Soluções para instrumentação de um molde em ambiente industrial

Abstract

O estado atual da economia, as constantes alterações dos valores da matéria-prima e o aumento da concorrência têm contribuído para o desgaste da rentabilidade dos fabricantes de peças de injeção. Uma das possíveis medidas para contrariar estes aspetos passa por reduzir os custos de produção através do desenvolvimento de moldes mais eficientes e de custo reduzido. Para assegurar um aumento do desempenho do molde é necessário haver uma evolução ao nível da incorporação do conhecimento tecnológico no molde. Ao serem incorporados sistemas avançados que permitem um controlo contínuo e em tempo real de determinados parâmetros do molde, possibilita que haja um aumento da eficiência do seu processo. Esta dissertação foca-se na implementação da instrumentação necessária para realizar a monitorização contínua das componentes responsáveis pelo controlo da temperatura e deformação do molde, assim como as condições ambientais em que este está inserido. A leitura da temperatura é feita com a utilização de um termopar e consequente circuito de leitura, enquanto que a deformação é medida utilizando um extensómetro ligado a uma configuração de ponte de Wheatstone de quatro ramos ativos. A resposta dos sensores utilizados foi testada individualmente de forma a verificar o seu comportamento nas várias situações a que o molde é submetido. Do trabalho desenvolvido resultou um protótipo do sistema de instrumentação que permite viabilizar a abordagem proposta, mas com um custo mais reduzido que as outras abordagens existentes no mercado.

The current state of the economy, the constant changes of the feedstock and the increase of the competition has contributed to the wear and tear of the profitability of the injection parts manufacturers. One of the possible ways to contradict these aspects is to reduce the costs of production through the development of more efficient and cost-effective molds. To ensure an increase in mold performance it’s necessary to have an improvement regarding the incorporation of technological knowledge in the mold. The incorporation of advanced systems, which allows continuous and real time monitoring of certain parameters, enables increased efficiency of its process. This dissertation focuses on the implementation of the necessary instrumentation to perform the continuous monitoring of the components responsible for temperature and strain control in the mold, and the environmental conditions in which it is inserted. The measurement of temperature data is made with the use of a thermocouple and consequent reading circuit, while the strain is measure with a strain gage connected to a Wheatstone bridge with four active branches. The response of the used sensors was tested individually to verify their behaviour in the various situations to which the mold is submitted. The developed work resulted in a prototype of the instrumentation system that allows the proposed approach to be feasible, but at a lower cost than the other approaches in the market.