOBREMOLDAÇÃO S. J. Barbosa*, A. S. Ribeiro*, A.J. Pontes*, l. Novais**, J. Cabral**, N. Alves***, D. Duarte***, A. Baptista****
* Instituto de Polímeros e Compósitos/I3N, Departamento de Engenharia de Polímeros, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal ** Algoritmi, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal; *** ITJ – Internacional Moldes, Marinha Grande, Portugal; **** CENTIMFE
previstos revestimentos com película em diferentes materiais, e ainda diferentes materiais para os dois botões e logótipo, e outro material para sobremoldar um PCB de comando.
RESUMO Este trabalho de investigação pretendeu desenvolver soluções moldantes inovadoras multifuncionais para a produção de produtos de maior valor acrescentado, com a integração de materiais, componentes e tecnologias. A investigação preconizada procurou resolver alguns problemas associados à dificuldade de criar moldes multifuncionais, nomeadamente procurou-se combinar várias tecnologias do tipo In-mould operations, nomeadamente Insert Moulding, In-Moulding Decoration, Multimaterial injection moulding, bem como materiais naturais, e a incorporação de componentes eletrónicos, com a finalidade de produzir num único processo de moldação por injeção um produto que incorpore todas ou grande parte destas funções. O projeto SMIT envolveu um consórcio constituído pelas empresas ITJ e a RTJ e as entidades não empresariais do SI&I Centimfe – Centro Tecnológico da Indústria de Moldes Ferramentas Especiais e Plásticos, e Universidade do Minho, através dos centros de investigação: IPC/I3N (laboratório associado) e Algoritmi. INTRODUÇÃO A investigação teve por base uma peça típica de um produto comercial, mas que se pretendeu ser representativo de alguns problemas no molde e na injeção de plásticos. A peça selecionada foi designada de Cover e pertence ao sistema de uma máquina de café, e teria incorporados um logótipo, os botões e uma placa eletrónica de comando, e pretendia-se injetar todo o conjunto no mesmo ciclo de injeção, evitando operações complementares. Foram discutidas as diferentes soluções para minimizar o número de injeções e o número de transportes ou movimentos no molde, de modo a simplificar e reduzir a possibilidade de erros ou falhas no processo. O grande objetivo foi criar e demonstrar um novo molde com características distintas de multifuncionalidade, o que foi conseguido pela investigação de novos conceitos demonstrados na conceção e projeto do molde final. O molde permitiu trabalhar com componentes que incluíam pormenores de pequena dimensão, diferentes materiais correspondentes a diferentes versões de peças, nomeadamente uma versão num único material (base de teste), e uma peça num material para a carcaça. Foram ainda
Para satisfazer os requisitos da peça e do projeto, foi necessário desenvolver uma placa PCB nova para aplicar na peça da máquina de café, para substituir a placa existente que aciona os botões. Na versão original, o PCB recolhe os sinais dos botões mecânicos da peça e aciona os LEDs associados a cada botão. Os sinais são depois enviados ao comando principal da máquina, de acordo com o botão selecionado. Os botões mecânicos funcionam com uma mola, que é pressionada contra o PCB, que recolhe então o sinal. A utilização deste tipo de tecnologia exige um maior número de componentes no sistema (mola, PCB e o botão) e apresenta ainda uma vida útil limitada, já que existe um número de cliques máximo por botão, a partir do qual o seu funcionamento é limitado [1]. De forma a contornar estes problemas e ao mesmo tempo modernizar o design da peça, optou-se pela utilização de botões capacitivos. Este tipo de botão utiliza um sensor capacitivo que recolhe o sinal pelo simples encostar do dedo na superfície da peça [2]. Este sistema exige apenas a existência do PCB que contém os sensores capacitivos e a pele, em contacto perfeito com o sensor. SENSORIZAÇÃO CAPACITIVA A capacidade é sempre medida entre dois pontos. No método selfcapacitance, a capacidade é medida entre um elétrodo e a massa do sistema elétrico, enquanto que no método mutual-capacitance a capacidade é medida entre dois elétrodos. A Figura 1 exemplifica as diferenças entre os dois métodos.
F1 – Métodos de medição de capacidade.
MÉTODO SELF-CAPACITANCE Este método utiliza um único elétrodo e mede a capacidade entre esse elétrodo e a massa. O elétrodo é construído no PCB enquanto que o segundo ponto (elétrodo) será o plano de massa. Os dois pontos formam um condensador CP, a capacidade parasita do circuito, como mostra a Figura 2. A capacidade é medida carregando o condensador através de uma resistência conhecida e medindo a sua tensão.