Ferramentas moldantes para obtenção de sistemas bi-material

Abstract

A indústria dos plásticos é atualmente uma das mais prósperas do mundo. O constante aparecimento de novos materiais permite a permanente evolução deste setor. Deste modo a moldação por injeção, bem como a sobremoldação tendem a acompanhar esta evolução. A sobremoldação é uma técnica cada vez mais utilizada ao nível indústrial, e que permite a obtenção de produtos mais versáteis, e com custos de produção inferiores. No entanto, esta técnica envolve um grande conhecimento ao nível dos materiais aplicados, bem como da sua interação. Neste estudo foram analisados alguns problemas no âmbito da moldação sobre insertos por recurso a simulação numérica, de forma a perceber a influência de algumas variáveis na qualidade final das peças. Parâmetros de processamento, aquecimento de insertos e introdução de entalhes foram analisados permitindo compreender os fenómenos inerentes ao aparecimento de tensões residuais internas (induzidas pelo escoamento e térmicas), que em tanto contribuem para a qualidade e rigor dimensional do produto final. A metodologia aplicada inclui a utilização de ferramentas DOE, onde se analisa a influência relativa de um conjunto de parâmetros no produto final. Desta forma, o recurso a ferramentas computacionais de simulação numérica AMI® permitiu perceber quais as interfaces polímero/cerâmico mais interessantes para a produção do modelo em questão, bem como a aplicabilidade do mesmo. Os resultados finais permitiram concluir que a interface cerâmico/polímero mais vantajosa é alumina/polímero amorfo (PSU), e que o aquecimento de insertos, nos casos analisados não se revela uma mais valia que compense os custos acrescidos ao processamento, no entanto a introdução de entalhes revela-se uma solução interessante na medida que contribui sobremaneira para garantir a estabilidade dimensional.

The plastics industry is one of the most prosperous in the world nowadays. The constant appearance of new materials enhances the continuous evolution of this sector. Injection moulding, as well as overmoulding, tends to follow this evolution. Overmoulding is an increasingly used technique at the industrial level, since enables the manufacturing of more versatile products at inferior production costs. However, this technique involves a profound knowledge about the applied materials and their interaction. Some problems on the context of the insert moulding through the numerical simulation process were analysed in this study, in order to establish the influence of some variables in the final quality of the parts. The processing parameters, the insert heating and the grooves introduction were analysed, enabling to understand the inherent phenomena to the internal residual stress appearance (flow-induced and thermal), which contribute to the quality and dimensional accuracy intended on the final product. The applied methodology includes the use of DOE tools, whereby the relative influence of a set of parameters in the final product is analyzed. Thus, AMI® computational tools have allowed establish the most interesting polymer/ceramic interfaces for the production of the model as well as the limits of its applicability. The results enabled to conclude that the most interesting polymer/ceramic interface is alumina/amorphous polymer. The insert heating within the studies carried out do not imply an objective improvement of the overall warping results. This solutions does not compensate the increased production costs. It should also be mentioned that the introduction of grooves contributes to a general improvement on the dimensional stability of the parts.