Estudo do desempenho de moldes híbridos em moldação por injeção

Abstract

Importantes sectores da indústria moderna, tais como a indústria automóvel, eletrónica, etc., são pressionados com a necessidade de colocar urgentemente novos produtos no mercado, e existe uma tendência para deixar de se produzir em massa para a produção de pequenas séries. Os moldes híbridos vieram solucionar parte dessa procura por parte das empresas, mantendo a estrutura padrão do molde, aliando as técnicas de prototipagem rápida para a produção dos blocos moldantes, sem que haja qualquer tipo de prejuízo nas propriedades mecânicas finais da peça injetada. Os objetivos desta dissertação são a produção de peças através do processo de injeção por moldação, utilizando moldes híbridos com blocos moldantes produzidos em resina epóxidada com diferentes cargas metálicas (15% Fibra Curta de Aço + 85% Resina Epóxidada e 60% Pó de Alumínio + 40% Resina Epóxidada, percentagens em peso). Os resultados obtidos foram comparados com os de um molde convencional, em aço, permitindo avaliar o comportamento dos diferentes tipos de blocos moldantes. Para cada bloco moldante variaram-se as temperaturas de injeção e do molde, utilizando o mesmo material de injeção, polipropileno. Para avaliar as peças moldadas por injeção, estudou-se a morfologia e o comportamento mecânico na zona mais crítica da peça, a linha de soldadura. Em termos gerais, os resultados obtidos pelo bloco moldante com 15% Fibra Curta de Aço + 85% Resina Epóxidada teve resultados muito parecidos com o bloco moldante convencional em aço. As peças apresentaram excelentes propriedades mecânicas mas o bloco moldante com 60% Pó de Alumínio + 40% Resina Epóxidada, derivado da sua baixa condutividade térmica, apresentou valores mais baixos em relação ao módulo de elasticidade.

Important sectors of modern industry, such as automotive, electronics, etc., are pressed with the need to urgently put new products on the market, and there is a tendency to fail to mass produce for the production of small series. The hybrid molds came solve part of this demand from companies, while leaving the standard mold structure, combining the rapid prototyping techniques for the production of moldant blocks, without any prejudice on the final mechanical properties of the molded part . The objectives of this work are the production of parts using the injection molding process using hybrid molds with moldant blocks produced in epoxy resin with different metal loads (15% Short Steel Fibers + 85% epoxy resin and 60 % aluminum powder + 40% epoxy resin , weight percentages ) . The results obtained were compared with those of a conventional steel mold, allowing to evaluate the behavior of different types of moldant blocks. For each moldant block is varied injection and mold temperatures, using the same injection material, polypropylene. To assess injection molded parts, we studied the morphology and the mechanical behavior in the most critical area of the workpiece, the welding line . In general, the results obtained by moldant block with 15% Short Steel Fibers + 85% epoxy resin had very similar results to the conventional steel moldant block. The parts had excellent mechanical properties but moldant block with 60% aluminum powder + 40 % epoxy resin derived from their low thermal conductivity, showed lower values than the modulus of elasticity.