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TECNOLOGIA

mento e largura, para que seja mantida a mesma rigidez à deflexão, ou seja, KAl = KAço, teremos:

Ou seja, a espessura de molde de alumínio deveria ser aproximadamente 44% maior que o mesmo molde confeccionado em aço. Embora aparentemente esse aumento teórico na espessura pudesse ser desvantajoso, devido a densidade muito inferior do alumínio em relação ao aço AISI P20 (vide tabela 4), na realidade, conforme pode ser visto na figura 5 [18], para uma mesma rigidez à deflexão elástica haverá uma redução substancial de peso, ou seja de 10 para 5 kg entre uma secção de aço e alumínio respectivamente.

Figura 5 - Comparação entre o peso (kg) de vários metais (densidades diferentes) necessário para se manter o mesmo nível de rigidez à deflexão elástica [18]

Na prática, os moldes são bastante robustos e reforçados e durante o processo de injeção as cargas aplicadas se distribuem por toda a área do molde e não teórica e pontualmente na extremidade de uma viga engastada. Com isso, não há necessidade desse incremento teórico de 44% na espessura e normalmente um incremento entre 10% e 20% na espessura de um molde feito em liga de alumínio da família 7XXX será suficiente para evitar deflexões. Assim sendo, a redução em peso será ainda mais significativa e, via

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de regra, o custo específico ($/volume) de um molde feito em alumínio e aço AISI P20 serão praticamente equivalentes, mesmo sabendo que normalmente o custo inicial ($/kg) de um aço AISI P20 seja mais baixo que com o custo ($/kg) de uma liga de alumínio da família 7XXX. Adicionalmente ao requisito acima, mas igualmente importante nos projetos de moldes (seja em aço ou em alumínio), é projetá-lo objetivando que os níveis de tensões sejam baixos, sempre dentro do campo elástico e que, se eventuais e mínimas deformações forem geradas, as mesmas não afetem negativamente a geometria e/ou qualidade da peça plástica injetada. Uma outra regra empírica utilizada é a de que as deflexões elásticas não ultrapassem 20 µm e que eventuais deformações plásticas no molde não superem 10% do Limite de Escoamento, e que a mesma seja menor do que a contração do material plástico (como é seguido no caso de moldes de aço). Assim evita-se o travamento e impossibilidade da abertura do molde. A validação das dimensões, deformações e tensões geradas são facilmente obtidas hoje por inúmeros sistemas de CAD combinados com análise reológica do material polimérico fundido e em função das pressões geradas durante o processo de injeção [17]. Apesar da importância de uma adequada escolha da espessura para a parede do molde, importantíssimo também é evitar a presença de pontos ou regiões internas localizadas no molde com concentrações de tensão elevadas, as quais, dependendo de sua magnitude, possam ultrapassar o limite de resistência da liga de alumínio utilizada e causar ruptura. Assim, é muito importante evitar a presença de regiões angulares e cantos vivos. Conforme pode ser visto na figura 6 [17], a simulação numérica revela que na maior parte do molde as tensões têm valores abaixo de 50 MPa, porém, próximo aos cantos há registro de tensões muito elevadas (> 670 MPa) que ocasionariam a ruptura do molde. Outra prática muito utilizada, principalmente em moldes com grandes distâncias entre os blocos de apoio, e para minimização de riscos de uma deflexão,

REVISTAFERRAMENTAL.COM.BR // MAR / ABR 2019

Figura 6 - Distribuição de tensões em um molde feito com alumínio [17]

é o uso de elementos de reforço via materiais com resistência mecânica superior (LR > 1.000 MPa) nas áreas de fechamento e laterais, assim como uso de pilares de suporte que podem ser colocados na placa de extração da parte moldada. Para reforços extras quanto as deflexões laterais, é muito utilizado o recurso de uso de “cunhas de travamento”, assim como componentes centralizadores de maior resistência mecânica (exemplo aço AISI P20) na linha de partição do molde. Exemplos típicos desses artifícios podem ser vistos na figura 7, que minimizam de forma efetiva os riscos de deflexão lateral do molde.

Figura 7 - Recomendações para o projeto de moldes com cavidades e insertos principais em ligas de alumínio [17]

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Revista Ferramental Edição 82  

Com sede em Joinville e distribuição em todo território nacional, além de países como Alemanha, França e Estados Unidos, a revista Ferrament...

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