Plataforma de monitorização do desempenho de moldes em serviço

Abstract

Os moldes para injeção de plástico são ferramentas essenciais para o processo de moldação por injeção, cujo desempenho é fundamental para que as peças plásticas cumpram os requisitos estéticos e funcionais. Neste contexto, surge a necessidade de desenvolver ferramentas moldantes que, para além de assegurarem bom desempenho durante a sua vida em serviço, sejam produzidas com quantidade otimizada de matérias-primas, reduzindo assim os custos inerentes ao fabrico. Durante o processo moldação por injeção, os moldes estão sujeitos a ciclos repetidos de tensão e deformação que podem originar fadiga termomecânica e, por conseguinte, falhas em componentes do molde devido a fraturas. Surge, portanto, a necessidade de quantificar estas tensões e deformações recorrendo para o efeito à instrumentação do molde para aquisição e monitorização dos parâmetros mais relevantes. Face ao exposto, esta dissertação visa o desenvolvimento de um sistema de aquisição e monitorização dos parâmetros mais críticos de funcionamento do molde e armazenamento dos dados adquiridos. No âmbito da dissertação, foi construído um sistema de monitorização em tempo real das temperaturas, pressões, deformações, deslocamentos e vibrações da ferramenta moldante. A solução desenvolvida é constituída por hardware e software e permite a aquisição e monitorização dos parâmetros acima mencionados. O sistema desenvolvido encontra-se funcional e validado no que respeito à componente de armazenamento e visualização dos dados adquiridos pelos sensores. No entanto, a aquisição de sinais que são representativos do funcionamento do molde não foi bem-sucedida. O insucesso na aquisição de dados fiáveis deve-se a terrem sido utilizados sistemas de aquisição analógicos em tensão, que são pouco imunes ao ruído elétrico.

Injection molds are critically important for the injection molding process, which performance is essential for attaining the aesthetic and functional requirements of plastic parts. Hence, there is constant demand for development of the molding tools that, in addition to ensuring good performance during their service life, are produced with an optimized amount of raw materials, thus reducing the costs inherent in manufacturing. During the injection molding process, molds are subjected to repeated cycles of stress and strain that can lead to thermomechanical fatigue and therefore failure of mold components due to fracture. Therefore, it is essential to quantify these stresses and deformations, resorting to the instrumentation of the mold for the acquisition and monitoring of the most relevant parameters. In view of the above, this dissertation aims to develop a system for the acquisition and monitoring of the most critical parameters of the mold functioning and storage of the acquired data. A real-time monitoring system was developed for measuring and acquisition of the temperatures, pressures, deformations, displacements and vibrations of the molding tool. The developed solution consists of hardware and software that allow the acquisition and monitoring of the above-mentioned parameters. The developed system is functional and was validated regarding the storage and visualization of the data acquired by the sensors. However, it was not possible to acquire the signals that are representative of the mold functioning due to due to the use of analog voltage acquisition systems, which are susceptible to the electrical noise.